Как дизайн динамика влияет на слышимый звук?

Если мы сначала упростим ситуацию, предполагая, что динамики находятся в бесконечном пространстве без стен, полов или отражающих поверхностей, то многие из упомянутых вами вещей связаны, как вы говорите, со временем, которое требуется звуку, чтобы добраться до места. слух от каждого водителя.

Давайте также представим на мгновение, что у людей всего одно ухо!

Если бы вы разместили два динамика в пространстве, на полпути между ними была бы плоскость точек, где вы могли бы стоять, и звук поступал бы одновременно. Это «хорошо», так как вы не получаете эффектов несовпадающих по фазе сигналов, усиливающих и подавляющих друг друга, и вы не размазываете частотный спектр во времени.

Наблюдатели , не находящиеся на этой плоскости, будут получать звук от каждого динамика в разное время. Однако если бы вы могли поместить два драйвера в одно и то же место, то наблюдатели повсюду в космосе услышали бы синхронизированные сигналы от обоих драйверов.

На самом деле даже один человек на слух находится «в двух местах одновременно», поскольку у нас два уха, поэтому коаксиальную конструкцию можно рассматривать как выгодную для стереоизображения.

Конечно, на практике драйверы не являются точечными источниками, и если один монтируется перед другим, то все равно возникают проблемы временного выравнивания, которые необходимо решать. В некоторых случаях более важным преимуществом коаксиальной конструкции является возможность разместить 2-полосную систему в меньшем пространстве.

Переходим к гитарным/басовым динамикам. Преимущество гитарных динамиков в том, что обычно от них не требуется воспроизводить полный частотный диапазон. Кроме того, если несколько динамиков не действуют как «точечный источник», это рассматривается как часть «звука кабинета», а не как проблема с точностью воспроизведения.

Преимущество басовых динамиков состоит в том, что эффект подавления/усиления фазы из-за немного по-другому расположенных динамиков будет менее заметен на более низких частотах, потому что чем длиннее длина волны, тем та же разница во времени является меньшей разностью фаз.

На самом деле динамики существуют в акустической среде, где отражения вызывают усиление и подавление звука, как и несколько драйверов, поэтому акустическая среда часто так же важна, как и система мониторинга (и должна быть согласована с ней).

Если мы, наконец, примем во внимание, что больший динамик легче раскачать для воспроизведения низких частот, а меньший — для воспроизведения высоких частот, что кроссоверы не идеальны, и что проще изготовить два отдельных динамика, чем один коаксиальный, — вы можете увидеть что на самом деле нет лучшего дизайна. Это вопрос того, насколько «hi-fi» вы должны быть, какова ваша акустическая среда, где находится ваша аудитория по отношению к динамикам, соображения стоимости и так далее.

Не совсем уверен, что именно вы спрашиваете (запись, живой звук?), но как гитарист, который также отвечает за акустическую систему моей группы, и как автор песен с домашней студией звукозаписи - я учился этому и экспериментировал. с годами.

Вот несколько мыслей для размышления. Разные колонки предназначены для разных целей. Гитарный или басовый кабинет имеет динамик, предназначенный для воспроизведения звуков инструмента (в пределах определенной звуковой частоты) таким образом, чтобы его мог слышать гитарист (или басист). Во многих живых выступлениях кабинет гитары записывается микрофоном, а звук подается на основные и мониторные динамики через один или несколько микшеров, поэтому он отправляется в аудиторию через основные динамики PA, а музыканты на сцене через пол или парящий монитор. компьютерные колонки.

Громкоговорители гитарного кабинета не предназначены для направления звука на большую аудиторию и имеют тенденцию быть очень направленными. Таким образом, они будут звучать по-разному в зависимости от угла наклона динамика к ушам слушателя и, конечно же, от того, обращена ли кабина к слушателю или позади него. Вот почему в живых выступлениях с более высокой громкостью для большей аудитории музыканты обычно слушают свои инструменты через мониторы, а не через усилители (даже если они также могут слышать кое-что из того, что выходит из усилителя).

В большинстве случаев гитарные кабинеты, предназначенные исключительно для гитары (или баса), имеют один или несколько динамиков (обычно одинаковых), которые оптимизированы для воспроизведения частот для предполагаемого инструмента - будь то бас-гитара или стандартная гитара. Некоторые акустические усилители с микрофонными входами могут также иметь два динамика разного размера, чтобы охватить более разнообразный диапазон вокала в дополнение к гитаре.

Коаксиальные динамики изначально разрабатывались в первую очередь для экономии места. При размещении высокочастотного драйвера внутри конуса низкочастотного драйвера два драйвера могут занимать то же место, что и один. Настоящий коаксиальный динамик на самом деле представляет собой два отдельных динамика (драйвера), установленных концентрически, каждый со своими клеммами и обычно со встроенным кроссовером.

Недавние разработки в области дизайна высококачественных коаксиальных динамиков были больше направлены на устранение несоответствий во внеосевых отражениях звука, которые характерны для вертикальной ориентации драйверов. Поместив оба динамика в концентрическое положение друг к другу, звук излучается из одной и той же точки пространства и будет отражаться от горизонтальных плоскостей (стен) И вертикальных плоскостей (например, потолка) под одним и тем же углом.

