Автомобильные колонки: какие они бывают и чем отличаются

Есть несколько типов акустических систем — они отличаются техническим устройством, качеством звука и ценой. Разбираем принцип работы и конструкцию автомобильных динамиков. 

Широкополосные динамики воспроизводят весь диапазон частот (отсюда их название), то есть одна колонка предназначена для всего звукового спектра, который воспринимается человеческим ухом (от 20 до 20 000 Гц). Качественные модели способны выдавать достаточно хороший, «живой» звук за счёт меньших фазовых искажений, которые неизбежно возникают в более сложных акустических системах. 

Широкополосные динамики схожи с точечными источниками звука, благодаря чему их можно направить на слушателя, не затрачивая больших усилий на поиск нужного положения колонок. В результате получается простой, сравнительно недорогой и универсальный вариант, подходящий практически для всех жанров музыки: от хип-хопа до хард-рока. 

Однако у широкополосных систем есть ощутимый недостаток — неравномерная амплитудно-частотная характеристика (АЧХ). «Универсальный» динамик не может одинаково воспроизводить очень разные по характеру звуки, поэтому в области средних частот наблюдается заметный подъём амплитуды (громкости), а на низких и высоких происходит резкий спад. Это связано с тем, что диффузор широкополосника не может эффективно подстраиваться под разную частоту колебаний. Он хорошо вибрирует в среднем диапазоне, но для басов ему не хватает инерции и массы, а для высоких частот он, наоборот, слишком тяжёлый и не может быстро откликаться на входящий сигнал.

Частичное решение проблемы — покупка колонки с дополнительным высокочастотным диффузором (его ещё называют конус-визер, рупорок, дудка), который вклеивается в центр основной мембраны. Такие модели уже могут работать в диапазоне от 60 до 16 000 Гц с неравномерностью всего +/- 10 Дб — для широкополосной акустики это хороший показатель.

Широкополосные динамики хорошо подходят для радио, не слишком требовательных слушателей, а также компактных автомобилей. 

В коаксиальной акустике используется несколько динамиков, расположенных на одной оси (коаксиально). Например, НЧ/СЧ и отдельный твитер (динамик высоких частот) — такие колонки называют двухполосными. Встречаются и трёхполосные модели с тремя динамиками, но в них основной также отвечает за низкие и средние частоты, а маленькие — за высокие и сверхвысокие.

Кроме этого, у коаксиальных колонок есть кроссовер, который разделяет высокочастотный диапазон от средне- и низкочастотного. Чаще всего роль такого фильтра выполняет обычный конденсатор, отсекающий сигнал низкой частоты на маленькие динамики. В дорогих моделях встречаются и внешние кроссоверы, обычно в трёхполосных динамиках, где требуется более точное разделение частот. 

Звук у коаксиальных колонок более объёмный и глубокий по сравнению с широкополосными системами. Они лучше проигрывают сложные музыкальные композиции, инструменты и вокал слышны чётче, детализация звука выше. Однако у коаксиальных колонок есть проблема — неравномерная осевая АЧХ из-за несовпадения акустических центров НЧ- и ВЧ-динамиков. Они расположены на одной оси, но звук проходит разное расстояние, прежде чем достигнуть ушей слушателя. Кроме того, на стыке полос (2000–5000 Гц) возникает звуковая интерференция, которая приводит к провалам на АЧХ.  

Звук при этом становится тусклым, плоским, мидбас звучит глухо и менее объёмно. Особенно это заметно в таких жанрах, как рок, хип-хоп и электроника: вокал заглушает гитары, синтезатор становится «пластиковым», звук теряет мощь и напор. Эта проблема частично решается при установке колонок сбоку от слушателя — для этого они и предназначены, а также настройкой с помощью кроссовера. Однако добиться такой же чёткости и детализации звука, как у компонентных систем, невозможно.

Это проблема всех систем 2 в 1. Диффузоров, которые могли бы одинаково хорошо звучать на низких и средних частотах, пока что не существует. А полноценный НЧ-динамик невозможно установить даже в трёхполосную систему из-за ограничений по размеру корпуса. Звук всё равно будет ближе к мидбасовому, и мощных вибраций вы не получите.  

