Purifi PTT10.0X04-NAB-02 10" Aluminum cone woofer

  Что и почему тестируем?

Наконец-то, спустя год после своего анонса в мае 2023 года, ко мне добрался новый динамик датской компании PURIFI. Этот анонс вызвал большой ажиотаж в узких аудиофильских кругах и интенсивное слюноотделение у даеров и производителей акустики по всему миру. Последним повезло больше - OEM версии для своей продукции они начали получать уже к концу прошлого года, а вот простым смертным придётся ещё подождать до начала третьего квартала 2024 года. Ничего, подождём, недолго осталось. 

Конечно же речь идёт о длинноходном басовом 10" динамике с алюминиевым диффузором PTT10.0X04-NAB-02 ("-02" это OEM версия, у которой верхний фланец магнитной системы окрашен в чёрный цвет, а не в красный, как у версии "-01", вот и всё). Этой моделью PURIFI распахивает дверь в новый для себя 10" дивизион и выпускает на ринг уже настоящего тяжеловеса с ужасающим ударом  линейным ходом аж +/-14.75мм.

Конструктивно PTT10.0X04-NAB-02 воплощает в себе главные фирменные технологии от PURIFI - ультралинейный мотор со сложной магнитной системой и симметричный нейтральный подвес. Визуально он выглядит точно также, как и бойцы из его команды средней и полутяжёлой весовых категорий - PTT6.5X04-NAA-08 и PTT8.0X04-NAB-02, только здорово накачанный стероидами. У него больше всё, и площадь диффузора, и магнит, и линейный ход. Мне он очень напомнил молодого Майка Тайсона, с его не самыми впечатляющими антропометрическими данными для тяжеловеса, но фантастическим нокаутирующим ударом. Пока что анонсирована только 4-х омная версия, но уверен, что скоро мы увидим и 8-омную.

Хочу выразить огромную благодарность компании PURIFI за любезно предоставленный на тестирование басовик PTT10.0X04-NAB-02, а также лично ее сотрудникам Lars Risbo, Claus Neesgaard и Morten Halvorsen за уделенное время при обсуждении технических решений и помощь в решении логистических вопросов.

С историей компании PURIFI можно ознакомиться здесь.

  Что заявил производитель?

• Neglible Force Factor Modulation and Surround Radiation Distortion - незначительные модуляция силового фактора и искажения, вызванные излучением подвеса
• ​Low Magnetic Hysteresis Distortion - низкие искажения, вызванным магнитным гистерезисом
• "Real" long-stroke Performance: Distortion remains low over full Excursion - "настоящие" длинноходовые характеристики: искажения остаются низкими во всём диапазоне амплитуд диффузора
• Uncompromised Midrange Performance - бескомпромиссное воспроизведение средних частот
• Designed and Manufactured in Denmark - разработаны и изготовлены в Дании

У PURIFI ​самые подробные и информативные даташиты среди всех производителей динамиков, просто не имеющие аналогов. В них можно найти всё, что нужно для разработки АС и даже больше.

К уже привычным графикам добавлены следующие:

• Force Factor and Stiffness vs Voice Coil Position - зависимость силового фактора мотора и жесткости подвеса от положения звуковой катушки в магнитном зазоре
• Inductance vs Voice Coil Position - зависимость индуктивности от положения звуковой катушки в магнитном зазоре
• Current Harmonic Distortion @ 1 kHz, 0-28.3 Vrms - гармонические искажения тока звуковой катушки на частоте 1 кГц в диапазоне напряжений от 0 до 28.3 Вольт
• Sound Pressure Harmonic Distortion @ 1 m, 0-28.3 Vrms - гармонические искажения звукового давления на частотах 125 Гц и 1 кГц в диапазоне напряжений от 0 до 28.3 Вольт
• Intermodulation Distortion @ 30 Hz 80 dB, 255 Hz 80 dB - интермодуляционные искажения для пары частот 30 Гц+255 Гц при уровне звукового давления 80 дБ (30 Гц)
• Intermodulation Distortion @ 50 Hz 80 dB, 425 Hz 80 dB - интермодуляционные искажения для пары частот 50 Гц+425 Гц при уровне звукового давления 80 дБ (50 Гц)

