HiFiCompass
Продолжаем обзор 7" купольных среднечастотников немецкой компании BlieSMa и теперь очередь модели M142P-6 с бумажной диафрагмой. Для правильного понимания сегодняшнего материала настоятельно рекомендую ознакомиться с преыдущим обзором алюминиевой версии M142A-6, или, как минимум, с его первым разделом.
А пока, напомню, какие основные идеи стоят за концептом алюминиевого M142A-6 и бериллиевого M142B-6 купольных среднечастотников:
Забегая вперёд, скажу, что бумажная версия M142P-6 не может похвастаться такой широкой диаграммой направленности, как алюминиевая или бериллиевая, поэтому, выпадает очень важный второй пункт из вышеперечисленных. Тем не менее, это не помешало M142P-6 увидеть свет и слава Богу! Как утверждает сам производитель, M142P-6, так же, как и M74P-6, и твитер T34P-4, создавались им не ради впечатляющих характеристик, а ради огромной армии поклонников бумажных динамиков во всём мире (а значит, и для меня тоже ).
Хочу выразить огромную благодарность разработчику и владельцу компании BlieSMа Станиславу Маликову за предоставленные на тестирование образцы среднечастотников M142A-6 и M142P-6.
С историей компании BlieSMa вы можете ознакомиться здесь.
Изучаем паспорт:
Из числовых параметров особо следует отметить низкую массу подвижной системы, всего 11.7 грамм при площади излучения 180 см2, очень низкую индуктивность – 0.03 мГн, высокую механическую добротность Qm=7.3 и огромный диаметр звуковой катушки - 137 мм.
Чувствительность достаточно высокая, 94 дБ/2.83 Вольта. Линейный ход не 6 мм, как у басовика, а всего 1.85 мм на сторону, однако это в какой-то степени компенсируется большой площадью диафрагмы и не забываем, что это же среднечастотник, ему особо большой ход не нужен, как басовику. В разделе "Рекомендации по применению" мы ещё вернёмся к этому вопросу.
Из конструктивных особенностей порадовали подвес из натурального шёлка - для настоящего СЧ динамика это немаловажно, огроменная однослойная звуковая катушка проводом "на ребро", мотор типа "андерханг" с медным рукавом. Как говориться, всё по Фэншую.
В даташите приводятся дополнительные графики АЧХ для заднего излучения. Они действительно могут оказаться полезными для тех, кто рассматривает применение динамика в открытом оформлении, хотя, здесь "задние" характеристики заметно отличаются от "передних" в сравнении с алюминиевой версией M142A-6.
Обычная, но вполне надёжная упаковка из прочного глянцевого гофрокартона. Внутри динамик фиксируется при помощи картонных вставок с фигурными вырезами.
А вот сам динамик ординарным язык не поворачивается назвать. Впервые взяв в руки, я долго рассматривал его со всех сторон, под разными углами и даже вооружившись лупой. Что за зверь такой? Спереди огромная купольная диафрагма за решёткой, а сзади массивное металическое кольцо и огромная дырка от бублика - вот и весь динамик! Думаю, что приведённые картинки заставят и ваш мозг немного поднапрячься.
Спустя минут 10-15 пристального изучения, пазлы этой конструкции постепенно начинают складываться в моей голове. Привычная всем корзина имеет не совсем привычный вид - это 180-миллиметровое алюминиевое кольцо высотой 7 мм с четырьмя толстенькими, но очень коротенькими ножками, на которых держится магнитная система типа андерханг. С тыльной стороны по всему периметру корзина имеет уплотнительное кольцо из вспененной резины.
Магнитная система - это массивный кольцевой стальной магнитопровод, охватывающий снаружи огромный кольцевой неодимовый магнит, от которого видна только внутренняя боковая поверхность. По периметру магнитопровода имеется 12 небольших отверстий, обеспечивающих вентиляцию звуковой катушки, которая полностью скрыта в магнитном зазоре и совершенно недоступна для глаза. Зато через зазор между корзиной и магнитопроводом хорошо виден титановый каркас звуковой катушки диаметром 137(!) мм, который имеет густую перфорацию для снижения воздушной компрессии в подкупольном пространстве.
