Что такое пищалки в автозвуке

Что такое пищалки в автозвуке

При создании в автомобиле качественной аудиосистемы необходимо позаботиться о воспроизведении всех частот звукового диапазона. Это достигается применением различных типов динамиков: низкочастотных, среднечастотных и высокочастотных. Здесь поговорим о высокочастотном звене аудиосистемы — динамиках, которые часто называются твитерами или «пищалками».

Назначение высокочастотных головок («пищалок»)

Построить высококачественную автомобильную аудиосистему на основе двух динамиков невозможно — в силу конструктивных особенностей одна головка громкоговорителя не может воспроизвести сразу все частоты звукового диапазона (от 20 до 20000 Гц). Особенно страдает высокочастотная часть диапазона: динамики неплохо воспроизводят низкие и средние частоты, но высокие частоты теряются — это приводит к общему снижению качества воспроизведения, музыкальная сцена становится «бесплотной», а прослушивание музыкальных композиций просто не доставляет удовольствия. Как решить эту проблему?

Решение есть — необходимо доверить воспроизведение высоких частот специальным высокочастотным динамикам. Такие динамики получили название «пищалок» или твитеров, что хорошо отражает их суть.

Обычно твитеры для автомобильных аудиосистем выполнены в виде компактных колонок (диаметром буквально три-пять сантиметров), которые можно удобно разместить на передней панели или передних стойках. Также высокочастотные динамики входят в состав коаксиальных акустических систем, однако принципиально они ничем не отличаются от твитеров, продающихся отдельно.

Разновидности и принцип действия ВЧ головок

Воспроизведение высоких частот имеет свои особенности, поэтому сегодня существует большое разнообразие «пищалок», причем очень часто в их конструкциях находят применение те решения, которые практически не используются в СЧ и, тем более, в НЧ динамиках. Понять причину этого нетрудно.

Условно высокочастотный диапазон начинается с частот 3-5 кГц, и на 4 кГц длина волны составляет порядка 8,5 см, а на максимальной частоте, доступной человеческому слуху (20 кГц) длина волны составляет и вовсе 1,7 см. Значит, что для воспроизведения таких частот излучающее устройство громкоговорителя должно иметь небольшие габариты, и при этом обладать очень маленькой инерцией (то есть, быть очень легким) — только так это устройство можно заставить колебаться с частотой в единицы и десятки килогерц.

Так что независимо от типа и устройства, все ВЧ головки имеют небольшие габариты (обычно 1-2 дюйма, то есть, не более 5 см) и малую массу.

Твитеры могут быть построены на различных принципах, они бывают следующих типов:

На сегодняшний день наибольшее распространение получили «пищалки» электродинамического типа, то есть — обычные динамики, но только малого размера и особой конструкции. Другие типы твитеров в автомобильных аудиосистемах находят очень ограниченное применение, поэтому поговорим здесь именно о головках электродинамического типа.

Устройство твитера

Основу ВЧ-головки составляет катушка с проводником, помещенная в зазор между кольцевым магнитом и керном. Катушка жестко связана со звукоизлучающим устройством — мембраной, которая обычно имеет полусферическую (купольную) форму. При подаче тока звуковой частоты на катушку вокруг нее возникает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем магнита, и поэтому начинает двигаться вдоль керна в такт с изменением тока — вот так и возникает звук, который излучается мембраной.

Купольная форма мембраны обусловлена тем, что звуковые волны высокой частоты имеют острую направленность, а полусферическая мембрана позволяет расширить угол распространения звука. Нередко в ВЧ-головках для расширения диаграммы направленности перед мембраной устанавливается специальный конус — рассекатель.

Мембраны у современных твитеров могут изготавливаться из следующих материалов:

Что касается магнитов, то они чаще всего мощные неодимовые, хотя у простых твитеров низшего ценового диапазона магниты тоже самые простые.

В конце заметим, что сейчас распространены два типа твитеров, отличных по конструкции:

Рупорные твитеры дороже обычных, поэтому чаще всего находят применение в профессиональных аудиосистемах высокого уровня.

