что такое твиттер в колонке
Твитеры, ВЧ-динамики, пищалки — зачем они и как отличить хорошие от плохих
Большинство современных колонок (в т.ч. и модели потребительского уровня) комплектуются целым набором динамиков (они же — излучатели или драйверы) с тем расчетом, чтобы они в комплексе максимально полно охватывали весь диапазон частот, которые способен улавливать обычный человек…
…то есть, весь спектр частот в диапазоне от 20 Гц до 20000 Гц. И это как минимум.
Поэтому, хотя звук на экстремальных частотах (т.е. вне «стандартных» 20-20000 Гц) большинство людей просто не в состоянии расслышать, ведущие компании-производители аудиооборудования продолжают разрабатывать и выпускать акустические системы, которые звук воспроизводят в более широком диапазоне.
При этом хорошие колонки от, скажем так, всех прочих отличаются как раз тем, что у них за качество воспроизведения звука на определенных частотах отвечают отдельные выскококачественные и специальным образом настроенные излучатели. И из них особенное значение имеют так называемые твитеры.
Зачем нужны твитеры в колонках и чем отличаются хорошие твитеры от плохих?
Твитер, он же — ВЧ-динамик — это акустическое устройство, разработанное для воспроизведения звука в диапазоне высоких частот. В настоящее время, такими динамиками комплектуются все аудиосистемы среднего и высокого уровня. Кроме того, купить ВЧ динамики с определенными характеристиками можно отдельно.
Для качественного звучания всей аудиосистемы крайне важно, чтобы все твитеры работали слаженно и с адекватной эффективностью. И, собственно, главная задача разработчика такой системы и звукорежиссеров, которые занимаются её настройкой, состоит в том, чтобы выровнять работу всех динамиков и сделать её АЧХ «не слишком волнистой». Следовательно, если твитеры недостаточно мощные или работают тихо, то верхние частоты просто «потеряются», и звучание системы станет, что называется, слишком тусклым.
Поэтому в высококлассных системах ВЧ-динамики, как правило, оснащаются дополнительными фильтрами верхних частот, которые предохраняют от «прожига».
Какие бывают твитеры
В настоящее время выпускаются ВЧ-динамики нескольких типов и применяются они в различных конфигурациях:
Что касается конфигурации твитеров в различных системах, то главное, что рекомендуются — это избегать их применения в системах, у которых не предусмотрены динамики, охватывающие диапазон средних частот. Во избежание возникновения эффекта «провала».
Также на этапе выбора комплекта ВЧ-динамиков в обязательном порядке необходимо учитывать, в каких условиях они должны будут работать. Проще говоря, в помещении или на улице. Для колонок, которые планируется ставить только в помещениях оптимально подойдут купольные твитеры.
«Хорошие и недорогие» колонки без ВЧ-динамиков?
Разумеется, сегодня подавляющее большинство любителей качественного звука не занимаются конструированием и сборкой колонок, а покупают комплекты колонок, которые производятся серийно. Так проще, дешевле и быстрее.
Но, к сожалению, частенько неопытный владелец новых колонок даже не проверяет, если в них твитеры и как они работают. А многие недобросовестные производители и продавцы этим пользуются, предлагая покупателям дешевые модели с имитацией ВЧ-динамиков. Это когда колонка оснащена стандартной парой полнофункциональных низко- и среднечастотных динамиков, а вместо твитера в верхней части — лишь пластиковый муляж.
Как проверить, установлен ли в колонке настоящий и, самое главное, работающий твитер. Да очень просто. На этапе прослушивания устройства (лучше еще в магазине), включаем любой трек, ставим звук на чуть выше среднего и просто слегка прикрываем то место колонки, где должен быть ВЧ-динамик, рукой. Если характер звука сразу же изменился (он стал более «басовым» и приглушенным), значит, твитер есть и он действительно функционирует. А вот насколько качественно — это уже другая история. И об этом мы тоже как-нибудь еще расскажем.
