Мотоциклетные динамики и большой бас — союз, не заключенный на небесах

04.05.2024

Недавно мы разговаривали с владельцем производителя аудиосистем для мотоциклов. Он упомянул, что потребители, похоже, борются с концепцией того, что относительно небольшие динамики мотоцикла не могут воспроизводить большое количество басов. В этом контексте небольшой динамик — это то, что вы найдете в обтекателе или седельной сумке мотоцикла. Для сравнения, большой динамик — это 8- или 10-дюймовый сабвуфер. Давайте рассмотрим, как работают динамики, чтобы объяснить, почему некоторые из них хороши для басов, а другие — для средних частот.

Конструкция динамика – сабвуфер или среднечастотный динамик

В этой статье будут рассмотрены 6,5-дюймовые динамики, распространенные в автомобилях, грузовиках, мотоциклах и лодках. Давайте рассмотрим прогнозируемый выходной отклик двух популярных 6,5-дюймовых динамиков. Желтый график — это сабвуфер JL Audio 6W3v3, а красный — среднечастотный динамик мотоцикла Cicada Audio CX65.4. Мы выбрали эти динамики, потому что их параметры Тиле/Смолла легко доступны.

Соображения относительно частотной характеристики
Первые данные, которые мы хотим проанализировать на графике, — это разница в выходном сигнале среднего диапазона. Динамик Cicada Audio (красный) показывает хороший выходной сигнал в большей части слышимого диапазона. Сабвуфер JL Audio начинает спадать выходной сигнал выше 200 Гц.

Во-первых, мы должны прояснить важнейшее решение по проектированию для динамика, воспроизводящего диапазон частот, по сравнению с драйвером, разработанным исключительно для басов. Начнем с массы конуса низкочастотного динамика. Конус должен быть относительно легким, чтобы динамик мог реагировать на сигналы до 8 или 10 кГц. Динамик среднего диапазона может иметь подвижную массу от 10 до 15 граммов. Это будет включать массу конуса, каркас звуковой катушки и обмотку, половину подвеса и половину центрирующей шайбы.

Спецификация подвижной массы для сабвуфера может составлять 50 граммов. Увеличенная масса добавляет инерцию, затрудняя ускорение конуса. Двигатель (катушка звуковой обмотки и магнит) не сможет перемещать конус вперед и назад на высоких частотах.

Индуктивность звуковой катушки

Вторым элементом, влияющим на высокочастотный выход, является индуктивность звуковой катушки. Мы объяснили, что индуктор противодействует изменениям в токе. Для аудиосигналов переменного тока высокие частоты меняют направление тысячи раз в секунду.

Динамик должен иметь большую звуковую катушку , чтобы справляться с большим количеством мощности. Большая звуковая катушка имеет большую индуктивность и ослабляет высокочастотную информацию. Среднечастотный динамик Cicada Audio, показанный здесь, имеет индуктивность звуковой катушки 0,03 миллигенри. Сабвуфер JL Audio 6W3v3 имеет индуктивность звуковой катушки 1,388 мГн. Это логично, учитывая, что обмотка как минимум в два раза длиннее и, вероятно, имеет несколько слоев.

Нам нужно переместить воздух

Для воспроизведения низкочастотной информации нам необходимо перемещать значительное количество воздуха. Это означает, что динамику требуется значительная величина возможности перемещения конуса. Драйвер Cicada, разработанный в первую очередь для задач среднего диапазона, имеет звуковую катушку, полученную сверху, со спецификацией Xmax в 4 миллиметра. С другой стороны, сабвуфер JL Audio имеет спецификацию Xmax в 8,89 миллиметра.

Давайте умножим эти числа на эффективную площадь конуса, чтобы увидеть, сколько воздуха могут перемещать драйверы. Cicada теоретически может перемещать 44,8 кубических сантиметра воздуха, в то время как сабвуфер JL Audio может перемещать 107,48, что в 2,4 раза больше.

Ограничения на экскурсию

Вот где диаграмма частотной характеристики выше сталкивается с проблемой. График показывает выход драйверов при подаче 100 Вт мощности. Мы также должны смоделировать поведение отклонения диффузора, чтобы понять пригодность динамика для конкретной ситуации.

