Что такое стерео динамик
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
ЗВУКОМАНИЯ
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
Что такое стерео?
Что такое стерео?
Мы все слышали термин стерео, но что это такое? Что позволяет слушать музыку в стерео, объединяя два канала вместе и создавая звуковую сцену. Однако, когда у вас есть только один динамик, вы будете слушать в моно.
Левчук Александр Николаевич ©
Что такое стерео?
Стерефонический звук, также известный как «стерео звук», является термином для создания звука. В случае стерео, это относится к двум направлениям, которые обычно называются «правыми» и «левыми».
Стерео означает, что вместо всего звука со всех треков в записи, воспроизводимой одновременно из одного источника, источник делится на два сигнала. Во время записи дорожки могут быть отрегулированы так, чтобы определенные треки воспроизводились только из одного или из двух источников, или обоих, или в любой комбинации источников, включая воспроизведение одного и того же трека на разных уровнях громкости через каждый канал («источник»). Основной целью стерео-записи является создание высокой точности, реалистичной звуковой сцены, которую нужно прослушивать с помощью высокого качества техники.
звуковая_сцена
Разница заключается в количестве используемых каналов (сигналов). Моно использует один, стерео использует более одного.
В монофоническом звуке используется один единственный канал. Его можно воспроизвести через несколько динамиков, но все динамики все еще воспроизводят одну и ту же копию сигнала.
В стереофоническом звуке используются больше каналов (обычно два). Вы можете использовать два разных канала и сделать один канал одним динамиком (акустикой), а второй канал — вторым громкоговорителем (который является наиболее распространенной стереофонической настройкой). Это используется для создания направленности, перспективы, пространства, сцены.
Ниже приведен пример использования двух колонок.
моно сигнал
Стерео
стерео
С технической точки зрения, истинное стерео означает звукозапись и воспроизведение звука, которое использует стереографическую проекцию для кодирования относительных положений объектов и записанных событий- звуковая сцена.
В общей стереофонической настройке двух каналов: влево и вправо, один канал отправляется на левый громкоговоритель, а другой канал отправляется в правый громкоговоритель. Теперь, контролируя, на какой канал вы посылаете сигнал, вы можете управлять положением звука. Вы услышите звуки, исходящие из разных направлений, в зависимости от того, на какой громкоговоритель вы посылаете сигнал, или в какой пропорции (вы можете отправить чуть больше на правую акустику, и звук будет расположен чуть правее). Звуки с равными пропорциями на обоих громкоговорителях будут поступать из центра.
Другими словами, стерео открывает уникальную возможность воспроизведения со звуковой локализацией.
Хотя мы используем термин «стерео» для обозначения многих вещей (например, стерео-картинка), на самом деле стерео относится к способу создания и прослушивания музыки. Для стереофонических сигналов требуется 2 динамика или 2 шт. акустики или наушники, чтобы воспроизводить их правильно, а для сигналов моно нужен только один динамик.
Когда было изобретено стерео?
Стерео было изобретено в 1930-х годах, но не получило широкого распространения аж до 1960-х годов.
Фонокорректор №6
До этого все слушали в моно (один). Стерео — это действительно простой термин, но на самом деле он скрывает довольно много технического материала, чтобы оно работало хорошо.
Как сделать стерео звук?
По сути, стерео запись позволяет вам создавать 3D-виртуальную звуковую сцену в вашей комнате с двумя динамиками. Под 3D я имею в виду, хорошие колонки + хорошая не дешевая техника, на которых вы можете слышать певцов, или звуковые инструменты, расположенные вокруг динамиков, горизонтально и вертикально, и даже спереди или сзади.
Впрочем, большинство современных дешевых акустических систем просто представляют плоскую звуковую сцену (инструменты и вокал расположены горизонтально между динамиками), и это считается нормально, но если у вас есть хорошая акустика + хороший источник (внешний ЦАП) + хороший усилитель вы получаете превосходного качества звуковую сцену, вы начнете слышать полную 3D сцену.
Если есть только один динамик, то стереосигналы могут быть легко преобразованы в моно, чтобы воспроизводить их идеально, но без каких-либо особых аспектов позиционирования. И наоборот, если вы поместите монофонический сигнал в 2 динамика, то вы не получите стереосигнал, а только монофонический сигнал, но в два раза громче!
Эта трехмерная звуковая сцена выполняется в процессе записи, когда записывают музыку с информацией о уровне и фазе, а также записывая или добавляя реверберацию, чтобы дать ощущение глубины. Результаты сильно отличаются, но оркестровая работа регулярно записывается в стерео, с большим реализмом.
усилитель для наушников
Всё сделано в стерео?
Люди слушают моно в основном. Это связано с тем, что нам сложно слушать набор стереодинамиков, акустики на ходу — стерео работает только если вы сидите и слушаете акустику или динамики с каждой стороны. Таким образом, большая часть музыки, которая играет в отелях, супермаркетах, телефонах, док-станциях, телевизорах, радио и т. д., преобразуется в/или фактически играет в моно.
Можете ли вы получить стереозвук из одного динамика?
На самом деле, нет. Есть довольно много динамиков в одной акустике, слушая которые вы думаете, что вы слушаете стерео, и могут действительно иметь в себе 2, 3, 4 динамика, но это не делает её стереосистемой! Как правило, хорошее моно звучит лучше, чем плохое стерео.
Акустика Амфитон 25АС — 207
Чтобы создать стерео звуковую сцену, вам нужно услышать разные сигналы в каждом из двух ушей. Для этого вам требуется смесь прямого звука от динамика, и амплитуда, когерентный отраженный звук от стен комнаты, полов, потолка и т. д. Это может произойти только в том случае, если расстояние между громкоговорителями составляет, то же расстояние, что и динамики, акустика.
Поэтому, если вы находитесь на некотором расстоянии, то и динамики (акустика) должны быть примерно на некотором расстоянии друг от друга. Компьютерные колонки к примеру, должны быть примерно на 50-60 см друг от друга и так далее.
Bluetooth стерео
Недавно чипы Bluetooth позволили производителям предложить стерео Bluetooth (CSR True Stereo) APTX. Теперь их устанавливают не только на наушниках.
Bluetooth стерео хорошо работает для случайного прослушивания или для новичков, и не соответствует качественным звуковым стандартам Hi-Fi. Это связано с тем, что Bluetooth не может отправлять данные на два динамика одновременно, поэтому он отправляет данные одному громкоговорителю, которые затем повторно передает его на другой. Сетевой эффект заключается в том, что между звуком, идущим слева и справа, происходит задержка. Несмотря на небольшую задержку, эта задержка может повредить звуковой сцене, поэтому вы не получите лучшую визуализацию.
Поскольку у нас есть два уха, на противоположных сторонах нашей головы, мы слышим звук из двух направлений. Чтобы записать этот стереозвук, используются два микрофона (по крайней мере). Фактически, лучшая теоретическая позиция для этих двух микрофонов находится на расстоянии 180 градусов друг от друга — точно так же, как наши уши.
Plantronics 505 наушники
В ситуации, когда, скажем, играет группа, звук будет поступать из разных направлений, поэтому можно использовать несколько микрофонов, а положение в микшировании — панорамирование можно перемещать с помощью записывающего стола. Когда вы слушаете что-то в стерео с наушниками, вы можете себе представить, где играет пианист, внутри вашей головы.
С моно, нет ничего сложного. Звук в каждом ухе идентичен. Его можно записать всего одним микрофоном.
Идея возникла, когда кто-то прослушал записи, которые были сделаны с микрофоном в разных местах, и он понял, что два микрофона будут «слышать» два разных микса.
Лучший способ проверить, является ли запись стереофоническим, — это слышать аплодисменты. Это очень очевидно, моно или стерео.
Окружающий звук в кино продолжает эту идею. В основном он использует задержку, чтобы заставить звук появляться издалека, но он достигнут с использованием 7 различных положений для микрофонов и более, которые усиливаются с 7 различными усилителями и динамиками, установленными по комнате.
Если вы являетесь производителем, импортером, дистрибьютором или агентом в области воспроизведения звука и хотели бы связаться с нами, пожалуйста, свяжитесь со мной в ВК или по эл. почте: anl555@bk.ru
Вам нужен хороший усилитель для наушников, новый ламповый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другая звуковая техника, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…
По всем вопросам Пишите мне на эл. почту: anl555@bk.ru или ВК https://vk.com/id104002989 или https://ok.ru/aleksandr.levchuk2
Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники, FK
Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!
На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.
Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт
Акустические системы: типы динамиков (часть 3)
Сохранить и прочитать потом —
В прошлый раз мы разобрались, по крайней мере, в общих чертах, в конструкции динамика. Основные ее элементы — общие для всех типов динамиков, но главное, как всегда, кроется в различиях. О них и стоит рассказать подробнее.
Широкополосник
Частотный диапазон, воспринимаемый человеческим слухом, как уже говорилось, находится в пределах приблизительно от 20 Гц до 20 кГц. Логичнее всего было бы иметь такой динамик, который способен воспроизвести его полностью. И такие динамики есть. Они называются широкополосными.
Вопрос в том, насколько качественно они способны работать в крайних значениях частот этого диапазона. Дело в том, что для эффективного воспроизведения низких частот диффузор классического динамика должен иметь достаточно большие размеры. Например, для частоты 40 Гц его диаметр должен быть около 30 см. Это достаточно просто реализовать.
Широкополосный динамик ScanSpeak 10F/4424G00
Но на высоких частотах такой диффузор попросту не сможет «успевать» передавать колебания всей своей поверхностью. Именно поэтому чаще всего широкополосные динамики являются результатом компромисса.
Для качественного воспроизведения верхней части частотного диапазона в центр диффузора широкополосника зачастую вклеивается дополнительный высокочастотный диффузор — «рупорок» (конус-визер, «дудка»), который способен воспроизводить «быстрые» колебания в то время, как основной, большой диффузор работает гораздо медленнее.
Применяемые в аудиофильских системах широкополосники — предмет серьезных инженерных разработок, граничащих с искусством. Здесь используются материалы с максимально возможными параметрами, ноу-хау, позволяющие все-таки получить полнодиапазонный драйвер.
Широкополосный динамик Lii Audio 2PCS Fast-10
Наиболее проблемным для широкополосного динамика является воспроизведение крайних частот слышимого диапазона. Если широкополосник способен работать в диапазоне 60–16000 Гц с неравномерностью ± 10 дБ — это уже неплохой результат.
При этом в связи с простотой конструкции и отсутствием фильтров (кроссоверов) акустическая система с широкополосником способна демонстрировать высокую чувствительность — от 90–92 дБ и выше. Это делает колонки с широкополосными динамиками особо востребованными среди любителей ламповых усилителей, имеющих, как правило, ограниченную мощность.
В связи с этим голосовые катушки таких широкополосников обладают повышенным сопротивлением. Общепринятые значения для всех остальных динамиков, предназначенных для установки в акустические системы — от 2 до 8 Ом.
Кроме того, именно широкополосный динамик максимально приближен по своим параметрам к точечному источнику звука — идеальному акустическому объекту с точки зрения его локализации. Направление на источник в таком случае определяется слушателем максимально точно. Такой излучатель позволяет создать самую точную стереосцену (звуковую сцену), поскольку источник звука в стереоканале — всего один и он имеет минимальную площадь.
С другой стороны, простейшая колонка с широкополосником — самое дешевое решение, но говорить о полнодиапазонном воспроизведении в этом случае не приходится.
Твитер
Понятно, что, если трудно воспроизвести весь диапазон одним излучателем, есть смысл разделить этот диапазон на несколько частот, в каждой из которых будет работать отдельный динамик. За верхние частоты в этом случае отвечает твитер (пищалка).
Этот динамик должен иметь диффузор (мембрану) небольшой площади, но достаточно жесткий и максимально легкий, ведь полоса излучения твитера, в большинстве случаев, не ниже 1,5 кГц. Среди динамиков наибольшее распространение получил купольный твитер. В нем центральное тело диффузора или элемент, который в полноразмерном динамике называется пылезащитным колпачком, занимает практически всю площадь излучающей поверхности.
Твитер колонки Apple HomePod
Мембрану купольного твитера чаще всего делают из ткани с пропиткой, повышающей ее жесткость. Применяют и более жесткие материалы, лучшим из которых по праву считается бериллий.
Важный параметр твитера — это частота его собственного резонанса. Разработчики стремятся к тому, чтобы она находилась ниже полосы его воспроизведения. В этом случае пищалка звучит максимально точно. Дело в том, что на частотах, близких к резонансу, комплекс усилитель-динамик начинает работать некорректно, «идет в разнос», и система становится плохо управляемой.
Результат — искажения, причем в той частотной области, в которой наш слух к ним особенно чувствителен. Выход оказался прост: кроссовер — устройство, ограничивающее частотный диапазон работы твитера, «обрезает» частоты его собственного резонанса, расположенные ниже рабочего диапазона твитера, который начинается, как правило, от 2–3 кГц.
Твитер с алмазной мембраной Seas Excel E0100-04
Второе требование к твитеру — повышенная верхняя граничная частота воспроизведения. В оптимальном случае она должна превосходить верхний частотный порог слышимого диапазона, т.е. быть выше 20 кГц. Казалось бы, зачем выше, если на этих частотах мы уже не слышим ничего?
Расширенный вверх предел частотного диапазона позволяет твитеру воспроизводить так называемые верхние гармоники, формируя максимально точное звучание высоких частот. До какого предела должен иметь возможность работать твитер — а зачастую высказываются мнения о величинах в 40, а то и в 60 кГц — вопрос, являющийся предметом дискуссий.
Названные два требования к конструкции твитера являются взаимоисключающими. Для понижения резонанса необходимо делать мембрану большего размера и веса, а для повышения верхней границы АЧХ — наоборот. Выход — максимальное соотношение жесткости и массы мембраны твитера, за которое и идет технологическая борьба.
Среднечастотный динамик
Динамик, который играет средние частоты (его еще иногда называют мидренч или, правильнее, мидрейндж — этот термин, от английского midrange speaker, пришел из автозвука), обычно наиболее близок по конструкции к классическому динамику. Важно, что этот динамик воспроизводит именно тот диапазон частот, в котором располагается человеческий голос и на котором наш слух особенно чувствителен к искажениям.
Пример поведения динамика, замеры получены лазерным интерферометром
Ахиллесовой пятой среднечастотника является эффект появления специфических деформаций диффузора — так называемой изгибной волны, когда периферическая область диффузора не успевает за движениями центральной зоны, где крепится голосовая катушка. То есть разные зоны диффузора (кстати, расположенные, как правило, пятнами, а не концентрически, как следовало бы из логики процесса) колеблются не синфазно — одни участки отстают от других.
Звучание становится «рыхлым», неточным. Значит, диффузор должен быть максимально жестким. Если решать проблему в лоб — получим действительно жесткий диффузор, который будет весить так много, что не сможет звучать. Поэтому, как и в твитере, и в широкополоснике, в конструкции диффузора заложен сложнейший компромисс — между жесткостью и легкостью.
Среднечастотный драйвер Morel SCM 634 с карбоновым диффузором
Для колонок высокого класса конструкция диффузоров — важнейший момент. В экзотических вариантах среднечастотники (так же, как и твитеры, но гораздо реже) получают диффузор из бериллия. Но гораздо чаще в среднечастотниках можно видеть диффузоры из композитных материалов на базе углеволокна, стекловолокна, кевлара, древесного волокна или классической целлюлозы.
НЧ-драйвер
Низкочастотный динамик часто еще называют вуфером. Для практически любого класса акустических систем вуфер, естественно, является самым большим по площади излучателем. Для низкочастотника предпочтительным является полностью поршневой режим работы, когда диффузор движется возвратно-поступательно, как единое целое.
Здесь проблема решается еще более радикально, чем в случае со среднечастотным драйвером. Диффузор делают максимально жестким, даже за счет его утяжеления. Дело в том, что на низких частотах наш слух наименее чувствителен к искажениям. И в случае, когда для диффузора вуфера прежде всего важна амплитуда колебаний, ради жесткости идут на увеличение веса.
24-дюймовый басовый динамик в сабвуфере Pro Audio Technology
Масса подвижной системы многих крупных сабвуферных динамиков может достигать 200 г и более. Диффузоры в некоторых случаях получают пространственную конструкцию наподобие самолетного крыла из многослойного композита с заполнением внутренних полостей легкими ячеистыми или сотовыми структурами.
Для аудиофильских систем массу диффузора низкочастотного драйвера по-прежнему стараются минимизировать, поскольку натренированный слух не любит низкочастотных искажений, равно как и всех остальных.
Причем амплитуда колебаний у вуферов — самая большая среди всех перечисленных динамиков. Для этого они оснащаются так называемой длинноходовой (удлиненной) голосовой катушкой. Внешний подвес делается из резины. Все это позволяет диффузору иметь очень большую экскурсию — так называют смещение диффузора от центральной точки.
18-дюймовый басовый вуфер JBL
Особенно ярко «порода» низкочастотного динамика проявляется в драйверах, которые устанавливаются в сабвуферы. Это тяжелое, мощное устройство диаметром от 8 до 15 дюймов (наиболее часто применяемый в пользовательской АС диапазон размеров). Они имеют очень мощные магнитные системы и, в связи с этим, немалый общий вес. При этом в низкочастотных драйверах, работающих от мощных полупроводниковых усилителей, часто устанавливаются катушки минимального сопротивления — 2, а то и 1 Ом.
Коаксиальные драйверы
В двух- трехполосной колонке твитер, среднечастотник и низкочастотный динамик устанавливаются отдельно, то есть, они разнесены в пространстве. Это является серьезным недостатком. Наш слух, который легко определяет направление на источник звука, бывает обманут тем, что средние частоты и высокие частоты поступают практически из разных точек.
Направление на низкочастотный излучатель определить труднее, но тем не менее его удаленность также вносит свою лепту. В результате, такая геометрия колонки ухудшает восприятие стереообраза.
В первый раз, когда ИллСиб перешли от «вы как та девочка» к «вы — та девочка», ариекаи заметно вздрогнули. Эта до странности аппетитная ложь «вы есть» родилась из ставшей уже привычной для них правды «вы похожи». А за ней и противоположное утверждение о том, что их враги также похожи на меня, как они сами. Мы показали им, как легко их собственные аргументы превращают в лжецов их самих.
Строение коаксиального драйвера KEF UniQ
Широкополосный динамик, о котором написано выше, просто в силу физики процесса имеет ограничения как по максимальной мощности, так и по частотному диапазону. Кроме того, для широкополосного динамика неизбежна высокая неравномерность АЧХ (выше 10–20 дБ), которую практически невозможно, да и нет смысла компенсировать электроникой либо акустическим оформлением.
Выходом из этой ситуации стал коаксиальный драйвер. На первый взгляд, такой совмещенный динамик выглядит достаточно просто. В двухполосном варианте твитер расположен в центре низкочастотного динамика — традиционные размеры пищалок вполне для этого подходят. Но с инженерной точки зрения такая конфигурация резко затрудняет разработку (расчет) и изготовление подобной системы.
Коаксиальный динамик TAD CST
И это отражается на ее стоимости. Есть варианты, которые позволяют упростить конструкцию: например, размещение твитера перед низкочастотным диффузором на специальном креплении. И все-таки именно «полновесные» коаксиальные системы создают наиболее точный стереоэффект. Поэтому во все времена разные разработчики и компании выпускали коаксиальные драйверы, которые присутствовали в составе их топовых систем.
Специализированные динамики
Воспроизведение звука в условиях, отличных от комнатных, требует применения динамиков, учитывающих эту специфику в свей конструкции. Динамики ландшафтного, шахтного, морского применения должны выдерживать повышенное содержание пыли, способной проникать в магнитный зазор, длительное солнечное излучение, повышенную влажность, воздействие морской соли и других негативных факторов. Для этого в конструкцию вносится серьезные изменения: выбираются материалы, защищаются уязвимые элементы.
Динамики наушников
Для наушников прежде всего пришлось разработать миниатюрные динамики: калибром от 6 до 12 мм для внутриканальных и до 50–60 мм максимум — для накладных моделей. В подавляющем большинстве случаев это широкополосные драйверы. Малый размер облегчает им задачу воспроизведения полного диапазона.
С другой стороны, производство осложняется именно минимальными размерами. Чаще всего диффузор такого динамика сделан из синтетического материала, хотя целлюлоза и другие натуральные волокнистые материалы тоже могут присутствовать. Ввиду требований компактности и низкого веса именно в наушниках наиболее часто используются неодимовые магниты, благодаря которым динамики могут демонстрировать высокую чувствительность — до 120 дБ и выше.
Динамик наушников Apple EarPods
Специфика применения требует, чтобы динамики наушников имели повышенное сопротивление. И если звуковые катушки динамиков акустических систем имеют сопротивление от 2 до 16 Ом (чаще всего от 4 до 8), то динамики наушников имеют сопротивление не ниже 16 Ом, а максимальное значение может достигать 600–800 Ом для профессиональных моделей.
В отдельных моделях наушников, даже внутриканальных, могут использоваться раздельные динамики для разных полос частот — но это редкий случай. Чаще встречается совместное применение излучателей разных типов — динамических и арматурных.