Твитер — купольный или ленточный? Плюсы и минусы этих решений
К середине XX века кино (на тот момент – уже звуковое) начинает постепенно становиться стереофоническим и даже многоканальным. Активное участие в этом процессе принимал в том числе и разработчик Уильям Хейт. Затем его внимание переключилось на домашние акустические системы: в 1962 году он выпускает первые в мире колонки с мягкими купольными твитерами, на которые 27 июня 1967 года получает патент США за номером 3328537. Сейчас подобную конструкцию можно встретить… везде!
Купольная мембрана высокочастотного динамика
В 1933 году в гёттингенском университете имени Георга-Августа защитил кандидатскую диссертацию по молекулярной спектроскопии некто Оскар Хейл. Помимо работы над такими глобальными темами, как радиолокация и полупроводниковая схемотехника, он также известен как изобретатель электроакустического преобразователя (Air Motion Transformer) или излучателя Хейла. Первый случай его практического использования опять же зарегистрирован в США, в 1972 году, в колонках ElectroStaticSound, разработанных еще одним небезызвестным персонажем, Нельсоном Пассом. А один из самых активных приверженцев этих излучателей сейчас – немецкая компания ELAC. Любопытно, что в линейке этого производителя есть колонки как с традиционными купольными твитерами, так и с более экзотическими AMT. Так в чём же разница?
Первый купольный ВЧ-динамик в ассортименте ELAC появился в 1989 году, назывался он HT25 и представлял собой своего рода отштампованный из металлического (алюминий/магний/марганец) сплава «стакан», где выпуклое днище было собственно говоря куполом, а стенки — каркасом звуковой катушки. А четыре года спустя, после поглощения берлинского производителя колонок A.R.E.S., был выпущен и первый излучатель Хейла под маркой ELAC, легендарный теперь уже JET-твитер.
Ленточный (AMT) твитер ELAC
Три самых важных параметра купольного твитера – это его малая масса, высокая жесткость и хорошее демпфирование (то есть отсутствие собственных резонансов). Попытки совместить эти свойства в рамках одного изделия напоминают анекдот про работу, которую следует выполнить одновременно быстро, хорошо и дёшево. Очевидно, что самые жёсткие купола – металлические, но они же и самые «звонкие», то есть наименее задемпфированные. Мягкие купола имеют гораздо менее выраженные собственные резонансы, но по причине их гибкости страдает и верхняя граница АЧХ.
Купольный твитер ELAC
Очевидный плюс купольного ВЧ-динамика — это его повсеместная распространенность и как следствие — высокая технологичность производства и относительно низкая (если не используются экзотические материалы вроде бериллия и алмаза) стоимость. Грубо говоря, и разработчику и производителю с куполом все предельно ясно, примерно как с кинескопным телевизором на заре плазмы и ЖК. Да, плоские панели уже на тот момент были очевидно более перспективными, но качество их изображения еще хромало, а из кинескопа уже выжали все возможное и невозможное.
Внутренняя конструкция JET-твитера ELAC
А что же с Хейлом, вернее – с его излучателем? Классический ленточный излучатель в виде металлизированной ленты или просто фольги обладает очень низким сопротивлением и требует согласующего трансформатора для совместной работы с усилителем. Если вместо полной металлизации наносить на пленку токопроводящую дорожку в виде меандра, то сопротивление вырастает до разумных значений. Такой излучатель называется изодинамическим. Наконец, если его сложить гармошкой, то при равных внешних габаритах существенно вырастет площадь излучения, но уменьшится хрупкость, за счет многочисленных ребер жесткости. Добавьте сюда стержневые магниты и получится АМТ.
Недостатков у такого излучателя пожалуй что два. Первый – относительно высокая сложность и, как следствие, стоимость производства: ведь используется большая доля ручного труда квалифицированных сборщиков. Второй – высокая детальность звучания вкупе с низким процентом собственных искажений и призвуков, что предъявляет повышенные требования как к качеству остального тракта, так и к качеству записей.
