Идеология создания Резонансной Акустики

Внимание! Постоянное использование наушников на максимальной громкости приводит к устойчивому ухудшению слуха! Минздрав предупреждает!

Вариант первый, простой

Схема достаточно проста. (Автор –  Валентий Святы, "Practyczny  Elektronik" №2/2000, c. 4-6.) Собственно , которая при напряжении питания 9 Вольт может развить на нагрузке 8 Ом мощность до 1 Вт. Микросхема нормально работает на нагрузку до 4 Ом и при выходной мощности 150 мВт обеспечивает коэффициент гармоник не более 0,2%. Значит, при работе на наушники усилитель не перетрудится, сильно греться и искажать звук не будет.

Главная особенность  данной схемы – автоматическое включение-выключение  питания. При подаче на вход усилителя звукового сигнала напряжение на выходе детектора на диодах VD1, VD2 становится достаточным для открывания транзистора VT2, который далее открывает транзистор VT1, через который напряжение питания и проходит на микросхему. Питание усилителя осуществляется от 9-ти вольтовой батареи ("Кроны", например). При отсутствии звукового сигнала напряжение на выходе детектора уменьшается до нулевого, транзисторы закрываются и микросхема обесточивается. Усилитель работоспособен при напряжении питания от 1,8 до 15 Вольт.

Естественно, если вы не страдаете забывчивостью –  можете выбросить из схемы "лишние" детали (детектор и транзисторный  ключ) и установить простой выключатель  в цепи питания.

Идеология создания Резонансной  Акустики

Ощущение звука есть особое ощущение, не сравнимое ни с каким другим из наших ощущений. Прямо или косвенно, но все вопросы, связанные со звуком, должны решаться исходя из антропоцентрических субъективных оценок, в частности, ухом, как органом слуха. Звуки можно классифицировать на музыкальные и не музыкальные. Первые могут быть названы нотами, вторые — шумами. Однако провести границу между этими двумя категориями звуков не так легко. Но, хотя шумы иногда и не являются не музыкальными, а ноты не вполне свободны от шумов (например, при звучании нескольких клавиш фортепиано возникает некоторое подобие шума), между тем никакая комбинация шумов не смогла бы слиться в музыкальную ноту. Целесообразно, таким образом обратить внимание в первую очередь на музыкальные звуки. Эти звуки располагаются в определенном порядке, периоды которых относятся как взаимно обратные простые числа.

Это — все консонирующие звуки, заключающиеся в пределах октавы. Можно заметить, что все отношения между ними выражаются посредством целых чисел.

Необходимо отметить, что звуки  содержащие только нечетные обертона всегда звучат немного пусто, четные обертона, в особенности второй и  четвертый делают звук светлым, седьмой и тринадцатый являются критичными и могут испортить качество звучания. В идеальном случае слышны должны быть только первые семь обертонов, так как музыкальные интервалы исчерпываются седьмым обертоном.

Стремление сформировать амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) электроакустических излучателей максимально приближенные к линейным, наблюдаемые повсеместно в практических конструкциях, по своей сути не отвечает условиям оптимального согласования со слуховым восприятием человека, поскольку создает равные условия для воспроизведения как сигнала несущего полезную информацию, так и для паразитного шумового сигнала. Резонансная Акустика формирует натуральную акустическую картину подобно природным источникам звука и музыкальным инструментам, создавая объемный акустический эффект, адекватный оптимальному психофизиологическому восприятию.

Физические предпосылки  построения резонансной акустики.

• излучение переотраженного звукового сигнала;
• резонансное возбуждение звукового поля путем формирования совокупности стоячих волн, частоты колебаний которых соотносятся между собой по закону натурального музыкального ряда;
• принудительное формирование специальной гребенчатой амплитудно-частотной характеристики вторичного источника звука — резонансной акустики адекватной спектру первичного звукового сигнала в резонансной акустики без использования каких либо электронных фильтров создается АЧХ гребенчатой формы. При этом локальные максимумы АЧХ соответствуют частотам, образующим натуральный звуковой ряд, а локальные минимумы лежат между ними. Это обеспечивает усиление консонансных составляющих звукового сигнала и подавление диссонансных;
• создание звукового поля со сфероидальной диаграммой направленности, обладающего всеми свойствами поля идеального источника звука — «Пульсирующей сферы», позволяющего избавить слушателя от пространственной зависимости при качественном восприятии звука, за счет диффузности звукового поля.

Направление Звуковой экологии

Ведущими физиологами Санкт-Петербургского Университета было выявлено положительное влияние воспроизводимого резонансной акустикойзвука на организм человека. Прослушивание различных музыкальных произведений через резонансные акустические системы оказывает значительный положительный эффект на психофизиологическое состояние человека.

