БИАМПИНГ: КАЧЕСТВО БЕЗ КОМПРОМИССОВ

Выбирая схему акустической системы, каждый из нас сверяется с личной шкалой приоритетов. Одни ориентируются на получение максимальной мощности, другие присматривает себе решение подешевле, для третьих нет ничего важнее солидного бренда. Те же, для кого определяющим фактором является не цена системы, а качество и мощность звука, выбирают системы с биампингом.

Что же такое биампинг?
Это один из способов построения системы, предусматривающий подключение к каналу не одного, а двух усилителей - отдельно для твитера и для вуфера. Конечно, такое решение нельзя отнести к разряду дешевых, но затраты окупятся - вы получите качественный звук и надежную защиту твитеров. Правда, следует заметить, что выбор схемы с биампингом имеет смысл лишь при проектировании системы высокой мощности (50 Вт на канал и выше).При самостоятельном построении системы с биампингом, помимо немалой денежной суммы, вам понадобится время для теоретической подготовки. Для того чтобы затраченные средства не пропали даром, все компоненты системы следует тщательно выбирать и настраивать.  

Грамотное построение системы с биампингом немыслимо без хорошего знания теории кроссоверов. Поэтому начнем "с азов\".Основной функцией кроссоверов является "расщепление" звукового сигнала на частотные полосы - например, полосу низких и частот и полосу высоких частот для подачи на вуфер и твитер соответственно. Такое разделение необходимо потому, что практически в любой системе каждую частотную полосу воспроизводит отдельный динамик. Что бы ни говорили производители дешевых систем, динамиков, эффективно воспроизводящих любые звуковые частоты, не существует. Вуферы не способны нормально озвучивать "верха" из-за высокой индуктивности катушки и инерционности тяжелых диффузоров. Требовать мощных басов от твитеров также не стоит - их конусы слишком малы и непрочны для отдачи высокой мощности. Соответственно каждому динамику необходим свой сигнал.

Кроссоверы для динамиков и кроссоверы для предусилителей.Многие коаксиальные динамики оснащены встроенными кроссоверами. Если в вашей системе установлены именно такие динамики, не спешите высматривать в них какие-либо коробочки с проводами - кроссовер, скорее всего, состоит из единственного конденсатора, включенного последовательно с твитером.В данном случае единственная функция кроссовера - защита твитера от проникновения на него низкочастотных составляющих сигнала. У вуфера кроссовера нет - производители бюджетной акустики позволяют "верхам" беспрепятственно проходить на вуфер, уповая на естественный спад АЧХ в высокочастотной области. В более дорогой раздельной акустике на вуфер обычно ставится собственный кроссовер.В обоих описанных случаях кроссоверы устанавливаются после усилителя мощности непосредственно перед. Такие устройства называются кроссоверами уровня динамиков, поскольку работают с мощным сигналом, идущим от усилителя.

Такие кроссоверы не требуют источника питания, поэтому их часто называют пассивными кроссоверами, однако этот термин нельзя называть удачным: кроссоверы уровня предусилителя тоже могут быть пассивными. Из-за высокой мощности сигнала, в кроссоверах уровня динамиков используются мощные конденсаторы и катушки индуктивности.В схемах с биампингом кроссоверы уровня динамиков не используются - "расщепление" звукового сигнала на частотные составляющие происходит до усилителей мощности. Одним из важнейших параметров кроссоверов является крутизна амплитудно-частотной характеристики. Крутизна, или скорость спада, характеризует способность кроссовера срезать ненужные частоты.При выборе кроссовера следует обращать внимание не только на частоту среза, но и на крутизну характеристики. При одной и тоже частоте параметры кроссоверов могут существенно различаться.

Как правило кроссоверы с крутой характеристикой стоят больше, чем их "пологие" собратья. Стоит ли платить больше? Стоит. Первый довод в пользу фильтров с крутым спадом характеристики - улучшение качества звука. Отдача твитеров при работе на частотах ниже 2 кГц сильно снижается, звучание искажается. Соответственно, исказится и звук всей системы. Кроме того, когда и вуфер, и твитер силятся воспроизвести одни и те же частоты, происходит взаимное наложение (интерференция) звуковых волн. В результате устанавливается сильная зависимость характера звучания от точки прослушивания - в одной области определенные частоты будут усиливаться, в другой - заглушаться. Разумеется, это не прибавит звуковой картине натуральности.Другое достоинство систем с "крутыми" кроссоверами - оптимальный режим работы твитеров. При использовании фильтров с пологой характеристикой на твитер попадает сигнал, частота которого слишком низка для эффективного воспроизведения, а мощность может превышать номинальное значение.

Если для твитера заявлена паспортная мощность 50 Вт, в действительности он способен выдержать приблизительно 2 Вт. Строчка "50 Вт" на коробке означает, что твитер может подключаться к усилителю с выходной мощностью 50 Вт, однако при этом подразумевается, что основная часть мощности усилителя пойдет на вуфер или саб, а на долю твитера останется 4-5%. Действительно, большая часть музыкальной мощности сосредоточена в средних и низких частотах.Чтобы избежать перегрузки твитеров, часто используется настройка кроссоверов на более высокую частоту среза (8,5 кГц и выше). Но такая тактика применима только в отношении систем средней мощности (не более 18 Вт на канал), и, кроме того, чревата ухудшением звучания на частотах около 5 кГц.Деградация звуковой картины вызывается тем, что на вуферы подается слишком низкий уровень среднечастотного сигнала.Вывод: ставить на твитер кроссовер с крутизной спада 6 дБ на октаву не следует.

