фото отсюда http://ldsound.ru/35-as-013-radiotehnika-s-70/
s90 фото отсюда http://ldsound.ru/35-as-212-radiotehnika-s-90/
1. Предисловие
1977й год - год лучшего звука за всю историю Аудиофильства. В тот год грянул нефтяной кризис. Последствия его отразились на всех целях и зачадах научно-технического прогресса. В том числе и на Аудиофильстве.
На студиях вдруг резко меняются мониторы - они перестают быть в закрытом ящике, и становятся фазонвертерными. А популярные стили музыки - Диско, Поп, и Рок - становятся с несколько иной подачей баса. Специфика этих стилей в том, что звучание барабанов и бас-гитар требуют компрессора. Но настройки производятся все-таки на слух. И вот колонки стали с характерным фазоинвертерным искажением переходных характеристик. И теперь, все что издается, с настройками компрессоров под эти новые переходные характеристики.
Это сделано потому, что перед прогрессом в мире Аудио возникла задача получить полноценный Аудиофильский звук из спичечного коробка. И надо сказать, что к 2015му году, эта задача частично была выполнена. Появились Хай Рез плееры на 192 кГц дискретизации размером с флешку, и наушники, арматурно-динамические гибриды, класса затычки, выдающие полноценный взрослый бас и детальные верх и середину.
И все это помещается в спичечный коробок. Но в мире колонок задача еще не решена.
Мало того в 1978м году была еще и введена новая кривая коррекции на виниле, которая согласно брошюркам тех лет, ориентирована на то, чтобы минимизировать инфранизкочастотные колебания, опасно развивающиеся по вине акустического замыкания в фазоинвертерных системах.
2. Способы уменьшения габаритов
Как известно главный, габариты задающий фактор в колонках, это их корпус. Не динамик. Динамик можно сделать малого диаметра с большой амплитудой. А вот воздух в колонке все равно потребуется определенного объема.
Поэтому уменьшение динамика с сохранением отдачи это только один путь работы над задачей. Но есть и более важные пути. Они чуть подробнее.
Суть в том, что динамик создает 2 волны, фронтальную и заднюю, которая находится в противофазе фронтальной. И их нужно разделять. Иначе их взаимодействие приводит к акустическому замыканию, которое в отличие от замыкания вида колонка-винил, приводит к тому, что бас не достигает ни ушей, ни пуза слушателя.
Чтобы устранить эту проблему, переднюю и заднюю волны нужно разделять.
Классических разделений 2 вида.
Первый вид. Открытй корпус, когда большой экран разводит волны в пространстве, не давая задней волне долететь до передней. Способ в условиях реальных помещений не очень эффективен. Какие бы гарабиты в квартире не были, а их все равно мало, и все равно пусть и с задержкой а акустчиеское замыкание происходит.
Разве, что с Аудиофильской точки зрения, оно может происходить весьма интересно. Устраняя заодно по пути стоячие волны в помещении. Что вызывает весьма приятное ощущение скорости и прозрачности баса. Хотя при этом все равно остается некоторый окрас вызванный излишне резким обрывом окончаний звуков.
Второй классический и наиболее качественный корпус это закрытый ящик.
Изначально там все просто. Просто закрыть заднюю волну в корпусе максимально малых размеров, при которых нет ограничений в работе динамика. Ну и по возможности поглотить волну каким-нить мягким материалом.
Но, габариты при этом тоже получаются невообразимые. И потому такой закрытый ящик никогда массово не применялся. Применялся ЗЯ резонансно-компрессионного типа. Суть его в том, чтобы при правильном уменьшении размеров, создавалось некоторое сопротивление в работе динамика - но оно делало полезную штуку. Оно давило резонанс динамика. Понижая его частоту и тем самым повышая отдачу.
В общем-то, с точки зрения инженерии об идеальных конструкциях тоже решение, скажем прямо, паршивое. По хорошему, надо было 2 динамика ставить, чтобы получить такую же отдачу. А тут взяли да и нашли более рентабельный путь. И на материалах корпуса экономия, и на динамиках.
На заметку инженерам-антиаудифолам. Классический ЗЯ тоже решение повышенной рентабельности в ущерб качеству. Хотя да. На звук он все равно лучше чем альтернативные решения.
Правда с поправкой на то, что это на мой вкус он лучше. А мой вкус ни что иное как Аудиофильство, а не стремление к максимально достоверному звуку, который слышал звукорежиссер. Мне не нравится фазоинвертерный бас в музыке. И не важно, что именно на нем компрессоры настраивались. Мне нравится более упругий, упертый, и насыщенный звук ЗЯ. Но я осознаю, что игнорирую задумку звукорежиссера в этот момент!
3. Способы уменьшения габаритов
1. Главный виновник ограничения на размер Закрытого Ящика это воздух. Вернее тот факт, что он ведет себя как Газ. Чуть что не так - взял да и изменил свои плотность, давление, и объем, за счет изменения температуры. Что называется был газ твердый, а стал жидкий.