Характеристики твитеров

Из характеристик ВЧ-головок наибольшее значение имеют следующие:

Частотный диапазон. Именно эта характеристика самая важная для твитера, она показывает, какие частоты способна воспроизводить головка, а значит, в каких системах ее можно применять. Обычно диапазон воспроизводимых частот лежит в пределах 2-20 кГц, однако чаще всего нижняя граница у твитеров начинается на уровне 2,5-3 кГц, а верхняя граница может достигать 22-30 кГц.

Чувствительность. В силу особенностей конструкции (легкая мембрана, малые габариты) «пищалки» обладают очень высокой чувствительностью по сравнению с обычными динамиками — она лежит в пределах 102-109 дБ. Это значит, что даже при малых мощностях они обеспечивают необходимый уровень громкости. Однако самые дешевые твитеры имеют чувствительность на уровне 92-96 дБ, что нужно учитывать при создании аудиосистемы.

Импеданс. Сопротивление катушки твитера может иметь те же значения, что и импеданс других динамиков — 2, 3, 4, 6, 8 и 16 Ом.

Мощность. Этот параметр не так важен для ВЧ-головок, как для СЧ и НЧ — для обеспечения нормальной музыкальной сцены на высоких частотах достаточно мощностей, практически на порядок меньших, чем для СЧ и НЧ. Но, несмотря на это, рынок предлагает твитеры мощностью 50-80 Вт (хотя в большинстве случаев не соответствует действительности).

Калибр. Твитеры имеют малые габариты, и чаще всего встречаются калибры 1, 1,5 и 2 дюйма, то есть — 2,5, 3,8 и 5 см.

Рекомендации по подбору ВЧ головок

Выбирать твитеры в автомобиль можно по многим параметрам, однако наиболее важное значение имеют три из них.

Диапазон воспроизводимых частот — нижняя граница ВЧ-головки и верхняя граница СЧ (или СЧ-НЧ) динамика должны пересекаться. Например, если верхняя граница воспроизводимых частот среднечастотного динамика лежит на уровне 4,5 кГц, то твитер лучше взять с нижней границей 3-4 кГц или даже ниже — это гарантирует, что аудиосистема будет воспроизводить весь спектр частот без провалов.

Импеданс — необходимо приобретать твитеры, номинальное сопротивление которых равно выходному сопротивлению кроссовера. Если же твитеры будут просто подключены параллельно основным колонкам, то их импеданс должен быть выше, либо можно использовать мощный резистор на единицы Ом (ведь при параллельном подключении динамиков их общее сопротивление уменьшается согласно формуле (R1+R2)/2).

Мощность — номинальная мощность твитеров должна быть не меньше выходной мощности усилителя автомагнитолы.

Выбор твитеров по остальным параметрам может отвечать личным предпочтениям, финансовым возможностям и возможностям автомобиля, так как они не играют такой роли, как озвученные выше технические характеристики.

Особенности установки твитеров

Грамотная установка ВЧ-головок — одна из самых сложных задач при построении автомобильной аудиосистемы. Даже многострадальный сабвуфер поставить и заставить работать проще, а причина кроется в особенностях волн высокочастотной части звукового диапазона:

Отражение звуковых волн чревато негативным эффектом — образованием стоячих волн внутри салона с пиками максимума и минимума громкости. Если волны накладываются синфазно, звук усиливается, и высокие частоты «выпирают» из общей сцены, если волны накладываются в противофазе, то высокие частоты фактически пропадают. Поэтому твитеры необходимо установить так, чтобы свести к минимуму возможность ненужных отражений звука и формирования стоячих волн.

Как показывает практика, оптимальное положение ВЧ-головок — на передних стойках. В этом случае удается обеспечить расстояние до ближайших предметов (окон) более 5 см, чего достаточно для решения проблемы стоячих волн. Что касается пространственного положения твитеров, то оно должно удовлетворять следующим условиям:

Однако куда более сложен вопрос не о том, как установить твитеры, а о том, как их подключить к автомагнитоле. Здесь возможны три варианта:

В первом случае на «пищалку» будет подаваться весь звуковой спектр, но из-за особенностей конструкции воспроизводиться будет только высокочастотный диапазон. Это далеко не лучший вариант, так как головка будет перегружена, ей придется работать в сложном режиме. Поэтому лучше использовать фильтры (кроссоверы), отсекающие НЧ-СЧ составляющую, и подающие на твитер только высокие частоты.

