Откуда берётся громкость?

31 Июля 2019
Откуда берётся громкость?
31 Июля 2019

По правде говоря, поначалу я не хотел делать этот отчёт, поскольку динамики идут вразрез с общепринятыми понятиями о качественном звуке. Но в данном случае это сделано намеренно в угоду одному важному (для многих) свойству – ломовой чувствительности. Проще говоря, они ну очень громкие. Причём выделяются этим даже среди прочей "эстрады". А если так, почему бы не рассмотреть, откуда и какой ценой берётся эта громкость?


1.jpg


2.jpg


Динамики сделаны по классическим принципам, поэтому на конструкции особо останавливаться не стану. В конечном счёте всё решают не украшательства и декор, а диффузор, подвесы и внутренняя геометрия мотора. .


3.jpg


4.jpg


Диффузоры целлюлозные. Условно я называю такой материал "полупрессованным" – пульпа не утрамбована до каменного состояния, а имеет среднюю плотность. Как правило, с такой технологией удаётся сделать диффузоры достаточно лёгкими. 


5.jpg


Борьба за их жёсткость ведётся двумя путями. Во-первых, конус имеет криволинейную образующую. Во-вторых, в состав целлюлозной пульпы включены волокнистые добавки (вероятно, хлопок – он чаще всего используется), которые как бы армируют конструкцию. 


6.jpg


Да, небольшая, но приятная деталь – защитные грили в комплекте. Достаточно удачные, своей формой они повторяют фирменные грили Rockford Fosgate. 


7.jpg


Но это всё лирика, пора перейти к самому главному и смотреть, откуда у этих динамиков берётся громкость. 



ИЗМЕРЕНИЯ И АНАЛИЗ РАБОТЫ ДИНАМИКОВ



Первым делом, оба динамика нужно рассматривать именно как среднечастотные. Несмотря на относительно низкую резонансную частоту у 8-дюймовой модели, мидбас должен иметь достаточный ход диффузора, а здесь это как раз принесено в жертву (в том числе и для повышения чувствительности). Как и любые чувствительные "эстрадные" среднечастотники, оба Oris`а короткоходные. 


8.jpg


Измеренные параметры Oris LS-6515: 


  • Fs (собственная резонансная частота) – 117 Гц
  • Vas (эквивалентный объем) – 5,7 л
  • Qms (механическая добротность) – 4,87
  • Qes (электрическая добротность) – 0, 33
  • Qts (полная добротность) – 0,31
  • Mms (эффективная масса подвижной системы) – 7,9 г
  • BL (коэффициент электромеханической связи) – 7,0 Тл м
  • Re (сопротивление звуковой катушки постоянному току) – 2,8 Ом
  • dBspl (опорная чувствительность, 1м, 1Вт) – 96,5 дБ


Измеренные параметры Oris LS-8015: 


  • Fs (собственная резонансная частота) – 83 Гц
  • Vas (эквивалентный объем) – 17,4 л
  • Qms (механическая добротность) – 5,54
  • Qes (электрическая добротность) – 0, 36
  • Qts (полная добротность) – 0,34
  • Mms (эффективная масса подвижной системы) – 13,2 г
  • BL (коэффициент электромеханической связи) – 7,4 Тл м
  • Re (сопротивление звуковой катушки постоянному току) – 2,9 Ом
  • dBspl (опорная чувствительность, 1м, 1Вт) – 96,5 дБ


Игры с материалами диффузора дали свои результаты – подвижки у динамиков не просто лёгкие, а очень лёгкие. А магнитные системы при этом очень сильные. Это как машина для дрэг-рэйсинга – огромный мотор и невесомый кузов. Собственно, вот и главная причина столь высокой опорной чувствительности – она получилась больше 96 дБ. 

Обращу внимание, это не какая-то там маркетинговая, а опорная чувствительность, т. е. без учёта неравномерности АЧХ. При таком показателе можно было бы смело писать на коробке 100 дБ, и это было бы не таким уж и большим лукавством. 