Высокотехнологичный процесс производства ленточных твитеров
Объективно говоря, эти выводы можно сделать даже глядя на ассортимент ELAC и сравнивания конструктив серий акустических систем с их стоимостью. Модели от бюджетного до среднего класса оснащены купольными твитерами, а от среднего и до абсолютного high end – излучателями Хейла. Впрочем, ожидать иного решения от немецкой компании с почти столетним опытом в этой области было бы, по меньшей мере, наивно!
Что такое твиттер в колонке
При создании в автомобиле качественной аудиосистемы необходимо позаботиться о воспроизведении всех частот звукового диапазона. Это достигается применением различных типов динамиков: низкочастотных, среднечастотных и высокочастотных. Здесь поговорим о высокочастотном звене аудиосистемы — динамиках, которые часто называются твитерами или «пищалками».
Назначение высокочастотных головок («пищалок»)
Построить высококачественную автомобильную аудиосистему на основе двух динамиков невозможно — в силу конструктивных особенностей одна головка громкоговорителя не может воспроизвести сразу все частоты звукового диапазона (от 20 до 20000 Гц). Особенно страдает высокочастотная часть диапазона: динамики неплохо воспроизводят низкие и средние частоты, но высокие частоты теряются — это приводит к общему снижению качества воспроизведения, музыкальная сцена становится «бесплотной», а прослушивание музыкальных композиций просто не доставляет удовольствия. Как решить эту проблему?
Решение есть — необходимо доверить воспроизведение высоких частот специальным высокочастотным динамикам. Такие динамики получили название «пищалок» или твитеров, что хорошо отражает их суть.
Обычно твитеры для автомобильных аудиосистем выполнены в виде компактных колонок (диаметром буквально три-пять сантиметров), которые можно удобно разместить на передней панели или передних стойках. Также высокочастотные динамики входят в состав коаксиальных акустических систем, однако принципиально они ничем не отличаются от твитеров, продающихся отдельно.
Разновидности и принцип действия ВЧ головок
Воспроизведение высоких частот имеет свои особенности, поэтому сегодня существует большое разнообразие «пищалок», причем очень часто в их конструкциях находят применение те решения, которые практически не используются в СЧ и, тем более, в НЧ динамиках. Понять причину этого нетрудно.
Условно высокочастотный диапазон начинается с частот 3-5 кГц, и на 4 кГц длина волны составляет порядка 8,5 см, а на максимальной частоте, доступной человеческому слуху (20 кГц) длина волны составляет и вовсе 1,7 см. Значит, что для воспроизведения таких частот излучающее устройство громкоговорителя должно иметь небольшие габариты, и при этом обладать очень маленькой инерцией (то есть, быть очень легким) — только так это устройство можно заставить колебаться с частотой в единицы и десятки килогерц.
Так что независимо от типа и устройства, все ВЧ головки имеют небольшие габариты (обычно 1-2 дюйма, то есть, не более 5 см) и малую массу.
Твитеры могут быть построены на различных принципах, они бывают следующих типов:
На сегодняшний день наибольшее распространение получили «пищалки» электродинамического типа, то есть — обычные динамики, но только малого размера и особой конструкции. Другие типы твитеров в автомобильных аудиосистемах находят очень ограниченное применение, поэтому поговорим здесь именно о головках электродинамического типа.
Устройство твитера
Основу ВЧ-головки составляет катушка с проводником, помещенная в зазор между кольцевым магнитом и керном. Катушка жестко связана со звукоизлучающим устройством — мембраной, которая обычно имеет полусферическую (купольную) форму. При подаче тока звуковой частоты на катушку вокруг нее возникает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем магнита, и поэтому начинает двигаться вдоль керна в такт с изменением тока — вот так и возникает звук, который излучается мембраной.
Купольная форма мембраны обусловлена тем, что звуковые волны высокой частоты имеют острую направленность, а полусферическая мембрана позволяет расширить угол распространения звука. Нередко в ВЧ-головках для расширения диаграммы направленности перед мембраной устанавливается специальный конус — рассекатель.
