Новая серия 800 Diamond - ВЧ алмазный динамик

В 2005 году Bowers & Wilkins заменила свою топовую линейку N800 новой серией 800D. Самым ярким изменением стало введение в некоторые модели твитеров с алмазным куполом.

Со дня основания в 1966 году мы продолжаем наш поиск идеального динамика - Bowers and Wilkins.

B&W основывает всемирно известный Исследовательский центр в Стейнинге, который посещавшие его журналисты окрестили Университетом звука. В Исследовательском центре работает команда инженеров, специализирующихся на акустике и электронике и располагающих целой сокровищницей необходимого оборудования для построения моделей, тестирования и разработки дизайна.

Джон Бауэрс полагал, что исследования должны вестись отдельно от производства. Здесь экстраординарным идеям ничто не мешает принять форму прототипов и продуктов. Материалы, поверхности и структуры проанализированы и оптимизированы с использованием современного компьютерного оборудования. Передача — звука сложное явление, поэтому каждый нюанс поведения динамика прослеживается от источника звука.

Динамики испытываются в экстремальных условиях, чтобы получить решения, поднимающие конструкцию и технологию на новую высоту. Субъективное прослушивание тоже жизненно необходимо. Только прослушивание и проникновение в тайны извлечения звука из музыкальных инструментов помогает узнать, как точнее воспроизводить его. Сочетание легкости, страсти и силы воплощается в красоту и тончайшие нюансы звучания.

В АС твитер играет важнейшую роль. Для получения качественных ВЧ-динамиков с абсолютной ясностью звучания необходима совершенная форма и самый легкий и жесткий материал, доступный человечеству на сегодня.

Доктор Гари Гивес (Gary Geaves), глава научно-исследовательского центра, выступая на презентации, пояснил, что целью B&W всегда было создание акустического преобразователя, который максимально точно воспроизводил бы входной сигнал. Выдать хоть какой-то звук легко, гораздо сложнее точно передать сигнал.

Сегодня эта цель реализуется в твитерах, способных двигаться как жесткий поршень в требуемом диапазоне частот, реально это вся слышимая область ниже 20 кГц. По мере движения вверх по шкале частот наступает момент, когда динамик перестает вести себя нужным и контролируемым образом и начинает резонировать.

Частота, на которой наступает этот эффект, обычно называется частотой излома (см. график). При ее превышении все больше и больше резонансов встречается на пути. Проблема резонансов в том, что они портят характер звучания динамиков так, что он уже не отвечает нашим целям точного воспроизведения сигнала. Именно по этой причине B&W долго использовала алюминиевые твитеры.

Алюминий — это действительно хороший материал для ВЧ-головок. Он легок и прочен, что дает относительно высокую частоту излома АЧХ. В течение многих лет проводились работы по оптимизации механической конструкции динамиков. Инженерам B&W удалось повысить частоту излома с 23 кГц до 30 кГц. При этом в результате экспериментального прослушивания обнаружилось, что с каждым повышением частоты твитер звучит все чище и чище. Это довольно странно, ведь человек способен слышать частоты только ниже 20 кГц. Но факты — вещь очень упрямая.

Что же происходит, когда точка излома в АЧХ отодвигается с 23 до 30 кГц? Исследования продолжились, и специалисты задумались над тем, каким еще способом можно повысить эту частоту. Самый легкий способ ее увеличения — сделать динамик или твитер как можно меньше. Но при этом для того, чтобы получить тот же выход в той же полосе частот, приходится нагружать головку гораздо сильнее, и в результате купол движется значительно быстрее. Соответственно, возникают проблемы нелинейности и искажений. Кроме того, при больших нагрузках вы сталкиваетесь с проблемами компрессионных искажений.

Альтернативный подход заключается в том, чтобы установить еще один дополнительный твитер в помощь основному. Рассматривался и этот вариант. Понятно, что основная цель — создать твитер, который не вносит никакой слышимой окраски звука ниже 20 кГц, а при использовании дополнительного динамика возникает проблема, как скомпенсировать недостатки основного ВЧ-динамика и избежать возможной интерференции между ними.

Сегодня во множестве отраслей, особенно в авиационной и в автомобильной промышленности, широко используется метод моделирования конечных элементов. Его цель — создать виртуальные прототипы, на которых легко проводить эксперименты прежде, чем сделать реальный физический прототип. Можно детально изучить вибрацию данной структуры, оценить возникающее акустическое поле, а также рассмотреть поведение драйвера. Кроме этого, появилась возможность оптимизировать чувствительность, улучшить линейность и спроектировать необходимое экранирование.

Инженеры сначала смоделировали отклик идеального твитера, сделанного из материала с бесконечной жесткостью, которого, разумеется, не существует в природе. На основе этих исследований начался поиск новых материалов, альтернативных алюминию, и в итоге осталось только три претендента на вакантное место нового купола: титан, бериллий и алмаз.

Идеальный материал с точки зрения прочности и динамической жесткости — это, конечно, алмаз.

Алмазные кристаллы были выращены в лабораторных условиях в соответствии с оптимальным диаметром и формой купола. Этот купол и стал сердцем твитера новой серии 800.

АЧХ трех ВЧ-динамиков: красным цветом обозначен отклик алюминиевого твитера, синим — алмазного и черным — с идеальным куполом. Кривая алмазного купола на частоте 20 кГц значительно ближе к кривой идеального.

За счет использования алмаза удалось создать твитер с частотой излома 70 кГц вместо 30 кГц, как у стандартного алюминиевого купола. Это означает, что если сравнить отклик алмазного твитера с откликом гипотетического, абсолютно жесткого твитера, то их характеристики будут очень схожи в диапазоне ниже 20 кГц (см. график). Благодаря новой технологии, поставленная задача оказалась полностью реализована.

К сожалению, повезло не всем АС новой 800-й серии, только шесть топ-моделей удостоились почетного индекса «D» (Diamond).