Brothers in EISA. Memphis против Memphis. Металл или шёлк?

От редакции: В самом новом номере итальянского журнала «ACS» опубликованы результаты интересного (традиционно для этого издания) сравнительного теста ВЧ-головок, одинаковых во всём, кроме материала купола. Традиционно мы испросили разрешения эту публикацию воспроизвести у нас в переводе на язык, нам свойственный. Традиционно мы это разрешение немедленно получили. Предлагается вашему вниманию.
Какой из материалов предпочтительнее, когда речь идёт о куполе пищалки? Сравнивать головки разных производителей или даже разных серий, в которых используются разные материалы купола, было бы некорректно, потому что разницу в параметрах и звучании нельзя было бы уверенно отнести на счёт лишь материала излучающей поверхности. К счастью, появилась возможность провести такое сравнение на базе двух новых моделей ВЧ-головок Memphis — 15-MC1AM и 15-MC1S.
Главное, а по существу единственное, отличие в конструкции этих головок — материал купола: алюминиево-магниевый сплав для первой и шёлк — для второй. Это необычное решение, если принять во внимание, что радикальное отличие в этом аспекте сопровождается почти полной идентичностью остальных узлов.
Это позволяет сделать общим описание конструкции обеих головок, если, разумеется, в нужный момент не забыть о фазовыравнивающем диске, имеющемся только у одной версии твитера — с металлическим куполом.


Конструкция

Твитер смонтирован в бочкообразном пластиковом корпусе, внутри которого скрывается магнитная система, в то время как купол находится почти полностью снаружи. Форма корпуса позволяет поворачивать его во всех трёх обоймах для монтажа, входящих в комплект.
Купол в обеих версиях имеет диаметр 1 дюйм и связан с двухслойной звуковой катушкой, намотанной на каптоновом каркасе, что даёт основания с доверием отнестись к заявленным показателям мощности: 50 Вт номинально, 100 Вт максимум, разумеется, при измерении на входе рекомендованного ФВЧ. Повышению допустимой мощности способствует и применение в обеих модификациях магнитной жидкости в зазоре, что также влияет на резонансную частоту, которая в данном случае составляет около 1500 Гц. Заявленная чувствительность в обоих случаях — 88 дБ/Вт.

В комплект также входят пассивные фильтры, состоящие из двух полипропиленовых конденсаторов 3,3 мкФ, катушки с воздушным сердечником и динамической защиты с лампочкой накаливания, действующей как ограничитель тока на пиках сигнала. Фильтр одинаковый для обеих модификаций, с довольно высокой частотой среза и крутизной характеристики 12 дБ/окт.
Озадачивает, однако, наличие двух конденсаторов одного номинала, притом что описание указывает на применение фильтра второго порядка (то есть 12 дБ/окт.). Зачем использовать два конденсатора, если тот же результат можно получить дешевле с помощью одного удвоенного номинала? В поисках ответа пришлось извлечь плату из корпуса и проследить путь сигнала.
Оказалось, что конденсаторы соединены последовательно, а точка их соединения заземлена через катушку, то есть налицо классическая схема фильтра верхних частот третьего порядка (18 дБ/окт.). Но при таких значениях компонентов фильтр работает как ФВЧ второго порядка с повышенными добротностью и крутизной в области низких (для твитера) частот, что снижает вероятность перегрузки головки и уменьшает искажения, вызванные составляющими с частотой, близкой к резонансной. В то же время характеристики такого фильтра оказывают сильное влияние на АЧХ твитера в нижней части рабочей полосы.
На практике это означает, что при сравнительном прослушивании влияние фильтра на звук окажется преобладающим над тональными различиями двух модификаций и что надёжные результаты может дать только активная фильтрация.

