RADIANCE: новая орбита качества в интерпретации ACOUSTIC ENERGY
04.08.2009 

Серия Radiance - первая в новом поколении акустических систем АЕ. Перед нами не просто развитие предыдущих идей, поправки в прежнюю конструкцию или работа над ошибками. Создавая Radiance мы вернулись к чистому листу, пересмотрели все основы разработки акустических систем и конструирования динамиков, заново определили диапазон действия каждого узла и каждого компонента.

В серии Radiance - воплощен результат нашей политики пересмотра основ и свержения авторитетов: от собственно динамиков - НЧ, СЧ и ВЧ - до схемы разделительного фильтра и борьбы с резонансами корпуса. Конструкторское бюро Acoustic Energy в городе Сайренсестер, графство Глостершир, приложило все усилия, чтобы трехлетний проект завершился успехом.

Ниже мы рассмотрим некоторое аспекты наших научных исследований и обратим внимание на высокотехнологичные НЧ- и НЧ/СЧ-динамики с идеальным поршневым характером излучения звука.

НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ДИНАМИКИ

Перед вами новое поколение диффузоров из металлических сплавов, которые в свое время принесли известность AE.

Непросто было улучшить то, чем АЕ прославилась во всем мире. Мы начали с того, что установили четкие задачи, гарантирующие, что новое поколение диффузоров будет превосходить предыдущие:

1. Расширить частотный диапазон, в котором динамик работает как идеальный поршневой излучатель.
2. Повысить чувствительность за счет снижения массы подвижной системы, что одновременно улучшает и переходные (импульсные) характеристики.
3. Снизить влияние нагрева звуковой катушки на характеристики динамика, для чего оптимизировать отвод тепла от нее. В таком случае даже при долговременной непрерывной работе не происходит сжатие динамического диапазона и тембральный характер звучания не меняется в зависимости от подводимой мощности.
4. За счет оптимизации параметров соединения диффузора и подвеса убрать задержанные резонансы и снизить величину искажений. (Задержанная энергия в различных механических элементах громкоговорителя вносит искажения и нарушает динамику и временные характеристики музыкального сигнала).
5. За счет усовершенствования параметров магнитной системы устранить рассеивание магнитного потока и таким образом снизить гармонические искажения.
6. Оптимизировать магнитопровод так, чтобы получить максимальное сцепление магнитного потока и повысить чувствительность громкоговорителя.
7. Выбрать наиболее подходящие технологические процессы, материалы и клеи — с тем, чтобы снизить разброс параметров готового динамика и улучшить повторяемость параметров всех динамиков в стереопаре.
8. Оптимизировать взаимное расположение звуковой катушки, подвеса и центрирующей шайбы с тем, чтобы получить максимально возможное смещение подвижной системы при минимальных искажениях. Это даст возможность получить чистый и отчетливый бас.

При разработке наши инженеры ориентировались на данные расчетов, полученные с помощью математического метода конечных элементов (МкЭ), позволяющего эффективно моделировать поведение гибких оболочек. С его помощью определялась правильная технология склейки подвеса и диффузора, при которой не возникают задержанные резонансы и не происходит потеря устойчивости поршневого излучения. Одновременно с этим стояла задача повысить чувствительность громкоговорителя и снизить искажения. Были исследованы свойства разных резин, среди которых были отобраны несколько вариантов по жесткости и затуханию колебаний, а затем смоделированы несколько видов подвесов, каждый со своим геометрическим профилем. В результате измерений нескольких образцов был выбран прототип громкоговорителя, наиболее верно соответствующий набору критериев, полученных математическим моделированием по МкЭ.

МкЭ позволил провести оптимизацию громкоговорителя по нескольким критериям одновременно, манипулируя как применяемыми материалами, так и параметрами подвижной системы (общей массой, жесткостью диффузора, звуковой катушки и колпачка). Самое удивительное, что удалось полностью устранить характерный для металлических мембран резонансный “звон”, а потеря устойчивости поршневого характера излучения у нового громкоговорителя происходит не на частоте 3,2 кГц, как у предыдущего, а на частоте более чем на полторы октавы выше — 9 кГц! Этот Нч-динамик работает как идеальный поршень с самых низких частот до верхних регистров.

