Каталог моделей акустических систем на базе коаксиальных динамических головок Tannoy

Головки динамические (коаксиальные)


Конструкция коаксиального излучателя Tannoy Dual Concentric

Расшифровки сокращений

  • АС — акустическая система
  • АW — всепогодные акустические системы (от All Weather)
  • CMS — потолочные акустические системы (от Ceiling Monitor Systems)
  • CPA — сценические акустические системы (от Contractor Pablic Address)
  • DC — двойной каксиальный излучатель (от Dual concentric)
  • DMT — технология изготовления антирезонансных корпусов из композиционных материалов (от Differential Material Technology)
  • DTM — настольная акустическая система (от Desk Top Monitor)
  • FSM — серия моделей студийных мониторов среднего и дальнего поля (от Fine Studio Monitor)
  • G.R.F. — именная серия акустических систем в честь основателя Гая Р. Фонтейна (от Guy Rupert Fountain)
  • HPD — коаксиальный излучатель повышенной мощности (от High Performance Dual)
  • ICT — конструкция индуктивно связанной дюралюминиевой диафрагмы ВЧ излучателя с магнитной системой НЧ излучателя (от Inductively Coupled Technology), использующая принцип электромагнитной муфты
  • iDP — цифровой интерфейс управления активными акустическими системами (от Interactive Digital Programming)
  • iW — серия встраиваемых трансляционных акустических систем (от in-Wall)
  • LE — серия с ограничееным тиражом (от Limited Edition)
  • NFM — серия моделей мониторов ближнего поля (от Near Field Monitor)
  • PA — общественный громкоговоритель (от Public Address)
  • R.H.R. — именная серия акустических систем в честь главного инженера Рональда Г. Рекхема (от Ronald Hastings Rackham)
  • SE — особая версия (от Special Edition)
  • SGM — серия моделей студийных мониторов (от Super Gold Monitor)
  • SRM — серия моделей студийных мониторов (от Super Red Monitor)

Подвесы НЧ диффузоров:

  • HE — жесткий тканный подвес НЧ диффузора (от Hard Edge)
  • NBR — нитриловый каучук (от Nitrile Butadiene Rubber)

Типы ВЧ излучателей:

  • HW — тип конструкции компрессионного ВЧ излучателя (от Horn Waveguide)
  • TW — тип конструкции ВЧ излучателя с волноводами вида «тюльпан» (от Tulip Waveguide)

Идеальный точечный источник

Для начала, давайте представем всю совокупность записывающего и воспроизводящего аудиотракта в виде чёрного ящика, находящегося между исполнителем музыки и слушателем. В этом случае в сторону исполнителя из этого «чёрного ящика» будет направлен условный считывающий микрофон, а в сторону слушателя — воспроизводящая акустическая система.

В идеальной модели акустический сигнал, воспроизводимый акустической системой в сторону слушателя, должен максимально точно соответствовать сигналу, который достигает считывающего микрофона со стороны исполнителя музыки. Годы технического прогресса показали, что это нелёгкая задача, так как большинству существующих систем записи и воспроизведения присущи явные недостатки, которые позволяют 80% слушателей однозначно отличить оригинальное музыкальное исполнение от его воспроизводимой копии.

Сложность этой задачи оценили ещё наши древние предки, занимаясь конструированием первых музыкальных инструментов. Уже тогда приходилось учитывать особенности распространения звука в воздушной среде. А именно: для воспроизведения звуков с низким тоном необходимо использовать инструменты массивных размеров, а для звуков с высоким тоном требуются упругие материалы, резонирующие на высоких частотах. При этом для борьбы с быстрым затуханием звука полезно использовать рупорные звуководы, либо резонирующие корпусные объёмные элементы, увеличивающие площадь источника звуковых волн.

И на данный момент все варианты акустических систем не могут вплотную подойти к характеристикам идеального точечного источника.

Дискретные излучатели

В многополосной акустической системе устанавливается несколько изслучателей, каждый из которых наиболее эффективно воспроизводит свою часть спектра звукового сигнала. За счет специально подобранных параметров частотных фильтров разработчики добиваются разложения воспроизводимого сигнала на отдельные частотные диапазоны таким образом, чтобы каждая динамическая головка работала в оптимальном для нее частотном диапазоне, и в сумме излучение от отдельных динамических головок давало бы сигнал близкий к исходному.