Внутри динамика, между магнитной системой и диафрагмой, виден алюминиевый элемент, по дизайну напоминающий корзину, только с вывернутыми наружу ножками. Он крепится четырьмя винтами к магнитопроводу и служит кронштейном для крепления терминалов и центрирующей шайбы.
Терминалы позолоченные и механически очень прочные, они намертво посажены через термостойкий эпоксидный клей в посадочные места кронштейна. К ним подходят едва заметные посеребрёные подводящие провода.
Четырёхволновая центрирующая шайба изготовлена из натурального хлопка производства немецкой компании Dr. Kurt Muller. Такие шайбы отличаются низкими механическими потерями и особенно хороши для применения в СЧ динамиках.
Полукруглый инвертированный подвес подвижной системы изготовлен из натурального шёлка также немецкой компанией Dr. Kurt Muller. С тыльной стороны он очень хорошо виден во весь свой размер, а с лицевой стороны он кажется гораздо более узким из-за того, что частично закрыт толстым, около 9 мм, алюминиевым кольцом. к которому крепится защитная решётка. Это кольцо выполняет три основных функции, декоративную - оно прикрывает стык подвеса с корзиной, функциональную - уменьшает выступающий наружу профиль динамика, и несущую - к нему крепится защитная решётка. В нём также имеются шесть отверстий с карманами для головок крепёжных винтов.
Сквозь огромное отверстие в магнитной системе зияет чёрная дыра - да-да, именно так сзади выглядит чёрная матовая бумажная диафрагма. Спереди она гладкая, а с задней стороны имеет лёгкое тиснение. Выпуклый профиль диафрагмы довольно высокий и выступает относительно корзины примерно на 25 мм.
Диафрагма защищена металлической решёткой с высокой степенью прозрачности, не менее 70%. Решётка и все алюминиевые детали защищены прочным полуматовым порошковым покрытием.
Качество изготовления на самом высоком уровне. Никаких следов клея, царапин, грязи и пыли, пятен или вмятин на диафрагме, а также сколов, щелей и перекосов. Придраться абсолютно не к чему
В руках M142P-6 производит впечатление крепко сбитого монолита. Все узлы абсолютно инертны на простукивание, ни малейшего намёка на какие-либо посторонние призвуки.
В целом динамик произвёл приятное впечатление своим нестандартным конструктивом и отменным качеством изготовления.
Частотная характеристика импеданса
На диаграммах ниже в разных масштабах приведены частотные зависимости модуля импеданса:
Измеренное значение резонансной частоты Fs=57.2 Гц оказалось ниже заявленного значения 63 Гц, а полная добротность Qts=0.3366 немного выше, чем 0.31 в даташите, хотя, для среднечастотника эти параметры и не особо важны. Довольно узкий пик импеданса достигает аж 137 Ом на резонансной частоте, что при малой массе подвижной системы говорит об очень низких механических потерях. Так и есть - измеренная механическая добротность Qms составила аж 8.412, что даже чуть выше заявленного 7.3.
Кривая импеданса выше 200 Гц практически плоская, её рост к 20 кГц по отношению к 500 Гц не превышает 45%, что отражает крайне низкую индуктивность звуковой катушки. Такая низкая индуктивность (0.03 мГн) достигнута благодаря короткой (2 мм) однослойной звуковой катушке и массивному медному рукаву в магнитном зазоре.
Серия всплесков выше 2.5 кГц сопровождает брейкапы бумажной диафрагмы - вполне естественное и неизбежное явление. А вот горб на 1 кГц довольно неожиданный. Обычно в этом диапазоне всегда наблюдается отголосок характерного резонанса подвеса и края мягкой конусной диафрагмы, но в случае M142P-6 этот эффект должен отсутствовать напрочь, так как интерфейс подвеса и диафрагмы опирается на жёсткий титановый каркас звуковой катушки. На самом деле, причиной его является акустический эффект из-за паразитного резонатора Гельмгольца, образованного упругостью воздуха в подкупольном пространстве диафрагмы и массой воздуха в короткой "трубе" магнитной системы. Очень неприятный эффект, но к нему мы вернёмся чуть позже.
