Технические и эксплуатационные характеристики аудиосистем (спикеры, микрофоны, аудиостанций) для мультимедиа

Громкоговорители будущего

Рисунок 1

Творение  португальца Педро Гомеса напоминает часы-браслет. По замыслу дизайнера, таким образом, могут выглядеть наушники будущего. Элегантное устройство выступает в качестве источника звука и украшения одновременно. Кстати, португалец со своей работой  стал победителем конкурса Sound Innovation в номинации «Наушники».

Рисунок 2

Exflowde –  концепт дизайнера с труднопроизносимым  именем Sunghyun Kyung. Аудиосистема не  только воспроизводит музыку, но  и преобразует звуки в световое  шоу. Проект был отмечен почетной  грамотой конкурса.

Рисунок 3

Идея  Ильшата Гарипова придется по вкусу офисным работникам. Динамики напоминают крынки для молока. Так как устройства скруглены в нижней части, их легко ориентировать в пространстве. Главное не перепутать такую крынку-неваляшку с чашкой для кофе. Сам же автор назвал проект «Звуковые яйца» - Sound Eggs. 

Рисунок 4

Что это? Хай-тек цветы, солнечные панели космической станции. Нет, такой  видит аудиосистему финн Пекка Салоканнель. Кстати, на счет солнечных панелей  вы не ошиблись. «Граммофончики» действительно предполагает с внешней стороны оснастить солнечными панелями. Аудиосистема будет питать сама себя. 

Пляжный набор для iPod. «Ведро» Ран Амитаи будет водонепроницаемым. Так что его можно прихватить с собой на пляж. Судя по размерам колонка обещает быть довольно мощной. Жаль, что ведерко не открывается, и в него нельзя положить бутерброды или бутылку пива.

Рисунок 5

Витек Стефаняк и Анелика Зданович из Польши практичны, как немцы. Их аудиосистема одновременно является подставкой для компакт-дисков. Остается провести исследование о влиянии звуковых волн на сохранность информации на отпических носителях и можно запускать в серию.

 

 

Рисунок 6

Чанг-Лин  Лиин считает музыку лекарством от скуки. Поэтому он превратил свои динамики в пилюли. Как это будет  работать, не понятно, но выглядит забавно. Главное не проглотить.

 

 

Рисунок 7

SoundFlo другой польской парочки более легкомысленный. Доминик Хойнацки и Марта Левицка предлагают накачать шар гелием, на его поверхности разместить динамики, а музыку транслировать через Bluetooth. Шарик благодаря дуновениям ветра будет летать по квартире и наполнять ее музыкой. Неплохая идея для приемного покоя, однако, придется следить за окнами.

Рисунок 8

Rowing Sound – зеленый дизайн во всей его красе. Если вы слушаете музыку, дерево будет расти, говорит в аннотации автор Миньо Чуй. Правда, не объясняет каким образом музыкальное дерево вырастет и зачем эти блестящие штуки на стене.

Рисунок 9

Мозес Эрнандес ищет вдохновение в природе. Груда камней – вот и весь дизайн. По идее звук даже при таком эффектном  внешнем виде может быть весьма неплохим.

Рисунок 10

Победителем в номинации «Аудиосистемы» стал проект Mini Кимминга Япа и Юлии Саксен из Сингапура. Эта небольшая «рюмка» подключается непосредственно к mp3-плееру. Серебристая металлическая ножка в основании – разъем мини-джек. Эффектно и практично. По замыслу дизайнера оптимальным будет вариант, если удастся поместить батарейку, которой хватит на всю ночь. Кстати, Yanko Design не включил победителя в свою подборку.

Историческая справка

Александер Грэм Белл запатентовал первую электродинамическую головку (капсюль) как одну из составных частей своего телефона, в 1876 г. В 1878 г. конструкция была усовершенствована Ве́рнером фон Си́менсом. Никола Тесла в 1881 г. также заявил об изобретении подобного устройства, [1], но не патентовал его. В то же время Томас Эдисон получил британский патент на систему, использовавшую сжатый воздух в качестве механизма усиления звука в его ранних валиковых фонографах (см. сирена (акустика), и в конечном итоге установил обычный металлический рупор, колебания воздуха в котором вызывались мембраной, связанной с иглой. В 1898 г. Х. Шорт запатентовал конструкцию динамической головки, управляемую сжатым воздухом, и затем продал права Чарльзу Парсонсу, получившему ранее 1910 г. еще несколько британских патентов. Несколько компаний, включая Victor Talking Machine Company и Pathe(Пате), выпускали проигрыватели, использующие головки, управляемые сжатым воздухом. Однако подобные устройства (головки косвенного излучения)нашли лишь ограниченное применение ввиду плохого качества звука и неспособностью воспроизводить звуки низкой громкости. Разновидности подобных систем использовались в звукоусилительных установках (для больших площадей, стадионов и т. п.) и значительно реже — другие разновидности — применяемые в промышленности в испытательной технике вибростенды, например, для тестирования космического оборудования на устойчивость к низкочастотным вибрациям, производимым стартующей ракетой.

