Мультимедиа технологии МТ 2012 / Акустические системы

Акустические системы.

Акустическая система (АС) является последним звеном звуковоспроизводящего тракта, непосредственно преобразующим звуковой электрический сигнал в акустические колебания и в значительной степени влияет на качество звука.

В состав АС, как правило, входят несколько звуковых колонок. Каждая колонка, в свою очередь, может иметь один или несколько динамиков. Количество колонок в АС, в первую очередь, зависит от числа компонентов, составляющих звуковой сигнал и образующих отдельные звуковые каналы.

Например, стереофонический сигнал содержит два компонента – сигналы левого и правого стереоканалов. Следовательно, стереофоническая АС должна включать не менее двух колонок.

Звуковой сигнал в формате Dolby Digital содержит информацию для 6 звуковых каналов: два фронтальных стереоканала, центральный канал (канал диалогов), два тыловых канала и канал сверхнизких частот. Следовательно, для воспроизведения сигнала Dolby Digital акустическая система должна иметь 6 звуковых колонок.

В большинстве своем АС для PC состоит из двух звуковых колонок. Изначально две колонки обеспечивали воспроизведение стереофонического сигналa. Новые технологии пространственного позиционирования источника звука, учитывающие особенности восприятия звука человеком, позволяют с помощью тех же двух колонок воспроизводить объемное звуковое поле. Для, него необходима соответствующая звуковая система.

Для воспроизведения низких и сверхнизких частот с высоким качеством в АС часто используется третий звуковой агрегат – сабвуфер (subwoofer). Таким образом, трехкомпонентная АС для PC включает две так называемые сателлитные колонки, воспроизводящие средние и высокие частоты (примерно от 150 Гц до 20 кГц) и сабвуфер, воспроизводящий частоты ниже 150 Гц.

Часто АС устанавливается в корпус монитора или системного блока PC. Поскольку звуковые колонки располагаются рядом с электронно-лучевой трубкой монитора, требуется принимать специальные меры предосторожности, чтобы исключить взаимное влияние их магнитных полей. Поэтому практически все современные звуковые колонки для PC имеют специальное магнитное экранирование.

Акустические системы бытового назначения всегда подключаются к внешнему усилителю мощности, выполненному в виде отдельного агрегата либо в едином блоке с другими устройствами, например тюнером или эквалайзером. Отличительной особенностью АС для PC является то, что она может иметь собственный встроенный усилитель мощности. АС со встроенным усилителем называется активной, в отличие от пассивной АС, которая усилителя не имеет.

Главное преимущество активной АС – возможность ее подключения к линейному выходу звуковой карты. Питание активной АС осуществляется либо от батареек (аккумуляторов), либо от электрической сети с помощью специального адаптера, выполненного в виде отдельного внешнего блока или модуля питания, устанавливаемого в корпус одной из колонок.

При выключенном питании активная акустическая система, возможно, будет работать как пассивная АС, подключать которую следует только к выходу усилителя мощности звуковой карты.

Любая АС характеризуется рядом параметров, которые указываются в паспорте. Вот некоторые из них.

Полоса воспроизводимых частот (Frequency response) – это амплитудно-частотная зависимость звукового давления, или зависимость звукового давления (или силы звука) от частоты переменного напряжения, подводимого к катушке динамика. Идеальным можно считать динамик, частотная характеристика которого в диапазоне слышимых частот от 20 Гц до 20 кГц представляла бы собой прямую линию. Это свидетельствовало бы о том, что динамик одинаково хорошо преобразует электрический сигнал в звуковой во всем указанном диапазоне. Реальная частотная характеристика отличается от идеальной.

Чувствительность звуковой колонки (Sensitivity) характеризуется звуковым давлением, которое она создаст на расстоянии 1 м при подаче на ее вход электрического сигнала мощностью 1 Вт. В соответствии с требованиями стандартов, чувствительность определяется как среднее звуковое давление в определенной полосе частот. Чем выше значение этой характеристики, тем лучше АС передает динамический диапазон. Разница между самыми «тихими» и самыми «громкими» звуками современных фонограмм достигает 90—95 дБ и более, а пиковые значения звукового давления могут достигать 110 дБ и более. АС, имеющие высокую чувствительность, достаточно хорошо воспроизводят как тихие, так и громкие звуки.

Нелинейные искажения оцениваются коэффициентом гармоник (Total Harmonic Distortion, THD), который нормируется в нескольких диапазонах частот. Нелинейные искажения, т. е. появление в выходном сигнале новых спектральных составляющих, безусловно, являются очень важным показателем качества любого звена тракта звуковоспроизведения.

Электрическая мощность (Power handling), которую выдерживает АС, является одной из основных характеристик (по мнению пользователей). Однако не следует считать, что чем больше мощность АС, тем чище и громче будет звук. Получаемое максимальное звуковое давление больше зависит от чувствительности, а мощность АС важна, скорее, с точки зрения ее надежности.

Электрическое сопротивление (Impedance) акустической системы обычно составляет 4, 8 или 16 Ом. При этом стандартами допускается снижение реального полного электрического сопротивления (активного и реактивного) от номинального значения не более чем на 20% в диапазоне частот 20-20000 Гц.