Все колонки от первой до последней

История развития колонок

Акустические системы сегодня представляют высокотехнологичные устройства, способные воспроизводить звук самого разного типа. И подключить современные колонки можно практически к чему угодно – к любому устройству, способному передавать звуковую информацию: компьютеру, телефону, телевизору, музыкальному центру. Отдельная тема – автомобильные акустические системы, которые тоже имеют широкое разнообразие и часто используются для модернизации заводских версий автомобилей.

Но колонки далеко не сразу стали такими, какими мы их знаем сейчас. Всего пару десятков лет назад люди не могли себе представить многоканальную цифровую акустическую систему, создающую полноценное звуковое объемное окружение. Какими же были колонки на заре своей истории и как изменялись с течением времени?

История колонок

Первые прототипы колонок появились еще в далеком XIX веке. Связано это было, конечно, с одним из величайших открытий в истории человечества – открытием в 1831 году явления электромагнитной индукции, совершенным Майклом Фарадеем. Вскоре после этого изобретатели начали использовать электричество в своих исследованиях, и спустя три десятка лет был создан первый прототип телефона, использовавший такое устройство, как громкоговоритель для воспроизведения звука.

Этот момент и считается рождением того, что к нынешнему времени стало динамиком. Стало возможным создание колонок, однако в те времена их просто-напросто не к чему было подключить. К тому же, тогда еще не существовало усилителей, которые необходимы для получения достаточно мощного и качественного звука. Все это привело к тому, что сразу после изобретения колонки не обрели популярности и широкого применения.

Однако о технологии не забыли, и она начала настоящую свою жизнь после того, как был создан первый ламповый усилитель. Отсюда пошло первое разделение акустических устройств на активные – использующие встроенный преобразователь электрического сигнала, и пассивные – требующие подключения отдельного усилителя звука. Первые усилители были ламповыми – в них использовались обычные лампы накаливания, которые смогли позволить усиливать электрический сигнал до достаточной для воспроизведения звука мощности.

После появления технологии для усиления звука колонки начали стремительно развиваться. Первое устройство, использовавшее усилитель вместе с динамическим излучателем, появилось в 1926 году – это была Radiola 104, позволявшая получать звук мощностью 1 Вт. Усовершенствовались колонки на протяжении всего XX века, а на 70-80-е годы пришелся период наиболее активного акустических систем. Несмотря на появление все новых технологий, общие принципы конструирования колонок практически не изменились – как в прошлом, так и сейчас они состоят из звукоизолированного корпуса, усилителя и динамического излучателя. Улучшаются со временем только электрические детали за счет появления новых материалов, которые можно использовать при производстве микросхем и некоторых деталей динамика. Так, к примеру, сегодня появляются сложные полимерные пленки, призванные заменить бумагу на посту мембраны диффузора.

Современный облик колонки обрели в середине 1950-х годов, когда в Америке была запатентована закрытая конструкция акустических устройств. Закрытость динамика от окружающего воздуха позволила не только существенно увеличить качество издаваемого колонкой звука, но и в разы уменьшить размеры устройства. Примерно в то же время было начато производство высокочастотных динамиков – твиттеров – которые, в отличие от средне- и низкочастотных излучателей имеют купольную конструкцию.

В середине 1970-х годов компания Yamaha совершила настоящий прорыв в производстве акустических систем – ею были выпущены первые колонки, в которых был использован экспериментальный по тем временам материал – бериллий. Распыленный в вакуумной камере, он был применен для конструирования средне- и высокочастотных динамических излучателей. Сложность использования бериллия заключалась в том, что он очень хрупок и легко разрушался под нагрузкой в динамике. Инженеры Yamaha же научились обрабатывать его таким образом, чтобы целостность материала сохранялась в любых условиях.

Чем же был так важен бериллий? Дело в том, что изделия из него обладают самой высокой жесткостью, которая является одним из главных параметров мембраны диффузора, поскольку именно она определяет стабильность хода пленки при вибрации. Соответственно, от нее зависит непрерывность и чистота звука. Эту характеристику как-то нужно совместить с плотностью, от которой зависит, насколько на звук влияет сам материал изготовления диффузора, и малым весом устройства.