Итак, измерения импеданса рассказали нам о подвижной системе с очень низкими механическими потерями, очень хорошем моторе, который обещает низкие нелинейные искажения, и присутствии паразитного резонанса в подкупольном пространстве.
Ниже приведена осевая сглаженная (1/12 октавы) АЧХ M142P-6, измеренная в щите на расстоянии 315 мм до микрофона при напряжении 2.83 Вольта:
АЧХ очень близка к даташиту, но выглядит, по моему мнению, получше, так как ступенька на 1 кГц имеет более пологий характер и меньшую высоту.
Измеренная чувствительность в диапазоне от 200 Гц - 1 кГц составила в среднем 93 дБ, что на 1 дБ ниже заявленных 94 дБ.
Вплоть до 2.2 кГц АЧХ довольно гладкая, но ровной её не назовёшь из-за неприятной ступеньки высотой около 3-3.5 дБ в области 1 кГц. Первый, он же главный, резонанс диафрагмы наступает на 3.7 кГц и проявляется всплеском на АЧХ высотой около 16 дБ. Здесь он уже не такой узенький, как у алюминиевой диафрагмы M142A-6, а вздымает широкой глыбой в полосе от 2.3 до 7 кГц. Такое поведение объясняется меньшей жёсткостью и более высоким внутренним демпфированием бумажной диафрагмы.
Вслед за первым резонансом идёт ниспадающая череда всплесков и провалов, сопровождающих зональный режим работы диафрагмы.
Как вы уже успели заметить, среднечастотник M142P-6 совсем не такой, как все. Его оригинальная конструкция, обладая рядом преимуществ, сталкивается с проблемами, с которыми никогда не сталкиваются классические конструктивы с вогнутыми конусными диафрагмами. Речь идёт, конечно же, о подкупольном резонансе и о его проявлении в виде ступеньки АЧХ в области 1 кГц. Эту проблему можно решать, традиционным путём, косвенно, а именно бороться с симптомами болезни и элементарно скорректировать ступеньку при помощи DSP в системах с активной фильтрацией, или сделать то же самое в пассивном кроссовере, пусть это и немного сложнее. К счастью, производитель не оставляет нас с проблемой один на один и для нестандартного динамика предлагает нестандартный подход, в корне устраняющий проблему акустическим способом. Суть метода, подробно изложенного в документе "M142 Series Application Note AN1", заключается в создании специальной акустической нагрузки для тыльного излучения диафрагмы, нейтрализующей паразитный подкупольный резонанс.
Как говорится, доверяй, но проверяй, и я решил протестировать предложенный способ. Динамик был закреплён в измерительном щите, а сзади сооружена нагрузочная задняя камера из фанеры и заполнена звукопоглощающим материалом в строгом соответствии с апноутом. Фактически, динамик с открытым задом превратился огромный купольный 7" среднечастотник с задней камерой:
Ниже приведены измерения динамика в щите как есть - чёрная кривая, и с задней камерой - красная кривая:
Вау, так это же совсем другое дело! АЧХ магически преобразилась и стала очень ровной и гладкой. Ступенька полностью исчезла, а средняя чувствительность в диапазоне 300 Гц - 2 кГц уже сравнялась с даташитом и даже немного превзошла его. Могу сказать, что этот несложный метод продемонстрировал прекрасный результат и позволил полностью раскрыть потенциал динамика. Супер!
Ниже приведены диаграммы внеосевых АЧХ - обычная и нормализованная, на которой осевая АЧХ принята за опорную, а внеосевые отражают только разницу с ней:
Внеосевые АЧХ монотонно спадают с частотой и углом отклонения. Ничего особенного здесь купольная форма диафрагмы не дала в отличии от алюминиевой версии. Можно сказать, что ширина диаграммы направленности вполне адекватна размеру излучателя и находится между 6" и 8" динамиками с традиционными конусными диафрагмами.