Современная конструкция головки с подвижной  катушкой разработана в 1898 г. Оливером Лоджем. Принцип был запатентован в 1924 г. Честером У. Райсом и Эдвардом У. Келлогом.

Первые  ГД с электромагнитами были очень  больших размеров, а мощные постоянные магниты — труднодоступны ввиду значительной стоимости. Обмотка электромагнита, называемая полевой, намагничивается за счет тока, проходящего по другой обмотке головки (катушке подмагничивания). Такое включение имеет двоякую роль, ибо выполняет фильтрацию напряжения, питающего усилитель, к которому подключена данная акустическая система. Проходя по обмотке, фон переменного тока усиливается; однако, частоты переменного тока стремятся промодулировать аудиосигнал, поданный на звуковую катушку и складывающийся с слышимым шумом включенного устройства звуковоспроизведения.

Качество  акустических звуковоспроизводящих систем до начала 50-х годов XX века было низким. Продолжающееся до сих пор улучшение дизайна корпусов и материалов привело к существенному улучшению качества звуковоспроизведения. Наиболее значительными усовершенствованиями являются: усовершенствование рамы, открытие технологии высокотемпературной адгезии, улучшение технологии изготовления постоянных магнитов, усовершенствование измерительной техники, и наконец проектирование и анализ элементов при помощи компьютера.

 

Глава 3. Микрофоны

Микрофо́н (от греч. μικρός — маленький и φωνη — звук) — электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока. Служит первичным звеном в цепочке звукозаписывающего тракта или звукоусиления.

Классификация микрофонов

Типы микрофонов по принципу действия:

• Динамический микрофон
• Катушечный
• Ленточный
• Конденсаторный микрофон
• Электретный микрофон — разновидность конденсаторного микрофона.
• Угольный микрофон
• Пьезомикрофон

Технические характеристики микрофонов:

Таблица 1

  Функциональные виды микрофонов

• Студийный микрофон
• Измерительный микрофон («искусственное ухо»)
• Микрофонный капсюль для телефонных аппаратов
• Микрофон для применения в радиогарнитурах
• Микрофон для скрытного ношения
• Ларингофон
• Гидрофон

Устройство микрофона

Любой микрофон состоит из двух систем: акустико-механической и механоэлектрической.

Свойства  акустико-механической системы сильно зависят от того, воздействует ли звуковое давление на одну сторону диафрагмы (микрофон давления) или на обе стороны, а во втором случае от того, симметрично ли это воздействие (микрофон градиента давления) или на одну из сторон диафрагмы действуют колебания, непосредственно возбуждающие её, а на вторую — прошедшие через какое-либо механическое или акустическое сопротивление или систему задержки времени (асимметричный микрофон градиента давления).

Историческая справка

Вначале наибольшее распространение получил угольный микрофон Эдисона, об изобретении которого также независимо заявляли Махальский в 1878 и П. М. Голубицкий в 1883. Угольный микрофон до сих пор используется в аппаратах аналоговой телефонии. Действие его основывается на изменении сопротивления между зёрнами угольного порошка при изменении давления на их совокупность.

Конденсаторный микрофон был изобретён американским учёным Э. Венте в 1917 году. В нём звук воздействует на тонкую металлическую мембрану, изменяя расстояние между мембраной и металлическим корпусом. Тем самым образуемый мембраной и корпусом конденсатор меняет ёмкость. Если подвести к пластинам постоянное напряжение, изменение ёмкости вызовет ток через конденсатор, тем самым образуя электрический сингнал во внешней цепи.

Более массовыми стали динамические микрофоны, отличающиеся от угольных гораздо лучшей линейностью характеристик и хорошими частотными свойствами, а от конденсаторных — более приемлемыми электрическими свойствами.

Первым  динамическим микрофоном стал изобретённый в 1924 году немецкими учёными Э. Герлахом и В. Шоттки электродинамический микрофон ленточного типа. Они расположили в магнитном поле гофрированную ленточку из очень тонкой (ок. 2 мкм) алюминиевой фольги. Такие микрофоны до сих пор применяются в студийной записи благодаря чрезвычайно высоким частотным характеристикам, однако их чувствительность невелика, выходное сопротивление очень мало (доли Ома), что значительно осложняло проектирование усилителей. Кроме того, достаточная чувствительность достижима только при значительной площади ленточки (а значит, и размерах магнита), в результате такие микрофоны имеют большие размеры и массу по сравнению со всеми остальными типами.