Но цена столь высокой отзывчивости динамика – неравномерность АЧХ. Во-первых, с таким сильным мотором добротность оказалась невысокой. Это хорошо для контроля динамика усилителем, однако с понижением частоты получается плавный спад АЧХ. 

Во-вторых, в моторах явно применено кольцо Фарадея. Это хорошо видно по импедансной кривой (обратите внимание, с ростом частоты импеданс почти не растёт). Кольцо Фарадея как бы компенсирует индуктивность звуковой катушки и попутно уменьшает интермодуляционные искажения в области СЧ и ВЧ. Это хорошо, но одновременно с этим поднимается АЧХ на верхнем краю диапазона. 

В итоге АЧХ у обоих динамиков получаются вот такими горбатыми – максимальная отдача приходится на область 2-8 кГц. Звук получается ярким, что ещё больше усиливает субъективное восприятие громкости. 


9.jpg

10.jpg

По части искажений всё выглядит в пределах нормы – критическая отметка 5% не пересекается даже на приличной громкости. С понижением частоты, правда, искажения к ней подбираются вплотную, так что сильно распускать их вниз по частоте не нужно. На небольшой громкости можно резать на 120-200 Гц, а на высокой громкости – поднимать как можно выше, чтобы не давать динамикам работать со сколь-нибудь заметным ходом. 


11.jpg

12.jpg


Понятно, что невозможно сделать диффузор совсем уж лёгким и одновременно очень жёстким. Графики акустической фазы обычно хорошо показывают, на каких частотах в диффузорах возникают изгибные резонансы – в этих местах появляются резкие перегибы. И это, в свою очередь, отражается и на АЧХ. В данном случае всё выглядит относительно пристойно, особенно для 6,5-дюймового динамика. 


13.jpg

  

Более крупной "восьмёрке" в этом смысле посложнее – в области 600-700 Гц диффузор поддаётся изгибным колебаниям, но совсем уж откровенной ломучести удалось избежать. В остальном всё выглядит примерно как и у 6,5-дюймового динамика.  

14.jpg


На самом деле даже удивительно, что у этих динамиков ничего критичного со столь лёгкими диффузорами не происходит, обычно у "эстрады" диффузоры ломает так, что это лучше никому не показывать. Похоже, в Oris Electronics просто используют проверенных поставщиков, а не ляпают похожие диффузоры из туалетной бумаги. 


ВЫВОДЫ



Итак, измерения подтвердили – динамики реально очень громкие. Вернее, правильнее сказать – чувствительные, ведь именно чувствительность определяет, насколько громко они будут играть при прочих равных. 

Ещё раз подытожу, как это достигнуто. На первый взгляд, всё очень просто – очень лёгкая подвижка и очень сильный мотор. Казалось бы, вот оно, счастье. Но ничто не даётся даром. 

Во-первых, сделать лёгкие диффузоры достаточно жёсткими совсем непросто, и в большинстве недорогой автомобильной "эстрады" с этим часто бывают проблемы. В случае с Oris LS, правда, компромиссы найдены достаточно удачно, измерения это наглядно показали. 

Во вторых, моторы в таких динамиках в любом случае приходится делать короткоходными, так что про работу в мидбасовом диапазоне можно забыть. Это чистые среднечастотники. Без вариантов. Для мидбасового диапазона нужен ход, и динамики неизбежно получились бы менее чувствительными. 

Свой эффект дало и применение кольца Фарадея в магнитной системе. Оно "скомпенсировало" индуктивность звуковой катушки, хорошо сказалось на искажениях в области СЧ и ВЧ, а заодно и подняло отдачу – и это тоже воспринимается как увеличение громкости. 

Словом, как всегда, приходится выбирать. Либо ровная АЧХ и басовитость, но умеренная отдача. Либо ломовая отдача и бешеная громкость, но только в области СЧ и ВЧ, уже без мидбасового диапазона. Физику, ребята, ещё никто не обманул. 


Блог Carmus, 30.07.2019