Громкоговорители PA (Public Address) предназначены для передачи звука большой аудитории на обширной территории. В идеале корпуса и динамики должны быть рассчитаны на максимально широкую диаграмму рассеивания, чтобы передавать чистый звук на более широкую территорию. Обычно для передачи звука на более широкую территорию используются по крайней мере два громкоговорителя PA. В больших помещениях можно использовать гораздо больше. Размещение и ориентация этих громкоговорителей PA будет зависеть от акустических свойств помещения (в помещении) и от того, где находится аудитория по отношению к громкоговорителям.

Типичный динамик PA для самой популярной музыки будет иметь в корпусе два динамика (известных как драйверы) - низкочастотный драйвер и высокочастотный драйвер. Вы можете найти их с низкочастотным, среднечастотным и высокочастотным драйвером, известным как трехполосный динамик.

Громкоговоритель должен охватывать весь частотный спектр, поскольку ему будет поручено донести до публики не только звук инструментов, но и вокал. Для тяжелой басовой музыки у вас часто будет один или несколько сабвуферов, встроенных в массив громкоговорителей PA для обработки самых низких частот (бас-гитара и бочка).

Низкие частоты будут направляться на сабвуферы через кроссовер либо в самих динамиках, либо в микшере, в зависимости от используемого оборудования. Корпус сабвуфера (как и многих корпусов бас-гитар) предназначен для оптимизации низких частот. Корпуса спроектированы так, чтобы отражать и излучать звуковые волны, исходящие от большого конуса динамика, движущегося по большей площади с меньшей скоростью. Таким образом, конструкция корпуса сама по себе будет иметь значительное влияние на звучание этих низкочастотных динамиков.

Громкоговорители PA сконструированы таким образом, чтобы выдерживать усилители большей мощности, необходимые для воспроизведения звука без искажений для большей аудитории. Усиление меньшей мощности может не привести их в действие достаточно для хорошего звучания, поэтому динамик того же типа будет плохо звучать в 100-ваттном гитарном усилителе , но диффузор динамика в гитарном усилителе разлетится в клочья , как только 800-ваттный PA-усилитель пошлет электрический ток. сигнал на звуковую катушку.

Некоторые акустические системы PA имеют сочлененный массив динамиков, направленных под разными углами, чтобы расширить диаграмму рассеивания. В дополнение к шарнирным динамикам компактные динамики Bose L-1 и L-1 для небольших и средних помещений также оснащены системой линейного массива, в которой используется физика формы звуковой волны, позволяющая звуковым волнам от нескольких динамиков проталкивать каждый из них. другой вдоль, тем самым достигая большего расстояния с меньшим объемом. На больших площадках это явление линейного массива используется для размещения нескольких громкоговорителей PA в вертикальном массиве - либо штабелированных на полу или сцене, либо парящих над головой на фермах.

Из-за прогресса в технологии усиления, позволяющего создавать мощные усилители с чрезвычайно малым весом, в конструкции громкоговорителей PA наблюдается тенденция к тому, что известно как активные громкоговорители PA. Эти кабинеты динамиков имеют встроенный усилитель только для динамиков внутри этого одного корпуса - и, как правило, предлагают больше запаса и более высокую громкость без искажений, чем предлагают многие пассивные акустические системы.

В живых настройках есть еще один динамик, который вы увидите. Сценические мониторы предназначены для того, чтобы музыканты могли слышать то, что они играют. По конструкции они очень похожи на громкоговорители PA в том, что они должны воспроизводить весь частотный диапазон, но обычно они меньше и часто имеют клиновидную форму, поэтому они будут наклонены к ушам музыканта, когда он сидит на сцене.

Для использования в студии динамики предназначены для мониторинга (прослушивания) на близком расстоянии в очень тихой комнате с контролируемыми звуковыми характеристиками. Они не требуют такого сильного усиления, как громкоговорители PA, и их конструкция может быть больше ориентирована на оптимальное качество звука, чем на способность выдерживать усиление высокой мощности. Студийные мониторы, как правило, двух- или трехполосные, возможно, с драйверами низких, средних и высоких частот, чтобы покрыть весь диапазон звуковых частот.

Но в то время как студийные мониторы великолепно звучат в этой очень контролируемой среде прослушивания, они совершенно не будут эффективны для усиления живого звука.

Было бы здорово, если бы мы могли получить такое же высокое качество звука, какое способны воспроизводить студийные мониторы, в приложении для усиления звука живой музыки. Но даже если бы мы могли, различные требования (в помещении, на улице, акустические свойства помещения, окружающий шум) различных условий, в которых играет живая музыка, оказали бы на восприятие слушателя не меньшее влияние, чем сама конструкция динамика. .

Но я был действительно впечатлен звуком некоторых новых активных громкоговорителей PA.

Надеюсь, это поможет пролить свет на свойства конструкции динамиков для различных приложений.