Еще одна особенность конструирования нового громкоговорителя — особое внимание к проблемам теплоотвода. как известно, электродинамический громкоговоритель является устройством с крайне низким коэффициентом полезного действия (1-2%), из чего следует, что практически вся мощность, поступающая от усилителя, преобразуется в тепло, в основном проявляющееся в нагреве звуковой катушки, и, в меньшей степени, еще и в элементах разделительного фильтра.

Долговременный эффект от нагрева катушки проявляется в изменении характера звука: ухудшается воспроизведение динамического диапазона, обедняются тембры. Это объясняется тем, что с ростом температуры в обмотках изменяются ее электрические параметры, в частности растет сопротивление. В результате начинает снижаться чувствительность, а рост сопротивления нарушает настройку разделительного фильтра. Все эти факторы неблагоприятно сказываются на качестве звука.

Чтобы снизить температуру звуковой катушки, необходимо резко увеличить скорость отвода тепла от нее. для этого была придумана специальная технология ее намотки, в результате чего площадь охлаждаемой поверхности увеличилась практически в два раза. каркас катушки сделан из хорошо отводящего тепло алюминия, а эффективное крепление катушки к каркасу обеспечивает суперсовременный теплоотводящий клей пренебрежимо малой массы. Свою полезную роль в отводе тепла сыграли также алюминиевые диффузор и колпачок громкоговорителя.

Сочетание вышеперечисленных мер сократило максимальный нагрев звуковой катушки примерно на 50%. Это весьма существенная величина, благодаря которой громкоговоритель не только стал мощнее и надежнее, но и звучит намного лучше.

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ДИНАМИК

Высокочастотный динамик - новая разработка c кольцевым излучателем.

С помощью тщательно оптимизированной магнитной системы и специальных вставок в магнитопроводе искажения, связанные с рассеиванием магнитного потока, снижены на 10 дБ. Улучшенной магнитной системе соответствует и новый материал излучающей мембраны — чтобы получить максимально широкий диапазон частот и минимум искажений были опробованы новые материалы, подобраны подходящие пропитки и клеи.

АКУСТИЧЕСКАЯ ЛИНЗА DXT

В акустических системах серии Radiance впервые в мире серийно используется запатентованная система распределения излучения DXT (акустическая линза).

Инженеры Acoustic Energy тщательно изучили оригинальное акустическое оформление «линзы» DXT и адаптировали его к параметрам Вчдинамика АЕ. В результате качество звучания системы в целом достигло новых высот. Акустическая линза DXT позволила одновременно решить две важных проблемы, связанные с конструкцией высокочастотного звена акустической системы:

1. Снизить зависимость характера звучания от акустических параметров помещения прослушивания. Задачей было получить один и тот же уровень качества звука дома у покупателя и в комнате прослушивания Acoustic Energy.
2. Преодолеть резкий рост направленности излучения на самых верхних частотах, что приводит к потери естественности звучания.

Основной причиной изменения характера звучания громкоговорителя в различных помещениях считается нарушение естественного соотношения между прямым (для слушателя) и отраженным звуком. Соотношение это зависит не только от размеров помещения и свойств его поверхностей, но также и от расположения источников звука, наличия мебели в помещении и многого другого.

Заметьте, что само по себе наличие отраженного звука не является чем-то неестественным или вредным, за исключением, конечно, крайних случаев сильного эха. как правило, разборчивость речи в условиях помещения с повышенным уровнем отражения не ухудшается значительно. Ухудшение качества звуковоспроизведения связано именно с соотношениями между прямым и обратным звуком у обычных акустических систем, в которых «боковое» излучение, обеспечивающее отраженную звуковую энергию в помещении, существенно отличается по частотному спектру от прямого излучения, направленного к слушателю.

Причиной отличия частотных характеристик на оси излучения и вне ее является геометрический размер излучателей: у типичного среднечастотного динамика диаметр излучающей поверхности около 13,5 см, а у высокочастотного — всего 2,5 см!