В случае применения кроссовера очень важно грамотно подобрать частоту среза — здесь необходимо выбрать такую частоту, чтобы она не выходила за нижнюю границу диапазона воспроизводимых частот твитера, иначе некоторая часть спектра будет просто потеряна. Сегодня на рынке можно найти кроссоверы с частотой среза от 1,8 до 5 кГц, но чаще эта частота лежит на уровне 2,5-3 кГц.

Необходимо отметить, что в пассивных кроссоверах часть энергии тока звуковой частоты теряется, а значит, на колонки подается меньшая мощность. Здесь как раз и выручает высокая чувствительность твитеров, благодаря которой потеря мощности практически незаметна.

При грамотной установке и подключении твитеров в автомобиле будет создана качественная аудиосистема, которая сможет доставить удовольствие от прослушивания музыки.

Рекомендации по эксплуатации «пищалок»

Эксплуатация твитеров мало чем отличается от эксплуатации других динамиков аудиосистемы, здесь нужно придерживаться нескольких несложных правил:

При бережном отношении к «пищалкам» и остальным компонентам, аудиосистема прослужит долго, и в каждой поездке будет качественно выполнять свои функции. А большего от нее и не требуется.

Источник

Твитеры, ВЧ-динамики, пищалки — зачем они и как отличить хорошие от плохих

Большинство современных колонок (в т.ч. и модели потребительского уровня) комплектуются целым набором динамиков (они же — излучатели или драйверы) с тем расчетом, чтобы они в комплексе максимально полно охватывали весь диапазон частот, которые способен улавливать обычный человек…

…то есть, весь спектр частот в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц. И это как минимум.

Поэтому, хотя звук на экстремальных частотах (т.е. вне «стандартных» 20-20000 Гц) большинство людей просто не в состоянии расслышать, ведущие компании-производители аудиооборудования продолжают разрабатывать и выпускать акустические системы, которые звук воспроизводят в более широком диапазоне.

При этом хорошие колонки от, скажем так, всех прочих отличаются как раз тем, что у них за качество воспроизведения звука на определенных частотах отвечают отдельные выскококачественные и специальным образом настроенные излучатели. И из них особенное значение имеют так называемые твитеры.

Зачем нужны твитеры в колонках и чем отличаются хорошие твитеры от плохих?

Твитер, он же — ВЧ-динамик — это акустическое устройство, разработанное для воспроизведения звука в диапазоне высоких частот. В настоящее время, такими динамиками комплектуются все аудиосистемы среднего и высокого уровня. Кроме того, купить ВЧ динамики с определенными характеристиками можно отдельно.

Для качественного звучания всей аудиосистемы крайне важно, чтобы все твитеры работали слаженно и с адекватной эффективностью.

И, собственно, главная задача разработчика такой системы и звукорежиссеров, которые занимаются её настройкой, состоит в том, чтобы выровнять работу всех динамиков и сделать её АЧХ «не слишком волнистой».

Следовательно, если твитеры недостаточно мощные или работают тихо, то верхние частоты просто «потеряются», и звучание системы станет, что называется, слишком тусклым.

Поэтому в высококлассных системах ВЧ-динамики, как правило, оснащаются дополнительными фильтрами верхних частот, которые предохраняют от «прожига».

Какие бывают твитеры

В настоящее время выпускаются ВЧ-динамики нескольких типов и применяются они в различных конфигурациях:

Что касается конфигурации твитеров в различных системах, то главное, что рекомендуются — это избегать их применения в системах, у которых не предусмотрены динамики, охватывающие диапазон средних частот. Во избежание возникновения эффекта «провала».

Также на этапе выбора комплекта ВЧ-динамиков в обязательном порядке необходимо учитывать, в каких условиях они должны будут работать. Проще говоря, в помещении или на улице. Для колонок, которые планируется ставить только в помещениях оптимально подойдут купольные твитеры.