В 1973 году появился первый высококачественный сабвуфер, воспроизводивший звук частотой от 20 Гц. В его конструкции использовались 22-сантиметровые магниты, а все устройство весило чуть больше 50 кг.

В СССР, в отличие от стран Запада и Японии, развитие акустических систем высокого качества шло замедленными темпами. Когда как в последней колонки высшего класса, NS 1000 monitor, которые до сих пор считаются едва ли не лучшими акустическими устройствами за всю историю, появились в 1974 году, в нашей стране процесс активной разработки и производства Hi-Fi устройств только начался в конце 70-х годов. Советский технический гений смог создать колонки достаточного качества, чтобы отвечать всем международным требованиям, но очень хорошими их назвать было нельзя. Несмотря на все усилия отечественных инженеров, советская техника никогда не могла догнать и уж тем более перегнать по качеству продукцию западных компаний.

Развитие компьютерных колонок

После того, как началось массовое производство персональных компьютеров, изменились и тенденции в разработке и изготовлении акустических систем. Нужно было сделать колонки не только достаточно качественными, но и компактными, а также способными подключаться к звуковой плате компьютера.

До изобретения более-менее совершенных звуковых карт компьютерные колонки не были способны выдавать хоть сколько-нибудь качественный звук. Он был сравним с тем, как звучат плохие магнитофоны – если музыку еще можно было слушать, то человеческая речь, например слова песен, воспроизводилась с жуткими помехами.

С появлением звуковых карт стала возможной организация двухканального звучания. Эта схема широко используется и по сей день – в ней применяется пара колонок, на которые при помощи микросхемы в компьютере подается два отдельных электрических сигнала, кодирующих два разных канала – обычно это фронтальные каналы, создающие основную часть звукового окружения. Такие системы отмечаются индексом 2.0 – то есть, в них используется две широкополосные колонки и ни одного сабвуфера.

Звук уже стал достаточно качественным – оставалось только расширять его способности. Для этого система 2.0 была дополнена еще двумя колонками – тыловыми. С такой системы 4.0 началась эпоха объемного звучания. Первые такие модели еще не были тем, что сейчас представляет собой полноценное многоканальное окружение, но уже позволяли получить представление о расположении источников звука в пространстве. Для еще большей полноты звука к широкополосным колонкам стал добавляться сабвуфер, и система получила индекс 4.1.

И, наконец, один из финальных этапов развития колонок – появление системы Dolby Surround, которая реализуется благодаря еще одной, пятой, колонке. Эта колонка является центральной и привносит в звуковое окружение финальный штрих, делая воспроизводимую речь максимально качественной. Кроме того, центральная колонка позволяет объединять сигналы с разных каналов для одновременного их усиления.

Таким образом, история колонок весьма объемна и занимает почти два века. Она началась с открытия электричества, и с тех пор акустические системы неотрывно следовали за развитием технологий, являясь неотъемлемой частью научно-технического прогресса. Что будет с колонками дальше – неизвестно. Кажется, что сделать звук еще более качественным уже невозможно, но кто знает – может быть, завтра ученые откроют новый материал, который при использовании в динамиках вознесет звук на неслыханные ранее высоты.

Другие статьи раздела Колонки: другое

Советские колонки времен СССР

Несмотря на огромное разнообразие вполне современных акустических систем, среди любителей. 22992

Как сделать колонки самому

На сегодняшнем рынке акустической техники представлено множество звуковых систем – они могут быть разного. 2342020

Популярные статьи

Наушники – это весьма простые устройства, и, как. 6894111

Динамический излучатель – это та часть колонки или. 5114139

Даже самые высококачественные колонки не. 3021052

На сегодняшнем рынке акустической техники. 2342020

Всем хочется, чтобы любимая, бережно собранная. 1760446

Среднечастотный динамик, или иначе его еще называют. 1558245

Колонки любого типа, как и любая техника, нуждаются в. 1386580

Как известно, для воспроизведения звуковых волн в. 1310572

Источник

История развития акустических систем

Сегодня мы уже не представляем нашей жизни без звуков, музыки, наушников, недорогих колонок и брендовых акустических систем по несколько сотен ватт, повергающих соседей в ужас. Давайте окунемся в почти двухвековую историю развития акустических систем и проследим нелегкий путь эволюции этого неотъемлемого атрибута нашей жизни.

