Помилка: Contact form не знайдена.
Аудіофіл-графоман
Команда Era in Ear
Незалежний аудіоексперт
Незалежний аудіофіл
Експерт з Hi-Fi та High-End напрямку
Адміністатор
Аудіофіл
Незалежна аудіоекспертка
Дана стаття є перевиданням більш давньої, що була написана так давно, що це вже майже неправда. Багато що змінилось, тож це не лише переклад – деякі речі були актуалізовані, уточнені, розширені для кращого розуміння, а подекуди додано дещо, чого раніше не було. Так народилось все написане нижче – “друге видання, виправлене і доповнене”.
Почнімо.
Досить часто з вуст багатьох людей я чув інтерпретацію приблизно такої думки – динами ні на що не здатні, а от планари/арматура/(вставити потрібний тип випромінювача) – от там справжній звук, яким він має бути. В сучасному насиченому хайпом світі так і взагалі маркетологи часто просувають ідею, що от вам справжній бас, який можуть видати хіба випромінювачі з кістковою провідністю. Або ж що топових навушників без EST драйверів годі і уявити.
Що ж, у цьому тексті спробуємо розібратися, чи є майбутнє у динамічних драйверів, які взагалі існують типи випромінювачів для навушників, як працюють випромінювачі, де вони застосовуються, і що в них такого особливого?
Мій текст не претендує на просвітницький матеріал, скоріше на щось почитати під відерце чаю. Для досвідчених аудіофілів все, що написано нижче, гадаю, не буде відкриттям, але я і не маю це на меті.
Крім того, жодним чином не є інженером. Тому не хочу викладати нудних лекцій з фізики чи акустики, тож десь буду не до кінця точним і викладу досить узагальнено саме для більшої доступності. Прошу вибачити, це навмисне спрощення для більшої простоти сприйняття.
Кому стане цікаво розібратися саме з окремим типом випромінювача – не сприймайте все написане надто буквально, краще пошукайте більш профільні ресурси, де все буде описано більш точно та чесно з наукової точки зору.
Крім того, я також не маю на меті описати взагалі всі наявні види випромінювачів, адже інформації щодо більшості з них у мережі досить багато. Тож зупинюся тільки на тих, які – частіше або рідше – використовуються переважно в навушниках або деяких акустичних системах.
Текст буде розлогим, тож заварюйте чай або плесніть собі чогось міцнішого, пам’ятайте про правило двох стін, прогрівайте ламповий підсилювач (якщо у вас його немає, купіть уже хоча б не зовсім ламповий C9) і поїхали.
Найпоширеніший випромінювач з низки причин. Однією з таких є історична.
Уявіть собі, перші навушники були створені в 1910 році! А випущені незадовго після того винаходу Sennheiser HD414 виглядають вже цілком сучасними, хоч і мають певний вінтажний дизайн, але не кажіть нікому, бо з сучасною модою на ретро – розметуть зі всіх вторинок.
Так от, ці навушники навіть грають непогано як для свого форм-фактору – я їх слухав, бо модель випускалася досить довго.
З іншого боку, зараз існує безліч технологій, що дають змогу витончено вирішити ті чи інші проблеми у виробництві або технологічні обмеження динамічних драйверів, що також вплинуло на їх розповсюдженість.
Як працює динамічний випромінювач і що це взагалі таке? Електродинамічний драйвер – він же просто динамічний. З часом назва скоротилась, бо без електрики їх по суті не буває. Звісно, існують пасивні випромінювачі, але у них інші задачі і ми не про них зараз.
Так от, у спрощеному варіанті динамічний драйвер (DD, Dynamic Driver) являє собою кільцевий магніт і котушку з обмоткою з безлічі витків тонкого дроту, розміщену в отворі цього магніту з прикріпленою до котушки мембраною. Оскільки опір міді або алюмінію на метр мізерно малий, можете порахувати, скільки метрів треба намотати на котушку для отримання 16, 32 або 250 Ом. Котушка рухається в магнітному полі перпендикулярно моткам відповідно до сили Лоуренца. Вона прикріплена до мембрани, а мембрана, своєю чергою, і видає звук.
Це все поміщається в єдиний корпус для цілісності конструкції. У тому чи іншому вигляді саме такий динамічний випромінювач використовується в абсолютно різній техніці – від різної оригінальності ейрподсів до величезних сабвуферів завбільшки з кімнату. Різниця, грубо кажучи, тільки в розмірі та використанні матеріалів. Наприклад, часом, користуючись феромагнітністю заліза, використовують менше магнітів, а додають металеві деталі, щоб більш правильно спрямувати магнітне поле, тощо.
Якщо все так просто, чому ж існують інші види випромінювачів і що спонукає шукати від добра добра?
Не така вже й велика проблема. На неї впливає, наприклад, сила магнітного поля, жорсткість ходу мембрани і деякі інші параметри, проте докладно зупинятися на них я не буду, аби не було зовсім душно, а то дехто вже і так почав провітрювати. Правильно, лампові пристрої потребують охолодження.