Гармонические искажения (315 мм)
Выше приведены зависимости гармонических искажений при напряжениях 2 и 8 Вольт, что соответствует средним уровням звукового давления 90 и 102 дБ соответственно. Измерения выполнены на оси на расстоянии 315 мм до измерительного микрофона. Для ограничения перегрузки динамика по амплитуде смещения мембраны при измерении гармонических искажений использовался цифровой фильтр верхних частот второго порядка с частотами среза 50 Гц при напряжении 2 Вольта и 100 Гц при 8 Вольтах. На этих графиках анализируем диапазон частот только выше 150 Гц.
С уменьшением частоты ниже 250 Гц начинается обычный рост гармоник всех порядков, связанный с ростом амплитуды колебаний диафрагмы.
При любых уровнях звукового давления во всём диапазоне рабочих частот доминирует исключительно благозвучная вторая гармоника. Между 300 Гц и 1.2 кГц она находится на одном уровне, но, начиная с 1.2 кГц, начинает расти и к 2 кГц подпрыгивает на новый уровень, который выше на 20 дБ.
В интервале 2.3 - 4.2 кГц наблюдается всплеск всех гармоник, который можно объяснить основным резонансом диафрагмы. Он не представляет большой проблемы, так как находится вне потенциального диапазона рабочих частот (150 Гц - 2.2 кГц) и будет подавлен в процессе формирования АЧХ в полосе заграждения.
В интервале 600 Гц - 1.2 кГц также наблюдается всплеск всех гармоник, для которого у меня нет точного объяснения. Вполне вероятно, этот эффект как-то связан с подкупольным акустическим резонансом. Тем не менее, даже несмотря на этот всплеск, общий уровень гармонических искажений в диапазоне 150 Гц - 2.2 кГц я бы охарактеризовал как "низкий".
Гармонические искажения тока звуковой катушки
Этот вид измерений, несмотря на свою простоту, является хорошим инструментом для оценки линейности мотора динамика. На диаграммах выше приведены частотные зависимости 2й, 3й, 4й и 5й гармоник тока звуковой катушки при напряжениях 2 и 5.6 Вольт (с включенным фильтром верхних частот второго порядка с частотой среза 50 и 80 Гц соответственно).
Нелинейность тока - это прямая нелинейность механической силы, приводящей в движение диффузор динамика, так как эта сила связана с током простым соотношением F=B*L*I, где B - сила магнитного поля, L - длина провода звуковой катушки в магнитном зазоре, а I - ток. Так что, в принципе, получить искажения по звуковому давлению ниже, чем искажения тока в диапазоне частот, где вклад нелинейности самой подвижной системы становится пренебрежительно малым, практически невозможно.
С понижением частоты гармоники всех порядков растут из-за увеличения амплитуды колебаний диафрагмы. Выбрыки в районе 600 Гц - 1.2 кГц соответствуют аналогичному поведению гармоник в звуковом давлении. Выше 2.2 кГц все гармоники демонстрируют очень нервное поведение, что связано с вхождением диафрагмы в зональный режим работы.
Общий уровень токовых гармоник всех порядков в потенциальном диапазоне рабочих частот можно охарактеризовать как очень низкий.
Измерение интермодуляционных искажений - один из способов анализа нелинейности устройства. Он является не альтернативным, а дополнительным методом и позволяет выявить спектральные компоненты негармонической структуры, гораздо более вредные для качественного звуковоспроизведения и к которым наш слух более чувствителен.
Для тестирования выбраны следующие частоты с соотношением 1:8.5 (при таком соотношении вклад Допплеровских искажений ещё не является доминирующим и ещё можно разглядеть вклад амплитудной модуляции. Дробный коэффициент исключает наложение гармонических и интермодуляционных компонент друг на друга):
На диаграммах ниже приведены спектры интермодуляционных искажений для напряжений 2 и 5.6 Вольт.
Однако, в этих спектрах, вместе с продуктами нелинейности мотора, замешаны и продукты неизбежной частотной модуляции эффекта Допплера. Как же определить "кто есть кто"? Аналитически оценить уровень первой пары боковых допплеровских компонент можно при помощи следующей формулы [http://www.linkwitzlab.com/frontiers.htm#J]:
Если измеренные боковые спектральные компоненты выше этих значений, то преобладающей является нелинейность динамика, т.е. амплитудная модуляция, если ниже, то Допплеровские искажения и вызванная ими частотная модуляция.