Тишина стала громче.
Терри Пратчет

Электричество и звук: первые опыты

В 1831 году мир ждало одно из величайших открытий современности: английский физик-эксперементатор Майкл Фарадей наблюдает за таким явлением, как электромагнитная индукция. Через три года появится понятие электрического и магнитного полей, электромагнетизма, а чуть позднее и пьезоэлектричества. Человек плавно входит в эру электричества. Тогдашний быт нам может показаться несколько скучным: отсутствие телевидения, радио, электрического освещения. Для развлечения – балы и театры, для души – живая музыка, для работы – ручная сила, водяное колесо, ветряные мельницы и механические приспособления.

До появления устройств, хотя бы отдаленно напоминающих современные акустические системы, пройдет еще не один десяток лет, а пока итальянец Антонио Меучи занимается разработкой «говорящего телеграфа». В 1849 году Меучи конструирует полностью рабочий прототип прародителя современного телефона, но недостаток денежных средств не позволяет ему выплатить сумму в $250 за получение патента. Через 11 лет изобретатель демонстрирует как с помощью телеграфа можно передавать голос певца на расстояние в несколько миль, а уже в 1861 году к исследованиям подключается Иоганн Филипп Рейс.

Опубликовав доклад «О телефонии посредством электрического тока», Иоганн Рейс демонстрирует общественности устройство, которое заслуженно можно назвать первым громкоговорителем. Впрочем, Рейс предпочитает ему название «музыкального телефона». В качестве мембраны Рейс выбрал свиную кишку, погруженную в ртуть. Медная катушка приемника под влиянием тока, идущего от гальванической батареи, заставляла намагничиваться и размагничиваться стальной стержень приемника. Динамик Рейса можно было услышать на расстоянии до 100 метров и его появление положило прочный фундамент на пути построения электродинамических акустических систем.

Увы, несовершенство конструкции и специфика материалов позволяли воспроизводить лишь очень громкие звуки. Для человеческой речи громкоговоритель был не пригоден. Спустя пару месяцев изобретение Иоганна Рейса назовут «забавной игрушкой», а немецкий механик Альберт собственноручно наладит производство этого «бесполезного изобретения». Одно из таких устройств попадает к Александру Грэхему Беллу. Изучив принцип работы динамика Рейса, Белл берется за разработку собственного «ноу-хау» – прибора для глухих людей, преобразующего звук в световой сигнал. Последующие 16 лет Белл занимается разработкой телефонного аппарата и в 1876 году 14 февраля наконец патентует свое устройство.

Проделав сотни опытов по передаче телеграфных сообщений и разработав десятки всевозможных конструкций, Белл пришел к созданию своего следующего изобретения. Телефон Белла был представлен трубкой с натянутой кожаной мембранной, соединенной с магнитной системой и катушкой индуктивности. В качестве микрофона использовался аналогичный по устройству «динамик», в связи с чем, вызываемые человеческим голосом электрические колебания, были слишком малы для преодоления сопротивления длинных проводов. Максимальная дальность передачи звука посредством телефона Белла составляла всего 500-600 метров.

Эра рупорных динамиков

Несмотря на то, что основы усиления звука были заложены еще в III веке до нашей эры и были связаны с появлением такого музыкального инструмента как орган (получивший в Александрии имя «гидравлоса»), использование рупора, аналогичного духовым музыкальным инструментам в сфере акустики началось лишь во второй половине XIX века.