Разница в размерах ведет к совершенно разным характеристикам направленности излучения звука в окружающее пространство, особенно в области совместной работы излучателей, на частоте раздела фильтров. В огромном большинстве конструкций АС направленность излучения ниже частоты среза, со стороны средних частот, очень узкая, а выше, со стороны высоких частот — широкая. Естественно, что в «боковом» излучении тогда преобладают частоты из «начала» верхнего регистра. Это нежелательный эффект и задача разработчика акустической системы добиться однородного слияния этих двух источников звука, что поможет получить более естественное звучание.

Однако, возникает еще одна трудность: если рассчитать направленность акустической системы так, чтобы она звучала естественно в большом помещении, то в другом, малого размера, помещении избыток звуковой энергии сбоку от оси излучения приведет к избыточному отражению от стен, баланс между прямым и отраженным звуком нарушится и звучание, скорее всего, будет либо чересчур окрашенным, либо чересчур ярким, агрессивным. и наоборот: если акустическая система рассчитана «на помощь» со стороны ближайших отражающих поверхностей в маленьком помещении, то в большого объема комнате она будет звучать слишком сухо и безжизненно..

Простым способом преодолеть законы физики, указывающие на то, что геометрические размеры излучателей на Сч и Вч должны существенно отличаться, практически невозможно. Но здесь на помощь приходит хитрая рупорная конструкция, изменяющая направленность звука — линза DXT.

Акустическая линза DXT увеличивает «виртуальную» площадь излучения Вчмембраны в области частот раздела между Сч и Вч. При этом можно добиться того, что акустическая энергия, излучаемая в пространство, у 25миллиметровой Вч-головки и у Сч-громкоговорителя диаметром 110 мм, будет иметь фактически идентичную характеристику направленности на частотах вблизи раздела полос. Однородная направленность в этой области означает, что акустическая система будет иметь одинаковый характер звучания как в большом, так и в маленьком помещении, плюс к тому, этот характер звучания не будет так сильно зависеть от места установки АС, например, близко к стене.

При разработке высокочастотного звена акустической системы не менее важна и вторая проблема, а именно характеристики направленности на самых верхних частотах, где излучение становится крайне узконаправленным. В самом начале исследований мы проводили массу опытов, используя дополнительные излучатели, помогающие преодолеть этот недостаток: супертвитеры (сверхвысокочастотные излучатели), дополнительные Вч-динамики на верхней или задней панели АС. Все эти способы безусловно улучшают однородность звукового поля и наглядно демонстрируют необходимость подобного улучшения, но при этом вносят свои дефекты в звучание, например, делают стереопанораму нечеткой.

В ходе исследований выяснилось, что акустическая линза DXT элегантно решает обе вышеупомянутые проблемы: действуя как волновой рупор она нужным нам образом формирует характеристику направленности высокочастотного громкоговорителя.

Линза DXT меняет механизм излучения Вч-головки, превращая ее в виртуальный точечный источник, излучающий как будто изнутри мембраны. Характеристика направленности точечного излучателя остается частотнонезависимой и однородной в пределах угла излучения, заданного формой рупора DXT.

Подобное перераспределение звуковой энергии в пространстве означает, что в пределах телесного угла 60° частотная характеристика излучения в диапазоне от нижних регистров до самых верхних остается равномерной и не отклоняется от осевой более чем на –2 дБ. В результате спектр отраженного звука фактически повторяет спектр прямого излучения, а влияние помещения на характер звука не существенно и носит естественный характер.

Такой результат смело можно назвать фантастическим: новые акустические системы Radiance звучат открыто, естественно и объемно в комнате практически любого размера. На наш взгляд, этот Вч-громкоговоритель еще долго не будет превзойден и такого чистого и открытого звучания нет ни у кого из других производителей.

Сравнивались все возможные варианты технологических решений и весь ассортимент фирм-производителей - нужно было выбрать самые лучшие детали именно для нашей схемы фильтра.

РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ФИЛЬТР

Кредо наших разработчиков разделительного фильтра — просто и эффективно. Каждый элемент схемы фильтра АС серии Radiance прошел многоэтапное тестирование, в том числе экспертные прослушивания.

