Акустическая система: устройство и типы¶

Акустическая система — устройство для воспроизведения звука, преобразующее электрический аудиосигнал в акустические колебания. Состоит из одной или нескольких динамических головок (громкоговорителей), установленных в корпусе, и электрических компонентов (кроссовера, клемм, внутренней проводки). Акустические системы являются конечным звеном звуковоспроизводящего тракта и определяют тембр, пространственную сцену и максимальную громкость звучания.

¶Устройство

Основными элементами акустической системы являются:

• Динамическая головка — электроакустический преобразователь, состоящий из диффузора, звуковой катушки, магнитной системы и подвеса. При подаче переменного тока катушка взаимодействует с магнитным полем, вызывая колебания диффузора, которые создают звуковые волны.
• Корпус — деревянный, пластиковый или металлический ящик, который гасит тыловое излучение диффузора и предотвращает акустическое короткое замыкание. Внутренний объём заполняется звукопоглотителем (синтепон, вата, поролон) для подавления стоячих волн.
• Кроссовер — пассивный фильтр (конденсаторы, катушки индуктивности, резисторы), разделяющий сигнал на частотные полосы и направляющий их на соответствующие головки. В активных системах фильтрация выполняется электронным процессором до усилителя.
• Фазоинвертор — порт (труба) в корпусе, настраивающий систему на резонансную частоту для усиления низких частот. Альтернативой являются пассивные излучатели и закрытые корпуса.
• Клеммная колодка — разъём для подключения усилителя, часто поддерживает би-вайринг (раздельное подключение НЧ и ВЧ секций).

¶Типы акустических систем

¶По количеству полос

• Однополосные — одна широкополосная головка, воспроизводящая весь диапазон. Компактны, но имеют ограниченную мощность и детальность.
• Двухполосные — головка для низких/средних частот и твитер для высоких. Самый распространённый тип в бытовой и студийной технике.
• Трёхполосные и более — отдельные головки для НЧ, СЧ и ВЧ, обеспечивающие минимальные искажения и широкий частотный диапазон.

¶По наличию усилителя

• Пассивные — не имеют встроенного усилителя, требуют внешнего усилителя мощности. Широко применяются в домашних кинотеатрах и профессиональных инсталляциях.
• Активные — содержат встроенные усилители, согласованные с головками. Обеспечивают лучшую управляемость, не требуют подбора усилителя и используются в студиях, на сцене и в компьютерной акустике.

¶По конструкции корпуса

• Закрытый ящик — герметичный корпус, обеспечивающий точный бас, но низкую чувствительность.
• Фазоинвертор — корпус с портом, повышающий отдачу на низких частотах; требует точной настройки.
• Рупорные — головка установлена в рупор, повышающий КПД и направленность; применяются в кинотеатрах и концертных системах.
• Полосовые (бандовые) — головка размещена внутри корпуса с несколькими камерами, обеспечивают мощный бас, но узкую полосу.

¶По назначению

• Бытовая акустика — колонки для домашнего прослушивания музыки и кино (Hi-Fi и Hi-End).
• Студийные мониторы — нейтральные системы с плоской АЧХ для контроля записи.
• Концертные (PA-системы) — высокомощные системы для озвучивания больших площадей, включают сателлиты и сабвуферы.
• Компьютерная акустика — компактные системы для рабочих столов, часто с USB-подключением.
• Автомобильная акустика — компонентные и коаксиальные системы, рассчитанные на работу в салоне автомобиля.
• Портативные колонки — беспроводные устройства с аккумулятором для уличного использования.

¶Характеристики

Ключевыми техническими параметрами акустических систем являются:

• Частотный диапазон — рабочий диапазон воспроизводимых частот (например, 40 Гц — 20 кГц).
• Чувствительность — звуковое давление, создаваемое при подаче сигнала мощностью 1 Вт на расстоянии 1 м (дБ/Вт/м).
• Номинальная мощность — мощность, при которой система работает без повреждений длительное время.
• Импеданс — номинальное электрическое сопротивление (обычно 4, 8 или 16 Ом).
• АЧХ (амплитудно-частотная характеристика) — зависимость звукового давления от частоты; неравномерность АЧХ показывает точность воспроизведения.

¶Применение

Акустические системы используются во всех областях, связанных с воспроизведением звука: домашние музыкальные центры, системы домашнего кинотеатра, студии звукозаписи, концертные залы, стадионы, клубы, автомобили, компьютеры, мобильные устройства и системы оповещения. Выбор конкретного типа определяется задачами: для студийной работы критична нейтральность, для концертов — мощность и надёжность, для бытового использования — компактность и дизайн.

¶Производители

Крупнейшими производителями акустических систем являются JBL, Yamaha, KRK, Genelec, Dynaudio, Bowers & Wilkins, Klipsch, Canton, Heco, Monitor Audio. В России выпускаются системы под марками «Союз», «Радиотехника» (исторические), а также современные бренды Eletta, Aria, BBK.

¶Источники

• Алдошина И. А., Приттс Р. Музыкальная акустика. — СПб.: Композитор, 2006.
• Эверсон Дж. Акустические системы: проектирование и расчёт. — М.: ДМК Пресс, 2019.
• Dickason V. The Loudspeaker Design Cookbook. — Peterborough: Audio Amateur Press, 2006.