 

Из параметров и характеристик басовика следует отметить следующие:

• Индуктивность 0.62 мГн - очень низкое значение для четырёхслойной звуковой катушки длиной 34.5 мм и диаметром 52 мм!
• Приемлемая чувствительность - 88 дБ/2.83 Вольт*1м
• Линейный ход 14.75 мм (!) на сторону - очень высокий показатель, настоящий длинноход
• Масса подвижной системы Mms 98 грамм -  высоковата для традиционных 10" басовиков с линейным ходом 6-9 мм, но более характерна для сабвуферного длинноходного дивизиона, например:
  - Scan-Speak 26W/4558T (Mms=105 грамм, Xlin=+/-12.5 мм)
  - Scan-Speak 28W/4878T00 (114.5 грамм, +/-14 мм)
  - SEAS L26RO4Y (160 грамм, +/-15 мм)
  - Morel TICW1058 (105 грамм, +/-10.5 мм)

 

  Внешний осмотр

 

Вообще говоря, к конструктиву динамика нет ни малейших нареканий, дизайн, качество исполнения - всё на самом высоком уровне.

  Частотная характеристика импеданса

На диаграммах ниже в разных масштабах приведены частотные зависимости модуля импеданса после крепкой "разминки" синусоидальным напряжением 13 Вольт/24 Гц в течение 30 минут:

Измеренные значения резонансной частоты Fs=22.88 Гц и полной добротности Qts=0.3135 немного отличаются от заявленных значений Fs=24 Гц и Qts=0.33. Имея ввиду, что в процессе размятия соотношение "Fs/Qts" сохраняется практически постоянным, то при менее интенсивной "разминке" резонансная частота и добротность транспонировались в Fs=24 Гц и Qts=(24/22.88)*0.3135=0.329, что абсолютно идеально совпадает с даташитом!

Кривая импеданса очень гладкая во всём частотном диапазоне, за исключением маленького, как прыщик, пичка на 3.8 кГц, который сопутствует основному резонансу диффузора и находится за пределом рабочего диапазона частот. Я бы очень удивился, если бы на импедансе у 10" алюминиевого басовика вообще не было бы ни единого всплеска.

Рост импеданса с повышением частоты довольно умеренный, особенно для басовика такого калибра с четырёхслойной звуковой катушкой. Это обусловлено невысокой индуктивностью, которая, в свою очередь, обязана большому количеству меди в моторе. Малая индуктивность и её великолепная стабильность вне зависимости от положения звуковой катушки в магнитном зазоре способствуют значительному снижению нелинейных искажений.

Частотная зависимость импеданса - визитная карточка динамика и говорит о многом. В данном случае о подвижной системе с малыми потерями (высокая Qms), хорошо сбалансированном диффузоре и продвинутом моторе. Отлично!

  Осевая  АЧХ

На диаграмме ниже приведена осевая АЧХ басовика без сглаживания, измеренная в щите:

Измеренная чувствительность в диапазоне от 300 Гц до 800 Гц составила в среднем 87 дБ, что на 1 дБ ниже заявленного значения. 

В диапазоне от 100 до 2000 Гц АЧХ достаточно ровная и очень гладкая, неравномерность не превышает +/-1.25 дБ.

В интервале 90-400 Гц наблюдается небольшой плавный подъём. Начиная с 2 кГц диффузор начинает входить в зональный режим, который сопровождается серией резонансных всплесков АЧХ. Как видим, зональный режим очень хорошо контролируется и проявляет себя лишь парой узких и невысоких пиков на 3.8 кГц и 5 кГц. С учётом того, что они находятся далеко за пределами потенциального диапазона использования басовика, их можно вообще не принимать во внимание.