При этом любит он это делать именно при изменни давления. Сжали его, а он опа. Потеплел и стал мягче. Или наоборот. Вы его растягивате - а он взял да и охладил корпус колонки, зато его теперь больше. И тяните себе пока не лопните. Одна проблема. Делает он это в противфазе вашим действиям. Да еще и нелинейно. В итоге вам нужно, чтобы он помог динамику двигаться, а он наоборот - сопротивляется да так, что динамик офигевает. И его траектория движения нарушается. А нарушение траектории движения, есть ни что иное, как дополнительные гармоники. Т.е. искажения, причем настолько громкие, что полезный сигнал становится тише них. И приходится ограничивать громкость и как следствие частоту.
Т.е. когда мы уменьшаем корпус, динамик-то может больше, а вот воздух в корпусе не позволяет. И все искажения по его вине.
И вот первый способ борьбы с ним - это взять и вытеснить его оттуда. Заполнить корпус другим гибким материалом. Да у него будет хуже гибкость. Но она будет более линейная и предсказуемая. Без этих внезапных термопереходов. Труселя с носками кстати не плохо работают в этом плане.
Одна проблема. Отдача снизится и ее нужно будет корректировать подняв басы в усилителе. Но динамик же это может! В определенных пределах эта методика работает и позволяет, еще процентов на 20 уменьшить габариты корпуса.
Но это тоже не спичесный коробок. Да и энергоэффектность явно в минус. Если делать переносную магнитолу, то вообще не подходит.
2. Фазоинвертер. Не важно какого вида. Как узкополосовой второго порядка, так и трансмиссионная линия, так и торнадо, орто, пассивный отражатель и тд. - суть одна. Задержать заднюю волну, так чтобы она пришла в фазе с передней, но на 2-3-5 колебаний позже. Но зато в фазе!!! Они в этот момент вместе наваливают.
Увы, но тут же очевиден и недостаток. Раз волна настолько позже приходит, то она настолько же позже будет и продолжать звучать, когда динамик закончит колебание. Т.е. даже при всех идеальных совпадениях частот, у нас не все идеально в плане переходных характеристик по времени.
Но если музыка у нас на компрессорах, то подобрать приличное звучание в целом можно. Хотя и не совсем идеально.
Зато, энергоэффективность на высоте. Мы используем заднюю волну, которую раньше просто глушили. А тут она работает. Это позволяет и динамик уменьшить, и размеры корпуса. Но все равно габариты у S90 те еще.
3. Банд-Пасс. Или же узкополосовой фильтр 4го-6го-8го порядков. Суть здесь, как у колебательного контура в генераторе синуса. Не важно на какой частоте пришла энергия. Она превратится в энергию, которая будет вызывать колебания на резонансной частоте контура.
Т.е. любое колебание динамика приведет к тому, что на выходе будет все равно частота на которую настроен корпус. Да там есть некоторое понятие добротности, которое приводит к частотной девиации преобразований энергии, по принципу вторая-третья гармоника превратится в основной тон, а не в строго фиксированную альтернативную частоту. Но все равно там на выходе каша. Мало того каша еще обусловлена тем, что накопление выходящей волны происходит на соновании 3-4х колебаний динамика. И только потом возникшая стоячая волна, звук которой и выходит наружу.
Зато отдача как у слона. Из малых габаритов гудит как зверь. Правда энергоэффективность не самая лучшая.
Фазонвертер в этом плане наиболее перспективный игрок. Там и качество более менее, и батарейки рационально кушает.
4. Но что делать когда качества хочется?
Прогресс в результате идет по всем направлениям. И по пути оптимизации Банд-Пасса. При некоторой цифровой обработке сигнала из него можно кое что выжать. И по пути улучшения фазоинвертерных систем. Не даром же нынче колонки стали тонкими Башенками при отдаче как у С90. И по пути закрытого ящика.
И сегодня у нас как раз на обзоре такая технология. Вернее одна из двух возможных.
5. Что можно выжать из ЗЯ
Мы говорили что непредсказуемое поведение воздуха под давлением есть главная проблема Закрытого Ящика. И что его можно вытеснить заменив труселями.
Но что если попробовать с ним подружиться?
Ведь если он меняет свое состояние более менее плавно, а динамик может больше мощности раскачать. То можно оперативно повышать громкость подаваемого на динамик сигнала, чтобы его траектория движения оставалась правильной формы, невзирая на сопротивление воздуха.
И тут есть 2 пути.
1. Помните, как на физике в школе мы все крутили "мясорубку", а в итоге лампочка светилась? Помните там еще был такой момент. Если лампочка не подключена, то мясорубка крутится легко, а если подключена и светится то там явно вместо мяса носки запихнули!
При движении катушки динамика в магнитном поле происходит такая же ситуация. Сила тока протекающая через катушку меняется в случае повышения сопротивления ее движению.
И при желании это дело можно выделить. Простым амперметром. Одна проблема. Это изменение нужно отличить от естественного изменения тока вызванного полезным сигналом согласно закону ома. Мало того потоме еще нужно отличить его от нарастающего тока в усилителе при компенсации. Т.е. при повышении громкости с целью обеспечить правильное движение.
