Дамы и господа, аудиофилы и меломаны, здравствуйте.
Добро пожаловать на Dzen-канал Шоурума "Russian Audio Equipment" (RAE), посвященный аудиотехнике.
Наш Шоурум откроется 26-27 октября 2024 года по адресу г. Москва, пр. Вернадского, 29. ПРИГЛАШАЕМ ВСЕХ НА ОТКРЫТИЕ!
Также мы принимаем участие в выставке Hi-Fi & Hi-End Show в Бородино и приглашаем Вас заглянуть в нашу комнату 1004, где будет представлена экспозиция Шоурума российской и винтажной аудиотехники "Russian Audio Equipment" (RAE) - бесплатный вход по промокоду ниже!!!
Напоминаем Вам, что ознакомиться с нашей аудиотехникой вы можете на сайте https://www.avito.ru/brands/russianaudio (сайт шоурума пока находится в разработке).
Сегодня у нас очередная статья с просторов интернета, для ознакомления нашей Дорогой публики.
Авторы (источники) - И. Алдошина. Статья "Нетрадиционные излучатели. Часть 4. Ленточные излучатели". Журнал Аудиомагазин № 3 (38) 2001г.
Отдельно отмечаем, что мнение Шоурума "Russian Audio Equipment" (RAE) может не совпадать с мнением авторов статьи.
Итак, поехали!
Введение
Ha последних двух конгрессах АЕЅ 108-м в Париже и 109-м в Лос-Анджелесе необычайно большое внимание уделялось давно известным нетрадиционным излучателям ленточным громкоговорителям (Ribbon Loudspeakers).
Было продемонстрировано несколько новых акустических систем, сделан ряд докладов и даже проведен специальный семинар.
Похоже, что этот тип излучателей снова переживает период расцвета, и мы расскажем о том, что с ними сейчас происходит.
Конструкция ленточных громкоговорителей была запатентована в 1925 году инженером Герлахом из "European Acoustic Lab".
Однако только в 30-е годы, с появлением постоянных магнитов, стало возможным начать их производство.
Общий принцип их построения показан на рис. 1: длинная тонкая гофрированная ленточка из алюминиевой фольги помещается между полюсами магнита, ее расположение выбирается в соответствии с рис. 2.
При приложении переменного тока к алюминиевому проводнику, который находится в магнитном поле, на проводник начинает действовать механическая сила Лоренца, направленная перпендикулярно поверхности ленточки и равная F = BLI, где В индукция в зазоре магнита, 1 длина проводника, I сила тока.
Благодаря своей легкости ленточка получает достаточно большое смещение при малой величине приложенного тока.
Поскольку ширина ленточки значительно больше, чем диаметр проводника звуковой катушки, то она имеет малое активное сопротивление (порядка 0,047 Ом), поэтому излучатели используются с входными трансформаторами (это позволяет повысить их входное сопротивление при большом коэффициенте трансформации).
Ленточные излучатели обладают достаточно высокой чувствительностью до 95 дБ/Вт/м.
Ленточка обычно гофрируется, чтобы уменьшить нежелательные резонансные колебания и увеличить ее гибкость (поэтому ленточка движется в основном как масса).
Позади ленточки находится замкнутый объем (рис. 1), гибкость воздуха которого создает дополнительную упругость.
Чтобы уменьшить резонансы воздушной полости позади ленточки, ее заполняют, как правило, стекловатой или другим пористым поглощающим материалом.
Отсутствие резонансов диафрагмы позволяет получить однородную АЧХ до очень высоких частот.
Для уменьшения искажений, вызванных несимметричностью и неоднородностью магнитного поля в зазоре (что представляет большую проблему для обычных электродинамических громкоговорителей), конструкция полюсов магнитной цепи оптимизируется таким образом, чтобы получить максимально однородное поле в зазоре.
ндукция в зазоре получается небольшая около 2500 гс, из-за больших размеров магнита, но благодаря малой массе ленточки этого оказывается достаточно для получения большой чувствительности.
Поскольку ленточка имеет значительную площадь (например, для излучателя на средне- и высокочастотный диапазон она равна примерно 30 х 1,3 см), она быстро охлаждается, и на громкоговоритель можно подавать достаточно большую мощность.
Благодаря большой длине и узкой ширине громкоговоритель имеет широкую характеристику в горизонтальной плоскости (до 70° на частоте 20 кГц), что благоприятно сказывается на создании широкого стереообраза.
