Коаксиальные динамики¶
Коаксиальный динамик — акустическая головка, в которой два или более излучателя (обычно среднечастотный и высокочастотный) расположены соосно, на одной оси, и объединены в одном корпусе. Такая конструкция имитирует точечный источник звука, обеспечивая согласованную фазовую характеристику на всех частотах и позволяющая обойтись без отдельного твитера и кроссовера.
¶Принцип устройства
В классическом двухполосном коаксиальном динамике среднечастотный драйвер (обычно диаметром 130–165 мм) играет роль корпуса, а внутри его диффузора, на месте звуковой катушки, смонтирован твитер с собственной катушкой и магнитной системой. Между твитером и диффузором СЧ-головки размещается фазовый конус (штекер), направляющий ВЧ-излучение. Оба излучателя работают параллельно, но каждый получает свой участок спектра за счёт встроенного фильтра низких частот (так называемый байпас-фильтр в твитере), что исключает необходимость во внешнем кроссовере.
Типичная схема двухполосного коаксиального динамика включает:
- магнитную систему СЧ-головки с зазором для катушки;
- диффузор (целлюлоза, полипропилен, кевлар, алюминий) с подвесом и центрирующей направляющей;
- твитер, закреплённый на центральном кронштейне, не связанном с диффузором СЧ;
- фазовый конус твитера, совмещающий функции направляющего элемента и акустической нагрузки;
- встроенный фильтр, ограничивающий подачу низких частот на твитер.
Трёхполосные коаксиальные динамики дополнительно содержат отдельный среднечастотный драйвер, размещённый соосно с твитером внутри корпуса низкочастотного излучателя.
¶Классификация
По числу полос различают:
| Тип | Излучатели | Особенности |
|---|---|---|
| Двухполосный | СЧ + ВЧ | Наиболее распространённая конструкция |
| Трёхполосный | НЧ + СЧ + ВЧ | Отдельный СЧ-драйвер, более сложный кроссовер |
| Четырёхполосный | НЧ + 2×СЧ + ВЧ | Редкие исполнения премиум-класса |
По назначению коаксиальные динамики делятся на автомобильные, бытовые (для акустических систем) и профессиональные (для сценических систем и активных мониторов).
¶Преимущества
Главное достоинство соосной компоновки — совпадение акустических центров излучателей. В обычной двухполосной АС твитер и ВЧ-драйвер разделены по вертикали, из-за чего на границе полос возникают интерференционные искажения и зависимость звучания от точки слушания. Коаксиальная схема устраняет эту проблему: звук распространяется как из единого точечного источника, что обеспечивает широкую и равномерную диаграмму направленности.
Прочие преимущества:
- компактность — вся система умещается в одном корпусе, что важно для установки в двери автомобиля или в подвесные потолочные конструкции;
- отсутствие внешнего кроссовера упрощает монтаж и снижает вероятность ошибок при подключении;
- согласованность фазы СЧ и ВЧ на всём рабочем диапазоне;
- возможность замены штатной коаксиальной акустики без переделки корпуса.
¶Недостатки
Коаксиальная конструкция имеет и ограничения. Твитер, размещённый внутри диффузора СЧ-головки, нагревается излучением катушки СЧ-драйвера, что снижает допустимую мощность. Масса подвижной системы возрастает, а диффузор СЧ-головки работает одновременно как излучатель и как экран для твитера, что может добавлять неравномерность в АЧХ. В бюджетных моделях твитер часто крепится на пластиковом кронштейне, резонирующем на высоких частотах. В результате по чистоте воспроизведения высоких частот и детальности верхнего регистра качественный раздельный комплект «СЧ + ВЧ» обычно превосходит коаксиальный динамик того же ценового сегмента.
¶Применение
Наибольшее распространение коаксиальные динамики получили в автомобильной акустике. Штатные дверные и задние полки большинства легковых автомобилей рассчитаны на установку круглых коаксиальных головок диаметром 100, 130, 165 и 190 мм. Производители автомобильной акустики (JBL, Focal, Morel, Hertz, Alpine, Pioneer) выпускают линейки от базовых до премиальных, где применяются твитеры с купольными и рупорными излучателями, поворотные кронштейны и би-амплинговые схемы.
В профессиональной звукотехнике коаксиальные динамики используются в сценических системах (например, в линейных массивах и полосовых модулях), где важна предсказуемая направленность и отсутствие «мёртвых зон» на границе полос. В студийных мониторах и бытовых АС коаксиальные излучатели применяются реже, хотя отдельные модели (например, от Tannoy с технологией DualConcentric) исторически считаются эталоном студийного звучания.
¶Историческая справка
Идея соосного расположения излучателей восходит к 1920-м годам, когда первые коаксиальные динамики были разработаны для кинотеатральных систем. Широкую известность конструкция получила в 1940-е годы после появления линейки Altec Lansing, а затем — систем Tannoy DualConcentric, в которых твитер расположен за магнитом СЧ-головки, а его излучение проходит через осевое отверстие в диффузоре. В автомобильной акустике коаксиальные динамики массово применяются с 1970-х годов.
¶Источники
- Бахвалов А. Н. «Акустические системы» — М.: Радио и связь.
- Зверев А. И. «Проектирование акустических трактов» — СПб.
- Технические материалы производителей автомобильной акустики JBL, Focal, Morel.
- Статьи журнала «Звуковое дело» о конструкциях акустических головок.