Одним зі способів підвищити чутливість є забезпечення сильнішого магнітного поля. Усі, напевно, чули, з якою гордістю деякі виробники досі пишуть про неодимові магніти. Насправді ж уже понад 10-15 років практично всі перейшли на них і це новий побутовий стандарт.
В чому суть таких магнітів? Для більшої насиченості магнітного поля та намагніченості, що вкрай мало змінюється з часом, застосовують різноманітні сплави на основі заліза, нікелю та неодиму з різним співвідношенням основних компонентів та легуючими добавками. Згідно з найменуванням, неодиму в такому сплаві має бути найбільше, але це не обов’язково навіть 50% – може бути, скажімо, і склад 40-35-20-5 для неодиму-заліза-нікелю та інших легуючих добавок відповідно.
Чим погане власне залізо? Воно більш крихке, не намагнічується так сильно, розмагнічується з часом або під впливом температур, тощо. Тому підбирають інші метали щоб досягти необхідних характеристик. Водночас така технологія дає змогу виготовляти найрізноманітніші форми магнітів. Так у Sennheiser HD800 або Beyerdynamic T1 наголос зроблено саме на нетривіальний магніт, якщо вірити маркетологам. Та і для IEM, де розмір не може бути дуже великим, це просто знахідка.
Переважно (але не завжди) магніт двосекційний. Умовно кажучи, це такий собі бублик, в середину якого концентрично поміщений циліндроподібний магніт. Простір між ними і є робочим простором, в якому рухається котушка. Його розмір можна регулювати за глибиною чи шириною. Що він менший, то більша насиченість магнітного поля, проте менше місця лишається для котушки.
Тому виробники експериментують і з конфігурацією котушок, матеріалом провідника обмотки, тощо. Бо, звичайно, все це впливає на звук. І оскільки з конфігурацією дуже не поекспериментуєш, не змінюючи тип драйвера, бо все впирається зокрема в насиченість магнітного поля, то тут частіше все зводиться до діаметра котушки та її співвідношення до діаметра мембрани. Але частіше це різний матеріал провідника, його калібр та кількість витків.
А ще, як видно, часом установлюють драйвер не паралельно вушній раковині, і трохи під кутом. Але це вже для того, щоб звук був ще трохи натуральнішим стосовно свого позиціонування.
Для більш природного звуку і відсутності спотворень мембрана має рухатися максимально рівномірно, щоб випромінювана нею звукова хвиля теж була рівною, якою вона сприймається в природі. В акустичних системах, а все частіше і в навушниках, навіть IEM, застосовується підвіс з м’якшого матеріалу по периметру мембрани, аби її краї не натягувалися, не стримувалися і рух мембрани був максимально поршнеподібним. Це робиться тому, що коли центр мембрани та її краї рухаються не рівномірно, виникають спотворення.
Для того, щоб їх уникнути, мембрана має бути максимально жорсткою (втім, про те, якою їй бути, точаться суперечки і зараз – і там все залежить від частотної спрямованості драйвера) для рівномірності руху і максимально легкою для швидкого часу відгуку і меншої інерції. Тобто драйвер точніше випромінює поданий на нього сигнал.
Саме звідси ростуть ноги в різних технологіях мембрани. Алмазоподібний вуглець у Campfire Audio, Берилій, Титан чи Магній у Periodic Audio та інших, різне напилення. Зокрема Topology Diaphragm у Hifiman RE800 і RE2000, мембрана з біоцелюлози у Denon і ZMF, ще більш екзотичні шовк, карбонові нанотрубки, композитні діафрагми, деревина, тощо – все це так чи інакше спрямовано на досягнення того ж результату. Жорсткої, але достатньо легкої мембрани.
В повнорозмірній акустиці, скажімо, можна розвинути значну рушійну силу, тому там нечасто женуться за зменшенням ваги мембрани за всяку ціну. Просто досягається певне значення, що є допустимим для інженерних вимог. Тому там можуть бути і досить товсті металізовані діафрагми, і куполи з алюмінію, і так далі.
А що ж таке поширені зараз берилієві діафрагми? Вони застосовуються переважно в навушниках і виникли саме через те, що цей метал має високу жорсткість та міцність. Хоча він і не найлегший, але такі характеристики дозволяють зробити мембрану дуже тонкою, але досить міцною, щоб не деформуватися в процесі руху і таким чином зекономити вагу.
Звісно, з цим теж є проблеми. В основному тому, що такі метали дорогі, дефіцитні і досить складні в обробці. Тож в ряді випадків звертаються до інших матеріалів, як то титану чи магнію, або ж використовують різного роду напилення – щоб «звичайній» мембрані надати додаткової жорсткості. З цією ж метою експериментують і з формою купола (діафрагми) – вона може бути і рупороподібною, і M- чи то W-подібною. Це як раз для кращого розподілу ваги та необхідної жорсткості.
