Твитеры в стойках звучат ярко, а стоит чуть сдвинуть сиденье, и верх куда-то пропадает? Дело в диаграмме направленности. Представь фонарик с регулируемым лучом: на широком режиме он освещает всю комнату, на узком только пятно перед собой. Динамик ведёт себя так же, только «ширину луча» за тебя выбирает частота. На басу он светит во все стороны, на верхах узким лучом. Встань прямо перед динамиком, и звук яркий. Отойди в сторону, и верх пропадает.
Почему с ростом частоты луч сужается?
Пока длина волны больше диффузора, динамик излучает почти во все стороны. Когда длина волны становится сравнимой с размером излучателя, волны от разных частей диффузора складываются по-разному под разными углами, и излучение собирается в луч. Чем больше диффузор, тем ниже частота, с которой это начинается. Подробнее в статье Поршневой режим.
Прикинем на реальном динамике
У СЧ динамика ESB 9.4m эффективная площадь Sd = 56,7 см², что соответствует радиусу излучателя около 4,25 см. Длина окружности такого поршня сравнивается с длиной волны (ka = 1) примерно на 1,3 кГц. Где-то с этой области излучение начинает заметно собираться в луч. Выше динамик всё ещё играет, но всё больше «светит» вперёд.
У меня в Mark X эти ESB 9.4m стоят в торпеде и работают на переотражение от лобового стекла. Вот где направленность решает: куда смотрит луч, туда и уезжает часть сцены, поэтому панель я переделывал не один раз.
Как направленность влияет на звук в машине?
- Угол установки меняет тональный баланс. Особенно у твитеров, см. Направление ВЧ динамиков.
- Стык полос в кроссовере. Хорошо, когда динамики на частоте раздела рассеивают похоже, иначе звук «прыгает» между ними.
- Отражения. Широкое рассеивание даёт больше отражений от стекла и панелей, узкое меньше.
Куда смотреть в паспорте и замерах
| Что смотреть | Зачем |
|---|---|
| Внеосевая АЧХ (15°, 30°, 45°) | Как меняется звук вне оси |
| Размер излучателя | Где начнётся сужение |
| Частота раздела | Согласование направленности полос |
На чём чаще всего ошибаются с направленностью
- Заставлять большой динамик играть высоко. Он «сузится», и верх вне оси пропадёт.
- Выбирать угол установки «на глаз», а не по измерениям в точке прослушивания.
- Сравнивать динамики только по осевой АЧХ, когда есть внеосевые измерения.
Что уточняют, когда ставят твитер в стойку
Купольный твитер 25 мм начинает заметно сужать диаграмму направленности примерно с 4–4,5 кГц. Это прикидка по условию ka = 1, когда длина окружности излучателя равна длине волны: для радиуса около 1,25 см это 4,4 кГц. Выше твитер играет, но всё сильнее светит вперёд, поэтому угол установки ВЧ динамиков так сильно меняет верх.
По направленности 16-сантиметровый мидбас начинает сужаться примерно с 800–900 Гц. Это ориентир по условию ka = 1 при эффективном радиусе диффузора около 6,5 см. Выше мидбас уводит верх в узкий луч, и вне оси звук тускнеет. Поэтому в трёхполосной системе эту область обычно отдают СЧ динамику, у которого диффузор меньше и рассеивание на стыке шире.
АЧХ показывает уровень по частотам в одной точке, обычно на оси динамика. Диаграмма направленности показывает, как этот уровень меняется с углом. По сути это набор внеосевых АЧХ под 15°, 30°, 45° и дальше. Два динамика с одинаковой осевой АЧХ могут звучать в машине по-разному, если вне оси у одного верх уходит раньше.
Широкое рассеивание в машине работает в обе стороны. Плюс: тональный баланс меньше зависит от положения головы, водитель и пассажир слышат похожий верх. Минус: больше энергии летит в стёкла и панели, а ранние отражения окрашивают тембр и размывают сцену. Узкая направленность светит в стекло меньше, зато требует точного угла установки по замерам.
Угол установки твитера в стойках подбирают по замерам в точке прослушивания, а не на глаз. Чем точнее твитер смотрит на слушателя, тем ярче верх, разворот в сторону делает звук мягче, потому что слушатель уходит с оси диаграммы направленности. Удобно начать с нескольких фиксированных углов и сравнить АЧХ на месте водителя. Подробнее в статье про установку в стойки.
На высоких частотах динамик светит лучом, и то, куда этот луч попадает, решает, насколько ровно звучит верх и где стоит сцена. Физику «фонарика» полезно понять на шаге «Изучаем теорию», а угол и частоту раздела окончательно подбирают по замерам при настройке системы.
Крутишь твитеры и не можешь найти удачный угол? Покажи расположение в Telegram-чате, подскажем, с чего начать.
Источники
- F. E. Toole, «Sound Reproduction: The Acoustics and Psychoacoustics of Loudspeakers and Rooms»
- Л. Беранек, «Акустика» (русский перевод, 1965)
- В. К. Иофе, В. Г. Корольков, М. А. Сапожков, «Справочник по акустике», 1979
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
См. также: Поршневой режим, Направление ВЧ динамиков, Твитер.