Для сравнительной оценки влияния  различных акустических систем применялись три методики:

• Электроэнцефалография (ЭЭГ)
• Дигапласкопические измерения лабильности головного мозга
• Вариационная пульсометрия

В исследованиях участвовало 36 человек с различными типами нервной системы, различной физиологической лабильностью мозга, различными типами восприятия музыкальных программ, возрастными различиями. В опытах музыкальные фрагменты звучали от 10 минут до 2 часов. В каждом опыте использовалась музыка различного стиля (классическая, эстрадная, медитативная).

В результате исследований влияния резонансной акустики по сравнению с традиционными акустическими системами выявлено следующее:

• Увеличение альфа — ритма (характеризует защиту мозга от стресса и восстановление нервно-психических функций) на 46 % во всех зонах коры головного мозга;
• Увеличение коэффициента билатеральной (межполушарной) ассиметриии (доминирование левого полушария — режим «ясного сознания», или режим «оперативного покоя») на 12 %;
• Увеличение коэффициента лобно-затылочного градиента активации (активации состояния психической собранности, отражающей доминирование социальных мотивов) на 17 %;
• Усиление функциональной лабильности на пульсы красного света (рост дееспособности мозга, устранение переутомления);
• Урежение пульса (успокоение, снижение психоэмоционального перенапряжения);
• Уменьшение числа функциональных экстрасистол (снижение перебоев сердечного ритма невротического характера);
• Увеличение числа компенсаторных пауз (дополнительный отдых сердца);
• Уменьшение дисперсии межпульсовых интервалов (нормализация работы сердца).

Прослушивание музыки с использованием резонансной акустики приводит к существенному улучшению нервно-психического состояния человека.

Таким образом, резонансная акустика не вызывающая утомления, а также способствующая усилению восстановительных и защитных функций организма, являет собой первый шаг в новом направлении акустики — Звуковой экологии. Основные технические характеристики:

Под "акустической системой" (АС) в широком смысле слова будем  понимать электромеханический преобразователь  электрических звуковых сигналов в  акустические. В подавляющем большинстве современных АС (более 90%) это преобразование осуществляется при помощи электродинамических головок, принцип действия которых основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита с проводом звуковой катушки. При протекании токов звуковой частоты по проводу под влиянием электродинамической силы катушка громкоговорителя попеременно втягивается и выталкивается из кольцевого зазора магнита в зависимости от направления электрического тока. Ну, а дальше все просто: звуковая катушка механически соединена с излучателем - диффузором, который, собственно, и создает в пространстве сгущения и разрежения воздуха, т.е. акустические волны. Так как звуковая волна, излучаемая передней (фронтальной) поверхностью диффузора, находится в противофазе с акустической волной, излучаемой тыльной стороной диффузора, обе эти волны при работе динамической головки в открытом пространстве могут гасить друг друга, что носит название "акустическое короткое замыкание" (по аналогии с КЗ в электрических сетях). Чтобы избежать этой неприятности, головки помещают в корпус, основным назначением которого и является исключить это самое взаимодействие звуковых волн от фронтальной и тыловой поверхностей диффузора. Динамики, установленные в корпус вместе с разделительными фильтрами, образуют акустическую систему, называемую иногда звуковой колонкой или попросту громкоговорителем. В относительно небольшом количестве акустических систем используются излучатели, основанные на других физических принципах (электростатические, пьезоэлектрические, изодинамические, плазменные излучатели). Так как эти типы "экзотических" громкоговорителей практически не применяются в массовых акустических системах, рамки нашей сегодняшней беседы ограничим рассмотрением только АС с электродинамическими головками.Большие или маленькие

Поговорим для разминки о размерах акустических систем. Итак, АС бывают: дорогими и не очень, малогабаритными (называемые "акустическими системами  для книжной полки" или сокращенно "полочными") и совсем даже наоборот - предназначенными для непосредственной установки на пол. Поэтому они так и называются: "напольные акустические системы", что, согласитесь, весьма логично.