І застосовуються динамічні випромінювачі в безлічі пристроїв від мікродрайверів діаметром 6 мм або ж поширеного калібру 10 мм. Проте, скажімо, у бюджетних VE Monk драйвер аж 15.4 мм. У повнорозмірних навушниках поширений діаметр 40 мм. А у повнорозмірної акустики Adam динамічні вуфери і взагалі величезні. І справа тут саме у реалізації.
Як я вже говорив, на сьогодні багато технологій дають змогу приготувати динамічний драйвер належним чином. І все ж ті, хто цього не вміють, відзначають у мінусах нижчу детальність, швидкість та інші важливі для звуку параметри, які нібито апріорі кращі в інших випромінювачів. Що, звісно, руйнується об звук, наприклад, Sennheiser HD800 або Dita Dream, але все ж.
Зате динамік може прокачувати достатній об’єм повітря – саме тому їх так часто застосовують якщо не як широкосмугові драйвери, то в гібридних конструкціях в основному на НЧ діапазоні. Наприклад, у моїх улюблених гібридах Campfire Audio Solaris SE.
У AAW Canary на НЧ взагалі пара динамічних драйверів, під’єднаних у протифазі – у такий спосіб через роботу на один об’єм повітря досягається мінімізація спотворень і кращий контроль діапазону.
Але можливе і одночасне паралельне підключення, коли два або навіть три драйвери працюють в фазі. Наприклад, недавня модель CA Trifecta використовує паралельно підключені три широкосмугові драйвери.
Іноді в навушниках використовують кілька динамічних драйверів різного розміру, підключаючи їх на кшталт повнорозмірної акустики, як твітер і вуфер. Проте динаміки все ж переважно досить великі, тож частіше конструкції з кросовером обходяться одним динаміком на НЧ, або і взагалі без нього. Конструкції з кросовером досить часто використовуються, наприклад, у навушниках з арматурними драйверами.
Крім того, іноді зустрічаються гібридні конструкції з динамічним драйвером на НЧ/СЧ в IEM, або навіть в повнорозмірних навушниках на кшталт oBravo HAMT-1.
Що стосується акустики, то там також нерідко один динамічний драйвер відіграє і НЧ, і значну частину СЧ діапазону.
Крім того, як правило, повнорозміри пропонують ще один досвід, якого не дають IEM. Там драйвер грає на всю вушну раковину. За рахунок цього бас відчувається краще, а в великих любителів басхедної подачі навіть вуха вібрують.
Так от Fir Audio вирішили, що їм теж так треба, і вирізали в корпусі IEMів дірочку як раз напроти динаміка, зробивши таким чином щось середнє між IEM і «таблетками». Динамік спрямований по суті не у вухо, а на вухо. Тож воно відчуває вібрацію і таким чином звук передається не лише традиційним, акустичним шляхом, але й за допомогою кісткової провідності. Цю технологію вони назвали Kinetic Bass.
У боротьбі з проклятою інерцією звуковипромінювальну мембрану роблять дедалі легшою, по суті, перетворюючи її на тонку стрічку. Звідси і назва цілого підрозділу драйверів.
Магніто-планарні навушники найпоширеніші з стрічкових з низки причин.
По-перше, знову ж, так історично склалося. Вони буквально трохи молодші, ніж динамічні драйвери, і зараз переживають друге народження після розквіту в 60-80-х роках минулого століття. Саме завдяки розвитку технологій. Зараз можна зробити багато чого легше, ніж раніше.
Узагальнено, це якби динамік розкачали качалкою до тонкого стану.
Драйвер являє собою тонку мембрану з нанесеними на неї струмопровідними доріжками. Вона знаходиться в магнітному полі постійних магнітів, взаємодіє з їх магнітним полем і таким чином рухається.
Залежно від наявності магнітів з одного або двох боків існують одно- або двосторонні магнітні системи. В двосторонніх переважно більша чутливість та краща рівномірність магнітного поля за рахунок симетричного розташування магнітів. Їх спрямованість завжди зустрічна. Справа в тім, що в процесі руху на мембрані виникають протилежні заряди з двох її боків, тож вона рухається за принципом «тягни-штовхай» – відштовхується від одного магніту і притягується до іншого.
Також конфігурація доріжок та магнітів відрізняє ізодинамічні драйвери (Hifiman HE4, ТДС-7) від ортодинамічних (Yamaha YH-3). Останні мають кругове розташування струмопровідних доріжок.
Утім, львівські інженери на Амфітоні, а потім і Rinaro вирішили об’єднати все це і розмістили і ізодинаміку, і ортодинаміку на одній мембрані. Тільки в радянських Н21/25/28с, а потім Oppo PM 1/2/3 це була комбінована доріжка, а в Rinaro обидва типи доріжок розташовані на одній мембрані.
Хоча зараз цими нюансами мало цікавляться, тому і прийнято досить загальне визначення “планари”. Вони ж в періоди головних телефонів називались магніто-планарами, планаро-магнітними драйверами, магніпланарами, тощо. Це все одне і те ж. Проте, як і з електродинамічними драйверами, такі назви зараз можна зустріти хіба що в дідусевих журналах епохи НЕПу. З часом назва скоротилась до власне планарів, тому що планарів без магнітів не існує.
Також іноді весь тип драйвера називається ізодинамами. Це не точне формулювання, але варто розуміти і таку умовність.
Доріжки на мембрані можуть розташовуватися з одного або ж з двох боків мембрани. У ортодинамічних навушників конфігурація може передбачати (ТДС-16) або не передбачати (Амфітон Н-28с, Oppo PM3) центрального контакту.
Коли він є, то мембрана рухається не всією площею, а «бубликом» між центром та периметром. Тож фактично не здатна розвинути високу амплітуду руху.
Ізодинаміка | Ортодинаміка | Ізо + ортодинаміка
Через те, що технологія стара і давно відома, але переживає ренесанс, вона привертає до себе все більше уваги. Тож є найрізноманітніші експерименти на цьому полі:
Таким чином, є безліч підвидів стрічкових випромінювачів. Наприклад, т.зв. “planamic” в однойменних навушниках Mee audio. Він, за словами виробника, поєднує плюси динаміка і планара і є чимось середнім за конструкцією.
Так чи інакше, коло застосування планарів дуже широке. Серед їх недоліків – відносно низька (нижча, ніж у динаміків) чутливість та невисокий імпеданс. А також не така висока амплітуда руху. Тож майже не буває планарних сабвуферів в повнорозмірній акустиці.
З чутливістю теж все зрозуміло – дуже довгими доріжки зробити на невеликій площі мембрани не можна. Крім того, такі драйвери часто вимагають доброго підсилення саме за струмом, бо як раз він і впливає на силу Лоуренца. В цьому і полягає ключ до сучасного розквіту технології. Зараз такі технологічні труднощі вирішуються простіше.
Тож, планарні драйвери використовують в акустичних системах як вч-твітери (Adam), рідше – для всього діапазону (Magnepan).
У повнорозмірних навушниках планари можна зустріти у всіх моделях Audeze і масі моделей Hifiman. Крім того, помітний потенціал драйвера і в IEM. Це і широкосмугові драйвери, що покривають весь діапазон частот самостійно, так і частину діапазону. Серед відомих широкосмугових рішень – Tin P1, UM ME. 1, Audeze iLCD3, а також нещодавній хіт від Campfire Audio – Supermoon. І вже навіть за цим ланцюжком можна помітити, що технології не стоять на місці, адже найновіші Supermoon є хітом зовсім не тому, що вони планари, а тому, що пропонують справді дуже високу якість звуку, що перевершує більш ранні моделі конкурентів, які нерідко були досить суперечливими і дуже тугими в розкритті.
Шо стосується гібридів, де планар покриває частину діапазону, то переважно йому відводять середину або верхні частоти. Серед таких навушників є моделі IMR, oBravo, тощо.
Ще один нещодавній винахід – мікропланари. По суті це все те саме, просто маленьке. Оскільки маленька мембрана не може прокачувати достатньо повітря щоб передавати бас, такі драйвери нерідко застосовуються по декілька штук на обмеженому діапазоні частот. Серед відомих фірм, що їх використовують – Madoo, що є дочірньою більш відомих Acoustune.
Одне з цікавих відгалужень ізодинаміки придумав Оскар Гейл. Тепер драйвер носить його ім’я, або ж визначається абревіатурою AMT – Air Motion Technology.
По суті, це ізодинамічна мембрана, що складена гармошкою, поміщена в поле магнітів, що розміщені вздовж витків. Як працює AMT випромінювач?
Витки мембрани взаємодіють між собою і в магнітному полі, але складена таким чином мембрана рухається не поступально, а на стиснення-розширення сусідніх складок, що забезпечує прокачування більшого об’єму повітря. Ексклюзивним довічним патентом володіє фірма ESS, перші продукти з драйвером за технологією Гейла були випущені в далекому 1972 році. Втім, також була інформація, що патент мають німецька фірма HEDD та навіть китайці Goldplanar.
Зазвичай буває важко домогтися якісного відтворення всього діапазону частот, тому в низці висококласних АС ці драйвери використовуються як твітери. Так само як твітери вони використовуються і в деяких моделях повнорозмірних і внутрішньоканальних (IEM) навушників, наприклад, у oBravo.
Звичайно, сучасні технології дають змогу зробити драйвер майже будь-якого розміру. Наприклад, на фото нижче – AMT та планарний (якщо конкретніше – ортодинамічний) драйвери, які використовує компанія oBravo та їх розміри порівняно з розміром кавового зернятка.
Серед широкосмугових рішень – HEDDphones у повнорозмірному сегменті та вінтажні ESS Mark 1. Крім того, згадана китайська фірма Goldplanar також нещодавно випустила свої внутрішньоканальні навушники з широкосмуговим AMT драйвером Goldplanar GL-AMT16, що стали першою такою серійною моделлю.
Можна і без доріжок взагалі
Наприклад, Ріббони (Raal), де вся мембрана є струмопровідною, рифленою, підвішеною з двох боків, а магніти розташовані не спереду і/або ззаду мембрани, як у планарів, а збоку, як у AMT.
Утім, говорити на тему стрічкових випромінювачів можна дуже довго і багато, тож продовжимо рух у напрямку зниження ваги мембрани.
Ось тут інформації менше, особливо що стосується застосування в навушниках. Тож беремо лопату і копаємо.
У планарів, у рідкісних випадках товщина мембрани наближається до такої в електростатичних драйверах, але це скоріше виняток із правил. Через вагу мембрани і ціни цього типу драйвера навколо електростатів успішно створено ореол напівмістичного хай-енду з небаченим досі рівнем звуку.
Не буду вкотре про те, що все залежить від реалізації технології. Трохи заглибимося в історію електростатів. Зараз їх питанням у навушниковому сегменті успішно займається по суті півтори фірми, а синонімом таких стали японці Stax. Вони випустили першу таку модель ще у 1958 році й зі змінним успіхом продовжують випускати їх донині. А перші патенти в цьому напрямі були ще в 1921 році, і стосувалися, природно, сфери АС. Досить широко відомі в цьому напрямку, крім згаданих Stax, наприклад, фірми Martin Logan і Quad.
Що стосується інших фірм, які виробляють навушники, то зараз електростати в їхньому асортименті явище рідкісне і є радше виключенням із правил. Серед відносно успішних і шалено дорогих – Sennheiser HE 90 Orpheus. Хоча в період розквіту технології такі були в досить багатьох компаній.
Що ж унікального в електростатичній технології? Це ультратонка мембрана в пару мікронів. Настільки тонка, що нанести на неї доріжки означає помітно збільшити вагу, а отже, й інерцію. Металізувати плівку мембрани для її поляризації або поляризувати якось інакше теж не можна. Ну вірніше можна, але тоді мембрана буде або товщою (не обов’язково, але не суть), або ККД нижчим. І це вже будуть електрети. Про них трохи пізніше.
Електростати по суті своїй – це полегшена версія “планарів навпаки”. Що я маю на увазі. У випадку планарів ми маємо стабільну спрямованість зовнішнього магнітного поля, і мембрана, що змінює полярність залежно від поданого на неї струму. Магнітне поле мембрани почергово відштовхується або притягується до магніта і таким чином видає звук.
Рушійною силою електоростатичних випромінювачів є магнітне поле, що породжується струмом, що змінює напрямок, і, як наслідок, сила Лоренца.
В електростатах стабільний високий поляризуючий заряд подається на мембрану. Його можна зустріти під назвою BIAS. І, на відміну від планарів, тут мембрана має один заряд. Тому на статори подається не однаковий, а різноіменний заряд.
Це і є звуковий сигнал. Його посилюють і подають на статори в протифазі. Він змінюється з “+” на “-” кілька сотень разів на секунду. У цих умовах волею-неволею мембрані не залишається нічого крім як коливатися вперед-назад або повіситися. Ну або вліво-вправо – з якого боку на драйвер подивитися.
Здавалося б, якщо все так просто, то чому інші види випромінювачів не вимерли як динозаври? Ну зробили б у всіх джерелах вихід на електростати, невже це так складно? Чому ні? Тому що не все так просто.
Для більшої гучності потрібна велика напруга. Але її стеля обмежується пробивною напругою повітря. При її досягненні відбудеться “блискавка” і, найімовірніше, все згорить під три чорти. Ну гаразд, нехай не так драматично і з трохи меншою кількістю спецефектів, але згорить все одно. А ще ця сама напруга залежить від вологості повітря. У мене якось знайомий спалив Стакси через постійне використання у вологому кліматі. Відтак потрібен захист від вологи. І від пилу теж, його частинки так само притягуються і до статорів, і до мембрани. Тому на виставках нерідко можна побачити Стакси в боксі з низькою вологістю. А для їх зберігання навіть передбачені спеціальні ковпаки.
Але насправді для роботи достатньо напруги в кілька сотень вольт і малої сили струму. Людина може навіть не відчути. Це до питання безпеки. А ще чутливість (а отже і гучність) сильно залежить від відстані між мембраною і статором. Крім необхідності зробити цю відстань якомога меншою, це накладає кілька обмежень. Менша відстань – менша амплітуда руху, гірша віддача за НЧ.
Менша відстань – менший потенціал потрібен для згаданої “блискавки”. Всупереч поширеній думці, мембрана електростатів рухається не поршнеподібно, а вигинається, утворюючи тривимірну параболу. Це утворює ще один негативний момент – концентрацію заряду в одній точці внаслідок його міграції мембраною. Щоб уникнути цього, вона зазвичай робиться високоомною. Натягнути мембрану дуже туго не вийде – крім небажаних резонансів, знову ж таки зменшується віддача по НЧ.
Крім того, для збігу гучності та АЧХ лівого і правого випромінювача потрібен ідеальний збіг розмірів, і, як наслідок, інших параметрів, що передбачає дуже високу точність виготовлення. А ще має значення конфігурація статорів (зазвичай вони являють собою тонкі перфоровані металеві пластини), бо вони також виступають одночасно демпферами. І так далі і таке інше.
Але і це ще не все. Схематично підвищувальний перетворювач напруги малюють у вигляді трансформатора, і, здавалося б, його можна зробити яким завгодно за розміром, але ні. Потрібна складніша система.
Саме тому електростати не грають без спеціального “живчика”.
З огляду на все вищевикладене, не так уже й дивно, що у форм-факторі електростатичних IEMів можна на пальцях порахувати: Stax SRS001, 002, 003 і Shure KSE1200, KSE1500.
Зачекайте – скажете ви – а як же електростатичні твітери скажімо, у згаданих раніше AAW Canary? Річ у тім, що фізика одна і для Stax, і для AAW, і для Sonion, які придумали такий випромінювач. І придумали вони якраз згадані електрети. Точніше переосмислили, бо придумано це було так само давно, і такі навушники були, наприклад, і у згаданих Stax. Тоді що ж зробили Sonion і в чому відмінності?
Вони убезпечили мембрану, помістивши драйвер у закритий корпус, який на вигляд мало чим відрізняється від арматурного. Само собою, площа й амплітуда руху сильно зменшилися, тому залишився тільки ВЧ-діапазон. Вірніше, його частина. Площа мембрани позначилася і на здатності накопичувати електричний заряд. Необхідність поляризаційної напруги обійшли способом поляризації металізованої мембрани. Здавалося б, відмінності мінімальні, чому ж тоді ККД нижчий і електрети поступаються електростатам технологічно?
Почнемо з того, що здатність матеріалу накопичувати заряд поляризації обмежена. Тож заряд поляризованої мембрани нижчий, ніж заряд мембрани, на яку подається струм поляризації. У підсумку за інших рівних менша сила взаємодії зі статорами.
Але якщо так, то як же тоді вдалося обійти необхідність поляризаційної напруги на статорах? Менша амплітуда руху дала змогу зробити меншу відстань. Менша площа мембрани – не стікає заряд. А ще обійшлися тим самим трансформатором, який малюють на схемі та рендерах. Якщо корпуси навушників прозорі, його теж можна побачити.
А тепер повернемося трохи назад. Навіщо всі ці страждання? Для зменшення ваги мембрани. А навіщо зменшення ваги? Менша вага – менша інерція, менший час відгуку, вища детальність, КНС близько 0.05% і т.д.
Так ось, у магнетизмі теж є інерція. У трансформаторі підвищення напруги відбувається завдяки тій же самій силі Лоренца. І що більше витків, тим вона більша. Таким чином, у трансформаторі ми маємо сумарну кількість витків, яка не те що не особливо поступається, а і перевершує таку в динамічних навушників. Але якщо там вплив цього чинника порівняно з іншими не настільки значний, то тут він більш помітний.
Також з негативних моментів – з часом мембрана розмагнічується. Відбувається це при торканні до статора (зазвичай цей момент враховують) або з часом. Це схоже на магнітну стрічку, на яку можна було записати аж один альбом, якщо він не дуже довгий. Це якщо хто не знає.
Щоправда, на відміну від касет, мембрана електретів втрачає заряд помітно довше. Для вінтажних навушників наводили значення близько 15-20 років, проте воно навіть більше, а для сучасних драйверів то і поготів. Зараз воно помітно більше. Тож не переживайте, сімейна реліквія у вигляді обручки бабусі і кастомів з електретами на ВЧ дідуся ще порадує онука. Після решеллу, звичайно.
Крім того, технічно електрети є радше підвидом електростатичних випромінювачів. Разом з тим, електростатами все це назвати помітно вигідніше з точки зору маркетингу. Тому так роблять і виробники драйвера, і ті, хто його де-небудь застосовує. І позначаються вони, відповідно, EST.
Втім, дуже показово, що фактично це той випадок, коли справжні електростати у вигляді перелічених Stax живуть своїм життям, а EST – своїм.
А ще до електростатів відносяться конденсаторні випромінювачі, але остільки в навушниках вони не застосовуються, опустимо цей момент і будемо рухатися далі.
А далі альтернативний погляд на все це щастя. Збільшимо чутливість за допомогою магнітного поля, а вагу мембрани зменшимо шляхом зменшення розміру, одночасно збільшивши жорсткість.
Більша сила магнітного поля дає більшу чутливість, і як наслідок, швидкість відгуку мембрани. Цей тип теж придуманий у 20-х роках ХХ століття, особливого поширення набув у слухопротезуванні завдяки більшій гучності та компактності випромінювача.
В IEMах однією з перших його використовувала фірма Etymotic, випустивши на початку 90-х свої легендарні ER4s. Ті, хто не зміг їх посадити або кому забракло старанності підібрати насадки і фантазії не обмежуватися стоковими, вигукнули, що басу там немає і діапазон обмежений серединою. Приблизно так з’явилися багатодрайвери. Одними з перших стали, як не дивно, професійні монітори, створені техніком Van Halen Джеррі Харві. Його ім’я зараз широко відоме.
Але не проблема напхати купу драйверів, проблема їх узгодити. Зазвичай для цього застосовується кросовер, що розподіляє звук по частотах і згодовує їх кожному драйверу або невеликій групі драйверів персонально. Рідко – безкросоверна технологія, що узгоджує їх якось інакше.
Разом з тим, площа мембрани тут дуже мала, тож часом цього і справді недостатньо. Переважно це відображається на відтворенні низьких частот, де потрібно більше прокачки повітря. Збільшувати розміри драйверів дуже не вийде, тож застосовують одночасне підключення в фазі кількох випромінювачів.
Оскільки воно набуло великого поширення, то вже самі виробники почали випускати по суті готові блоки – спарені (здвоєні) арматурні випромінювачі. Вони мають повністю роздільні внутрішні камери, але спільний звуковод. Або і взагалі, блоки з 4 драйверів.
Десь так виникли багатодрайверні навушники – моделі, де кількість випромінювачів може бути досить великою. Наприклад, в успішних CA Andromeda 5 драйверів. У UM Mason 3+ їх 16, а в навушників від української лабораторії Ambient Acoustics MAD24 і взагалі 24.
Приблизно звідси ж ростуть деякі ноги в упереджень щодо звучання типів драйверів. Мовляв, якщо в навушниках А і навушниках Б установлені такі самі випромінювачі, отже вони мають звучати так само. А якщо не так само то схоже. А якщо не схоже, то хоча б певні загальні аспекти можна виділити. І решта прекрасних способів натягування сови на глобус. Всі ми в школі підглядали у відповіді на останній сторінці книжки і рахували так, щоб вийшло скільки, скільки треба.
З часом виникло чимало різновидів арматурних випромінювачів, і прогрес явно не стоїть на місці.
Зокрема, не так давно з’явилися вентильовані арматурні драйвери – тобто з компенсаційним отвором в корпусі. Він дозволяє акустично розвантажити мембрану, аби вона рухалася вільніше.
Для тих, кому і цього мало – є кілька варіантів відкритих арматурних випромінювачів. Їх ідея з’явилась з того, що, як видно на картинках, переважно корпус драйвера більший, ніж діаметр звуководу. Частина звукових хвиль не вміщається потрапляє в звуковод, відображається від корпусу назад на мембрану, що і призводить до спотворень. Тож таким драйверам зрізають звуковод повністю, називаючи це якими-небудь фірмовими словами типу Tia driver. І ставлять їх переважно на високі частоти. Використовуються такі, наприклад, у 64 Audio Tia Fourte.
А Unique Melody пішли ще далі і використовують в деяких моделях відкриті арматурні випромінювачі в своєму розумінні. Справа в тім, що мембрана в таких випромінювачах розташована перпендикулярно звуководу. Тобто звукова хвиля потрапляє туди після відображення від корпусу. Тож вони зрізають частину корпусу паралельно мембрані, чим усувають цю проблему.
Це все, звісно, добре, але і віддача невеликих драйверів на тому чи іншому спектрі частот не завжди влаштовує слухачів, тому з часом з’явилися гібриди з різними типами драйверів – динамічний на НЧ і один або кілька арматурних на СЧ/ВЧ. Як у згаданих Solaris.
Втім, така конструкція вже стала класикою і останнім часом за арматурними драйверами залишають у кращому разі частину діапазону, віддаючи ВЧ електретам, п’єзокераміці або іншим видам драйверів. Так виникли трибриди – з трьома типами драйверів, або і квадрибриди – з чотирма. Серед успішних прикладів трибридів можна назвати Empire Ears Odin. А відомі квадрибриди – наприклад, бестселлер UM Mest 2.
Деякі ж моделі взагалі позбавляються динаміка. Так, наприклад, ряд навушників використовують арматурні драйвери, доповнені електретами (EST) на високих/надвисоких частотах (як у широковідомих Oriolus Traillii JP), або драйвером кісткової провідності на НЧ – як, скажімо, у UM Mason FS.
Але до п’єзокераміки ми ще повернемося, а поки розглянемо ще один відомий в основному завдяки фірмі Ortofon тип драйвера, що так і не став модним – Siren Armarure. Взагалі арматурні драйвери – це сленг від англійського Balanced Armature (BA), тобто випромінювачі зі збалансованим якорем. Але Siren Armature – це щось середнє між звичайним динамічним і арматурним драйвером. Скоріше це нагадує електромагнітний випромінювач або ж динамічний драйвер навпаки. Тобто мембрана рухається в результаті взаємодії поля магнітного сердечника з нерухомим електромагнітом, на обмотку якого і подається вихідний сигнал джерела. Такий компроміс дає змогу досить добре поєднувати швидкість, окресленість і детальність арматурних драйверів з щільністю і тілесністю динаміка – мембрана-бо тут більша.