Для напряжений 2 и 5.6 Вольта измеренные значения IMA2 составили -47 дБ и -37 дБ, что немного больше Допплеровских компонент -50.7 дБ и -41.7 дБ, а это значит, что в спектре интермодуляционных искажений для пары частот 125 и 1063 Гц амплитудная модуляция преобладает над частотной.
Для напряжений 2 и 5.6 Вольта измеренные значения IMA2 составили -58 дБ и -49 дБ, что также немного превышает Допплеровские компоненты -59.57 дБ и -50.57 дБ, а это значит, что в спектре интермодуляционных искажений для пары частот 500 и 4250 Гц амплитудная модуляция также преобладает над частотной.
Всё в этом мире относительно и, чтобы адекватно дать оценку уровню интермодуляционных искажений, необходимо иметь правильную точку отсчёта. Динамики датской компании Purifi отличаются очень продвинутым конструктивом и, по моему мнению, на сегодняшний день характеризуются самыми низкими нелинейными искажениями. Поэтому, в качестве референса я выбрал 6" среднечастотник Purifi PTT6.5M08-NFA-01. В таблице приведены сравнительные значения интермодуляционных компонент второго и третьего порядков IMA2 и IMA3, измеренные при одинаковых уровнях звукового давления модулирующего сигнала:
Вау! По всем интермодуляционным компонентам, за исключением лишь IMA3 для пары частот 125+1063 Гц, M142P-6 показал значительно лучшие результаты и с этого момента он становится моим референсом для оценки уровня интермодуляционных искажений среднечастотных динамиков.
Переходная характеристика быстро нарастает и быстро возвращается в состояние покоя. Её изрядно портит сидящий на ней колебательный процесс основного резонанса диафрагмы частотой 3.7 кГц. Картина не очень приглядная, но после подавления резонансного пика при помощи DSP одним биквадом, параметры которого понятны из подписи на графике, ситуация улучшается и остаётся лишь рябь от более мелких брейкапов:
Водопад демонстрирует те же эффекты, что и переходная характеристика, вдобавок обнажая скрытые резонансы, которые сложно разглядеть на других видах измерений. В данном случае хорошо виден основной резонанс диафрагмы на 3.7 кГц с длиннющим гребнем и серия последующих мелких, но тоже продолжительных брейкапов. Можно уверенно провести границу между "добром" и "злом" на частоте примерно 2 кГц - ниже этой границы всё абсолютно чисто, выше - область кромешной тьмы, целиком усеянная брейкапами.
А это уже водопад, но с применением того же режекторного фильтра, как и в случае с измерением переходной характеристики. Всё как и прежде, но первого, самого мощного гребня, почти не осталось:
После завершения всех измерений я уделил некоторое время прослушиванию M142P-6 в измерительном щите с оптимальным корпусом в соответствии с рекомендациями из апноута производителя. Последовательно с динамиком был включен параллельный фильтр-пробка на 3.7 кГц и обрезаны верхние частоты при помощи DSP (ФНЧ второго порядка типа Баттерворта с частотой среза 2 кГц).
Общий тембр звучания очень характерен для динамиков с бумажными диафрагмами. Натуральный, богатый на тональные оттенки и послезвучия, с приятной бархатистостью и лёгкой вуалью. Звучание густое и немного тёмное, детальное и динамичное, с хорошо передаваемой энергетикой. Никакой сухости и выхолощенности. Музыкальные инструменты обладают рельефностью, наполненностью и хорошо разделены в звуковом полотне.
Паразитных проявлений высокочастотных брейкапов диафрагмы практически не было заметно, а если этот диапазон будет заполняться твитером в реальной акустической системе, то и говорить не о чем. О какой-либо перегрузке динамика, даже на очень большой громкости, можно забыть - всё очень чисто.
