Активные колонки - Powered speakers

Активный полнодиапазонный громкоговоритель

Активные громкоговорители , также известные как громкоговорители с автономным питанием и активные громкоговорители , представляют собой громкоговорители со встроенными усилителями . Активные громкоговорители используются в различных условиях, в том числе в системах звукоусиления (используемых на концертах живой музыки), как для основных громкоговорителей, обращенных к аудитории, так и для мониторных громкоговорителей, обращенных к исполнителям; от ди-джеев, выступающих на танцевальных вечерах и рейвах ; в частных домах в составе аудиосистем Hi-Fi или домашнего кинотеатра, а также в качестве компьютерных динамиков . Их можно подключить непосредственно к микшерному пульту или другому источнику аудиосигнала низкого уровня без необходимости во внешнем усилителе. Некоторые активные громкоговорители, предназначенные для использования в системе звукоусиления, имеют встроенную микшерную консоль и микрофонный предусилитель , что позволяет подключать микрофоны непосредственно к громкоговорителю.

Активные колонки обладают рядом преимуществ, наиболее очевидными из которых являются их компактность и простота. Кроме того, усилитель (усилители) может быть спроектирован так, чтобы точно соответствовать оптимальным требованиям динамика, который он будет питать; и от дизайнера динамиков не требуется включать пассивный кроссовер, что снижает стоимость производства и, возможно, качество звука. Некоторые также утверждают, что более короткие расстояния между компонентами могут уменьшить внешние помехи и повысить точность воспроизведения; хотя это весьма сомнительно, и обратный аргумент тоже можно привести. К недостаткам можно отнести более тяжелые корпуса громкоговорителей ; пониженная надежность из-за активных электронных компонентов внутри; и необходимость подавать и аудиосигнал, и питание на каждое устройство по отдельности, что обычно требует подключения двух кабелей к каждому динамику (в отличие от одного кабеля, необходимого для пассивных динамиков и внешнего усилителя).

Активные динамики доступны со встроенными пассивными или активными кроссоверами . С начала 2000-х годов активные колонки с активными кроссоверами и другими DSP стали обычным явлением в приложениях звукоусиления и в студийных мониторах . В домашнем кинотеатре и дополнительных домашних / автомобильных сабвуферах используется технология активных динамиков с конца 1980-х годов.

Различия

Компьютерный динамик с питанием.

Термины «активный» и «активный» взаимозаменяемы в конструкциях громкоговорителей, однако между этими терминами может быть проведено различие:

  • В пассивной акустической системе звуковой сигнал низкого уровня сначала усиливается внешним усилителем мощности перед отправкой в ​​громкоговоритель, где сигнал разделяется пассивным кроссовером на соответствующие частотные диапазоны перед отправкой на отдельные драйверы. Эта конструкция распространена в домашнем аудио, а также в профессиональном концертном аудио.
  • Активный громкоговоритель работает так же, как пассивный громкоговоритель, но усилитель мощности встроен в корпус громкоговорителя. Такая конструкция характерна для компактных персональных динамиков, например, используемых для усиления портативных цифровых музыкальных устройств.
  • В полностью активной акустической системе каждый драйвер имеет свой собственный усилитель мощности. Звуковой сигнал низкого уровня сначала отправляется через активный кроссовер, чтобы разделить звуковой сигнал на соответствующие частотные диапазоны перед отправкой на усилители мощности, а затем на драйверы. Такой дизайн обычно используется в студийных мониторах и профессиональном концертном аудио.

Существуют гибридные активные конструкции, например, три драйвера, питаемые от двух внутренних усилителей. В этом случае активный двухполосный кроссовер разделяет аудиосигнал, как правило, на низкие и средние и высокие частоты. Низкочастотный драйвер управляется собственным каналом усилителя, в то время как средне- и высокочастотные драйверы совместно используют канал усилителя, выход которого разделяется пассивным двухполосным кроссовером.

Интегрированные активные системы

Термин «активные громкоговорители» может также относиться к интегрированной «активной системе», в которой пассивные громкоговорители соединены с внешней системой из нескольких усилителей, питаемых от активного кроссовера. Эти активные акустические системы могут быть созданы для профессиональных концертных туров, например, новаторская система JM-3, разработанная в 1971 году Harry McCune Sound Service , или они могут быть созданы для домашнего использования высокого класса, например, различные системы от Naim Audio и Linn Products .

История

Одними из первых активных громкоговорителей были мониторные колонки JBL . С добавлением SE401 Stereo Energizer, представленного в 1964 году, любую пару мониторных динамиков можно было преобразовать в режим автономного питания, когда второй динамик питался от первого. Первым студийным монитором с активным кроссовером был OY, изобретенный Кляйн-Хаммелем в 1967 году. Это была гибридная трехполосная конструкция с двумя внутренними каналами усилителя. Одним из первых примеров студийного монитора с двойным усилением является Altec 9846B, представленный в 1971 году, который объединил пассивный динамик 9846-8A с новым двухканальным усилителем 771B с мощностью 60 Вт для низкочастотного динамика и 30 Вт для высокочастотного компрессионного драйвера. . В конце 1970-х Paramount Pictures заключила контракт с AB Systems на разработку активной акустической системы.