Втім, особливого поширення технологія так і не набула, оскільки її погано розрекламували, та й реалізували теж не ідеально. Все ж тут мембрана важча, а отже, інертніша, ніж зазвичай. Незважаючи на те, що історично цей тип випромінювача старіший, ніж динамічний, залишилися такі випромінювачі хіба що як “пищалки” в різній спецтехніці.
Більшість зі згаданих видів випромінювачів використовує перетворення електричної енергії в магнітну, але бувають й інші методи. Наприклад, п’єзоелектричний ефект, тобто виникнення механічних деформацій в кристалі під дією електричної напруги.
П’єзокерамічні випромінювачі являють собою металеву пластину з шаром нанесеної на неї спеціальної п’єзоелектричної кераміки, яка вкрита на зовнішній стороні струмопровідним напиленням. Оскільки деформації матеріалу викликані таким чином невеликі, то вони передають лише частину діапазону. І це исокі частоти, що не потребують великої амплітуди руху. Тож такі випромінювачі широко використовуються як пищалки в годинниках, іграшках та інших пристроях. А іноді і як твітер у навушниках, наприклад, 1more H1707.
І закінчу цю розповідь я приблизно з того, з чого і почав. З кісткової провідності.
Bone Conduction Driver або ж BCD – це по суті ті самі п’єзокерамічні – точніше, п’єзоелектричні драйвери. Просто трохи допрацьовані. В основному вони мають досить велику площу, більше шарів, а їх ефективність роботи залежить не від звуководів, а від площі контакту драйвера з корпусом навушників, а потім і площі контакту навушників з вушною раковиною.
При чому, що примітно, драйвери трохи змінилися не лише технологічно, але і за методом доставки звуку. Крім звичайного акустичного – методом поширення звукових хвиль в повітрі – вони – звукові хвилі – можуть поширюватись також і іншими середовищами. Швидкість поширення звуку в металі, наприклад, вища, ніж в повітрі. Але може звук поширюватись і в тілі. Тому на концертах, наприклад, ми не тільки чуємо його, але і відчуваємо всім тілом. Тож по суті кісткова провідність – це також узагальнений термін, адже по суті звук поширюється не лише кістками, а й всіма тканинами тіла.
Раніше були особливо популярні, наприклад, навушники для спорту з такими драйверами. Вони не вставлялись у вуха, а наприклад, прикладались до скронь. Це давало змогу одночасно і слухати музику, і чути те, що відбувається навколо. Мінус тут в тім, що звукові хвилі різної частоти поширюються в тілі по-різному. І найкраще поширюються саме низькі частоти. Якщо ви їздили в навушниках в маршрутці, можете знати, що гул від роботи двигуна, що передається вібрацією, часто не можна заглушити власне звуком.
Так от, що вищі частоти, то гірше вони передаються. Тож фактично драйвери з кістковою провідністю є широкосмуговими, просто передача частот знижується в міру руху від НЧ до ВЧ. Саме тому вони і використовуються в основному для передачі басу. Фактично це той самий підхід, що і Kinetic Bass, але інша технологія драйвера. І вона дуже залежить ще й від того, як навушник прилягає до вушної раковини, від насадок, тощо.
Насамкінець хочу сказати, що немає поганих драйверів, є різні підходи до їх реалізації, як і різні сфери їх застосування. Жодна технологія сама по собі не є панацеєю і не дає якоїсь надзвичайної переваги. В кожної є свої плюси і мінуси, сильні сторони та недоліки, а технологічний прогрес дозволяє вирішувати найрізноманітніші задачі, більш чи менш успішно реалізовуючи потенціал драйвера. Або ж нівелювати недоліки одного типу, або використати переваги різних типів драйверів, розділивши частотний діапазон на фрагменти.
Тож якщо спочатку динамічні драйвери були необхідним злом, зараз їх використання зовсім не обов’язкове, але завдяки багатьом плюсам доволі розповсюджене і судячи з усього, буде таким і надалі. Існує багато інших типів, кожен зі своїми технологічними плюсами і мінусами. Проте в топовому сегменті все залежить лише від можливостей виробника. Дуже часто визначення типу випромінювача за звуком не є можливим, а той чи інший бажаний звук визначається зовсім не типом драйвера, а його реалізацією в окремо взятому пристрої. Відтак не варто оцінювати звук за типом випромінювача, та і взагалі, перетворювати аудіофілію на щось більше, ніж любов до хорошої та якісної музики.
Щоб відправити коментар вам необхідно авторизуватись.
Авторизуйтеся для отримання розширених можливостей