Наиболее интригующим для меня был вопрос, обладает ли M142P-6 каким-то особым характером звучания, связанным с его выпуклой купольной формой диафрагмы и более широкой диаграммой направленности, ведь до этого момента мне никогда не приходилось слышать подобных излучателей. Друзья, должен сказать, что он есть! Мне показалось, что по сравнению с динамиками с конусными диафрагмами M142P-6 звучал более открыто, непринуждённо, объёмнее, менее зажато (менее точечно) на верхней середине и с меньшей привязкой к самому динамику.
Благодаря очень открытой и акустически прозрачной магнитной системе с тыльной стороны динамик обладает отличными перспективами для применения в открытом акустическом оформлении.
В сравнении с алюминиевой версией M142A-6, бумажная уступает в твердости, скорости, драйвовости и прозрачности, но выигрывает в натуральности тембра и богатству послезвучий. Сравнение 7" купольных среднечатотников M142P-6 и M142A-6 очень сильно напомнило мне сравнение их более мелких 3" собратьев - M74P-6 и M74A-6 - ощущения точно такие.
Пока это всё, что я могу сказать о первых субьективных впечатлениях после прослушивания среднечастотника M142P-6.
Основываясь на проведённых измерениях, я бы рекомендовал использовать M142P-6 в качестве среднечастотного звена самых высококачественных АС в диапазоне частот 200 Гц - 2 кГц, желательно в оформлении, рекомендованном производителем. При таком применении чувствительность динамика повышается до 94.5 дБ, АЧХ выравнивается, а спад левого края почти полностью формируется естественным (акустическим) образом, остаётся только добавить первый электрический порядок для ограничения мощности и перегрузки по амплитуде.
Так как M142P-6 имеет выпуклую купольную диафрагму и концептуально задумывался для применения в сочетании с твитерами BlieSMa T34A(B), то и использовать его лучше всего вместе с этими твитерами, особенно при пассивной фильтрации. В таком случае гораздо проще обеспечить временнОе согласование излучателей. При активной фильтрации, с возможностью регулировки времени задержки при помощи DSP, ваши руки абсолютно развязаны в плане выбора твитера.
Выбор нижней граничной частоты применения во многом определяет максимально достижимое звуковое давление, ограниченное линейным ходом подвижной системы M142P-6. Я просимулировал три возможных варианта применения M142P-6. Формирование АЧХ в области нижних частот осуществлялась с помощью цифрового ФВЧ второго порядка с такими параметрами, чтобы получить нижние граничные частоты по звуковому давлению в оптимальном акустическом оформлении 200, 250 и 300 Гц. Ниже приведены частотные характеристики смещения диафрагмы и соответствующие им АЧХ максимального звукового давления, при котором смещение диафрагмы не превышает максимального линейного значения 1.85мм.
Для нижней граничной частоты 200 Гц:
Для нижней граничной частоты 250 Гц:
Для нижней граничной частоты 300 Гц:
Итак, получены следующие значения максимального звукового давления, ограниченного линейным смещением диафрагмы:
Если учесть, что в стереосистеме всегда не один, а два канала, то это даёт дополнительную прибавку от 3 до 6 дБ. Мне кажется, полученные результаты удовлетворяют 99.9% случаям применения M142P-6 в домашнем аудио.
Среднечастотник M142P-6 уже в продаже. Розничная цена M142P-6 в среднем составляет €882/шт без НДС. Приобрести его вы можете в следующих онлайн-магазинах:
Мы познакомились с новой, очень интересной моделью 7" купольного среднечастотного динамика компании BlieSMa. Динамик отличается очень оригинальным конструктивом и рядом высоких технических характеристик. Это далеко не первый мой обзор продуктов компании BlieSMa и я очередной раз убеждаюсь, что каждый новый её продукт является отражением твёрдой философии компании в вопросе конструирования динамиков, а именно - минимизации массы подвижной системы, минимизации нелинейных искажений и максимизации КПД преобразователя. Среднечастотник M142P-6 - ещё одно тому подтверждение.
Итак, что можно отметить:
С более подробными результатами измерений можно ознакомиться здесь
Евгений Кожушко/02.05.2024