Одна из фундаментальных закономерностей электроакустики - закон Хоффмана (Hoffman’s Iron Law).
Из трех параметров можно одновременно получить только два:
- глубокий бас;
- высокую чувствительность;
- компактный корпус.
Третий неизбежно приходится приносить в жертву.
Например:
Причина проста и определяется законами сохранения энергии и объемом перемещаемого воздуха.
Для воспроизведения низких частот требуется большое объемное смещение воздуха:
- большой диаметр диффузора;
- большой ход диффузора;
- или большое количество динамиков.
Если корпус маленький, воздуха внутри недостаточно, его упругость становится дополнительной “пружиной”, ограничивающей работу динамика. Чтобы сохранить бас, приходится увеличивать ход диффузора и применять более мощный двигатель. Это снижает чувствительность, потому что значительная часть энергии усилителя расходуется на преодоление жесткости подвеса и воздушной пружины корпуса.
Поэтому сегодня многие компактные колонки имеют чувствительность всего 82–86 дБ/Вт/м, тогда как классические большие системы легко достигают 92–98 дБ/Вт/м, а рупорные конструкции — 100–110 дБ/Вт/м.
Интересно, что современные технологии не отменяют этот закон. Неодимовые магниты, длинноходовые подвесы, DSP-коррекция, мощные усилители класса D позволяют сделать маленькую колонку с впечатляющим басом, но цена за это — низкая чувствительность и необходимость в усилителе большой мощности. Законы физики при этом остаются неизменными.
Именно поэтому многие любители качественного звука, особенно джаза, классической музыки и живых инструментов, предпочитают относительно крупные акустические системы. Они обеспечивают не только более глубокий бас, но и высокую чувствительность, меньшие нелинейные искажения и большую динамическую свободу. Это преимущество достигается не “волшебной схемотехникой”, а более благоприятными физическими условиями работы динамиков.
Если говорить исключительно о качестве воспроизведения, а не о дизайне, удобстве или стоимости, то я бы расставил приоритеты так:
- Низкие нелинейные искажения.
- Равномерная диаграмма направленности.
- Достаточная чувствительность (90–95 дБ и выше).
- Низкая компрессия на большой громкости.
- Бас без чрезмерной эквализации.
Из этого следует, что для домашнего прослушивания музыки наиболее удачным оказывается не максимально компактный, а умеренно большой корпус.
Если акустика имеет чувствительность 84 дБ, а другая 93 дБ, то для одинаковой громкости первой потребуется примерно в восемь раз больше мощности усилителя. При этом динамик будет совершать больший ход, возрастут нелинейные искажения, тепловая компрессия и интермодуляция.
Поэтому крупная акустика обычно звучит свободнее. Это особенно заметно на:
- джазе;
- классической музыке;
- вокале;
- живых барабанах и контрабасе.
Именно поэтому многие студии используют большие мониторы дальнего поля, несмотря на существование очень качественных компактных моделей.
К примеру. если вы слушаете джаз начиная с Эллы Фицджеральд, интересуетесь точностью сцены и динамикой, а также используете качественные усилители,. то для таких задач лучше выбрать:
- акустику чувствительностью 90–94 дБ;
- корпус объемом не менее 40–80 л;
- низкочастотный динамик 10–12 дюймов;
- минимальную коррекцию DSP;
- усилитель с хорошим контролем динамика, но без необходимости работать на пределе мощности.
Не случайно многие легендарные системы 1970–1990-х годов — JBL, Tannoy, Altec, Klipsch — были довольно крупными. Их создавали в эпоху, когда инженеры стремились получить качество за счет акустики, а не за счет сотен ватт усиления и цифровой обработки.
При этом стоит отметить, что компактные колонки сегодня могут иметь очень ровную амплитудно-частотную характеристику и хорошую детальность. Но если сравнивать системы одинакового инженерного уровня в одинаковых условиях, более крупная акустика обычно выигрывает по динамическому диапазону, естественности баса и легкости воспроизведения. Это как раз следствие закона Хоффмана: физические ограничения невозможно полностью компенсировать электроникой.
Например DSP (Digital Signal Processor), цифровой сигнальный процессор — очень мощный инструмент, но он не способен отменить физику динамика и корпуса.
Он хорошо справляется с несколькими задачами.
- выровнять АЧХ;
- компенсировать особенности корпуса;
- скорректировать фазовую характеристику (в определенной степени);
- реализовать точные кроссоверы;
- защитить динамик от перегрузки;
- уменьшить влияние комнаты (особенно на низких частотах).
Современные активные системы, например студийные мониторы Genelec, Neumann или KEF LS50 Wireless, во многом обязаны своему качеству именно DSP.
Но есть вещи, которые DSP устранить не может.
-
Нелинейные искажения динамика.
Если диффузор выходит за пределы линейного хода, появляются гармоники и интермодуляция. DSP не может удалить их после возникновения — он может лишь заранее уменьшить уровень сигнала. -
Тепловая компрессия.
При нагреве звуковой катушки меняется ее сопротивление, падает чувствительность. DSP не может сделать катушку холоднее. -
Доплеровские искажения.
Если один динамик одновременно воспроизводит 40 Гц и 3 кГц, высокочастотный сигнал модулируется движением диффузора. После возникновения этого эффекта DSP его не устраняет. -
Ограничение по объему перемещаемого воздуха.
Если маленький динамик физически не способен создать нужное звуковое давление на 30 Гц, никакой DSP не заставит его это сделать. Он может только увеличить ход диффузора и нагрузку на усилитель, приблизив систему к пределу.
Именно поэтому современные компактные колонки часто производят впечатляющий бас на умеренной громкости, но на высокой начинают работать ограничители, снижается динамика, появляются искажения или система просто уменьшает уровень НЧ.
Можно сказать так:
- DSP отлично исправляет ошибки линейной системы.
- DSP практически не исправляет ошибки нелинейной системы.
Это принципиальное различие.
DSP является инструментом тонкой настройки, а не средством компенсации фундаментальных недостатков конструкции. Именно такой подход обычно применяется в наиболее качественных профессиональных системах.