Правда, в вертикальной плоскости громкоговоритель имеет узкую характеристику направленности.
Иногда это бывает полезно, так как помогает избежать нежелательных отражений от потолка и пола.
Несомненным преимуществом ленточных громкоговорителей перед обычными электродинамическими является низкий уровень переходных искажений вследствие малой массы ленточки (масса около 0,01 г, толщина 9 мкм), что позволяет получить прозрачное и чистое звучание на высоких частотах.
Хотя принципы конструкции промышленных ленточных громкоговорителей были описаны в 70-е годы, особенно широкого распространения они не имели в связи с необходимостью применения достаточно большой и дорогостоящей магнитной цепи, из-за низкого сопротивления, невысокой надежности и большой стоимости.
Однако несмотря на это и в 7080-е годы существовало довольно много фирм, которые занимались выпуском АС с ленточными высокочастотными излучателями, например "Technics" и "Pioneer".
На рынке США в начале 80-х имелось более 30 моделей, где в качестве высокочастотного звена использовался ленточный излучатель.
Тогда же были разработаны отечественные ленточные громкоговорители 5ГЛ-1, 5ГЛ-6, 5ГЛ-12, но промышленного применения они не нашли из-за высокой стоимости магнитов.
Однако именно в это время у нас появился энтузиаст-разработчик (не помню его фамилии), который создал акустическую систему с ленточными громкоговорителями на полный диапазон (низко-, средне- и высокочастотное звено) соответствующей цены и габаритов (хотя и с неплохими параметрами) и, как это было принято в те времена, обратился в Министерство с докладной запиской, в которой говорилось о том, что ИРПА мешает ему их внедрять; в ответ пришлось писать подробные экономические обоснования, объясняя, почему их нерационально выпускать в промышленных масштабах.
Насколько мне известно, в начале перестройки он основал собственную фирму по выпуску широкополосных ленточных акустических систем, но о том, каковы были ее успехи, у меня не было информации.
Во всяком случае, на заводах этой отрасли подобные отечественные громкоговорители в промышленных масштабах не производились.
В 1997 году на конгрессе ASA А. Батлер сделал доклад "Новое рождение ленточного громкоговорителя", и с этого момента интерес к нему значительно вырос.
Появились новые магнитные материалы, позволившие значительно снизить габариты магнитной цепи.
Наиболее распространенные материалы, которые используются в настоящее время в излучателях, это - редкоземельные металлы (неодим), их магнитная энергия почти в три раза выше, чем обычных феррит-бариевых магнитов.
Изменилась технология изготовления ленточек (в некоторых случаях используется прочный полиимид, ламинированный слоем алюминия, например модель ЅА8535 фирмы "Stage Accompany").
В результате современные конструкции ленточных излучателей обладают рядом несомненных преимуществ: высокой чувствительностью вышеупомянутой модели до 107 дБ (высокая эффективность определяется, в том числе и тем, что ленточные громкоговорители представляют собой чисто активную нагрузку, в отличие от электростатических громкоговорителей); чрезвычайно низкими нелинейными (интермодуляционными) искажениями; существенно меньшими переходными искажениями и отсутствием резонансных пиков на амплитудно-частотной характеристике, что уменьшает тембральное окрашивание, свойственное динамическим громкоговорителям.
Это преимущество наглядно просматривается на трехмерных спектрах обычного динамического громкоговорителя и ленточного SA8535 (рис. 3).
В начальный момент времени на АЧХ динамического громкоговорителя видны резонансные пики, которые очень долго не затухают во времени, что несомненно "окрашивает" звучание; в то же время ленточный громкоговоритель (модель ЅА8535) имеет начальную АЧХ достаточно гладкую, и, кроме того, процесс затухания колебаний происходит значительно быстрее.
Все это в целом обеспечивает ясность, прозрачность звучания и прекрасную разборчивость речи.
В зависимости от сферы применения ленточные громкоговорители иногда используются с широкогорлыми рупорами, дополнительными линзами или экранами.
Сегодня производством таких громкоговорителей и акустических систем, их использующих, занимается множество фирм: "Stage Accompany", "Philips" (Голландия), "Piega" (Швейцария), "Ехpolinear" (Германия), "Boehlender-Graebener" (Германия), "Image Acoustics", "Carver", "Wisdom Audio" (CIIIA), "Newform Research" (Канада) и десятки других.