Так головки в дискретной акустической системе имеют различные конструтивные размеры и разные геометрические места расположения их акустических фокусов, то есть точек начала формирования звуковых волн, то в суммарной излучаемой звуковой волне наблюдаются неоднородности по фазе и амплитуде сигнала.

Но даже если допустить, что каждый дискретный излучатель является идеальным источником для своего частотного диапазона, то из-за разного положения их акустических фокусов фронт излучаемой звуковой волны приобретает сложную форму, затрудняющую формирование четких звуковых образов у слушателя.

При скорости звука 340 м/с длина волны при частоте 2 кГц составляет 17 см, а на частоте 5 кГц — всего 6,8 см. Поэтому если фокусы двух излучателей находятся от слушателя на разных расстояниях, а разница составляет около 8 см, то в верхнем диапазоне голоса вокалиста слушатель будет слышать явный провал по звуковому давлению, так как излучатели будут работать в диапазоне 2 кГц почти в противофазе со сдвигом на 90 градусов по фазе. Если разницу уменьшить до 3 см, то взаимное глушение будет наблюдаться в полосе около 5,5 кГц.

Но даже если разницу сократить до 1,5 см, то на 5,5 кГц сдвиг по фазе составит 45 градусов. То есть когда в одном излучателе колебание будет проходить только нулевую точку, второй уже будет на пике амплитуды колебания. В такой ситуации слушатель будет воспринимать более размытый звуковой образ.


Разнесенные акустические фокусы дискретных излучателей не могут сформировать в точке слушателя синфазную акустическую картину. Точка прослушивания оказывается ниже геометрической оси акустической системы

С помощью линий задержки в частотных фильтрах акустических систем можно добиться того, что каждый излучатель будет работать со своей собственной задержкой (со своим сдвигом по фазе) так, чтобы компенсировать разницу в положении акустических фокусов. Но этот сложный трюк не спасает от проблемы разных дистанций от излучателей до слушателя при его перемещении относительно акустической системй, особенно в вертикальной плоскости.


За счет линий задержки в частотных фильтрах можно выстроить мнимые акустические фокусы в одной плоскости и поднять точку прослушивания. Но за пределами этой идеальной позиции синфазность излучения всё равно отсутствует

Широкополосный излучатель

Если бы конструкторы смогли воплотить в жизнь идеальный точечный источник, он бы назывался широкополосным излучателем. Но это невозможно пока. Поэтому если речь идет не о головных телефонах (наушниках), а об акустических системах для озвучивания некоего пространства (открытого места или закрытого помещения), то на данный момент широкополосные излучатели уступают дискретным акустичесим системам по широте полосы частот излучаемого сигнала и по равномерности амплитудно-частотной характеристики.


Внешний вид широкополосного излучателя

Широкополосные излучатели либо не выбирают суб НЧ-диапазон и верхний ВЧ-диапазон, либо не выбирают НЧ-диапазон, отыгрывая только «середину» и «верх». Более того, у многих широкополсных излучателей сильная неравномерность амплитудно-частотной характеристики заметно окрашивает звучание.

Коаксиальный многополосный излучатель

Если совместить акустические фокусы дискретных излучателей в одну точку, то такая конструкция приблизилась бы к идеальному точечному источнику. Одним из шагов в этом направлении является вариант размещения излучателей на одной оси, то есть коаксиальное размещение излучателей:

Динамические головки Tannoy Dual Concentric конструтивно относятся ко второму типу коаксиальных излучателей. То есть они представляют собой двухполосный составной громкоговоритель, в котором ВЧ-излучатель помещен в центре НЧ-излучателя.

Общая схема конструкции

Так как рассматриваемые на данном сайте акустические системы Tannoy построены на базе электродинамических излучателей, то громкоговорители на базе электростатического или пьезоэлектрического принципа действия вынесены за пределы настоящего рассмотрения.

