Планарные магнтные системы от Wisdom Audio

Со времени появления первых электромеханических преобразователей технологии воспроизведения звука проделали большой путь. Однако до сих пор не сконструирован так называемый «идеальный» громкоговоритель, удовлетворяющий всем сформулированным для него требованиям. Он по-прежнему остается мечтой, хотя для ее осуществления на протяжении многих лет соперничают разные технологические подходы. И практически в каждой разработке обнаруживаются как сильные, так и слабые стороны. В этой статье мы рассмотрим американскую компанию Wisdom Audio.

view_005 ldsound.ru  (1)

Какими свойствами вообще должен обладать излучающий драйвер, то есть, собственно громкоговоритель? Их не так уж и мало. Сама излучающая диафрагма должна быть чрезвычайно легкой, чтобы мгновенно реагировать на управляющее напряжение и воспроизводить нужный спектр частот. Ей необходимы также жесткость и отсутствие собственных резонансных частот, чтобы не окрашивать и не искажать звук, в особенности при большой амплитуде раскачки. Весь громкоговоритель в целом должен обеспечивать равномерное распространение звукового потока. Желательно также, чтобы он имел простой (резистивный) характер сопротивления. В этом случае обеспечивается оптимальная работа усилителя и, как следствие, более точная звукопередача. И на этом список отнюдь не заканчивается.

Одновременное выполнение всех существующих требований – не самая простая задача, поскольку они в чем-то противоречивы, и нередко улучшение одной характеристики может привести к ухудшению другой. Тем не менее, существуют возможности с минимальными потерями совмещать разнородные параметры. Немалых успехов в этом деле достигла, в частности, технология планарных магнитных драйверов (Planar Magnetic Driver, сокращенно – PMD).

view_005 ldsound.ru  (2)

Звуковые излучатели, выполненные по технологии PMD, кардинально отличаются от наиболее распространенных ныне динамических драйверов. Типовой громкоговоритель динамической конструкции представляет собой звуковую катушку из медного провода, помещенную в постоянное магнитное поле. К торцу катушки механически прикреплен собственно излучатель, например, в виде конического диффузора. При прохождении через катушку электрического тока звуковой частоты, вокруг нее возникает переменное магнитное поле, которое, взаимодействуя с полем постоянного магнита, заставляет катушку механически перемещаться с той же частотой. Катушка толкает диффузор, который, в свою очередь, толкает объем воздуха, находящийся непосредственно перед ним, порождая звуковую волну. Это всем известно.

Планарные излучатели устроены иначе. Механическим излучающим элементом выступает тонкая пленка, обычно в виде плоской или гофрированной ленты, упруго натянутая на жесткую рамку. На поверхности пленки закреплен тонкий и гибкий металлический проводник, уложенный в виде плоской звуковой катушки (примерно так, как это сделано в бесконтактных карточках для прохода в метрополитен или в обогревателях автомобильных стекол). В качестве проводящего материала обычно используется алюминий. Пленка помещена между двумя системами магнитов, образуя с ними своеобразный сэндвич. Электрический ток звуковой частоты проходит через катушку и возбуждает в ней переменное магнитное поле. Взаимодействуя с полем постоянных магнитов, оно заставляет колебаться тонкопленочную диафрагму, производя звук.

Хорошо натянутая в раме пленка заменяет собой всю систему подвеса традиционного динамического драйвера. Одиночный динамический излучатель (это большинство современных громкоговорителей) представляет собой точечный источник звука. То есть, звук распространяется от него подобно расширяющейся сфере, трехмерно. Одиночный планарный громкоговоритель, в силу того, что его геометрические размеры превышают длину звуковых волн в довольно большом частотном диапазоне, является линейным излучателем. Направление распространения звука от него можно сравнить с расширяющимся цилиндром. Такой излучатель устанавливается вертикально и имеет широкое покрытие в горизонтальном направлении, при этом звук почти не расширяется по вертикали, что позволяет избавиться от мешающих отражений от пола и потолка.

view_005 ldsound.ru  (5)

Правда, и здесь есть некоторые нюансы, не позволяющие однозначно объявить подобные системы самым правильным и удобным решением для воспроизведения звука. Например, ощутимый нагрев планарной звуковой катушки приводит к размягчению тонкопленочного излучателя. Происходящая вследствие этого потеря жесткости однозначно приводит такой излучатель в негодность.

Важнейшую роль в точности передачи звука пленочным громкоговорителем играет малый вес излучающего элемента. В сравнении с массой воздуха, которую толкает лента излучателя, масса самой пленки ничтожно мала. Но кроме нее еще есть звуковая катушка, которая хоть и чрезвычайно тонкая, но все же обладает некоторой собственной массой. А ведь проводник еще нужно как-то закрепить на поверхности пленки. Самое очевидное решение – приклеить. Но в этом случае возникает дополнительная масса клеевого слоя, которую тоже нельзя не учитывать. Ведь в некоторых случаях она может достигать половины массы полимерной пленки, что существенно изменяет свойства излучателя в целом.

В компании Wisdom Audio для большинства возникающих вопросов было найдено собственное решение. Вместо полиэтилентерефталатных пленок, заметно размягчающихся при температуре 80-90°С, начали использовать полиимидные материалы, сохраняющие свои механические свойства при нагреве до 385°С. В большинстве случаев это с избытком превышает рабочую температуру излучателя.