Мембраны у современных твитеров могут изготавливаться из следующих материалов:
Что касается магнитов, то они чаще всего мощные неодимовые, хотя у простых твитеров низшего ценового диапазона магниты тоже самые простые.
В конце заметим, что сейчас распространены два типа твитеров, отличных по конструкции:
Рупорные твитеры дороже обычных, поэтому чаще всего находят применение в профессиональных аудиосистемах высокого уровня.
Характеристики твитеров
Из характеристик ВЧ-головок наибольшее значение имеют следующие:
Частотный диапазон. Именно эта характеристика самая важная для твитера, она показывает, какие частоты способна воспроизводить головка, а значит, в каких системах ее можно применять. Обычно диапазон воспроизводимых частот лежит в пределах 2-20 кГц, однако чаще всего нижняя граница у твитеров начинается на уровне 2,5-3 кГц, а верхняя граница может достигать 22-30 кГц.
Чувствительность. В силу особенностей конструкции (легкая мембрана, малые габариты) «пищалки» обладают очень высокой чувствительностью по сравнению с обычными динамиками — она лежит в пределах 102-109 дБ. Это значит, что даже при малых мощностях они обеспечивают необходимый уровень громкости. Однако самые дешевые твитеры имеют чувствительность на уровне 92-96 дБ, что нужно учитывать при создании аудиосистемы.
Импеданс. Сопротивление катушки твитера может иметь те же значения, что и импеданс других динамиков — 2, 3, 4, 6, 8 и 16 Ом.
Мощность. Этот параметр не так важен для ВЧ-головок, как для СЧ и НЧ — для обеспечения нормальной музыкальной сцены на высоких частотах достаточно мощностей, практически на порядок меньших, чем для СЧ и НЧ. Но, несмотря на это, рынок предлагает твитеры мощностью 50-80 Вт (хотя в большинстве случаев не соответствует действительности).
Калибр. Твитеры имеют малые габариты, и чаще всего встречаются калибры 1, 1,5 и 2 дюйма, то есть — 2,5, 3,8 и 5 см.
Рекомендации по подбору ВЧ головок
Выбирать твитеры в автомобиль можно по многим параметрам, однако наиболее важное значение имеют три из них.
Диапазон воспроизводимых частот — нижняя граница ВЧ-головки и верхняя граница СЧ (или СЧ-НЧ) динамика должны пересекаться. Например, если верхняя граница воспроизводимых частот среднечастотного динамика лежит на уровне 4,5 кГц, то твитер лучше взять с нижней границей 3-4 кГц или даже ниже — это гарантирует, что аудиосистема будет воспроизводить весь спектр частот без провалов.
Импеданс — необходимо приобретать твитеры, номинальное сопротивление которых равно выходному сопротивлению кроссовера. Если же твитеры будут просто подключены параллельно основным колонкам, то их импеданс должен быть выше, либо можно использовать мощный резистор на единицы Ом (ведь при параллельном подключении динамиков их общее сопротивление уменьшается согласно формуле (R1+R2)/2).
Мощность — номинальная мощность твитеров должна быть не меньше выходной мощности усилителя автомагнитолы.
Выбор твитеров по остальным параметрам может отвечать личным предпочтениям, финансовым возможностям и возможностям автомобиля, так как они не играют такой роли, как озвученные выше технические характеристики.
Особенности установки твитеров
Грамотная установка ВЧ-головок — одна из самых сложных задач при построении автомобильной аудиосистемы. Даже многострадальный сабвуфер поставить и заставить работать проще, а причина кроется в особенностях волн высокочастотной части звукового диапазона:
Отражение звуковых волн чревато негативным эффектом — образованием стоячих волн внутри салона с пиками максимума и минимума громкости. Если волны накладываются синфазно, звук усиливается, и высокие частоты «выпирают» из общей сцены, если волны накладываются в противофазе, то высокие частоты фактически пропадают. Поэтому твитеры необходимо установить так, чтобы свести к минимуму возможность ненужных отражений звука и формирования стоячих волн.