Хочу отметить очень широкий диапазон частот, в которых АЧХ практически безукоризнена, особенно для 10" калибра, а также отличное поведение диффузора в зональном режиме. При таком поведении этот басовик формально даже в двухполосную АС годится. Супер!

  Внеосевые АЧХ (315 мм)

Вплоть до 2 кГц внеосевые АЧХ ведут себя идеально, равномерно и монотонно спадая с углом отклонения и частотой. Выше 3 кГц, в зональном режиме диффузора, поведение внеосевых АЧХ уже  немного хаотичное. Никаких дополнительных скрытых резонансов не обнаружено.

  Гармонические искажения  (315 мм)

Выше приведены зависимости гармонических искажений при средних уровнях звукового давления 87 и 105 дБ. Для ограничения перегрузки динамика по мощности и амплитуде смещения мембраны при измерении гармонических искажений использовался цифровой фильтр верхних частот второго порядка с частотой среза 50 Гц. На этих графиках анализируем диапазон частот только от 200 Гц и выше.

При малых уровнях звукового давления 2-я гармоника конкурирует с третьей, а при повышенных уровнях она уже доминирует и это хорошо, так как она наименее неприятная для слуха из всех гармоник. 

В целом, уровень гармонических искажений в диапазоне 200-2000 Гц чрезвычайно низкий, самый низкий, что я видел у 10" динамиков до сегодняшнего дня. Забавно, но при уровне звукового давления 105 дБ у него искажения даже ниже, чем у некоторых конкурентов при 90 дБ! Сравните, например, с Accuton S280-6-282, SEAS CA26RFX, ScanSpeak 26W/4534G00,  Eton 11-612/C8/50RP. 

Измерения гармонических искажений близки к значениям, приведенным в даташите. Отлично!  

  Гармонические искажения  (20 мм)

В связи с особенностями измерительного стенда, для анализа нелинейных искажений басовиков в диапазоне частот до 200 Гц корректнее использовать результаты, полученные при измерениях в ближнем поле на расстоянии от 5 до 20 мм от диффузора. Диаграммы ниже демонстрируют гармонические искажения при напряжениях 2.83 и 16 Вольт.

Наблюдаем типичный для всех басовиков рост искажений с понижением частоты, особенно начиная примерно со 100 Гц. Общий уровень гармоник ниже 100 Гц, как для 10" вуфера, можно охарактеризовать как "очень низкий", наверное, самый низкий, который я пока встречал у 10" басовиков.

С учётом того, что чувствительность человеческого слуха к гармоническим искажениям сильно падает в области самых низких частот, можно сказать, что уровни искажений HD2=-28 dB и HD3=-22 dB при напряжении 16 Вольт являются вполне приемлемыми для частоты 20 Гц. Это соответствует звуковому давлению около 93 дБ на 1м для одного басовика и 99 дБ для пары в стереосистеме - отличный показатель. С точки зрения гармонических искажений PTT10.0X04-NAB-02 может смело использоваться вплоть до 20 Гц и служить фундаментом масштабной полнодиапазонной многополосной АС.

  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 2.83 и 11.2 Вольта.

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. Уровень токовых искажений во многом определяет минимальный уровень искажений, который можно получить от динамика.

С понижением частоты и увеличением напряжения амплитуда колебаний диффузора возрастает и становится всё ближе и ближе к своему пределу линейности, поэтому, ниже 100 Гц начинается резкий рост гармоник всех порядков. В диапазоне выше 200 Гц даже при 11.2 Вольтах 2-я, 3-я и 5-я гармоники имеют очень низкие значения, а 4-я вообще находится ниже минус 100 дБ. Великолепный результат!

  Интермодуляционные искажения

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. 

В работе Bruno Putzeys "Distortion, The Sound That Dare Not Speak Its Name"  очень хорошо описаны механизм возникновения интермодуляционных искажений в динамике, а также один интересный эксперимент, который может проделать каждый. Суть его в одновременной подаче на басовый динамик музыкального сигнала с певучим, а не речевым (для лучшей слышимости эффекта), мужским или женским вокалом, или же скрипки, кларнета, и синусоидального сигнала частотой, к примеру, 30 Гц, уровень которого можно регулировать. Низкочастотный сигнал вызывает большую амплитуду колебаний диффузора, что приводит к появлению нелинейности подвеса и силового фактора. Нелинейность подвеса приводит лишь к появлению гармонических искажений низкочастотного сигнала и никак не отражается на воспроизведении средних частот, в то время как модуляция силового фактора ведет к изменению чувствительности динамика для средних частот, что проявляется в амплитудной модуляции голосового диапазона басовыми нотами. Проделайте сами подобный эксперимент и вы будет очень удивлены насколько сильно слышны интермодуляционные искажения и как они растут при увеличении низкочастотной составляющей. Возможно, это станет для вас большим открытием.

Для тестирования выбраны частоты 30 Гц и 255 Гц. При таком соотношении (1:8.5) вклад Допплеровских искажений ещё не является доминирующим и ещё можно наблюдать вклад амплитудной модуляции. Кроме того, это вполне реалистичная ситуация, встречающаяся как в двух, так и в трёхполосных системах. Измерения производились для разной амплитуды смещения диффузора на частоте 30 Гц.

На диаграммах выше приведены спектры интермодуляционных искажений для амплитуд смещения диффузора 2мм и 12мм с частотой модулирующего сигнала 30 Гц.

Однако, в этих спектрах, вместе с продуктами нелинейности мотора, замешаны и продукты неизбежной частотной модуляции за счёт 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]:

As(dB) = 20*log10(pi*A1*f2/c), где pi=3.14, A1- амплитуда колебаний нижней частоты в метрах, c=343 м/с, f2 - частота несущей. В нашем случае f1=30 Гц, f2=255 Гц. 

Применяя её, мы получаем максимальный уровень спектральных компонент второго порядка (IMA2D), соответствующих Допплеровским искажениям, примерно следующий:

d.f. (2 mm) = -46.64 dB (IMA2-Doppler)
d.f. (12 mm) = -31.07 dB (IMA2-Doppler)

Из диаграмм видно, что уровень реальных измеренных спектральных компонент искажений PTT10.0X04-NAB-02 для разных амплитуд сигнала 30 Гц составляет:

Для 2 мм = -43 дБ (IMA2)
Для 12 мм = -36.18 дБ (IMA2)

При амплитуде 2 мм уровень интермодуляционных искажений второго порядка оказался на 3.36 дБ выше Допплеровских искажений, а при амплитуде 12 мм уже на 5.15 дБ ниже. Это значит, что на малой громкости амплитудная модуляция чуть преобладает над частотной, а на средней громкости и выше уже принципиально неустранимая частотная модуляция полностью доминирует над амплитудной модуляцией, определяемой нелинейностью мотора динамика.

---

Я также решил измерить интермодуляционные искажения для пары частот 50 и 425 Гц. В даташите для измерений нормируется не амплитуда смещения диффузора, а звуковое давление величиной 80 дБ на расстоянии 1 м при излучении в полуплоскость. Я же выполнил измерения для амплитуд диффузора 1 мм и 6 мм, которые по расчётам должны создать звуковое давление 87.48 дБ и 103 дБ:

Для пары частот 50+425 Гц при малых и больших амплитудах диффузора уровень интермодуляционных искажений оказался чуть выше пороговых значений Допплеровских искажений, всего на 4.3 и 3 дБ. Очень хороший результат.

