Adam Audio: История многодрайверных систем (Часть 2)

В предыдущем материале мы рассмотрели физические причины, по которым профессиональные студийные мониторы высокого класса требуют использования двух или более излучателей. В этой публикации продолжим тему и объясним, почему при разработке мониторов на определенном этапе целесообразно переходить от двухполосной конструкции к трехполосной или даже более сложной.

Сначала кратко повторим основные тезисы. Несколько драйверов необходимы для полного покрытия аудиочастотного диапазона по трем ключевым причинам:

1. Площадь мембраны: для воспроизведения басовых частот на достаточном уровне громкости нужно перемещать значительные объемы воздуха, что особенно важно при снижении частоты.


2. Механическая жесткость: большие конусы не способны сохранять форму и двигаться как единое целое на высоких частотах.


3. Направленность: большие мембраны становятся слишком направленными при росте частоты.

Законы физики исключают возможность использования одного излучателя для достижения необходимых профессиональных параметров, но два драйвера позволяют реализовать это с определенными оговорками. Однако даже такая конструкция имеет ограничения, которые проявляются в зоне верхних частот вуфера и нижних частот твитера, которые частично накладываются в области кроссовера.

Вуфер

Начнем с вуфера. Ранее мы описывали явление, получившее название cone break-up – когда повышение частоты приводит к чрезмерной деформации конуса из-за недостаточной жесткости, что потенциально создает неточности в частотной характеристике. В то же время при сближении длины звуковой волны с диаметром мембраны излучатель становится чрезмерно направленным.

В подобной ситуации контролируемое проявление cone break-up может быть использовано как инструмент уменьшения эффективного диаметра излучения, что частично компенсирует чрезмерную направленность. Это требует тщательного подбора материалов, профиля конуса и характеристик подвеса и становится важным условием успешного построения двухполосных систем.

Твиттер

Вторым ключевым вызовом в двухполосных мониторах является создание твитера, способного перекрывать диапазон от примерно 2-3 кГц до 20 кГц или выше. Для работы на верхних частотах диафрагма должна быть очень легкой (около 0.2-0.4 г), а для корректной работы ближе к нижней границе диапазона ее площадь должна составлять примерно 175 мм², чтобы обеспечить нужный уровень звукового давления без чрезмерной амплитуды. Это существенно ограничивает возможные конструкционные решения. К тому же вблизи нижней рабочей частоты обычно наблюдается выраженный механический резонанс. Идеально, если кроссовер расположен как минимум на октаву выше, что не всегда легко реализовать на практике.

Хотя упомянутые трудности общие для всех типов твитеров, классические купольные драйверы являются наиболее типичным примером. В мониторах ADAM Audio применяется другая технология – X-ART (а также U-ART и S-ART), где используется сложенная мембрана, которая движет воздух через расширение и сжатие «складок», обеспечивая примерно в четыре раза больший объем воздушного движения по сравнению с купольными моделями и минимизируя их характерные ограничения на нижней границе диапазона.

Среднечастотный драйвер

Получить оптимальное сочетание частотных диапазонов вуфера и твитера так, чтобы избежать компромиссов в зоне кроссовера, является сложной задачей. Введение дополнительного среднечастотного излучателя решает эту проблему, поскольку позволяет разделить общий диапазон на три части и создавать каждый драйвер в соответствии с его узкой функцией. В таком случае вуфер можно проектировать исключительно под низкие частоты без необходимости компенсировать направленность и контроль поведения мембраны в среднем диапазоне. Твитер также получает выгоду благодаря более высокой частоте кроссовера и сниженной тепловой нагрузке, что положительно влияет на уровень искажений и стабильность выходного сигнала.

Среднечастотные драйверы обычно выполняются в виде конусных или купольных конструкций. В ADAM Audio разработано собственное гибридное решение – DCH-драйвер, который сочетает преимущества обоих типов, обеспечивая широкий рабочий диапазон, низкий уровень искажений и минимальную тональную окраску. Впервые он был применен в трехполосных моделях серии S, а его модифицированная версия – в мониторах A77H и A8H серии A.

Большее количество драйверов

Логика разделения частотного спектра на более мелкие сегменты вполне естественно приводит к идее увеличения количества полос. Четырехполосные системы обычно разделяют низкочастотный диапазон на верхний и нижний бас, где нижний сектор оптимизирован под частоты ниже примерно 80 Гц, а верхний покрывает диапазон до около 350 Гц. В некоторых случаях применяются и пятиполосные системы, где твитерный диапазон также разделяется, например, около 8 кГц. Однако с ростом количества драйверов увеличивается сложность кроссоверов, размеры корпуса и конечная стоимость, что со временем снижает практическую целесообразность дальнейшего масштабирования. Поэтому двухполосные и трехполосные системы остаются наиболее распространенными.