Отправляя измеренные звуковые волны обратно в окружающее пространство, колонки стали одной из важнейших технологий современности.

Представьте себе жизнь без возможности послушать радио в долгой поездке, расслабиться любимой песней в наушниках, посмотреть новый сериал или принять звонок по телефону? За последнее столетие человечество полностью зависимо от колонок, транслирующих звук и музыку. Но как именно они функционируют? В этой статье мы рассмотрим простую, но эффективную технологию, делающую вещи слышимыми.


Свободно пользуйтесь содержанием статьи, чтобы перейти к интересующему вас разделу.

Погрузимся в тему!

Как работают колонки?​

Начнём с основного вопроса: как вообще работают колонки?

Если вы читали нашу прошлую статью о том, как микрофоны фиксируют звук, то вам покажется знакомой концепция преобразования энергии. Микрофоны и колонки используют механизм, называемый трансдуктором. Проще говоря, трансдуктор — это электронное устройство, принимающее один вид энергии и преобразующее его в другой.

Электроакустический трансдуктор в микрофоне воспринимает входящие звуковые колебания воздуха и преобразует их в электрические сигналы. Трансдуктор же в громкоговорителе (также известный как драйвер) принимает эти электрические сигналы и отправляет их обратно в воздух в виде чередующихся областей высокого и низкого давления.

Верно — колонка фактически является микрофоном наоборот!

Чтобы заставить драйвер излучать звук, сначала подключите его к источнику электрических сигналов (усилитель, компьютер или музыкальный инструмент) с помощью подходящего набора аудиокабелей.

Колонка получает эти сигналы и проводит их через катушку, обмотанную проводом, известную как голосовая катушка. Голосовая катушка движется вперёд и назад между двумя полюсами большего магнита вокруг неё. К голосовой катушке прикреплён круглый конус, удерживаемый герметичной подвеской с обеих сторон, которая контролирует его положение.

Возникающее вследствие этого колебательное движение конуса создаёт изменения давления воздуха, расходящиеся от динамика наружу, которые мы воспринимаем как звук. Большинство колонок заключены в корпус, который помогает сосредоточиться на звуковых волнах, исходящих спереди.

История громкоговорителей​

Первые громкоговорители появились в ранних конструкциях телефонов Иоганна Филиппа Риса в 1861 году. Впоследствии Александр Грэхем Белл, Эрнст Сименс и Томас Эдисон развивали эту идею.

Тем не менее, только в первой половине XX века широко распространилась конструкция подвижной катушки, используемая сегодня повсеместно. Впервые предложенная Оливером Лоджем в 1898 году, патент на неё был выдан в 1925 году Эдвардом Келлоггом и Честером Райсом, заложившим основу принципа работы большинства используемых ныне громкоговорителей.

Развитие ускорилось в 1930-е годы, когда производители стремились повысить мощность и частотный диапазон для кинотеатров и больших систем озвучивания. Другие важные открытия XX века включают системы с несколькими драйверами для разных частотных диапазонов, стандартизацию конструкций и применение улучшенных материалов для драйверных мембран, магнитов и корпусов.

Мир громкоговорителей: семь важных понятий​

Современные громкоговорители встречаются повсюду, начиная с крошечных драйверов смартфонов и наушников и заканчивая огромными многокомпонентными системами для стадионов и концертных площадок.

При изучении темы громкоговорителей вы неизбежно столкнетесь с рядом общих терминов. Вот краткий обзор семи ключевых концепций и их значений.

1. Широкополосный громкоговоритель
   
   Широкополосный громкоговоритель способен воспроизводить как можно большую часть человеческого слухового спектра с помощью единственной голосовой катушки и драйвера.
   
   
2. Низкочастотные и высокочастотные динамики
   
   Низкочастотные динамики (включая сабвуферы) специализируются на воспроизведении низких частот. Высокочастотные динамики (твитеры) отвечают за высокие частоты.
   
   
3. Размер драйвера
   
   Размер драйвера обозначает диаметр мембраны громкоговорителя. Диаметр драйверов наушников составляет примерно 8–15 мм, головных телефонов — 20–50 мм. Сабвуферные драйверы домашнего использования достигают размеров восьми дюймов и более (чем ниже частота, тем крупнее мембрана). Драйверы среднего диапазона обычно имеют размер несколько дюймов, а твитеры — дюйм или меньше.
   
   
4. Перекрестная сеть
   
   В системах с несколькими драйверами перекрестная сеть представляет собой набор фильтров, распределяющих входящий аудиосигнал на несколько частотных диапазонов и отправляющих каждый из них соответствующему драйверу. Низы отправляются на низкие частоты, верхи — на высокие. Некоторые конфигурации позволяют регулировать частоту кроссовера между сабвуфером и остальными динамиками.
   
   
5. Активные и пассивные колонки
   
   Активные (питаемые) колонки требуют подачи электроэнергии для питания встроенных усилителей. Пассивные колонки не требуют электропитания, но должны быть подключены к отдельному усилителю или ресиверу для воспроизведения звука.
   
   
6. Система звукоусиления
   
   Система звукоусиления предназначена для эффективного воспроизведения живьём или предварительно записанного звука в крупных помещениях, будь то помещение или открытый воздух. Такие системы часто включают наборы громкоговорителей, усилители, микшерные пульты, сигнальные процессоры, микрофоны, проигрыватели пластинок и прочую профессиональную аудиотехнику.
   
   
7. Студийные мониторы
   
   Студийные мониторы — это специализированные громкоговорители, предназначенные для профессиональной работы с музыкой и звуком. Их называют «мониторами», потому что они воспроизводят аудиосигналы намного точнее обычных колонок, что критично при записи, производстве, редактировании, сведении и мастеринге. Некоторые студийные мониторы классифицируются как ближнего поля, что означает наличие небольших драйверов и размещение на расстоянии пары метров от слушателя. Это позволяет минимизировать нежелательные отражения от стен помещения.

Независимо от того, предназначаетесь ли вы для профессионального занятия музыкой или просто любите наслаждаться качественным звуком, колонки прочно вошли в повседневную жизнь музыкантов и простых слушателей. Надеемся, данная статья помогла глубже разобраться в устройстве громкоговорителей, истории их развития и некоторых базовых терминах, относящихся к ним.