Вы можете спросить, а какая разница, какой механизм является источником, ведь все равно появляется паразитный спектр? Дело в том, что существует предположение, что наш слух значительно менее восприимчив к частотным искажениям, по сравнению с амплитудными. Интересная статья, опубликованная в Stereophile, на тему Допплеровских искажений - Red Shift: Doppler distortion in loudspeakers, а также обязателен к прочтению топик из блога PURIFI - Doppler distortion vs IMD? 

  Переходная характеристика

Хорошая переходная характеристика - быстрый фронт, монотонный спад, никакого перерегулирования и выбросов. Лёгкая волнистость на спадающем участке обусловлена резонансами диффузора в зональном режиме. После фильтрации в кроссовере от неё не останется и следа, поэтому не стоит обращать на неё внимание.

  Водопад

Водопад демонстрирует те же эффекты, что и переходная характеристика, вдобавок обнажая скрытые резонансы, которые сложно разглядеть на других видах измерений. В данном случае никаких новых проблемных резонансов не обнаружено.

Очень чистый водопад вплоть до частоты 3 кГц, за которой следует пара длинных гребней, вызванных неизбежными резонансами алюминиевого диффузора. Но это же басовик, ребята. Чистый-пречистый водопад до 3 кГц - Отлично!

  Слуховые  впечатления

Как обычно, после завершения измерений я уделил время прослушиванию басовика в измерительном щите на самом разнообразном музыкальном материале. Послушал, как он работает в полную полосу и как с низкочастотной фильтрацией LR2/150 и LR2/300 при помощи DSP. Описывать звучание басовика вне АС то ещё удовольствие, но, тем не менее, какие-то выводы постараюсь сделать.

Впечатляет крайне низкий аэродинамический шум подвижной системы, даже при максимальных амплитудах диффузора. Это хорошо слышно, когда динамик просто лежит на полу и на него подаются мощные низкочастотные сигналы. Очень часто у басовиков, даже при амплитудах вдвое ниже максимального линейного значения, слышны каие-то посторонние шумы, подсвистывания воздушных потоков в моторе, призвуки от подводящих проводов и тому подобное, особенно на динамических сигналах. Когда динамик установлен в щите или корпусе, этого не слышно, а вот в руках или на полу очень даже. У PTT10.0X04-NAB-02 с этим абсолютный порядок, он просто бесшумный.

Бас гитара динамична и чётко артикулирована, контрабас рельефный и упругий, в бас-бочке чувствуется импакт и наполненность. О, это уже совсем другой калибр, не 6" и не 8". Это десять дюймов, ребята, с ударом в 15 мм и резонансной частотой 20 Гц. Это слышно и хорошо слышно, и уже даже чувствуется. Удивительно, но при любом уровне громкости абсолютно отсутствуют слышимые искажения. 

Я бы охарактеризовал бас как точный, без ложного приукраса. Не жирный, не раздутый, не вялый, а наоборот - увесистый, плотный и твёрдый, т.е. с хорошей атакой и чётко очерченными временными контурами. Общий тембр звучания ближе к сухому и аналитичному. Он далеко не такой красочный и богатый полутонами и послезвучиями, как у динамиков с бумажными диффузорами. Ничего нового и удивительного, это характерная черта абсолютно всех динамиков с алюминиевыми мембранами, которые я слышал.

Так как конструктивно PTT10.0X04-NAB-02 это масштабированная версия своих меньших алюминиевых собратьев PTT6.5X04-NAA-08 и PTT8.0X04-NAB-02, то, естественно, я ожидал от него аналогичного звукового почерка, только с более глубоким низом. А вот и нет! 6" и 8" модели практически идентичны по звучанию, только 8" копает пониже. Десятка звучит пониже, понаполненнее, потеплее. Она меньше "лезет" в среднечастотный диапазон, благодаря чему звучит менее ярко и звонко. Тембр PTT10.0X04-NAB-02 явно ближе моему вкусу в сравнении с более мелкими алюминиевыми версиями.