В 1877 году американский изобретатель Томас Эдисон оканчивает работу над первым устройством, способным записывать и воспроизводить звук. Фонограф стал революционным изобретением, благодаря которому в последующие тридцать лет мир увидит граммофон, патефон, пластинки и столкнется с таким понятием как звукозапись (подробнее в статье: «История звукозаписи»). И хотя Эдисона всегда привлекало электричество, в своих акустических опытах он все же решил отталкиваться от исключительно механических возможностей своего изобретения.

Принцип воспроизведения звука фонографом заключался в скольжении иглы-резца по углублениям и неровностям (звуковой дорожке), образовавшихся при записи на покрытом фольгой валике. Механические колебания иглы передавались на мебрану-излучатель, оснащенную рупором. Физика звука позволяла при помощи простейшего акустического устройства значительно усилить мизерные колебания иглы. Впрочем, у подобной чисто механической акустической системы был целый ряд недостатков. Уровень громкости и коэффициент усиления был недостаточным, а качество звучания оставляло желать лучшего. К тому же, рупорные динамики были слишком громоздкими и о мобильности не могло идти и речи. Их пик популярности приходится на период с 1880 по 1920 год, как раз в то время, когда пытливые умы со всех уголков мира занимаются изобретением и освоением электродинамических акустических систем.

К рупорному оформлению динамиков производители вернутся и в дальнейшем, а уже в XXI веке именно этот тип излучателей, но работающих по законам электродинамики, будет считаться одним из эталонных по качеству звучания.

От телеграфа и катушки до электродинамических громкоговорителей

Принцип работы динамика, заложенный Александром Беллом, на протяжение почти полувека остается неизменным. В 1874 году Эрнст Сименс получает патент на использование «магнитоэлектрического аппарата для получения механического движения электрической катушки под действием тока». Заключенная в магнитном поле катушка со специальной поддержкой, согласно задумке автора патента, должна была воспроизводить звук. Увы, Сименс не смог подтвердить патент на практике. Лишь в 1898 году английский физик и изобретатель Оливер Лодж патентует конструкцию первого электродинамического громкоговорителя.

Заложив принцип преобразования входных сигналов переменного тока для получения звука, Сименс фактически изобрел велосипедную раму до появления колес: решения, которое бы позволило усилить звуковую волну у немецкого изобретателя не было и раскачать головку громкоговорителя для получения достаточного уровня громкости в конце XIX века так и не представлялось возможным.

В последующие 25 лет индустрия «электрического звука» практически стоит на месте, а аналоговый фонограф Эдисона достигает пика своей популярности. Исследования ведущих физиков и экспериментаторов в конце-концов позволяют найти решения для обеспечения катушки и головки громкоговорителя достаточной мощностью.

Проведя серию опытов в рамках лаборатории компании General Electric, изобретатели Честер Райс и Эдвард Келлог в 1924 году патентуют принцип работы электродинамического излучателя. В его основу легла простая физика: акустическая мощность растет пропорционально квадрату частоты входного сигнала. Используя колебания диафрагмы в области частот с максимальным превышением резонанса подвижной системы можно получить мало искаженное воспроизведение звука. Связав оба принципа воедино, Райс и Келлог получили излучатель, оснащенный диафрагмой и звуковой катушкой.

1926 год стал переломным в дальнейшей эволюции акустических систем. На рынок выходит первая промышленная модель радиолы Radiola Model 104 со встроенным усилителем мощностью в 1 Вт. Ее стоимость в 1926 году составляла $260, сумма, эквивалентная $3000 в 2015 году.

Для потребителя становится доступным и радиоприемник Radiola 28. Ответом со стороны СССР стал громкоговоритель «Рекорд» для проводного вещания («радиоточка») и его рупорный аналог для вещания на площадях «ТМ», разработанные в Центральной радиолаборатории Петрограда.