Как показывает практика, оптимальное положение ВЧ-головок — на передних стойках. В этом случае удается обеспечить расстояние до ближайших предметов (окон) более 5 см, чего достаточно для решения проблемы стоячих волн. Что касается пространственного положения твитеров, то оно должно удовлетворять следующим условиям:
Однако куда более сложен вопрос не о том, как установить твитеры, а о том, как их подключить к автомагнитоле. Здесь возможны три варианта:
В первом случае на «пищалку» будет подаваться весь звуковой спектр, но из-за особенностей конструкции воспроизводиться будет только высокочастотный диапазон. Это далеко не лучший вариант, так как головка будет перегружена, ей придется работать в сложном режиме. Поэтому лучше использовать фильтры (кроссоверы), отсекающие НЧ-СЧ составляющую, и подающие на твитер только высокие частоты.
В случае применения кроссовера очень важно грамотно подобрать частоту среза — здесь необходимо выбрать такую частоту, чтобы она не выходила за нижнюю границу диапазона воспроизводимых частот твитера, иначе некоторая часть спектра будет просто потеряна. Сегодня на рынке можно найти кроссоверы с частотой среза от 1,8 до 5 кГц, но чаще эта частота лежит на уровне 2,5-3 кГц.
Необходимо отметить, что в пассивных кроссоверах часть энергии тока звуковой частоты теряется, а значит, на колонки подается меньшая мощность. Здесь как раз и выручает высокая чувствительность твитеров, благодаря которой потеря мощности практически незаметна.
При грамотной установке и подключении твитеров в автомобиле будет создана качественная аудиосистема, которая сможет доставить удовольствие от прослушивания музыки.
Рекомендации по эксплуатации «пищалок»
Эксплуатация твитеров мало чем отличается от эксплуатации других динамиков аудиосистемы, здесь нужно придерживаться нескольких несложных правил:
При бережном отношении к «пищалкам» и остальным компонентам, аудиосистема прослужит долго, и в каждой поездке будет качественно выполнять свои функции. А большего от нее и не требуется.
Как выбрать твитер в машину
Что такое твитер и зачем он нужен.
Твитер (от английского tweet – щебетать, чирикать) динамик, предназначенный для качественного воспроизведения высокочастотных звуков слышимого диапазона (2000-20000 Гц). Зачем же он нужен?
Во-первых, производители автомобилей часто экономят на штатной аудиосистеме и ограничиваются установкой пары недорогих широкополосных динамиков в двери. «Провал» высоких частот на таких динамиках – обычное дело. Решить проблему можно, заменив штатные широкополосные динамики на коаксиальные, либо установив дополнительно к штатным твитеры.
Во-вторых, наличие твитеров необходимо, если вы цените хороший звук и решили установить в автомобиль компонентную акустику, т.е., такую акустику, в которой каждую полосу частот озвучивает отдельный динамик: ВЧ – твитеры, СЧ – широкополосные динамики, НЧ – сабвуферы. Несмотря на всю перспективность коаксиальной акустики, компонентная пока считается наилучшим решением для обеспечения чистоты и качества звука.
Установка и подключение твитеров.
Прежде чем приступить к выбору модели твитеров, будет нелишне определиться с местом их установки. Установка твитеров имеет несколько особенностей, о которых нельзя забывать, чтобы не разочароваться в их приобретении:
Исходя из перечисленных требований, наиболее удачными местами установки твитеров являются двери, уголки зеркал, приборная панель, боковые стойки.
Подключение твитера также имеет свои особенности – твитеры не любят, когда на них подается низкочастотный сигнал, особенно – НЧ сигнал с большой амплитудой. Если вы подключаете твитеры не к срезающему низкие частоты кроссоверу усилителя, а к широкополосному выходу магнитолы, то «пищалка» может быстро выйти из строя.