Однако высокая температура влияет на свойства не только пленки, но и клея, фиксирующего на ней звуковую катушку. Клеевой слой становится хрупким, ненадежным и склонным к резонансному возбуждению, поэтому лучшей альтернативой при таких условиях может быть лишь отсутствие всякого клея, в буквальном смысле. Чтобы решить эту проблему, инженеры Wisdom Audio разработали технологию прямого нанесения пленочного материала на подготовленную звуковую катушку. Этот процесс приводит к формированию прямых молекулярных связей между полимером и алюминием, так что никакой клеевой слой уже не нужен. Излучатель получается более надежным, а за счет снижения его массы и увеличения доступного рабочего хода одновременно улучшается чувствительность и диапазон частот, в котором он работает с заданной линейностью.

view_005 ldsound.ru  (4)

Не меньшую роль в улучшении свойств планарных излучателей играет использование достаточно дорогих, но зато мощных неодимовых магнитов. Более сильное магнитное поле (в сравнении, скажем, с традиционными ферритовыми магнитами) способствует также улучшению чувствительности излучателей. Оно же позволяет увеличить максимально допустимую амплитуду механических колебаний пленки за счет несколько большего отдаления от нее группы магнитов. Увеличенная амплитуда хода напрямую влияет на выделяемую акустическую мощность и, кроме того, позволяет дополнительно расширить низкочастотную границу эффективно воспроизводимого сигнала. В современных планарных системах она находится примерно на частоте 40 Гц.

Тем не менее, с полноценным воспроизведением самых низких частот все же лучше справляются традиционные конические вуферы, поскольку пленочный излучатель для аналогичной работы должен быть очень большим, что не всегда приемлемо для закрытых помещений. Следовательно, для того чтобы получить полнодиапазонную звуковую систему, к планарным излучателям целесообразно добавить сабвуфер на основе динамического громкоговорителя. В компании Wisdom Audio решили не полагаться на традиционные конструкции, тем более что все компоненты в любом случае требуют тщательного взаимного согласования. Вместо этого был создан собственный сабвуфер с регенеративной линией (Regenerative Transmission Line, или RTL). Такая конструкция использует как прямое, так и возвратное движение диффузора, помещенного на границе между двумя акустическими камерами.

Камеры соединяются между собой посредством системы резонаторов, представляющих собой в совокупности акустический лабиринт с тщательно рассчитанным временем задержки. Прямое движение диафрагмы громкоговорителя, нагруженного на резонатор, передается из передней камеры непосредственно на выход сабвуфера, то есть, в окружающее пространство. Во время возвратного движения диффузора звуковая волна из задней камеры проходит лабиринт, попадает в переднюю камеру, и оттуда, соответственно, тоже излучается в окружающее пространство. Никакой расфазировки при этом не происходит. RTL-сабвуферы в силу малого механического хода диафрагмы имеют чрезвычайно низкий уровень собственных искажений и в то же время обладают повышенной звуковой мощностью даже на краю диапазона (20 Гц). А по верхней граничной частоте они идеально согласуются с планарными драйверами, работающими в диапазонах СЧ/ВЧ.

Для того чтобы заставить все это излучающее хозяйство работать, нужен хороший усилитель мощности. Wisdom Audio предлагает использовать для этих целей специально разработанные усилители серии System Amplifier. Разные модификации имеют различное число каналов, от одного до трех (SA-1, SA-2, SA-3), обеспечивая постоянную долговременную мощность 500 Вт на канал.

view_005 ldsound.ru  (3)

Но, как известно, комплекта «акустическая система плюс усилитель» не всегда достаточно для того, чтобы добиться наиболее совершенного озвучивания в помещении, не имеющем специальной акустической отделки.

Всегда существуют помехи и паразитные резонансы, которые способны изменить слышимое звучание даже самых распрекрасных аудиосистем. Решить эту проблему отчасти помогает грамотное расположение громкоговорителей, но иногда и этого мало. В таком случае на помощь приходит активная корректировка звука.

Компания Wisdom Audio в своих инсталляциях использует контроллер SC-1, разработанный на основе технологии коррекции акустики MultEQ® XT, лицензированной у компании Audyssey. Это устройство содержит в себе набор управляемых кроссоверов, эквалайзеров и цифровых линий задержки с возможностью хранения набора пресетов в ячейках внутренней памяти. Для программирования системного контроллера используется компьютерное программное обеспечение. Оно собирает результаты первичной калибровки помещения, которую проводит квалифицированный инсталлятор (учитывается расположение излучателей, слушателя, и акустический отклик каждого динамика по контрольным точкам) и на основе их просчета производит конфигурирование активных компонентов, корректируя временные и частотные параметры звукового сигнала. Контроллер поддерживает работу практически любых многоканальных систем, вплоть до конфигурации 7.3 (семь двухкомпонентных громкоговорителей и три независимых сабвуфера).

Несмотря на достаточно высокие потребительские характеристики и на то, что технология как таковая существует довольно давно, планарные системы до сих пор не получили такого же распространения, как конструкции на основе динамических громкоговорителей. Впрочем, несложно догадаться, что производство PMD-акустики довольно хлопотное занятие, а потому интересует достаточно узкую группу энтузиастов своего дела. И поскольку доля производства такой продукции в совокупном объеме звуковоспроизводящего оборудования не столь велика, то понятно, что не каждый потребитель вообще знает, что же собой представляют акустические системы на основе планарных технологий. И до сих пор относится к ним, как к неким сказочным диковинам.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *