В нашем блоге пока не поднималась тема чрезвычайно редкого, экзотического типа акустической системы — известной как контрапертура.
Честно говоря, я имел смутное представление о том, что это такое, зачем оно нужно и с чем его «едят».
Так что мне пришлось изрядно погуглить.
Среди источников была пара форумов, две научные статьи и один патент. Между тем, у меня есть желание охватить в этой серии все существующие типы колонок, и поэтому я решил не обойти вниманием эту, несомненно, интересную тему.
В Википедии и других источниках контрапертурные колонки представлены как пример экономически и серийно неоправданных решений для пресловутого High End. Приверженцы контрапертурных динамиков считают их несправедливо забытой эволюционной ветвью звуковоспроизводящих устройств, позволяющей получать всенаправленное излучение и массу других замечательных эффектов, невозможных при использовании других архитектур.
Под катом подробнее о контрапертурной акустике.
Как это работает?
Сам термин «контрапертура» чаще используется в оптике, где он относится к коаксиально расположенным светоизлучающим отверстиям.В акустике смысл немного меняется и вместо дырок следует понимать громкоговорители.
Акустическое оформление в таких колонках предполагает размещение двух одинаковых колонок (и здесь значения, которыми можно пренебречь, становятся очень малы) строго друг напротив друга и включение их по фазе.
Важно, чтобы излучатели не имели фазовых задержек и разностей частот (это увеличивает стоимость компонента в несколько раз).
При выполнении этих условий волны от встречных динамических головок контрапертурных динамиков излучают результирующую волну со сферическим фронтом (т.е.
фактически представляют собой всенаправленный излучатель).
Эти принципы контрапертурного излучения были описаны в работе Л.
В.
Головкина «Создание динамиков во всех направлениях акустики».
Там было отмечено, что можно определить оптимальное расстояние между коаксиально расположенными динамиками для возникновения эффекта всенаправленного излучения.
«Это расстояние определяется углом раскрытия диаграммы направленности головы и общим звуковым давлением, создаваемым на определенном расстоянии от головы при приложении определенной мощности».(Головкина)
Контраапертурные и полуапертурные динамики
1, 2 – корпуса широкополосных головок (3), отражательная пластина – 4.Известны также так называемые полуапертурные динамики, где вместо второго излучателя используется специальная пластина.
Принцип остается близким, с той лишь разницей, что эффект достигается за счет отраженных волн.
Специалисты отмечают незначительные различия в получаемых волнах при использовании контрапертурного и полуапертурного излучения.
Результаты измерения АЧХ излучателя с полной контрапертурой (сплошная линия – 1) и полуапертурная (пунктирная линия – 2)
Зависимость среднего уровня звукового давления излучателей от расстояния 1 – два контрапертурных излучателя; 2 – две конвенциональные системы (стереопара); 3 – одна штатная акустическая система; 4 – один полуапертурный излучатель; 5 - два полуапертурных излучателя; 6 – один контрапертурный излучатель.Сходство подтверждено в работах Головкиной Л.
В.
, Умярова Р.
Я.
«Исследование контрапертурных излучателей в акустике», которые проводились в Харьковском национальном университете радиоэлектроники.
Почему и как он используется?
В отличие от многих иррациональных, бессмысленных, коммерчески спекулятивных решений в High End, использование контрапертурного излучения имеет как физическое, так и психоакустическое обоснование.Описаны эффекты, влияющие на точность воспроизведения.
Диаграмма направленности При взаимодействии волн коаксиально расположенных динамиков в воздушном «столбе» между ними создается звуковое давление.
Так называемый «монополь давления» или точка всенаправленного излучения.
Это расширяет вертикальную и горизонтальную диаграммы направленности.
Логично, что при использовании всенаправленного излучения зона комфортного прослушивания увеличивается.
Соответственно, нет необходимости искать «вершину треугольника» для создания правильной стереопанорамы и правильного расположения АИС (видимых источников звука).
Таким же образом решается проблема «дальней зоны», в которой прослушивание становится более комфортным.
На форумах встречал аргументы из серии:
«Так увеличится количество отражений, звук станет кашеобразным и диаграмма направленности станет не нужна!»Хочу отметить, что отражения, несомненно, будут, как и при использовании колонок классической архитектуры.
Соответственно, без акустической обработки помещения обойтись будет невозможно.
При этом у классических колонок отражений не меньше, они просто неровные и тоже требуют соответствующих решений в отделке стен и т. д. 
Немного о доплеровской интермодуляции
Практически все, кто пишет о контрапертурной акустике, упоминают доплеровскую интермодуляцию.На сайте «Основы акустики» этот термин определяется как: «Сдвиги фазы и частоты или колебания звуковой волны из-за движения источника звука».