Понятно, что любой электронный компонент является препятствием на пути музыкального сигнала: каким бы дорогим или модным не был бы конденсатор (резистор, дроссель), он все равно повредит качеству звучания, в большой или малой мере.

Отсюда и желание сделать схему максимально простой — чем меньше компонентов, чем меньше шансов нанести вред качеству звука. к тому же, меньшее число элементов означает больший бюджет на их покупку.

Если сравнить фильтры Radiance c фильтрами АС Acoustic Energy предыдущего поколения, то, к примеру, в модели Radiance 1 в фильтре вместо 11 элементов используются всего 4. конечно, надо понимать, что простой фильтр выполняет свою задачу только вместе с динамиками высокого качества.

Обратите внимание, что в схеме фильтров всех моделей серии Radiance вы не найдете ни одного резистора. Проведенные тесты и экспертные прослушивания убедили нас в том, что даже самый высококачественный резистор избыточно вредит звуку.

В работе конструктора все взаимосвязано и те ограничения, которые мы должны были поставить себе при разработке разделительного фильтра, неизбежно наложили определенные требования и ко всем остальным элементам акустической системы. как мы уже писали, все исследования пришлось начать с чистого листа, все компоненты и узлы конструкции внимательно изучены и приведены во взаимное соответствие — каждая модель из новой серии представляет собой оригинальное новое конструктивное решение. В этой работе недопустимы компромиссы и мы их не делали. теперь мы рады поделиться с вами результатами: прозрачностью звучания, великолепной микродинамикой (нюансировкой) звуковоспроизведения.

КОРПУС

Необычные округлые корпуса акустических систем серии Radiance дают целый ряд преимуществ перед традиционными прямоугольными конструкциями:

1. количество резонирующих «стоячих» звуковых волн внутри корпуса резко уменьшается. Эти резонансы воздушного объема могут в свою очередь вызывать резонансы панелей корпуса и приводят к дополнительному звуковому излучению через диффузоры Нч-громкоговорителей. Выраженные резонансы внутри корпуса вызывают потерю разборчивости звука на средних частотах и расфокусированность в звучании в целом. корпуса серии Radiance позволяют избавиться от вредных резонансов.
2. В сравнении с прямоугольной панелью наша конструкция более жесткая, что позволяет получить более чистый и отчетливый бас.
3. Более жесткие панели и отсутствие внутренних резонансов способствуют быстрому затуханию вибраций, что благоприятно отражается на прозрачности звука и его скоростных (импульсных) характеристиках.

В целом, новая конструкция корпуса Radiance заметно выделяется в лучшую сторону даже в сравнении с другими конструкциями с непараллельными стенками. Прирост качества звука достигнут за счет тщательной оптимизации и баланса жесткости стенок и их массы, а также за счет целевого применения внутренних стяжек и других укрепляющих элементов.

В качестве низкочастотного оформления АС Radiance используют фазоинвертор со специальным профилем раскрыва трубы и контролируемым воздушным потоком.

Точно рассчитанное количество звукопоглощающего материала внутри корпуса влияет на спектр излучения тыловой части диффузоров и помогает организовать эффективный отвод низких частот к трубе фазоинвертора. комбинация правильного выбора частоты настройки фазоинвертора, линейного характера потока воздуха в трубе, количества и местоположения поглощающего материала наряду с заданными электромеханическими параметрами низкочастотного громкоговорителя позволили добиться быстрого, четкого и глубокого баса.

ПОДВОДЯ ИТОГ

Акустические системы серии Radiance фактически задают новый стандарт качества в средней ценовой категории.

Процесс разработки занял немало времени и это оправданно, поскольку без внимания не осталась ни одна сколько-нибудь важная деталь.

На этом пути было изготовлено немало опытных образцов, на внимательнейшее прослушивание которых было потрачено много часов.

Только тогда, когда результат удовлетворил всех — инженеров и экспертов по звуку — мы приступили к производству АС Radiance, которые являют собой истинные достижения как в технике, так и в потребительской ценности.

www.acoustic-energy.co.uk
www.acoustic-energy.ru

Возврат к списку новостей