Акустическое материаловедение

Стремительный прогресс в развитии современной аудиотехники привел к замечательным результатам: качество звучания акустических систем неуклонно растет, а их цена падает. Совершенствуются буквально все элементы АС. Наиболее быстро прогрессируют громкоговорители. В конструкции современных НЧ-громкоговорителей все шире используются новейшие материалы, обеспечивающие одновременно и жесткость, и легкость диффузоров при повышенном декременте затухания колебаний в материале диффузора. Хотя до сих пор в качестве материала для диффузоров НЧ-громкоговорителей все еще широко применяется бумага с различными пропитками, все шире используются и диффузоры из полипропилена, зачастую армированного волокнами из углерода для повышения его жесткости. С легкой руки фирмы B&W все большее количество фирм (B&W, Cabasse и тд.) начинает изготавливать диффузоры громкоговорителей из кевлара — искусственного тканого материала с просто уникальным сочетанием его механических свойств, разработанного в рамках космических программ NASA. Для повышения чувствительности акустических систем в новых моделях громкоговорителей широко применяют магниты с повышенной коэрцитивной силой, изготавливаемые как с использованием ферритов, так и сплавов редкоземельных элементов (ниодим, самрий, кобальт и т.д.).

Стремительное развитие цифровых технологий записи звука предъявляет повышенные требования к конструкции ВЧ-громкоговоритетей. Дело в том, что существовавшие до появления CD звуковые носители (магнитофонная .лента, виниловые грампластинки) в силу физических принципов звукозаписи на них имели ограниченный динамический диапазон вообще и по высоким частотам в частности. Так, всеми нами любимая магнитофонная лента при увеличении уровня высоких частот при записи неизбежно начинает их ограничивать, достигая уровня своего насыщения на этой частоте. И никакие Dolby Нх-Pro не помогут реализовать на частоте 20 кГц в кассетнике динамический диапазон свыше 40— 50 дБ. А на CD — пожалуйста! В связи с возрастанием средней мощности звукового сигнала на высоких частотах все чаще в конструкции современных ВЧ-динамиков применяется охлаждающая магнитная жидкость, помещаемая в зазоре магнитной системы громкоговорителя. Эта жидкость представляет собой суспензию магнитного порошка (феррита) в минеральном масле, которая эффективно охлаждает звуковую катушку «пищалки». Однако, так как эта же магнитная жидкость вместе с тем демпфирует подвижную систему громкоговорителя, однозначного мнения о целесообразности использования в «пищалках» магнитной жидкости сегодня нет. Наблюдается плюрализм и в отношении материала, из которого изготавливается диффузор твитера. В чем, однако, едины практически все производители акустики, так это в вопросе о форме диффузора: современные «пищалки» выпускаются только с купольным полусферическим диффузором (Dome). Он может быть либо мягким (шелковая ткань с пропиткой, некоторые виды пластиковых пленок), либо с жестким металлическим (алюминий, титан и тд.). Преимуществом мягких диффузоров является хорошее затухание паразитных колебаний в материале диффузора, недостаток — относительно большая масса (и, как следствие, меньшая чувствительность и худшая передаточная характеристика). «Жесткие» металлические «пищалки», напротив, легкие и чувствительные, но обладают целым набором паразитных резонансов, придающих звучанию высоких частот характерную «металлическую» окраску. В лучших современных «пищалках» используется комбинированная конструкция — «мягкий» купол с напыленными на его поверхность дополнительными тонкими металлическими слоями. Однако они — при отличном качестве звука — относительно сложны в производстве и стоят значительно дороже. Что касается конструкции современных СЧ-динамиков, то сегодня наблюдается повсеместный «ренессанс» конусных среднечастотников, тогда как в конце 80-х годов господствовали купольные СЧ-громкоговорители. Благодаря прогрессу в развитии аудиотехники, в частности, широкому применению новых типов пластиковых диффузоров, звучат современные среднечастотники отменно.

Часто приходится слышать споры о том, какие материалы лучше для изготовления диффузора: бумага (картон) или пластик? В пользу бумаги обычно приводят такие аргументы, как большая натуральность и теплота звучания бумаги по сравнению с искусственным и холодным звуком пластикового диффузора. Бумажные диффузоры, как правило, тяжелее, чем пластиковые, и поэтому несколько хуже воспроизводят импульсные сигналы (удар в барабан). Кроме того, их параметры могут меняться со временем из-за процессов старения бумаги и испарения пропиточной мастики, что может привести к заметному изменению характера звучания АС. С другой стороны, современные пластиковые материалы (например, полипропилен), имея отличный баланс механических свойств: легкость, жесткость, высокие внутренние потери в материале диффузора, — тоже невечны. Так что однозначный ответ на этот вопрос дать трудно.