Акустические системы: плюсы и минусы различных вариантов дизайна центрального канала

Дата: 18.06.13 | Адрес: http://кинодом.рф/articles/text.asp?id=782
Автор русского текста: Марина Климашова, специально для Кинодом
Автор: Gene DellaSala
По материалам сайта: Audioholics | Pros & Cons of Various Center Channel Designs

В идеальном мире, в котором нет болезней, бедности, и никто не думает о деньгах, у нас было бы три одинаковых акустических системы с вертикально расположенными драйверами для фронтальной левой, фронтальной правой и центральной АС,  «как и подобает LCR».  Но зато в этом мире нам иногда приходилось бы беспокоиться о возможности нападения Боргов, или о вторжении Доминиона в квадрат Альфа. В реальности же, размеры проекционного экрана, как правило, не позволяют иметь высокую АС центрального канала, зато отсутствие гиперпространственного двигателя гарантирует безопасность от злобных пришельцев. 

Горизонтальное расположение громкоговорителей, типичное для большинства АС центрального канала, практически всегда снижает производительность в угоду удобству. Наше ухо более чувствительно к акустическим помехам, которые вызваны неравномерным излучением в горизонтальной плоскости, чем к тем, которые возможны в вертикальной плоскости, когда физически разделенные громкоговорители передают один и тот же сигнал в одном диапазоне частоты. (Возможно, это предложение покажется достаточно сложным для понимания, но мы раскроем его смысл в этой статье). Ниже представлены наиболее типичные варианты дизайна АС центрального канала, которые используют большинство производителей акустики, а так же минусы и плюсы каждого варианта.   

Сравнение различных вариантов дизайна акустики центрального канала


варианты дизайна акустики центрального канала 
 

Рис 1.а.: Базовая горизонтальная конфигурация МТМ
Рис 1.b.: Горизонтальная конфигурация МТМ со сближенной СЧ/НЧ-группой
Рис 1.с. Горизонтальная конфигурация W(T/M)W
Рис 1.d. Горизонтальная конфигурация TMMT

Конфигурация MTM (Рис 1.a)
Классическая вертикальная конфигурация MTM давно является популярной и на то есть веские причины. Вертикальное расположение позволяет значительно снизить неравномерность АЧХ в горизонтальной плоскости, (которая возникает между ВЧ- и  СЧ-громкоговорителями), и соответственно обеспечивает более ровное звучание.  Акустическая система центрального каналаКроме того, благодаря наличию двух СЧ- громкоговорителей такой дизайн способствует более динамичному воспроизведению, нежели чем традиционная двухполосная акустика.  Более продвинутый вариант (MMTMM) оснащен дополнительной парой СЧ-громкоговорителей,  обеспечивающей еще более широкую зону распространения сигнала и повышение производительности. 
С появлением 5.1-канальных систем окружающего звучания востребованность различных вариантов АС центрального канала значительно возросла. Компактность и неприметность горизонтально ориентированной акустики с конфигурацией MTM сделала ее  наиболее популярной. Она часто продавались комплектом из трех АС (LCR),  в котором одна из них размещалась горизонтально и выполняла функции акустики центрального канала. Такой вариант может давать весьма неплохие результаты, учитывая продуманный дизайн акустики. Однако есть ряд ограничений, связанных с распространением сигнала вне оси, которые стоит принять к сведению.  


Мы (Audioholics) подробно рассматривали эти ограничения в трех статьях, приведенных ниже (на англ. языке):
• Вертикально и горизонтально расположенный центральный канал: что лучше?
• Вертикально и горизонтально расположенный центральный канал: альтернативный взгляд
• Варианты дизайна АС центрального канала, что стоит учесть


Конфигурация MTM со сближенной СЧ/НЧ-группой (Рис 1.b)
Акустическая система центрального каналаПо мере того, как требования к качеству производительности  АС центрального канала росли, производители начали предлагать способы улучшения популярной конфигурации MTM. Основной целью было уменьшение расстояния между среднечастотными громкоговорителями для минимизации неравномерности АЧХ и улучшение частотной характеристики вне рабочей оси. Естественно, такая цель подразумевала внесение определенных изменений в конструкцию АС. Это означало, что производителям предстояло выпускать акустику, специально разработанную для центрального канала. 

Так появилась конфигурация со сближенной СЧ/НЧ-группой, основным отличием которой было незначительное улучшение частотной характеристики громкоговорителя вне рабочей оси. 

Более продвинутый вариант дизайна может содержать дополнительную пару СЧ-громкоговорителей  в конфигурации M(MTM)M для более широкой зоны излучения сигнала и повышенной производительности.  Акустическая система центрального каналаНекоторые производители добавляют два низкочастотных громкоговорителя по краям АС такой конфигурации, что обеспечивает лучшее воспроизведение низких частот и повышает максимальную шумовую мощность акустики.  
 
На фото справа: АС центрального канала от Infinity в конфигурации W(MTM)W

Конфигурация W(T/M)W (Рис 1.c)
Акустические системы центрального канала горизонтальной ориентации W(T/M)W с недавних пор стали пользоваться большой популярностью, как у производителей, так и у покупателей.  Преимуществом такого типа расположения является отсутствие акустической интерференции между обоими громкоговорителями СЧ/НЧ-секции за счёт пересечения их звукового сигнала на достаточно низкой частоте. Акустическая система центрального каналаВ АС конфигурации W(T/M)W СЧ-громкоговоритель располагается непосредственно под высокочастотной головкой для улучшения качества сигналов вне оси, что также может способствовать расширению зоны покрытия.  Одним из недостатков такого дизайна может быть ограниченная динамика, так как здесь вместо типичных для MTM двух СЧ-громкоговорителей применяется только один, и тот меньших размеров. Кроме того, такая АС требует вертикального пространства, что может представить определенные проблемы в процессе ее размещения под экраном.  Альтернативным решением для некоторых становится вертикально расположенная двухполосная полочная акустика.  Этот вариант особенно хорош, если использована та же модель акустики, что и для фронтального правого/левого канала.