MEMPHIS 15-MC1AM и 15-MC1S

Твитеры калибра 25 мм с куполами из алюминиево-магниевого сплава и шёлка

ЗАЯВЛЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Re = 3,5 Ом. Fs = 1500 Гц. SPL = 88 дБ.
Допустимая мощность — 50 Вт (ном.), 100 Вт (макс.)
Номинальный импеданс — 4 Ом

РАЗМЕРЫ

A — 59 мм, B — 51 мм, C — 22 мм
Диаметр монтажного отверстия — 59 мм

Memphis 15-MC1S

ИЗМЕРЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Fs = 1628,5 Гц
Re @ 100 мА = 3,36 Ом
Диаметр купола 25 мм
BL = 1,97 Тм
Qts = 1,36
Qms — 4,01
Qes = 2,07

Частотная характеристика модели с мягким куполом выглядит довольно беспокойной. Фактический резонанс приходится на 1628 Гц, резонансный пик достаточно ярко выражен, уже одно это подсказывает: частота среза ФВЧ должна быть не ниже 3 кГц. Такой выбор частоты среза устранит и влияние высокодобротного провала на 3,2 кГц, второй провал на осевой характеристике на 5 кГц, правда, никак затронут не будет. Несмотря не небольшой размер купола, при уровне звукового давления 100 дБ головка показывает очень неплохую линейность. Вторая гармоника достигает некомфортной отметки 10% на 1200 Гц, что в любом случае находится за пределами рабочего диапазона, а в пределах этого диапазона падает довольно быстро с ростом частоты. Взяв за рубеж уровень третьей гармоники 1%, можем заключить, что выше 2,5 кГц никаких сюрпризов твитер не сулит. Выше 5 кГц содержание третьей гармоники падает ниже 0,5%, что в условиях автомобиля — практически ноль. Динамическое сжатие оказалось практически нулевым во всём диапазоне измерений. Внеосевая характеристика отличается довольно крутым спадом на верхних частотах, однако при этом исчезают ранее отмеченные нерегулярности АЧХ и характеристика в полосе частот от 2 до 8 кГц приобретает образцовую форму.
Максимальное неискажённое звуковое давление превышает 100 дБ на большей части рабочей полосы, возрастая до 110 дБ выше 3 кГц. Измеренные параметры Тиля — Смолла могут озадачить тех, кто привык к цифрам, характерным для сабвуферов: Qts почти полтора, а Qes даже больше двух. И наконец, график кумулятивного спектра, характеризующий скорость затухания колебаний после прекращения действия импульса, показывает линейный и быстрый спад с некоторым всплеском на 8 кГц, что, вероятно, связано с характеристиками материала купола и его пропитки.

Memphis 15-MC1AM

ИЗМЕРЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Fs = 1693,2 Гц
Re @ 100 мА = 3,29 Ом
Диаметр купола 25 мм
BL = 2,1 Тм
Qts = 1,45
Qms = 4,25
Qes = 2,21

Измерения выявили главные различия в характеристиках твитеров одинаковой конструкции с мягким и жёстким куполом. АЧХ на низких частотах выглядит почти одинаково, это касается и нерегулярностей на 3 и 5 кГц, вызванных конструкцией фланца и короткого волновода. В то же время с ростом частоты твитер с жёстким куполом показывает тенденцию к более энергичному и точному воспроизведению верхних частот. Выше 6 кГц АЧХ становится более гладкой, а полоса существенно расширяется, доходя до пределов измеряемого диапазона без спада. Существенно другой стала и внеосевая характеристика, под углом 45 градусов к оси, как мы видим, выше первого пика на частоте основного резонанса (который для нас не имеет практического значения) АЧХ вначале плавно спадает, а выше начинает подъём вплоть до 16 кГц. Это-то и является главным источником различий в звучании двух твитеров. Импедансные кривые (как и параметры Тиля — Смолла) практически идентичны, а другие результаты измерений разнятся куда более заметно. При подведении к зажимам твитера сигнала напряжением 9,43 В RMS, что соответствует среднему звуковому давлению 100 дБ, здесь, как и в случае с мягким куполом, кривые гармоник начинаются с достаточно высоких значений, но опять же на частотах за пределами рабочей полосы в практической инсталляции. Выше 2 кГц гармонические компоненты становятся низкими, но поведение двух важнейших гармоник — второй и третьей — заметно иное. У пищалки с мягким куполом третья гармоника практически исчезала выше 6 — 7 кГц, а вторая монотонно падала с локальным всплеском на 10 кГц. У твитера с металлическим куполом третья гармоника сохраняет заметное значение до 9 — 10 кГц, вторая же падает намного быстрее, а выше 12 кГц начинает вновь расти. Максимальное неискажённое звуковое давление у металлического купола существенно выше, чем у мягкого шёлкового, выше 5 кГц его величина превышает 115 дБ, достигая 120 дБ на верхней границе звукового диапазона. График кумулятивного спектра («водопад») показывает неожиданно быстрое (в целом — быстрее, чем в шёлковом куполе) и в общем равномерное затухание импульса с двумя заметными задержанными резонансами на 9 кГц и более выраженным — на 15 кГц.