  Рекомендации  по  применению

Благодаря очень низким нелинейным искажениям, очень большому линейному ходу и низкой резонансной частоте PTT10.0X04-NAB-02 найдёт себе прекрасное применение в басовом звене многополосной АС самого высокого класса. Отлично будет себя чувствовать и в роли сабвуфера.

Очень протяжённая и гладкая АЧХ в сочетании с очень низкими искажениями формально позволяют использовать этот 10" басовик даже в составе двухполосной АС в качестве НЧ-СЧ звена вплоть до 2 кГц, но я бы точно воздержался от такого применения. 

Сочетание T/S параметров PTT10.0X04-NAB-02 и высокого линейного хода +/-14.75 мм не позволяет реализовать полный потенциал басовика в фазоинверторном оформлении в объёмах корпуса ниже 50 литров по банальной причине - порт необходимого сечения будет иметь длину, которая просто не поместится внутри корпуса. Можно, конечно, снаружи приляпать .

С точки зрения удобства размещения порта фазоинвертора, достижения глубокого баса и использования всего потенциала линейного хода оптимальным будет корпус около 60 литров. Вот результаты симуляции такого оформления в программе VituixCAD:

Оформление "Пассивный излучатель" также возможно, но для конкретного динамика не вижу никаких особых бонусов по сравнению с фазоинвертором, кроме значительного удорожания конструктива.

А вот оформление "Закрытый ящик" с активной коррекцией спада на самых низких частотах возможно и заслуживает внимания. Проблема басовиков в закрытых ящиках это резкое возрастание амплитуды колебаний диффузора в сторону низких частот. Басовик для оформления "Закрытый ящик" должны обладать большим линейным ходом - как раз наш случай. Вот результаты симуляции в объёме корпуса 30 литров (!) и подъёме усиления в самом низу диапазона до 15 дБ:

Какой вкусный низ, а?  Нижняя граничная частота по уровню минус 3 дБ аж 19.7 Гц, кривая группового времени задержки порадует любого аудиофила. Максимальный уровень звукового давления на 20 Гц/1 м составляет 95 дБ для одного басовика и 101 дБ для стереопары. Очень приличные показатели для домашней аудиосистемы в помещениях до 25 м2. Но помните, что для реализации такой конфетки вам понадобится усилитель с номинальной мощностью не менее 400 Вт/4 Ома.

  Цена  и  где  приобрести

Приобрести басовики PTT10.0X04-NAB-01 можно как напрямую у компании PURIFI, так и в различных интернет-магазинах. Розничная цена находится в диапазоне €740/шт без учета НДС.

• https://compacbel.be/boutique/#!/products/purifi---ptt10-0x2e-0x04-nab-01
• https://www.soundimports.eu/en/purifi-ptt100x04-nab-01.html

​

  Резюме

Измеренные параметры и характеристики полностью соответствуют даташиту, за исключением чувствительности, которая оказалась на 1 дБ ниже. Как и прежде, новый динамик компании PURIFI, которым она распахивает себе дверь в 10" дивизион, отличается выдающимися параметрами и характеристиками. Я не могу придраться к PTT10.0X04-NAB-02 ни с какой стороны. В контексте сегодняшнего состояния дел в мире динамиков 10" калибра можно считать его идеальным.

Буду считать его своим референсом для всех последующих измерений каких-либо 10" басовиков.

Итак, что можно отметить:

• приемлемая чувствительность - 87 дБ/2.83 Вольт*1 метр
• очень большой линейный ход - 14.75 мм на одну сторону
• действительно работающая фирменная технология "нейтрального подвеса"
• жесткий алюминиевый диффузор
• ровная и гладкая АЧХ
• очень низкие гармонические искажения
• очень низкие интермодуляционные искажения
• великолепное качество изготовления
• верхняя граничная частота применения вплоть до 2 кГц

 

С более подробными результатами измерений можно ознакомиться здесь

Евгений Кожушко/20.06.2024