В 1980 году Meyer Sound Laboratories выпустила интегрированную активную двустороннюю систему, пассивную UPA-1, в которую вошли уроки, извлеченные Джоном Мейером на McCune JM-3. В нем использовалась активная электроника, установленная вне корпуса громкоговорителя, в том числе встроенный активный кроссовер Meyer со схемами компаратора обратной связи, определяющими уровень ограничения, часто подключаемые к усилителям сторонних производителей. В 1990 году компания Meyer выпустила свой первый активный динамик: HD-1, двухполосный студийный монитор со всей внутренней электроникой. В начале 90-х, после многих лет борьбы с недостатками пассивных систем, особенно с изменением настроек усиления сторонних усилителей, Джон Мейер решил прекратить производство пассивных динамиков и посвятить свою компанию активным разработкам. Мейер сказал, что он «нанял рекламное агентство, чтобы изучить, что люди думают о динамиках с усилителем для усиления звука, и они вернулись после опроса и сказали, что они никому не нужны». Операторы систем звукоусиления заявили, что им не нужны громкоговорители, в которых они не могут видеть измерители усилителя, чтобы определить, правильно ли работают громкоговорители во время концерта. Тем не менее, Мейер не отступил от своего решения и в 1994 году выпустил MSL-4 - первую активную акустическую систему, предназначенную для концертных туров. UPA-1 был преобразован в конфигурацию с автономным питанием в 1996 году, и остальная часть продуктовой линейки Meyer последовала его примеру.

Преимущества и недостатки

верность

Основное преимущество активных динамиков по сравнению с пассивными заключается в более высокой точности воспроизведения, связанной с активными кроссоверами и несколькими усилителями, включая меньшие интермодуляционные искажения, более высокий динамический диапазон и большую выходную мощность. Усилители внутри корпуса громкоговорителя могут быть идеально согласованы с отдельными драйверами, что устраняет необходимость для каждого канала усилителя работать во всей полосе пропускания звука. Характеристики драйвера, такие как мощность и импеданс, могут быть согласованы с возможностями усилителя. В частности, активные динамики имеют очень короткие кабели динамиков внутри корпуса, поэтому очень мало напряжения и контроля теряется в длинных кабелях динамиков с более высоким сопротивлением.

Активный динамик часто включает эквализацию, адаптированную к реакции каждого динамика в корпусе. Это дает более плоский и нейтральный звук. Ограничительные схемы (схемы сжатия звука с высоким коэффициентом сжатия ) могут быть включены для увеличения вероятности того, что драйвер выживет при использовании высокого уровня звукового давления. Такие ограничители могут быть тщательно согласованы с характеристиками драйвера, что приведет к более надежному громкоговорителю, требующему меньше обслуживания. Обнаружение искажения может быть встроено в электронику, чтобы помочь определить начало защитного ограничения, уменьшая искажение выходного сигнала и устраняя ограничение .

Прокладка кабеля

Пассивным динамикам нужен только один кабель динамика, а для активных динамиков нужны два кабеля: кабель аудиосигнала и кабель питания переменного тока. Для мощных концертных систем, состоящих из нескольких корпусов, кабели переменного тока часто имеют меньший диаметр, чем эквивалентные пучки кабелей громкоговорителей, поэтому используется меньше меди. Некоторые производители активных динамиков в настоящее время включают в себя беспроводные приемники UHF или, чаще, Wi-Fi, поэтому для динамика требуется только кабель питания переменного тока.

Масса

Активный динамик обычно весит больше, чем эквивалентный пассивный динамик, потому что внутренняя схема усилителя обычно превышает пассивный кроссовер на уровне динамика. Громкоговоритель, связанный со встроенной активной системой, еще легче, потому что у него нет внутреннего кроссовера. Легкий громкоговоритель легче переносить, и он меньше нагружает такелаж (полет). Однако активные колонки с легкими усилителями класса D сузили разницу. Автомобильная перевозка звуковой системы включает транспортировку всех различных компонентов, включая стойки усилителя, кабели динамиков и корпуса динамиков. Общий транспортный вес активной акустической системы может быть меньше, чем у пассивной системы, потому что тяжелые пучки пассивных кабелей акустических систем заменены более легкими кабелями переменного тока и сигнальными кабелями малого диаметра. Пространство и вес грузовика уменьшены за счет отказа от стоек усилителя.

Расходы

Стоимость большой концертной активной акустической системы меньше, чем стоимость эквивалентной пассивной системы. Пассивная система или интегрированная активная система с внешней электроникой требует отдельных компонентов, таких как кроссоверы, эквалайзеры, лимитеры и усилители, все они устанавливаются на роликовых стеллажах. Кабели для пассивных концертных систем - это тяжелые акустические кабели большого диаметра, более дорогие, чем силовые кабели переменного тока меньшего диаметра и кабели аудиосигналов гораздо меньшего диаметра. Для высококачественного домашнего использования активные колонки обычно стоят больше, чем пассивные колонки, из-за того, что требуются дополнительные каналы усилителя.

Легкость использования

В профессиональном аудио, а также в некоторых домашних кинотеатрах и приложениях Hi-Fi активный динамик может быть проще в использовании, поскольку он устраняет сложность правильной настройки частот кроссовера, кривых эквалайзера и пороговых значений ограничителя. Однако прокладка кабелей не так проста, потому что для активных динамиков требуется два кабеля вместо одного (кабель питания переменного тока и кабель с сигналом, обычно кабель XLR ). В домашнем аудио некоторые инженеры утверждают, что пассивный динамик, в котором динамик без питания подключен к усилителю, является самым простым в установке и эксплуатации.

Сервоприводные динамики

Включив контур отрицательной обратной связи в систему усилитель-громкоговоритель, можно существенно уменьшить искажения. Если датчик установлен на конусе динамика, обычно это акселерометр. Можно отслеживать обратную ЭДС, генерируемую звуковой катушкой драйвера, когда она перемещается в магнитном зазоре. В любом случае необходимы усилители специальной конструкции, поэтому серво-динамики по своей сути являются динамиками с питанием.

Усилители басов

Некоторые производители басовых усилителей продают активные динамики, предназначенные для добавления сценической мощности комбо-басового усилителя. Пользователь подключает патч-корд или кабель XLR от комбинированного усилителя к активной акустической системе.

использованная литература