Конструкция первых электродинамических громкоговорителей предусматривала наличие высокоомных катушек, которые по сути выполняли роль магнита, приводящего в действие бумажную или тканевую мембрану. На тот момент в промышленности уже активно использовались мощные магниты и в 1927 году Гарольд Хартлей предлагает заменить громоздкую катушку на постоянный магнит.

Благодаря стабильности магнитного поля в зазоре, постоянный магнит мог обеспечить низкие искажения (в рамках эволюционного периода громкоговорителей первой половины XX века) звука. За такую «высокую верность» (англ. «верность» – fidelity) поколение электродинамических громкоговорителей, использующих постоянный магнит, относят к новому классу – Hi-Fi (High Fidelity – англ. «высокая верность»), стандарт на который был утвержден в 60-х годах прошлого века.

«Закрытый ящик»

Удивительно, но заложенный Оливером Лоджем и доработанный Райсом и Келлогом принцип работы электродиамических излучателей остался неизменным вплоть до сегодняшнего дня. Колонки, которые вы видите на своем столе, и те, что стоят в комнате или пылятся на родительском шкафу – все они работают по тому же принципу, что и установленные динамики в вышедшей почти 90 лет назад радиоле Radiola Model 104. Принцип остался прежним, но вот их акустическое оформление изменилось кардинально.

Если бы в эволюции акустических систем не появился гениальный изобретатель по имени Эдгар Вильчур, ответить однозначно что именно вам бы довелось слушать сегодня и как бы выглядели современные колонки было бы нелегко. Но Вильчур не только появился на свет в далеком 1917 году, он сумел произвести настоящую революцию в мире электрической акустики.

Вплоть до середины 50-х годов XX века инженеров волновал вопрос улучшения качества звучания электродинамических громкоговорителей. С этой целью проводились исследования по поиску «священного грааля»: эксперименты с материалами мембраны, напряжением, катушками. Увы, звук по-прежнему оставался резким, а о наличии «глубокого баса» не могло быть и речи. Тыльная сторона корпуса громкоговорителя оставалась открытой,что приводило к «короткому замыканию» по низким частотам. Еще одним вариантом оформления громкоговорителя было использование фазоинвертора, который, впрочем, также мало влиял на резонансную частоту головки, но позволял расширить характеристику в область низки частот.

В 1954 году американский изобретатель Эдгар Вильчур подает патентное заявление на регистрацию устройства, именуемого как «закрытый ящик». Спустя 2,5 года Бюро Патентов удовлетворяет заявку и автор получает лицензию на свое изобретение, которое очень скоро перевернет весь акустический мир.

С целью облегчения конструкции упругого подвеса в электродинамических громкоговорителях и уменьшения действующих на него нагрузок (вызывающих значительные искажения звука), Вильчур предлагает включить в работу воздух. Идея может показаться немыслимо простой, но секрет гениальности всегда заключается в простоте. Для осуществления своей задумки Вильчур предлагает использовать закрытый деревянный ящик, в который и поместить электродинамический громкоговоритель.

Как когда-то в древности Архимед закричал «Эврика», так и весь мир должен был воскрикнуть: «Нашли»! Использование закрытого корпуса позволило не только значительно обогатить звучание громкоговорителя, насытить его низкими частотами и добавить «мясистости», но и уменьшить размеры акустических систем с огромных тяжеловесных шкафов до небольших прикроватных тумбочек.

Еще одним не менее гениальным изобретением Эдгара Вильчура по праву считается использование купольной пищалки (ВЧ-изулчателя или твитера). Первое использование отдельного динамика для воспроизведения высоких частот можно найти в легендарной акустической системе AR3, ставшей логичным эволюционным продолжением систем AR1 и AR2, выпущенных компанией Acoustic Research.

Сегодня колонка AR3 занимает почетное место в Смитсонианском музее в Вашингтоне. Найти ее можно среди экспонатов «Информационной эпохи», между телеграфным ключом Морзе и первым ПК Стива Джобса Apple I.