Малогабаритные "полочные" акустические системы в силу своих небольших  размеров имеют очевидные преимущества перед напольными "шкафами" при их размещении в малогабаритной квартире. Кроме того, малые размеры акустических систем "для книжной полки" позволяют относительно просто обеспечить необходимую жесткость корпуса, что чрезвычайно важно для достижения высокого качества звучания (более подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже). И наконец меньшие размеры корпуса АС потребуют и меньшего расхода материалов на их изготовление, что вообще-то должно удешевлять этот тип акустических систем. И действительно, если простые, но уже достаточно хорошо звучащие "полочные" АС сегодня можно приобрести, начиная с суммы $200, то самые дешевые напольные колонки обойдутся вам никак не меньше $300. Впрочем, на этом преимущества "полочных" акустических систем перед напольными в основном и заканчиваются. Наряду с отмеченными выше достоинствами, у "полочной" акустики есть и весьма существенные недостатки. Вследствие малых габаритов упругость воздуха внутреннего объема корпуса существенным образом сказывается на качестве и количестве излучаемых системой низких частот. Естественно, не в лучшую сторону, так как упругость воздуха приводит к уменьшению гибкости подвеса диффузора низкочастотного громкоговорителя, установленного в корпусе акустической системы. Уменьшение гибкости подвеса, в свою очередь, существенно повышает резонансную частоту громкоговорителя. Печальные последствия этого общеизвестны - малогабаритные "полочные" колонки просто физически не способны при приемлемых значениях их чувствительности (об этом - ниже) удовлетворительно воспроизводить самые низкие частоты (ниже 50 Гц), хотя те же низко-частотные громкоговорители, установленные в корпуса большого размера, "басят" будьте любезны. Кроме того, по сравнению с более мощными и, часто более чувствительными напольными системами "полочники", как правило воспроизводят меньший динамический диапазон звуковых сигналов. Правда, это отнюдь не означает, что малогабаритные колонки в принципе играют плохо. Отнюдь нет - сбалансированное звучание лучших "полочных" акустических систем субъективно воспринимается отлично и порой дает фору многим "напольникам". Непременным условием хорошего звучания от малогабаритной акустики является ее правильное размещение. При этом жизненно важно обеспечить надежную установку системы, исключающую нежелательные колебания и вибрации ее корпуса. Проще всего этого можно добиться, устанавливая "полочные" колонки на специальные подставки (Speaker Stand), выпускаемые целым рядом специализированных фирм (Target, Atacama и т.д.). Однако хорошие стойки стоят весьма недешево - $100-$400, поэтому суммарная стоимость покупки "дешевой" малогабаритной системы вместе с подставками может "зашкалить" за $500, что вполне соизмеримо со стоимостью относительно приличных напольных колонок. Как говорится - за что боролись? Может быть, и впрямь лучше сразу взять да купить напольные колонки и не мучиться с подбором подставок к "полочным" колонкам?

Мысль  интересная, поэтому приступим теперь к рассмотрению вопроса о том, что мы теряем и что приобретаем в смысле качества звука, покупая напольные колонки. В принципе, выбрав большую напольную акустическую систему, мы потенциально можем рассчитывать на более глубокий и мощный бас за счет большого объема корпуса напольной колонки. Но "нет в жизни счастья" - большие размеры напольных АС создают нам и новые проблемы. Обеспечить жесткость корпуса более крупной акустической системы неизмеримо сложнее, чем корпуса малогабаритной "полочной". Тут уж никак не обойтись без внутренних перегородок, стяжек, ребер жесткости, необходимо применять ДСП большей толщины, а это большая масса колонки и неизбежное увеличение ее стоимости (больший вес одинаковых по размеру акустических систем потенциально свидетельствует о лучшем качестве более тяжелой колонки). Если же всего этого не сделать, то звук даже очень большой по размерам акустики, но в "картонном" корпусе не доставит вам большого удовольствия. Увеличение размеров корпуса колонки приводит к существенному увеличению расхода материалов на ее изготовление. Согласно некоторым оценкам, в современной акустической системе доля расходов на корпус составляет порядка 60% стоимости АС, приходится ли удивляться тому, что напольная акустика,как правило, стоит намного "круче", чем "полочные" АС. И наконец у относительно больших напольных систем есть и еще один недостаток - большие размеры.

Три вместо двух

Теперь понятно, что желание  добиться отличного (или хотя бы более-менее  приличного) качества воспроизведения  низких частот в условиях типовых  отечественных мини- и миди-габаритных квартир часто входит в неразрешимое диалектическое противоречие с необходимостью размещения хороших (читай - больших) акустических систем на вашей скромной жилплощади. Законы физики не обманешь и посему - в "здоровой" колонке - здоровый бас! Поэтому настоящему аудиофилу (и меломану, впрочем, тоже) зачастую приходится решать извечную дилемму: либо хорошая акустика (почти всегда - крупногабаритная), но живи при этом на кухне, либо малогабаритные акустические системы, но придется смириться с хилыми басами. Еще сложнее любителям "домашнего театра", ведь им приходится размещать в своем жилище уже не 2, а минимум 5(!) акустических систем. Поэтому если ваша квартира не позволяет вольготно разместить в ней даже два больших "ящика" напольных акустических систем, а качество и количество баса малогабаритных систем для "книжной полки" вас решительно не устраивает, то у вас в этом случае есть два выхода: поменять вашу квартиру на большую или купить трехкомпонентную акустическую систему в составе сабвуфера и двух сателлитов (или, что почти то же самое, докупить к "полочным" акустическим системам отдельный сабвуфер). Второй вариант наверняка покажется предпочтительным  для основной массы наших читателей, поэтому остановимся на нем подробно.