Ленточные громкоговорители используются в качестве высокочастотного звена в сочетании с низкочастотным блоком электродинамических громкоговорителей, однако имеются модели широкополосных громкоговорителей.
Ленточные громкоговорители находят широкое применение в бытовой аппаратуре hi-fi, хотя в последние годы их начали применять в автомобильных АС и даже в аппаратуре для озвучивания залов и т. п.
Из выпускаемых в настоящее время ленточных излучателей, рассчитанных на средне-высокочастотный диапазон, интересны следующие модели.
"Ribbon Compact Driver SA8535 Stage Accompany", спектры которого были приведены выше, воспроизводит диапазон 1-30 кГц, выдерживает пиковую мощность до 1000 Вт, в области 2 кГц имеет чувствительность 107 дБ.
С его использованием фирма выпускает целую серию акустических систем "Р-24-29" и другие АС, где излучатель встроен в единый корпус со специальным рупором.
Высокочастотный "Philips RT8P"используя его, фирма "Expolinear" (Берлин) выпускает большую серию акустических систем под красивым названием "Lagrange Ribbon Acoustics"; он воспроизводит диапазон 280040000 Гц, обладает прекрасными параметрами однородной частотной характеристикой, низким уровнем переходных искажений и т. д. "Raven Transducers" серия ленточных излучателей, разработанных во Франции; их распространением занимается фирма "ORCA Design & Manufacturing Corp".
В настоящее время выпускается три модели; их параметры представлены в таблице 1.
Эти излучатели обладают высокой чувствительностью, низким уровнем искажений (меньше 1% при 105 дБ), чистым прозрачным звучанием и используются многими фирмами в профессиональной и бытовой аппаратуре.
Все они продаются со специальными трансформаторами, обладающими малыми потерями и низким уровнем искажений.
Излучатель "R-3" рассчитан на диапазон с 500 Гц, то есть фактически обеспечивает воспроизведение средне- и высокочастотного диапазона.
"YAG 10-1", "YAG 20-1"серия новых ленточных громкоговорителей, созданных китайской фирмой в Шанхае.
Размеры излучателя "YAG 20-1": 100 х × 13 мм (существуют разновидности круглой и квадратной формы); использованы магниты из неодима, а также тонкая пленка из каптона (особо прочный полиимид), покрытая почти полностью слоем медного проводника.
Вес пленки почти в 30 раз меньше веса обычного купольного излучателя, что обеспечивает хорошие переходные характеристики и чистый звук.
Излучатель снабжен небольшим рупорком для формирования характеристики на"RD28-1", "RD-40", "RD-50", "RD75"серия ленточных громкоговорителей, созданных фирмой "Boehlender Graebener".
Компания возникла только В 1994 году и специализируется на выпуске различных видов ленточных излучателей; новое производство было открыто в Америке в 1998 году.
Излучатели поставляются в различные другие фирмы, выпускающие с ними громкоговорители "MPS", "Genesis" и др.
Производственные возможности фирмы позволяют ей производить излучатели размером от 9 см до 6 м (набор из нескольких ленточных излучателей), толщиной 3 см.
Излучатели могут конструироваться и как диполи (излучение в переднюю и заднюю плоскость со сдвигом по фазе на 180°), и как монополи (заднее излучение демпфируется).
В качестве материала для ленточек используется полиэстерная или полиимидная пленка с нанесенным на нее проводником из алюминия или меди.
Применяются как неодимовые магниты, так и магниты из очень дорогого и эффективного материала самарий-кобальт.
Рамка стальная, но имеются модели с пластмассовой рамкой.
Излучатели могут воспроизводить полный диапазон до семи с половиной октав, обладают высокой чувствительностью, низким уровнем нелинейных и интермодуляционных искажений и большой мощностью.
Излучатели таких размеров и мощности находят применение не только в бытовой, но и в профессиональной технике (например, для дискотек).
Правда надо отметить, что цена этих излучателей довольно высокая (например, "RD-50" стоит $1500).
"4Pi-Tweeter", "Jet-Tweeter" ленточные излучатели, которые буквально спасли фирму "ELAC".
Созданная в 1948 году, она к 80-м годам почти полностью приостановила производство и практически была на пороге закрытия, но разработка новой линейки ленточных излучателей и создание на их основе нового поколения акустических систем помогло ей удержаться на рынке.
В первом типе излучателя используется чисто алюминиевая гофрированная Фольга, во втором полиимидная пленка, ламинированная металлом.