Прослушивание

Чтобы оценить различия между двумя версиями, прослушивание было выполнено дважды для каждой разновидности твитера: с активной фильтрацией, осуществлявшейся источником сигнала (Car PC) и с помощью штатных пассивных фильтров.
Начнём мы с «металлических» твитеров, используя в качестве сигнала как обычные CD, так и записи с высоким разрешением, чтобы проверить способность динамиков воспроизводить частоты выше 20 кГц.
Сначала не заметно ничего необычного, а твитер не проявляет признаков резонанса, типичных для металлических куполов на самых верхних частотах. Активная фильтрация происходит на 2,5 кГц с крутизной 12 дБ/окт., и даже при существенном повышении уровня не возникает резкости или замедления темпа. Тональный баланс ровный, с хорошим разрешением, однако по сравнению с твитером, постоянно прописанным у меня в системе, ощущается нехватка открытости звучания, ассоциируемой с реверберацией зала. При этом ощущение «воздуха», связанное с воспроизведением самых верхних частот, пищалка передаёт отлично, это особенно явно на записях высокого разрешения. В области относительно низких частот звучание становится несколько напряжённым, так что я решаю поднять частоту среза до 3,5 кГц. Теперь звучание становится более убедительным и не теряет детальности.
Теперь обратимся к «шёлковой» модели. Здесь характер звучания заметно иной, нижняя часть спектра более насыщенна, а верхняя, наоборот, несколько зажата. Фильтр пока остаётся настроенным на 3,5 кГц. Возвращаясь к частоте среза 2,5 кГц, отмечаю, что напряжённости звучания, появлявшейся у «металлической» модели, здесь нет. То есть, если вы не переборщите с уровнем сигнала, частота раздела полос 2,5 кГц для 15-MC1S вполне приемлема, проблем, связанных с перегрузкой, это не создаст, зато при более низкой частоте раздела твитер продемонстрировал великолепную детализацию верхних формант голосов.
Теперь начинаю прослушивание с пассивными фильтрами. Первое, что обращает на себя внимание — кажущееся увеличение громкости, это происходит из-за фильтров с высокой добротностью, которые поднимают часть спектра, одновременно теряется часть самых верхних частот. Этот же эффект проявляется и у «металлического» 15-MC1AM, «ультразвуковые» способности которого маскируются интенсивным излучением на более низких частотах.
На практике использование штатных пассивных фильтров делает звучание «металлического» твитера более агрессивным и сфокусированным, не нарушая общего тонального характера головок, оно ведёт к перераспределению акцентов между частями частотного спектра, причём не в пользу самых верхних частот. У шёлковой пищалки общая тональная картина остаётся почти неизменной, лишь подтверждая тенденцию к подчёркиванию нижнего частотного сегмента. Лично мне показалось предпочтительным использование активной фильтрации с обоими компонентами, что даёт более линейную АЧХ, несмотря на несомненные индивидуальные особенности головок.

Выводы

Для оценки тембровых различий между двумя версиями ВЧ-головок служат заметки по итогам прослушивания, которое с целью сравнения проводилось как со штатным фильтром со специально подобранными характеристиками, так и с нейтральным фильтром головного устройства при активной фильтрации. Лабораторные измерения проводились, как всегда, без фильтров, на этот раз мы добавили результаты измерения кумулятивного спектра затухания, в данном случае «водопады» получились особенно показательными. В конечном счёте как прослушивание, так и измерения выявили лучшие способности купола из алюминиево-магниевого сплава к воспроизведению частот крайней верхней части звукового диапазона, в то время как шёлковый твитер лучше проявил себя в нижней части диапазона, у обоих компонентов можно отметить высокое качество, это относится и к звучанию, и к мерам по повышению надёжности, последнее в немалой мере обусловлено схемой и конструкцией штатного фильтра. Подключение твитеров без этого фильтра мы бы рекомендовали только продвинутым пользователям, опыт которых поможет им избежать случайной перегрузки, вероятной при ошибке в подключении или настройке тракта.

Источник: журнал Автозвук, 04/2012. Роберто ПАЛЛОККИА, измерения: Жан-Пьеро МАТАРАЦЦО