«Хорошие и недорогие» колонки без ВЧ-динамиков?

Разумеется, сегодня подавляющее большинство любителей качественного звука не занимаются конструированием и сборкой колонок, а покупают комплекты колонок, которые производятся серийно. Так проще, дешевле и быстрее.

Но, к сожалению, частенько неопытный владелец новых колонок даже не проверяет, если в них твитеры и как они работают. А многие недобросовестные производители и продавцы этим пользуются, предлагая покупателям дешевые модели с имитацией ВЧ-динамиков.

Это когда колонка оснащена стандартной парой полнофункциональных низко- и среднечастотных динамиков, а вместо твитера в верхней части — лишь пластиковый муляж.

Как проверить, установлен ли в колонке настоящий и, самое главное, работающий твитер. Да очень просто. На этапе прослушивания устройства (лучше еще в магазине), включаем любой трек, ставим звук на чуть выше среднего и просто слегка прикрываем то место колонки, где должен быть ВЧ-динамик, рукой. Если характер звука сразу же изменился (он стал более «басовым» и приглушенным), значит, твитер есть и он действительно функционирует. А вот насколько качественно — это уже другая история. И об этом мы тоже как-нибудь еще расскажем.

Источник

Что же такое «пищалка»?

Неплохая статья, дающая представление о том, что такое твиттер (пищалка).

В восприятии человеком высоких частот есть определенные особенности, поэтому сначала — немного психоакустики. Дело в том, что разные диапазоны мы воспринимаем неодинаково, и профессионалам наверняка знакомо понятие кривых равной громкости, или изофонов (по стандарту ISO 226). Из них следует, что при одинаковой силе (громкости) звука лучше всего мы слышим высокую середину в районе 2,5-3,5 кГц, гораздо хуже бас, а в области самых высоких частот график неравномерный (см. схему). Еще один нюанс — длительность звука. Высокочастотный короткий импульс человек может и вовсе не услышать, однако, если у него будет послезвучие или сама его «протяженность» превышает примерно 200 мс, мы его осознаем вполне четко. Измерения изофонов опять-таки не являются истинными для всех (потому там и стоит отметка о стандарте ISO) — это некий усредненный итог, выведенный из большого количества субъективных опытов. При желании график зависимости слуховой чувствительности от частоты, так называемую аудиограмму, делают индивидуально. Более того, ее рекомендуется периодически замерять всем профессионалам, чтобы знать собственный слуховой аппарат и происходящие в нем в силу возраста изменения. Собственно говоря, возрастное изменение слуха — один из самых тиражируемых фактов психоакустики, однако плохие стороны явления несколько преувеличены. Да, в старости человек перестает слышать высокие звуки. Обычно приводятся такие цифры — 20 кГц мы воспринимаем, когда нам 14-19 лет.

А затем пропадает чуть больше килогерца каждые десять лет. В итоге к 60 годам ухо не улавливает частоты выше 10-12 кГц! Но не стоит думать, будто пожилые люди не способны воспринять всю красоту музыки, обертоны и прочее. Основной тембральный слепок любого музыкального инструмента, человеческого голоса и многих других природных звуков лежит в пределах 100-5000 Гц, а значит, человек и в старости нисколько не лишается информационного наполнения. Единственное, звук кажется уже не таким ярким.

Кстати, в любом возрасте нужно помнить, что после громкой музыки (в том числе через наушники в метро) чувствительность слуха резко снижается, и это опять же сильнее всего касается высокочастотного диапазона. Процесс восстановления после нескольких минут прослушивания музыки на предельной громкости может занять более 16 часов!

В связи с этим дадим совет — при выборе колонок в магазине не начинайте слушать их громко. Наоборот, на низком и среднем уровне оцените равномерность АЧХ, тембральные особенности акустики и только потом выкручивайте ручку усилителя до предела, чтобы на пиковой громкости проверить способность колонок выдерживать высокую нагрузку.

