Я периодически разбираю ошибки, допущенные в самодельных колонках, продающихся по стране. Явных и видных косяков обычно бывает достаточно, но как быть с заводскими колонками?
Неужели колонки за 50т.р., (реклама которых неосторожно выскочила в окне моего браузера), могут иметь явные проблемы? Причем это не большие и монструозные колонки - компактные, изящные полочники с двумя динамиками. За такую цену они обязаны быть грамотно спроектированы! Но нет?!
Давайте разбираться.
Что вам бросается в глаза в этом дизайне?
Вот объясните мне, зачем так разносить динамики? Ведь можно было разместить излучатели гораздо ближе друг к другу! Можно вообще не оставлять зазора, там плоская грань, идеально состыковать можно. Но нет же! У вас есть объяснение, зачем и для чего так сделано?
Давайте разбираться, почему это плохо.
Попробуем смоделировать ситуацию.
Схематично нарисовал переднюю панель колонки, вид сбоку. Расстояние между динамиками минимальное (именно так и нужно делать по моему мнению). Я заложил 5мм между фланцами. Размеры компонентов тоже вполне типичные, 100мм твиттер и 160мм басовик. Обозначил точками акустические центры, от которых мы будем измерять расстояние до динамиков.
Допустим, слушатель сидит на оси высокочастотного динамика на расстоянии двух метров. Вполне реальная картина, не находите?
Смотрим, что происходит с расстояниями до динамиков:
Расстояние до басовика получилось больше на 32мм. Допустим, что это положение и есть расчетное, и для такого расположения слушателя настраивалась эта колонка.
Теперь представим, что слушатель, до этого наслаждавшийся музыкой на диване, решил встать. Допустим, уши переместились вверх на 40см. Смотрим, что стало с расстояниями:
Соотношение расстояний до динамиков изменилось! Теперь разница составляет 57мм (было 32). Мало того, что в этой точке изменилась АЧХ каждого из динамиков (из-за неидеальной диаграммы направленности), так еще и изменилось расстояние между ними!
Зафиксировали, смотрим, что будет происходить в случае разнесенных друг от друга динамиков.
Допустим, 60мм между фланцами:
Смотрим, что происходит на оси ВЧ динамика с двух метров.
Разница расстояний уже 37мм! В первом случае было 32мм. Басовик, расположенный дальше высокочастотника - это проблема для беспроцессорных акустических систем. НЧ динамик всегда имеет бОльшую задержку по сравнению с пищалкой, и его, по хорошему, нужно выдвинуть вперед, чтобы компенсировать этот недостаток. К тому же, акустический центр НЧ динамика находится глубже плоскости передней панели из-за конусности диффузора. Как видите, в случае с бОльшим расстоянием между динамиками, эта проблема усугубляется.
Кстати, один из способов попытаться решить эту проблему без процессора - перевернуть колонку и заложить расчетную точку прослушивания выше колонки. В этом случае получится немного уровнять расстояние до динамиков.
Но, допустим, колонка настроена под такое расположение слушателя (на оси ВЧ), и в расчетной точке все хорошо. Что происходит при изменении положения слушателя?
Разница составляет уже 72мм!
Вспоминаем, что было в первом случае: 32мм превратились в 57. Расстояние между излучателями съехало от изначального на 57-32=25мм.
Во втором случае 37мм превратились в 72. Расстояние между излучателями съехало на 72-37=35мм
Кто-нибудь будет спорить, что 35мм больше, чем 25?
Теперь попробую объяснить, в чем проблема. При большем расстоянии между центрами динамиков любое изменение положения слушателя будет СИЛЬНЕЕ изменять соотношение расстояний от слушателя до динамиков.
Почему это плохо? Вспомним, как выглядит волна, самая простая:
У любой колонки есть частотный диапазон, на котором излучают оба динамика. Это происходит в зоне сшивки, на частоте раздела и вокруг нее. Если колонка настроена и согласована, то в точку прослушивания звук от обоих динамиков приходит синфазно. Допустим, это происходило на оси ВЧ динамика.
Что происходит при изменении положения слушателя? Начало этих синусоид сдвигается, тем сильнее, чем большая разница между центрами излучателей. Если разница достигнет половины длины волны - случится противофаза, динамики будут гасить друг друга, будет провал на АЧХ
Давайте прикинем конкретные числа: какая проблемная частота в случае с ближним расположением динамиков в нашем сценарии. Расстояние между центрами уползло на 25мм, значит проблемная частота будет иметь длину волны 50мм. Получается примерно 6800Гц. На этой частоте у типичной двухполоски звучание басовика должно быть сильно ослаблено, практически весь звук создается твитером. Проблема будет слабо выражена.
В случае с разнесенными динамиками, проблемная длина волны 7см, а это более низкая частота, ближе к частоте раздела, на которой НЧ динамик явно будет играть громче и создавать больше проблем. 4900Гц получилось во втором варианте. Скорее всего, это тоже не частота сшивки, но в этом случае точно будет хуже!
Причем, заметьте, я смоделировал далеко не самые сложные условия! 2метра - нормальное расстояние прослушки, можно слушать гораздо ближе, в этом случае любое перемещение будет вызывать большее изменение расстояния между динамиками.
Если подопытный вставал с дивана - наверняка там случилось бы заметно большее изменение высоты, не сорок сантиметров, больше:) Такими темпами проблемная зона может добраться и до частоты раздела, а это даст огромный провал на АЧХ.
Вывод - располагайте динамики как можно ближе друг к другу. Внеосевые АЧХ в этом случае будут более стабильными и правильными. Настройка колонки будет меньше меняться при перемещении слушателя.
Ну и как вы думаете, какая схема расположения динамиков с этой точки зрения является идеальной?:)
P.S. Если у вас есть объяснение, зачем нужно было применять такую схему расположения динамиков - пишите! Но с аргументами и доводами в пользу заводского решения:)
P.P.S. Я не могу утверждать, что эти колонки плохи во всем) Меня удивило такое расположение динамиков, и все претензии относятся именно к этому решению.
P.P.S. А в автозвуке между вч в стойке и мидом в двери вообще метр может быть... Но там позиция слушателя довольно четко определена.