Желтый график показывает нам, что конус сабвуфера не двигается так сильно для заданного количества мощности. Это коррелирует с его массой. Однако спецификация Xmax размером 8,89 мм говорит нам, что драйвер будет работать нормально вплоть до чуть выше 30 Гц на этом уровне мощности. Ниже этой частоты будут проблемы с физической обработкой мощности.

Драйвер Cicada Audio гораздо более эффективен. Большая часть этой эффективности достигается за счет меньшей подвижной массы. Это достигается за счет гораздо более легкого конуса и более короткой звуковой катушки. Ограничение в 4 миллиметра хода показывает, что драйвер не может безопасно воспроизводить аудиочастоты ниже 100 Гц при уровне мощности 100 Вт.

Недостаток использования в другом приложении часто сводит на нет все решения по проектированию динамика для конкретного приложения. Твитер не будет воспроизводить басы, а сабвуфер не будет воспроизводить высокие частоты. Среднечастотные динамики могут не воспроизводить много басов или высокочастотной информации.

Нет передаточной функции

Теперь, конкретно для обсуждения мотоциклетного аудио и динамиков для мощных видов спорта, мы находимся в значительно невыгодном положении по сравнению с автомобилем или грузовиком, потому что у нас нет закрытого транспортного средства, которое обеспечивает некоторое усиление. Интерьер автомобиля или грузовика обеспечивает значительное усиление басов. Фактически, усиление на 20–30 дБ на частотах ниже 30 Гц не является чем-то необычным. Обычно усиление составляет 10 дБ на частоте 50 Гц. Мы называем этот эффект усилением кабины.

Даже небольшой динамик средней мощности может воспроизводить разумное количество низкочастотной энергии в автомобиле. То же самое происходит и в наших домах. Один качественный 12-дюймовый сабвуфер мощностью 500 или 600 Вт в системе домашнего кинотеатра может заставить ваш диван или кресло хорошенько встряхнуться. Для воспроизведения этих частот на том же уровне громкости на концерте на открытом воздухе требуются десятки 15- или 18-дюймовых сабвуферов и тысячи ватт мощности.

Нам не хватает этого усиления при создании аудиосистемы для лодки, мотоцикла или side-by-side. Это означает, что наши маленькие динамики сами по себе производят полезные объемы басовой информации. Если мы хотим воспроизвести бас, нам нужны динамики, которые могут перемещать значительный объем воздуха. Мы также, вероятно, хотим слышать вокал и инструменты.

Однако наш небольшой круг производительности делает это почти невозможным. Нам нужен драйвер с большим мотором и конусным узлом, чтобы перемещать много воздуха. Большой моторный узел тяжелый. Тяжелые конусы не могут реагировать на высокочастотную информацию.

Какое решение, если нам нужен бас?

Ответ на вопрос, как получить бас на вашем мотоцикле, лодке или side-by-side, — добавить сабвуфер. Он не будет грохочут, как тот же размер драйвера в автомобиле, но он заполнит большую часть информации ниже 150 герц. Важно то, что наличие сабвуфера означает, что маленьким динамикам не нужно пытаться воспроизводить басовую информацию. Они могут сосредоточиться на средних частотах, а значит, им потребуется гораздо меньше мощности, и они будут звучать намного лучше.

Один из этих ораторов лучше другого?

Прежде чем кто-то подумает, что динамик Cicada Audio или JL Audio лучше другого, мы ясно дадим понять, что каждый из них предназначен для разных целей. Что лучше, снегоход или драгстер с верхним топливом? Один, скорее всего, лучше другого, если вы на Аляске. Это зависит от того, что вы пытаетесь сделать.

Реальность такова, что каждый динамик предназначен для определенного применения. У JL Audio есть много высокопроизводительных среднечастотных динамиков для дополнения сабвуферов. Аналогично, у Cicada Audio есть несколько низкочастотных динамиков, разработанных для мотоциклов. Выбор правильного динамика для ваших нужд — ключ к созданию мобильной аудиосистемы, которая звучит великолепно.