Еще одна психоакустическая хитрость — маскировка, когда звук одной частоты прячет за собой сигнал другой частоты. Нередко эффект маскировки применяют для уменьшения количества информации при хранении звука в цифровой форме (самый известный пример — алгоритмы МР3). Нам же полезно про маскировку знать, что один громкий звук при определенных условиях заглушает другой. Так, в шумном месте приходится чуть ли не кричать, чтобы собеседник понял вашу речь. И особо важный момент: низкочастотный звук маскирует высокочастотные, однако обратного эффекта нет (это связано с особенностями строения улитки уха). Таким образом, подняв уровень баса, мы субъективно понизим громкость верхов на тот временной период, когда в сигнале заполнены оба спектра. (Кстати, иногда такое происходит из-за перегрузки усилителя, но в данном случае мы говорим о другом.) Отметим, что это правило действует для любого контента. будь то музыка или кино. Так что всегда нужно находить баланс, при котором одно не будет подавлять другое, иначе мы рискуем потерять часть полезной информации, а в конечном счете и красоту звука.

Наконец, звукорежиссеры путем эквализации (подъема) частот в диапазоне 2,5- 3 кГц получают звонкое и энергичное звучание, 3-4,5 кГц — вообще резкое и жесткое. Обратите внимание, когда говорят о звонком или резком тембре, то чаще всего подразумевают высокочастотный спектр — что-то вроде «высоких много, вот и звенит в ушах». Однако в этом повинен среднечастотный диапазон, истинные высокие частоты (выше 5 кГц) гораздо слабее воспринимаются слухом.

Теперь от психоакустики перейдем к электроакустике — то есть к собственно колонкам, которые и дают нам возможность услышать высокие частоты. Если не брать редкие широкополосные модели, то за верха в АС отвечает специальный драйвер, называемый твитером. В среднем на него приходится диапазон от 2 кГц до 20 кГц. Полоса в 18 тысяч герц — и все на самый маленький динамик! Правда, в этих цифрах присутствует определенное лукавство: в большинстве АС низкой и средней ценовой категории равномерная АЧХ твитера обеспечивается лишь в пределах от 3-4 кГц до 12-16 кГц, а ниже и выше наблюдается крутой спад. В недешевой акустике встречается более ответственный подход: одни производители специально добавляют еще один «супертвитер» излучающий пронзительно высокие частоты, другие используют дорогие материалы и специфические конструкции, чем добиваются расширенного диапазона от одного динамика.

Посмотрите, за какой спектр отвечает твитер в двух- или трехполосной колонке. Как правило, частота среза кроссовера между СЧ- и ВЧ-динамиками приходится на диапазон 2-5 кГц. И там работают одновременно оба драйвера! Вот почему идея точечного источника и коаксиальных динамиков столь популярна среди инженеров — ведь даже слабые фазовые искажения в этой области тут же будут замечены ушами. И вот почему некоторые разработчики особое внимание уделяют способности твитера играть низко, а потому, если вы видите в характеристиках колонки срез кроссовера в районе 1,5-2,5 кГц, оцените, сможет ли высокочастотник чисто воспроизвести этот спектр. В конечном счете именно в силу всего указанного качеству кроссовера и придается столь важное значение.

Вообще требования к твитерам за последние пару десятилетий стали куда более серьезными, и причиной тому послужило улучшившееся качество записи, а фактически, появление цифрового монтажа. Послушайте композиции 60-х — верхов там не так уж и много. Наложение и перезапись магнитной пленки прежде всего сказывается на высокочастотном спектре. С «цифрой» таких проблем нет, поэтому плотность и динамический диапазон верхов в современной записи значительно выше, а следовательно, выше и требования к воспроизводящей аппаратуре.

Стандартно в твитерах используется купольная диафрагма. Конусы, как у СЧ- и НЧ- драйверов, не ставят, поскольку высокая частота движения мембраны в данном случае вызывает радиальные резонансные колебания, приводящие к слышимым искажениям. Считается, что для обеспечения минимальной инерции и высокой скорости мембрана твитера должна быть необыкновенно легкой. Чаще всего ее делают на тканой основе, например из шелка, пропитанного скрепляющим композитом. У дорогих моделей встречаются бериллий (масса всей однодюймовой мембраны — чуть больше 10 мг), напыление алмазной пыли и другие. Металлические диафрагмы (из алюминия, титана), иногда даже керамика хороши тем, что практически не имеют собственных резонансов, однако, для того чтобы колебаться достаточно быстро, они требуют продвинутого «двигателя». Магниты содержат примесь редкоземельного металла неодима, благодаря чему уменьшается размер динамика — напряженность магнитного поля неодимовых магнитов выше, чем у обычных. В силу того, что высокочастотник трудится с не вообразимой скоростью, усложняются требования и к системе охлаждения драйвера — отсюда популярность ферромагнитной жидкости.