Нам также попадались разновидности конфигурации W(M/T/M)W, в которых трехполосный центральный канал оборудован вертикально расположенной головкой громкоговорителя  MTM и низкочастотными громкоговорителями по краям. Такой вариант может значительно увеличить динамику, но при этом также увеличится требуемое вертикальное пространство и цена.    

Конфигурация WTMMTW или TMMT (Рис. 1.d)
Акустическая система центрального каналаТакие варианты дизайна акустики центрального попадаются нам не часто.  W(TMMT)W – это трехполосная АС,  оснащенная парой НЧ-громкоговорителей, расположенных по краям и двумя, а иногда и тремя СЧ-громкоговорителями, которые отвечают за воспроизведение голоса . Менее дорогостоящей и крупногабаритной версией такого дизайна является двухполосная акустика, пример которой вы видите на картинке ниже, а так же конфигурации TMMT или TMMMT.

Такие варианты акустики центрального канала будут отличным решением для тех, кому важно наличие нескольких громкоговорителей, мощность и значительная экономия вертикального пространства. Однако проблема данной конструкции заключается в том, что ВЧ-громкоговорители расположены слишком далеко друг от друга. Это может приводить к возникновению акустической интерференции, в случае если вы сидите не в самом оптимальном для прослушивания месте. Выбирая такой вариант, вам следует точно определить, как далеко от оси прослушивания будут располагаться  кресла, так как из всех четырех рассмотренных конфигураций, для этого варианта наиболее типичны неравномерности АЧХ, и, как следствие, она характеризуется наиболее узким окном воспроизведения. Если в вашей инсталляции нужна акустика с небольшой вертикальной зоной покрытия, вам значительно больше подойдет конструкция MTM или MMTMM (для большей мощности).

Варианты АС центрального канала
По понятным причинам мы не сможем рассмотреть все возможные варианты и разновидности дизайна акустики центрального канала. Но большинство конфигураций основано на одном из четырех вариантов, представленных в этой статье.  Как мы уже упоминали ранее, наиболее типичной являются вариации таких конфигураций, как MMTMM, W(MTM)W и W(M/T/M)W. 

Некоторые производители предлагают варианты с несколькими НЧ и ВЧ-громкоговорителями, (такие как WTWTWTW), для которых характеры неравномерности АХЧ, но которые ориентированы, прежде всего, на более широкое покрытие и воспроизведение за пределами оси прослушивания.    Их преимуществом является мощное воспроизведение и меньшее искажение звучания, но при этом они, как правило, достаточно громоздкие и более дорогостоящие. Другие конфигурации представляют собой 2-1/2-полосные MTM, в которых один  громкоговоритель имеет ограниченный диапазон частоты, что позволяет избежать неравномерностей АХЧ. Однако такое решение тоже скорее компромисс, ведь в этом случае ДНА в горизонтальной плоскости становится ассиметричной. Такие конфигурации были популярны в прошлом, но сейчас встретить их можно довольно редко. 

Заключение
Интерференция звуковых волн, возможная при наличии нескольких громкоговорителей одного диапазона частот, не будет возникать, если частота среза громкоговорителя настолько низкая, что расстояние между смежными громкоговорителями будет меньше, чем длина звуковых волн, излучаемых ими в равной или практически равной пропорции. (В акустических фильтрах это называется «переходная полоса фильтра» или «порядок фильтра»).  По мере перехода от кроссоверов первого порядка к кроссоверам второго порядка и далее (6 dB к 12 dB к 18 dB к 24 dB), величина фазового искажения переходной полосы увеличивается, ввиду чего повышается вероятность того, что два громкоговорителя будут вне акустической фазы под любым углом вне оси, в то время как диапазон частот будет сужаться. Именно поэтому допустимо горизонтальное расположение нескольких НЧ и СЧ-громкоговорителей (если расстояние от центра до центра каждого из них меньше, чем наибольшая длина волны), однако это обычно не относится к ВЧ-громкоговорителям. 

Идеи из данной статьи, а так же из других трех статей, посвященных акустике центрального канала, которые мы публиковали ранее, помогут вам сделать выбор в пользу того ил и иного варианта АС центрального канала. Важно сделать так, чтобы три фронтальных динамика (левый, центральный, правый) располагались как можно ближе друг к другу, чтобы переход между ними осуществлялся наиболее плавно. Поэтому неплохим решением будет выбор одной линейки продуктов определенного производителя, так как в этом случае все компоненты и качества громкоговорителей будут на одном уровне.


Акустически прозрачный экран 
Акустически прозрачный экран

Если вы решили, что наилучшим вариантом для вас будет использование трех идентичных напольных АС, но вы не хотите, чтобы они загораживали экран, рассмотрите вариант покупки акустически прозрачного экрана, за которым можно легко разместить АС центрального канала и получить звучание с минимальным искажением.  Если же ваша гостиная не очень большая и в ней не стоит размещать высокие и крупногабаритные АС, вы можете использовать две полочные АС, расположив их вертикально за экраном или монитором.