И понеслось…

Основные принципы работы электродинамических излучателей были заложены еще в 1924 году, конструкция закрытого ящика, предложенная Вильчуром, была зарегистрирована в 1956. Настало время экспериментов, совершенствования существующей конструкции акустической системы и вывода звука на качественно новый уровень. Наиболее стремительный период в развитии акустических систем приходится на 1970 – 1985 год, когда ведущие производители устраивают настоящее соревнование технологий.

В 1972 году компания Sansui представляет первую колонку SF1 с 360-градусным излучением звука. Свой ответ тут же дает и японский производитель Pioneer, презентуя модель CS-3000 с использованием купольных динамиков.

Благодаря рупору с неординарной конструкцией и захвату излучения с тыльной стороны диффузора, небольшая колонка Victor FB-5-2 позволяет озвучить стандартное жилое помещение, потребляя всего 1 Вт.

Первая колонка с действительно внушительным басом (нижняя частота воспроизведения стартует от 20 Гц) выходит в 1973 году. Technics SB-1000: 22-сантиметровые магниты, 10-сантиметровые катушки и вес в 52 килограмма.

Год спустя на рынок выходит одна из самых популярных колонок за всю истории существования индустрии. В 1974 году компания Yamaha презентует акустическую систему NS 1000. Используя при производстве диффузоров бериллий, японские инженеры сумели превзойти представленные на рынке головки практически по всем характеристикам.

Начав изучение вопроса достоверности звучания акустических систем, Technics вновь осуществляет технологический прорыв в этой сфере. В марте 1975 года на пресс-конферении в Токио она демонстрирует трехполосную АС Technics SB-7000 – бестселлер своего времени.

В СССР порадовать потребителя мощным звуком решились лишь к концу 70-х. На суд советских граждан поступила серия колонок 35 АС-1 и 35 АС 212, известная как «громкая и гулкая S-90».

Пока западные производители занимаются продвижением больших и мощных акустических систем, рассчитанных на концертные залы, японские компании в качестве приоритетного направления выбирают разработку «домашних акустических систем».

Перечислить все то обилие акустических систем, которое нахлынуло на рынок в период с начала 70-х до середины 80-х не представляется возможным. Производители экспериментируют со всем чем можно: от размещения динамиков, их формы и звукоизоляции, до использования самых неординарных материалов при изготовлении головок. В 1976 году английская компания Bowers & Wilkins впервые берется за изготовление диффузора среднечастотного динамика из кевлара. Так на рынок выходит модель B&W DM6.

Дальнейшие поиски производителей акустических систем уже направлены на получение максимального погружение слушателя в атмосферу музыки. Но эксперименты в области звука могут продолжаться бесконечно долго, но только точное оборудование, необходимое техническое оснащение и понимание того, к чему действительно стремятся все производители акустических систем могло дать свои плоды. В 1981 году сооснователь компании Bowers & Wilkins Джон Бауэрс принимает решение открыть отдельную исследовательскую лабораторию в небольшом английском городке Стейнинге.

Спустя несколько лет детище Бауэрса станет известным далеко за пределами Великобритании, а «Университет звука» сделает внушительный список открытий, которые позволят вывести АС совершенно на новый уровень звучания.

После общепринятого стерео-формата 2.0 на рынок поступают акустически системы, состоящие из 3, 5, 7 и даже 9 колонок, позволяя слушателю наслаждаться многоканальным звуком и ощущением пространственного 3D-звучания.

Появление в 1994 году технологии Bluetooth для беспроводной передачи данных не могло не повлиять и на сферу акустических систем. В октябре 2009 года компания Creative представила первую акустическую систему формата 2.1, использующую для передачи аудио сигнала от источника звука технологию Bluetooth.

Год спустя, 1 сентября 2010, в рамках презентации в Сан-Франциско компания Apple представит собственную технологию для беспроводной потоковой передачи данных между устройствами – AirPlay. Вслед за AirPlay начинается новая страница в истории электроакустики – эра беспроводных акустических систем, сочетающих удивительный дизайн, отменное звучание и потрясающую функциональность. Но это уже тема для отдельной статьи.

Источник