Причины разделения полос

Издавна умы многочисленных специалистов волнует проблема, связанная с частотным разделением сигналов в акустических системах. Примерно это лет шестьдесят. Первых разволновавшихся по данному поводу инженеров-акустиков уже давно и в помине нет, а проблема существует и процветает доселе. В данной статье мы постараемся очень кратко, хотя совсем не поверхностно, рассказать читателю об основных теоретических и практических положениях построения многополосных АС. Упор при этом, естественно, мы будем делать на решение вопросов, относящихся к автомобильной аудиотехники.
Немногие счастливчики знают о том, каким мягким, добрым, натуральным, домашним звуком отличались немецкие, довоенные громкоговорители, которые имели легкие бумажные диффузоры большого размера. Какие же именно недостатки объективного характера однополосных систем привели к тому, что разработчики начали искать собственное счастье в области частотного разделения? Как мы и обещали, кратко назовем некоторые основные причины:
Первое. У диффузора любой головки существует способность к поршнеобразному движению, другими словами, как единое целое он способен к движению только в частотном диапазоне определенного типа. При достижении частотой определенной величины, на поверхности диффузора появляются способные к организации интерференционной картины упругие волны. Большинство низкочастотных головок имеют такую частоту, лежащую в районе нескольких 100 герц. Среднечастотные и широкополосные головки способны сохранять характер колебаний диффузора до частот, равняющимся единицам килогерц, некоторые же из них, с керамическими и композитными диффузорами – до 5-8 килогерц. На частотах, являющимися более высокими, работать могут лишь купольные излучатели: на всем протяжении среднечастотных излучателей купольный диффузор головок делает попытки поршнеобразного движения, и обслуживают они диапазон от нескольких сотен герц до десяти килогерц.
Второе. Чрезвычайно простое. Итоги мировой войны не смогли даже отменить индуктивность. К примеру, если звуковая катушка низкочастотной головки имеет индуктивность 1 мГн (что совсем мало), то реактивная составляющая импеданса на 1 кГц уже равняется 6,28 Ом, а на 10 кГц – 62,8 Ом. Все напряжение сигнала на таком сопротивлении упадет, при этом, не вызвав требуемого движения диффузора.
Третье. От динамической головки все ждут производства сферического типа звуковой волны. В этом случае слушатель, перемещающийся в пространстве, комфорта ощущать не будет, так как характеристика направленности излучения, которое создается, будет иметь круговую форму. В автомобиле такой слушатель не изменяет собственного положения (разве в случаях ДТП), однако в салоне компоновочные возможности далеко не безграничны, поэтому характеристики направленности имеют задачи, являющиеся еще более ответственными. Сферическая волна порождается точечным излучателем. Другими словами, размеры, которые имеет диффузор, должны быть намного меньше длины волны.

Четвертое. Вблизи резонансной частоты, а также на других низких частотах, диффузор головки имеет довольно большую скорость, которая составляет единицы процентов от звуковой скорости. Как результат, при одновременном воспроизведении и низких, и высоких частот будет наблюдаться доплеровская модуляция колебаний низкими частотами высоких, ведь какое-то время эти частоты будут излучаться диффузором, который движется с большой скоростью, на слушателя, а некоторое время – наоборот, от слушателя. Доплеровская модуляция имеет последствия, проявляющиеся в очень неприятной на слух потере.