Коаксиальная акустика — это компромисс между бюджетной широкополосной и дорогой компонентной системой. Отлично подойдёт тем, кто хочет заменить штатную «музыку» без больших затрат. Также коаксиальные колонки хорошо справляются с ролью «подзвучки» более мощной системы в качестве тыловых динамиков. 

Компонентная автоакустика чаще всего состоит из двух отдельных динамиков — НЧ-/СЧ-колонки и твитера. Такие системы называют двухкомпонентными. Встречаются и трёхкомпонентные модели с отдельными динамиками под мидбас, средние и высокие частоты. Также в комплект обычно входят внешние кроссоверы, включающие в себя конденсаторы и катушки индуктивности, с помощью которых можно точно настраивать звук под свои предпочтения (некоторые модели для этого лучше подключить поканально).

С компонентной акустикой можно построить максимально естественную звуковую сцену. Обычно мидбасовые динамики устанавливаются в двери, а твитеры — в передние стойки. Их направляют на слушателя или на лобовое стекло — тогда человек воспринимает отражённый от него звук. Благодаря этому создаётся ощущение, что вы находитесь на живом концерте: появляется так называемая «сцена», на которой можно мысленно локализовать источники разных звуков. Если грамотно настроить систему с помощью эквалайзера, то можно добиться максимально чистого, прозрачного и детализированного звучания в любом жанре музыки, даже в экстремальном. 

Но и тут не без нюансов: компонентные акустические системы склонны к фазовым искажениям. Чаще всего виновниками становятся пассивные кроссоверы, но эта проблема может возникать и из-за инерционности динамиков. Например, мидбас отстаёт от среднечастотника и твитера. Слушатель воспринимает фазовые искажения как неприятные изменения тембра и глубины звука — он становится размытым, инструменты сливаются, вокал слышится плоским и невыразительным, звук теряет глубину и наполненность. 

Есть несколько путей решения этой проблемы: 

• использовать активные кроссоверы с цифровой фильтрацией;
• калибровать аппаратуру с помощью профессионального оборудования (RTA-анализаторов, специализированных программ и фазовых измерителей);
• использовать цифровые алгоритмы коррекции фазы;
• правильно фазировать и размещать динамики в салоне автомобиля. 

В большинстве случаев достаточно грамотной установки и настройки колонок. К профессионалам чаще обращаются аудиофилы или участники соревнований по автозвуку.  

Компонентная акустика идеально подходит для меломанов, которым важно добиться идеального качества звука. К тому же такие системы универсальны — их можно настроить под любой жанр музыки.

Эстрадная акустика не предназначена для замкнутого пространства автомобиля, где источник звука находится близко к слушателю. Такие системы разрабатывались для больших помещений — там важна максимальная громкость и дальность, при этом качество звука стоит на втором или даже третьем месте. Главное, чтобы слушатели могли расслышать основную мелодию. 

Поэтому нередко так называемая эстрадная акустика — лишь маркетинговый ход. Но есть производители, которые пытаются адаптировать концертные динамики под автомобили. Например, Colt Hunter 6 или Pioneer TS-M650PRO. Однако даже у них наблюдаются провалы на АЧХ в диапазонах ниже 200 Гц. То есть хорошего баса от «эстрады» ждать не стоит — для этого есть сабвуферы. Другая проблема — нелинейность таких колонок при изменении громкости. На низком уровне может не хватать «верхов», а на максимальном их будет слишком много. По этой причине эстрадная акустика требует тщательной и сложной настройки, чтобы добиться оптимального баланса между громкостью и качеством звука. 

Эстрадная акустика подойдёт любителям максимальной громкости, для которых качество звука стоит не на первом месте. Важно помнить, что эстрадная акустика изначально создавалась для открытых площадок и больших помещений, то есть лучше всего звучит именно в этих условиях.  

Фото на обложке: photoangel (magnific.com)