И вот эти проблемы создают трудности в работе. Для качественного процесса нужно цифровым путем делать сравнение сигналов. Токового, выходного из усилителя, и входного. Потом вычислять сигнал коррекции.
Это все требует времени. И когда в итоге получится результат корректировать уже будет поздно. Динамик уже уехал.
Другой путь цифровой обработки в том, что можно програмно эмулировать его движение, на основании него создавать заранее скорректированный, по научному говоря - предискаженный, сигнал, и уже его подавать. А по токовой обратной связи проверять верность результата и определять параметры реальной среды, чтобы скорректировать эмуляцию процесса, в случае если, например, в колонку кондей дуть начал.
Кстати данная обратная связь называется Токовый ЭМОС. Электро-механическая обратная связь.
По секрету сказать, мне интересен этот путь и я сейчас изучаю как программировать эмуляторы физических процессов. Причем учебник у меня 2017го года и там все это на Фортране. Да!!! Этот язык тоже развивался. Его фишка в том, что он оптимизирован именно для физики. Т.е. не даром его в универах преподавали. И если не бы не резкий переворот трендов развития в сторону компьютеризации с упором именно на системы Искуственного Интеллекта, то знание Фортрана было бы жжуть как полезно. Не было бы фраз, что это устаревший язык.
Кстати среда разработки под него нынче называется Microsoft Power Station. Сравните со скромными MS Visual Studio и Google Android Studio.
2. Механический ЭМОС
Тут все проще. Тут на динамик ставится специальный датчик, который фиксирует движение динамика. И на основании сравнения его, с полезным сигналом, формируется сигнал коррекции громкости.
Вот это решение и реализовано в S70.
И при этом эффективность его весьма не плоха. В сравнении с S90 уровень баса у них одинаковый, а вот размеры у этого ЗЯ на 12 см ниже, так еще и в ширину и глубину колонка чуток меньше, а там ведь еще и БП линейный трансформаторный, и усилитель на приличную мощность, с радиатором.
6. Обзор колонок
Некоторые люди думают, что там трехполосное усиление, и активный кроссовер. Я тоже одно время так думал. Увы. Там обычный усилитель, разве что со схемой ЭМОС коррекции в тембрблоке. Т.е. усилитель полнополосовой. А далее классический кроссовер.
Дело в том, что колонки эти они ведь еще и для сравнения создавались. А потому каждый желающий, может подключить к ним внешний классический усилитель, поднять эквалайзером(не забываем, что в эту эпоху они созданы) басы и понять, что так просто в лоб это не работает.
Активный вход у колонок обычный. Выход любого преда от двух-блочных усилоков, или преаут из соверменных одноблочных и погнали. К ним отдельно выпускался свой пред. Но можно использовать и от Эстонии и от Корвета.
Как было частично показано у меня в статье Рояль с Розливом, усилитель так или иначе подвержен изменению громокстей гармоник на разных часотах, при изменении частот в одной части диапазона. Т.е. при коррекциях баса неизбежно подвергается модуляци и вч. Чтобы это дело замакскировать пищалку поставили в рупор.
Рупор, он сродни банд-пассу - улучшает отдачу, но ценой пары-тройки колбеаний которые смазывает. Как итог этот прием в данном случае маскирует девиацию работы усилителя. Был бы активный кроссовер, и на вч свой усилитель этого бы не понадобилось.
По звуку, это конечно не совсем ЗЯ. Некоторые искажения есть. Но все таки это гораздо ближе к ЗЯ чем к ФИ. Т.е. значительно качественнее, но при этом компактнее чем ФИ. Вот разве, что он маленький, а жрет как слон... Но в остальном очень красивое качественное решение!!!
7. ЭМОС сегодня
Сегодня ЭМОС применяется достаточно регулярно. Достаточно просто внимательно посмотреть на размеры сабвуферов. Это кубик. А в S90 какой размер басовая часть корпуса занимает? Вот именно. Прогресс идет. :) Кубик минимум в 1.5 раза меньше, чем басовая секция в S90, и других габаритных колонках тех времен.
Так же известно, что компании REL и SBS в своих суперкомпактных сериях, применяют цифровые методики. Какие именно, пока что сказать не могу, изучу цифровые методики, приду в салон с тестовой лично мною созданной флешкой замаскированной под обычную музыку, запишу сигнал с них на диктофон в кармане, и посмотрю какие там характерные для той или иной технологии артефакты имеются.
Но вполне вероятно, они уже что-то прогнозируют в поведении динамика. Хотя возможны и некоторые оптимизации. По принципу синтезатора частот, когда синусоида правильной формы записана в ПЗУ, а частота меняется, за счет изменения шага адресации при считывании. Можно так же синтезировать заранее некоторый набор кривых под разные среды и сигналы и просто их перебирать. И вычислений на борту меньше, и цена ниже. И прогрессивная рациональность. Может там как раз этот вектор развития.
Спасибо, что дочитали. Продолжение следует... Обзоры сабвуферов с ЭМОС и кувалдой не исключены.