Зачем нужны два усилителя на канал
Как уже отмечалось, кроссоверы могут быть установлены как перед, так и после усилителей мощности. Следует заметить, что в обоих случаях справедливо правило "чем круче спад характеристики, тем лучше\". Если характеристика имеет слишком пологий спад, проблемы будут приблизительно одинаковыми, независимо от места установки кроссовера.Не стоит экономить на кроссоверах и при установке двух усилителей на канал. В этом случае оптимальным решением будет установка кроссоверов уровня предусилителя. Помимо защиты твитеров такие устройства имеют меньшие габариты и стоимость, а их характеристики не зависят от входного сопротивления динамиков. Эти преимущества столь значительны, что их стоит описать поподробнее. Меньшие габариты и стоимость.

В чем основное отличие мощных кроссоверов от кроссоверов уровня предусилителя? Первые работают с сигналом уровня динамиков и как следствие, должны выдерживать высокую мощность. Вторые имеют дело сигналом намного меньшей мощности. Отличие между двумя типами кроссоверов с одинаковой частотой среза и крутизной характеристики видно невооруженным глазом. Мощный кроссовер сразу заявит о себе внушительными габаритами, а взяв его в руку, вы почувствуете тяжесть массивных конденсаторов и катушек индуктивности. Чем выше крутизна характеристики кроссовера уровня динамиков, тем больше и тяжелее он будет. Подобные устройства редко имеют спад характеристики круче 12 дБ на октаву - при больших значениях резко возрастает стоимость.Совсем иначе обстоит дело с кроссоверами уровня предусилителя - при низкой мощности сигнала хорошие параметры даются намного меньшей ценой. При использовании активных фильтров, стоимость кроссовера с крутизной спада 24 дБ на октаву ненамного превышает стоимость аналогичного устройства с крутизной спада 6 дБ на октаву.

Кроме того, частоту среза кроссовера с активными фильтрами легко сделать регулируемой - достаточно поставить несколько переключателей. Возможность изменения частоты значительно облегчает настройку системы, а также упрощает решение проблем, связанных с изменением параметров отдельных компонентов (например, со временем емкость электролитических конденсаторов зачастую снижается). Одним словом, маленькие кроссоверы, работающие на уровне предусилителя, гораздо ближе к идеалу, чем тяжелые коробочки, устанавливаемые перед динамиками.Независимость от импедансной характеристики динамиковвходное сопротивление (импеданс) динамиков сильно зависит от воспроизводимой частоты, причем это правило справедливо как для вуферов, так и для твитеров.

Это создает серьезные сложности для нормальной работы мощных кроссоверов, и приводит к искажению формы АЧХ.Разработчики популярных "универсальных" кроссоверов уровня динамиков исходят из предположения, что сопротивление динамиков постоянно и равно 4 Ом на всех частотах. Модели, специально настроенные для работы с конкретными динамиками, ведут себя несколько лучше, но их характеристики тоже не избавлены от недостатков.При построении системы по принципу биампинга обо всех описанных проблемах можно забыть. В этом случае динамики подключаются непосредственно к выходам усилителей. Поскольку выходное сопротивление усилителей значительно меньше входного сопротивления динамиков, изменение величины последнего не окажет значительного влияния на форму АЧХ системы. Защита твитеров от басового сигналаЕсли в системе с одним усилителем вывернуть ручку громкости до упора, скорее всего, начнутся искажения звука. При этом с выхода усилителя идет высокочастотный сигнал большой мощности, не имеющий отношения к исходному музыкальному сигналу. Этот сигнал содержит высокочастотные гармоники, возникающие при "срезе" особенно мощных пиков. Часто работа в таком режиме становится фатальной для твитеров: не выдерживая повышенной нагрузки, они выходят из строя.

Как ни парадоксально это звучит, но твитеры гораздо чаще "горят" на усилителях сравнительно небольшой мощности, чем на более солидных аппаратах.Особенно часто эффект "среза" проявляется при прослушивании на высокой громкости музыки с большим количеством мощных басов. Если мощность усилителя недостаточна, то столь любимые нами басы преобразуются в высокочастотные "пики\", бьющие по катушкам твитеров.Напомним, все описанные неприятности относятся исключительно к системам, построенным на одном усилителе. Если ваша система построена по принципу биампинга, вам не нужно будет беспокоиться о твитерах каждый раз, когда вы захотите послушать «Prodigy». Как всегда, стоит побольше заплатить, и проблем станет намного меньше.

Биампинг (англ. beamping - "двойное усиление\") - использование двух усилителей, усиливающих сигнал каждый для своего динамика в колонке. Существует две разновидности биампинга.

1. "Полный\", или "правильный" биампинг:

 
Каждый из усилителей усиливает только свой диапазон сигнала - ВЧ или НЧ (т.е. только часть сигнала). Разделение полос происходит в активном кроссовере (фильтре) в предварительном усилителе. Динамики подключаются непосредственно к выходам своих усилителей.

2.  "Неполный" биампинг:

Каждый из усилителей усиливает весь частотный диапазон (т.е. весь сигнал). Этот весь усиленный сигнал подается на колонку, а в ней уже встроенный фильтр-кроссовер пропускает на динамики только нужные частоты. Ненужные частоты "отбрасываются\", выходит зря их усиливали.

Биваринг (англ. bewaring - "двойные провода\") - подключение каждого из динамиков колонки отдельным кабелем к одному и тому же усилителю.