Поэтому большинство твитеров снабжается простейшим кроссовером – обычным конденсатором, достаточно эффективно фильтрующим низкочастотные колебания. Как правило, такой конденсатор входит в комплектацию самого твитера и либо уже припаян к клемме, либо к монтажным проводам, с помощью которых следует производить подсоединение твитеров к усилителю (магнитоле). Перед подключением твитеров убедитесь, что конденсатор присутствует в цепи каждого твитера, иначе первое же включение акустики может оказаться для твитеров последним. Если конденсаторов нет, не беда – их можно подобрать, воспользовавшись формулой
и припаять их к плюсовым клеммам твитера.
Характеристики твитеров.
Цены на различные модели твитеров отличаются в десятки раз – от тысячи рублей до десятков тысяч. Свою лепту в цену вносят как марка твитера, так и его характеристики – можно подобрать модель на любой кошелек, но следует иметь в виду, что класс твитера должен соответствовать классу остальных компонентов аудиосистемы. Как нет смысла устанавливать дорогие твитеры рядом с простыми дешевыми широкополосниками, так и нет смысла экономить на твитерах в Hi-End аудиосистеме.
Диаметр твитеровменяется от 2 до 10 см, модели с большой мощностью обычно имеют диаметр больше, но явной взаимосвязи тут нет, и диаметр твитера следует рассматривать как чисто геометрическую характеристику: маленькому твитеру, как правило, и место найти проще.
Твитеры отличаются высокой чувствительностью – даже самые дешевые модели обеспечивают показатель в 95 дБ. Но если чувствительность твитеров будет больше чувствительности широкополосных динамиков, то громкость высоких частот будет заметно больше громкости остальных частот. В этом случае либо следует твитеры отодвинуть дальше от ушей слушателя, либо понизить уровень высоких частот на головном устройстве.
Импедансили внутренне сопротивление твитера должно в точности поддерживаться усилителем. Если подключить динамик с импедансом 2 Ом к выходу, рассчитанному минимум на 4 Ом, то выходной каскад усилителя может перегореть, не выдержав вдвое возросших токов. Если же наоборот, подключить нагрузку на 8 Ом к выходу, рассчитанному максимум на 4, то звук динамика будет намного тише, чем если подключение производилось бы правильно.
Твитеры часто подключаются параллельно широкополосному динамику. Следует помнить, что общий импеданс при этом меняется! Он считается по формуле, соответствующей типу подключения.
Подбирая твитер, помните о том, что минимальная частота твитера должна быть ниже максимальной частоты широкополосного (или среднечастотного) динамика – это обеспечит ровную амплитудно-частотную характеристику всей системы.
Максимальная частотатвитера никак не может быть ниже 20000 Гц. Как правило, эту планку выдерживают все модели твитеров. Но у некоторых указана максимальная частота намного выше – 22000, 30000 и даже 50000 Гц. Какой в этом смысл? Разумеется, человеческое ухо таких частот не слышит. Такие частоты скорее являются показателем совершенства аппаратуры и некоторой гарантией того, что уж на слышимом участке до 20000 Гц АЧХ твитера будет максимально ровной.
Перед покупкой твитера обратите внимание на диффузор выбранной модели. Диффузоры купольной формы обеспечивают более широкий звуковой конус и снижают требования к выдерживанию направления на ухо слушателя, но и они же порождают больше отражений в пространстве автомобиля. Сам диффузор может быть сделан из шелка (чаще всего), бумаги (бюджетный вариант, чреватый недолгим сроком эксплуатации) и металла (самый дорогой вариант).
Варианты выбора.
Если у вас возникают проблемы с подбором места установки твитера, выбирайте модель поменьше размером – установить такую будет проще. Такой твитер будет стоить от 2000 рублей.
Если у вас собрана аудиосистема высокой мощности с чувствительностью динамиков выше 95 дБ, то подобрать к ней соответствующие твитеры будет не так уж и сложно, и обойдутся они от 1000 до 3000 рублей.
Вы хотите подключить на 4-омный выход магнитолы твитер параллельно с широкополосным динамиком? Берите и тот и другой с импедансом в 8 Ом – суммарный импеданс как раз будет 4 Ома. Такой твитер будет стоить от 1100 рублей.