Проще говоря, причина этих искажений – изменение расстояния от мембраны динамика до слушателя.
Любой драйвер с электромеханическим принципом излучения (динамик, изо(орто)динамик, электростат и т.п.
) не свободен от этого недостатка при классической архитектуре системы.
Считается, что высокая чувствительность слуха к допплеровской интермодуляции обусловлена нейропсихологически.
На нем основан механизм определения расстояния до тех или иных предметов с помощью слуха.
Эта слуховая способность развилась эволюционно как индикатор вероятной опасности (движущегося объекта).
По этой причине даже незначительные изменения расстояния от мембраны динамика до уха могут восприниматься на слух, создавая естественный эффект фленджера (приближающийся/удаляющийся шлейф).
В случае контрапертурных излучателей источник излучения («монополь давления») статичен и не перемещается, и соответственно не возникает эффекта доплеровского интермодуляционного фленджера.
Гипотеза психоакустического комфорта Ряд авторов отмечают «высокую естественность» и «субъективный психологический комфорт» музыки, воспроизводимой через контрапертурную акустику.
Утверждается, что причиной этих эффектов является отсутствие описанного выше изменения расстояния.
Другими словами, объект, постоянно движущийся вперед и назад, воспринимается мозгом как более опасный (на уровне основных рефлекторных реакций), а неподвижный объект воспринимается как менее опасный.
Подобные суждения остаются гипотетическими и пока не нашли экспериментального подтверждения, но популярны как среди любителей музыки, так и среди исследователей психоакустики.
Сухой остаток: преимущества и недостатки
Итак, преимущества:- Всенаправленное излучение.
- Круглая горизонтальная и широкая вертикальная диаграммы направленности.
- Никакой допплеровской интермодуляции.
- Гипотетический рефлекторный комфорт (не подтвержден).
- Трудности с точным коаксиальным размещением динамиков.
- Отсутствие экспериментальных данных по основным характеристикам многополосных контрапертурных громкоговорителей.
- Усложнение конструкции динамика, особенно в случае использования многополосной схемы и соответственно снижение технологичности.
- Подбор пар громкоговорителей со строго одинаковыми частотными характеристиками.
- Снижение допускаемой технологической погрешности при установке излучателей и отражателей.
- Повышенная стоимость (необходимость использования дополнительных громкоговорителей и отражателей).
Эти недостатки сделали совмещенную акустику едва ли не самым непопулярным типом акустических систем для массовых производителей.
Кроме того, как и для любой другой акустической системы, для контрапертурных моделей характерны такие распространенные проблемы, как резонансы корпуса, кривая АЧХ, THD, IMD, проблемные фильтры, «перекручивающие фазу» и т.д.
Нижняя граница
Самый заметный и ценный эффект контрапертурных колонок — расширение «зоны комфорта» при прослушивании за счет круговой диаграммы направленности.Допплеровская интермодуляция и гипотетический психоакустический комфорт — очень красивые, но не слишком убедительные аргументы в пользу таких колонок.
Мне кажется, это одни из наименее заметных проблем, которые могут существовать в акустических системах.
По моему опыту, эффект фленджера становится действительно значительным на расстоянии нескольких метров (приближающийся поезд), что вряд ли можно сравнить с вибрациями мембраны динамического громкоговорителя.
А гипотетическая опасность движущихся объектов, я думаю, является спорным теоретическим аргументом.
Справедливости ради хочу отметить, что довольно много людей не разделяют мою точку зрения и утверждают, что доплеровская интермодуляция серьезно портит звук.
Из-за редкости такой акустики не было необходимости проводить слепые тесты или наблюдать.
Если у читателей есть информация о заметности этих эффектов и «неповторимом комфорте» при прослушивании контрапертурных колонок, буду благодарен за ваши комментарии.
Несмотря на всю первоначальную привлекательность идеи, все портит конечная стоимость изделия, которая увеличивается еще и за счет того, что само изделие является экзотической редкостью.
На современном аудиорынке я знаю 2-х серийных производителей.
Джинсы В нашем каталог представлен Широкий выбор акустических систем высокого качества.
.
Ссылки Использованный фотоконтент: onliner.by baseacoustica.ru www.bolzano-villetri.com РадиоРадар.
нет www.sworld.com.ua Теги: #Научно-популярная #Звук #физика #Периферийные устройства #акустика #Как #динамики #колонки #высококлассные #акустические системы #контраапертурные динамики #радиаторы #всенаправленные излучатели
-
Для Чего Нужны Внешние Жесткие Диски Usb
19 Oct, 24 -
Разгон Canon 400D До 3200 Iso
19 Oct, 24