Интересную акустическую систему "Panga" со средне- и высокочастотным ленточным излучателем представила фирма "Davidson"; в ней используется низкочастотное оформление в виде трансмиссионной линии с излучателем фирмы "Cerwin Vega".
Широкополосный ленточный излучатель дипольного типа применен в системах "SL-1-SL-6" производства фирмы "Soundline Audio"; системы достаточно дорогие ($2500), но, как утверждают разработчики, прозрачность звучания и конкретность стереообраза эту стоимость оправдывают.
"R45", "R30", "R8" новая линейка средне-высокочастотных ленточных громкоговорителей была представлена на выставке в Лос-Анджелесе фирмой "Newform Research" (Канада).
Их акустические параметры приведены в табл. 2.
Создавая линейку акустических систем с такими излучателями, разработчики фирмы стремились добиться стабильного и детального стереообраза и с этой целью постарались до предела уменьшить ширину излучателя, она составляет примерно 12 см при глубине 7 см.
Такие узкие излучатели в диапазоне от 1 кГц и выше создают наиболее широкую характеристику направленности в горизонтальной плоскости, что позволяет "покрыть" максимально большую площадь, значительно расширяя зону стереоэффекта.
Узкая характеристика направленности уменьшает количество отражений от пола, увеличивая тем самым долю прямого звука и повышая разборчивость (ясность) звучания.
АС такого типа выпускаются и в модульном исполнении (отдельно блок НЧ и СЧ, ВЧ) и находят применение в современных многоканальных комплектах, где проблемы создания стабильного стереообраза особенно актуальны.
"Carver Platinum 1V Ribbon Driver" новая модель ленточного дипольного излучателя фирмы "Carver".
Излучатель имеет нижнюю граничную частоту 200 Гц, в нем используется алюминиевая пленка толщиной 10 мкм, скрепленная по специальной технологии с тонкой, 12 мкм, пленкой из каптона.
Чтобы придать пленке жесткость, на ее поверхности с помощью особой машины создается морщинистая структура.
Специальная технология используется также и для того, чтобы натяжение пленки на раме было равномерным.
Сильное магнитное поле обеспечивается неодимовыми магнитами.
В акустической системе "AL111-Plus"излучатель используется как диполь в диапазоне от 100-20000 Гц; частота раздела с низкочастотным звеном составляет 150 Гц.
Цена 1000 долларов. Общая чувствительность системы 86 дБ/Вт/м.
Акустическая система получила неплохие отзывы специалистов, которые отмечали чистоту, четкость и прозрачность звучания.
Признание этой системы сыграло решающую роль в драматической судьбе фирмы.
Об этом рассказал основатель компании Боб Карвер.
В 1987 году он потерял финансовый контроль над фирмой и вынужден был ее покинуть под давлением Совета директоров.
За несколько лет компания потеряла рынки сбыта и практически полностью обанкротилась.
В 1998 году, когда Совет призвал его обратно, фирма имела огромные долги и банковский счет в размере 17 долларов.
Карвер начал с того, что провел реорганизацию структуры компании и сделал анализ ситуации на рынке, а затем организовал производство линейки высококачественных акустических систем с ленточными громкоговорителями, успешная продажа которых и помогла фирме встать на ноги.
Среди других многочисленных фирм, выпускающих ленточные громкоговорители, можно отметить интересное решение компании "Fostex": в АС используются ленточные громкоговорители как среднечастотное звено "FЅ41-RP" (диапазон 200-1000 Гц) и как два высокочастотных звена "FЅ21-RP" (диапазон 1-10 кГц) и "FЅ7-RP" (с частотой до 38 кГц).
Подводя итоги изучения современной ситуации на рынке аудиоаппаратуры с ленточными громкоговорителями, можно отметить, что решение технологических вопросов по изготовлению надежной пленки и применению высокоэффективных магнитов открыло дорогу для разработок этих громкоговорителей и их широкого использования в акустических системах разного назначения, как бытовых, так и профессиональных, что вполне отвечает их достоинствам: низкому уровню переходных и нелинейных искажений, широкой характеристике направленности в горизонтальной плоскости, чистоте и прозрачности звучания.
За последнее время практически все страны (Канада, США, Германия, Франция и даже Китай) создали новые модели ленточных излучателей и акустических систем с ними.
Остается пожелать отечественным производителям вернуться к этому давно известному типу излучателей и, используя современные технологии, создать новое поколение ленточных громкоговорителей.