Среди систем касса Hi-Fi встречаются еще нединамические типы твитеров. Так, немало поклонников у ленточных высокочастотников. По сути, они соединяют позитивные качества электростатических и динамических излучателей. Легкая гофрированная алюминиевая лента колеблется по всей своей поверхности (гораздо большей, чем у типичного однодюймового твитера), отчего получается широкая диаграмма направленности и огромный частотный диапазон — до 30-40 кГц. Но есть и недостатки: малое сопротивление, низкая чувствительность и усложненная электрическая схема с согласующими трансформаторами.

Другая популярная ленточная конструкция — излучатели Хейпа. На гофрированную мембрану, например, из нейлона специальным образом наносится металлический проводник, который помещается в электрическое поле. При подаче тока складки мембраны с одной стороны сжимаются, а с другой разжимаются, за счет чего и создается звуковое давление. Высокая эффективность — одно из главных достоинств излучателей Хейла.

Кроме того, встречаются твитеры плазменные (звуковую волну создает мини-молния, из-за чего их еще иногда называют ионными), изодинамические (посреди двух рядов стержневых магнитов расположена лавсановая мембрана с нанесенным на нее проводником) и другие.

Высокочастотные волны имеют малую длину, всего несколько сантиметров, отчего их энергия достаточно быстро гаснет на расстоянии, причем речь идет не о десятках, а уже о трех-четырех метрах. Если колонки в зале стоят далеко от слушателя, то, вероятнее всего, придется корректировать частотную характеристику, приподнимать высокие (следует учесть, что у подавляющего большинства современных акустических систем и так присутствует горб в районе 8-12 кГц). Один из способов решения проблемы — рупорные громкоговорители. Если заметите, в концертных порталах твитеры практически всегда имеют рупорное оформление — с его помощью увеличивается энергия высоких частот, пусть и в узком направлении.

Также верха легко заглушить с помощью любых адсорбирующих материалов (ковер, шторы). А знаете, что лучше всего поглощает высокочастотные колебания? Человеческое тело! Его коэффициент близок 0,5, то есть чуть ли не половина звука остается, буквально говоря, на нас. Именно поэтому следует корректировать частотную характеристику АС, если в комнате много людей, иначе звучание будет казаться глухим.

Как видите, высокие частоты создаются с большим трудом, зато легко теряются. А ведь именно от них зависит, насколько красивым и чистым мы считаем звук. Отнеситесь к ним со всей ответственностью. Выбирайте лучшие и берегите их!

4 комментариев к статье: Что же такое «пищалка»?

Хороший вопрос, приятельПодождем ответа куратора рубрики

Тебе поможет Десипатор! В последнем сообщении про автозвук я дал ответ что это такое. Резкость звучания — результат воздействия индуктивности звуковой катушки и емкости ВЧ фильтра. устраняется последовательным подключением резистора. В твоём случае 5 ватт и 2.7-3.3 ома. Звук станет мягче, не будет выброса АЧХ на 3-5кГц..

Небольшое снижение чувствительности легко компенсируется эквалайзером, но при этом уже нет характерного подсвистывания. Ну и материал купола то же влияет,но здесь может помочь только работа на отражение от стекла или смена пищалки на шёлковый купол

Спасибо Георгий, помогла лампочка, врезал перед пищей в плюсовой провод, лампа от габаритов 7 вт, свист и резкостьпропали, попробую лампы с другой мощностю т.к на совсем малом уровне громкости вч чуть не хватает

Панель отправки комментариев Отменить комментарий

Авторизуйтесь используя свой аккаунт в социальных сетях Войти чтобы оставить комментарий.

Источник