Динамик (громкоговоритель): виды, классификация и типы акустических излучателей

Динамик (или громкоговоритель) — это электроакустическое устройство, предназначенное для преобразования электрического аудиосигнала в звуковые волны. В подавляющем большинстве случаев он работает в составе многополосной акустической системы (АС), где разные излучатели отвечают за свои диапазоны частот. Понимание принципов работы и классификации динамиков критически важно для инженеров-акустиков и аудиофилов, стремящихся достичь идеального баланса между точностью воспроизведения и качеством звучания. Более подробно о базовых понятиях можно узнать в статье про Акустическая система. Основные понятия.

Классификация по способу излучения звука

Тип излучателя определяет характер звучания, частотные характеристики и область применения динамика. Ниже приведен полный список технологий, от самых распространенных до экзотических.

1. Электродинамический (ED) — самый массовый тип. Использует катушку индуктивности, помещенную в магнитное поле постоянного магнита. Отличается надежностью и широким диапазоном мощностей.
2. — мембрана заряжена электрически и движется в поле постоянного напряжения. Обеспечивает сверхнизкие искажения, но требует высоковольтного усилителя.
3. — использует эффект деформации керамики или пленки при подаче напряжения. Часто применяется в твиттерах и бюджетных колонках.
4. — один из старейших типов. Мембрана притягивается электромагнитом. Характерен специфический «ламповый» звук и низкий КПД.
5. — излучает звук за счет ионизации воздуха высокочастотным напряжением. Визуально напоминает светящийся столб, звук имеет уникальный «воздушный» характер.
6. — гибрид планарного и электродинамического принципов. Ток проходит через плоский проводник в магнитном поле.
7. — разновидность планарного динамика с постоянными магнитами по краям мембраны.
8. — тонкая алюминиевая лента является и излучателем, и катушкой. Отличается высочайшей детализацией ВЧ, но требует мощного усилителя.
9. — также известен как «гидрофон». Мембрана с проводником движется в поле двух постоянных магнитов.
10. — использует электростатическое притяжение мембраны к перфорированной пластине.

Классификация по назначению (частотному диапазону)

Для полного воспроизведения звука используются разные типы излучателей, каждый из которых оптимизирован под свой диапазон. Выбор правильного динамика зависит от задачи: будь то сабвуфер для домашнего кинотеатра или студийный монитор.

1. Низкочастотные (Сабвуферы) — воспроизводят глубокий бас (20–200 Гц). Требуют больших ходов диффузора и мощных магнитов.
2. Мидбасовые (НЧ/СЧ) — закрывают диапазон от 100 Гц до 1–2 кГц. Часто используются как универсальные динамики в двухполосных системах.
3. Среднечастотные (СЧ) — отвечают за вокал и основные инструменты (300 Гц – 4 кГц). Критически важны для естественности звучания.
4. Высокочастотные (Твитеры) — воспроизводят высокие частоты (2–5 кГц и выше). От их качества зависит «воздушность» и детализация звука.
5. Супертвитеры — специализированные излучатели для ультразвуковых частот и самого верха слышимого спектра (10–20 кГц).
6. Широкополосные (ШП) — пытаются воспроизвести весь диапазон одним динамиком. Просты конструктивно, но часто жертвуют точностью на краях диапазона.
7. Коаксиальные — высокочастотный излучатель установлен в центре низкочастотного диффузора. Позволяют получить точку источника, близкую к точечной.

Акустическое оформление: влияние на звук

Сам по себе динамик в свободном пространстве ведет себя плохо на низких частотах из-за «короткого замыкания» фаз. Для управления звуковым полем используются различные типы корпусов. Выбор оформления — это всегда компромисс между глубиной баса, габаритами и линейностью АЧХ. Например, использование Акустический резонатор Гельмгольца позволяет тонко настраивать отклик системы.

1. — динамик установлен в большую плоскую панель. Максимальная естественность, но нет баса ниже 50-60 Гц.
2. — динамик не имеет задней стенки. Звук чистый, но с резким спадом НЧ.
3. — герметичный ящик. Дает быстрый и точный бас, но требует мощного усилителя для глубоких низов.
4. Корпус с фазоинвертором (ФИ) — самая популярная конструкция. Использует резонанс воздуха в трубе для усиления баса.
5. Корпус с пассивным излучателем (ПИ) — аналог ФИ, но вместо трубы используется второй динамик без магнита. Удобнее для размещения.
6. — длинная труба внутри корпуса. Обеспечивает очень глубокий и мягкий бас, но сложен в расчетах.
7. — акустический трансформатор, повышающий КПД излучения. Используется в профессиональных системах и Hi-End аудио.
8. TQWP (Transmission Line Quarter Wave Pipe) — усовершенствованный лабиринт с демпфированием.
9. — использование электромагнитных осцилляционных систем для управления диффузором.
10. Бандпасс (полосовой резонатор) — динамик закрыт с двух сторон. Работает как фильтр, дающий очень мощный, но узкополосный бас.

Правильный подбор типа излучателя и акустического оформления позволяет создать систему, которая будет точно передавать задуманную артистом звуковую картину.