Принципиальная схема

Наглядно принцип работы электродинамического излучателя приведён в статье «Принцип работы динамической головки».

Компоненты динамической головки и их назначение

Используемые материалы

Для изготовления динамических головок необходимы материалы с различными физическими свойствами: электропроводимость, магнетизм, взякость, упругость, жёсткость, твёрдость, теплопроводность.

Так называемая корзина, выполняющая роль каркаса динамической головки, чаще всего изготовляется из сплава алюминия. Коаксиальные излучатели Tannoy выпускались как с литыми корзинами, так и со штампованными.

Материалы магнитной системы

В динамических головках Tannoy применяются следующие виды магнитных сплавов и материалов:

АлНиКо (АльНиКо)

АлНиКо (AlNiCo) — ферромагнитный сплав, обладающий высокой коррозионной устойчивостью, большим значением силы магнитного поля (Br) и стабильностью при высоких температурах (до 550°C). Магниты AlNiCo изготовляют литьём из порошков и горячей деформацией слитка.


Примерный вид магнитов на основе сплава AlNiCo. См. источник

Состав сплава:

Феррит бария

Феррит бария (Barium ferrite) — оксид бария и железа. Магниты из феррита бария устойчивы к воздействию теплового размагничивания (до 300°C), а также устойчивы к корозии, так как феррит бария сам является оксидом металла.

Химическая формула — BaFe12O19


Примерный вид магнитов на основе феррита бария. См. источник
Неодим-железо-бор

Неодим-железо-бор — сплав трёх металлов (неодим, железо и бор). Неодимовые магниты обладают очень высокой магнитной индукцией и высокой стойкостью к размагнитиванию. Но подвержены коррозии, поэтому требуют специального защитного покрытия (часто покрыты никелем и медью). Неоодимовые магниты изготовляют из смеси порошков металлов путём запекания в специальной печи под давлением при температуре 1200°C, либо за счёт впрыскивания в расплавленный полимер, который затем формуется.


Примерный вид магнитов на основе сплава неодим-железо-бор. См. источник

Состав сплава:

Материалы НЧ-диффузоров

Tannoy в своих излучателях использовал несколько материалов для НЧ-диффузоров:

Материалы подвесов НЧ-диффузоров

Tannoy в своих излучателях использовал несколько материалов для подвесов НЧ-диффузоров:

Подвес из нитрилового каучука (NBR или Buna-N)

Нитриловый каучук (Buna-N или NBR от Nitrile Butadiene Rubber) обладает большей долговечностью, чем вспененный полиэфир «tanoplas». Изготавливается из акрилонитрила и бутадиена. Производится под разными торговыми маркамми: Buna-N, Perbunan, NBR, Nipol, Krynac, Europrene.


Подвес из нитрилового каучука NBR (на примере излучателя Tannoy Dual Concentric Full Range System Type 2513, собственное фото)

Подвесы из NBR встречаются в различных линейках АС (как с компрессионными ВЧ-излучателями, так и с ВЧ-излучателями с волноводами типа «тюльпан»): DMT, CPA, System, Sixes, Saturn, Definition (D100, D300, D500, D700, D900).

Подвес из поропласта «tanoplas»

Вспененный полиэфир «tanoplas» по сути является пористым пенополимером (то есть в просторечии это аналог «поролона»). «Tanoplas» применялся в излучателях серии Monitor HPD и некоторых других моделях с компрессионным ВЧ-излучателем. Подвес из мягкого «tanoplas» обладает низкими демпфирующими свойствами, что обеспечивает низкую собственную резонансную частоту самого подвеса и НЧ-диффузора в целом. Так, например, если в серии Monitor Gold излучатели с тканевым подвесом имели собственную резонансную частоту 25–30 Гц, то в серии Monitor HPD — уже 20–22 Гц.


Подвес из поропласта (на примере излучателя Tannoy Dual Concentric Full Range System Type DU386, см. источник)

Недостатком подвеса из «tanoplas» является его недолговечность. В зависимости от климатических условий эксплуатации материал подвеса в течение 5–15 лет окисляется и разрушается в виде липкой субстанции или сухой крошки. Для восстановления работоспособности такого НЧ-диффузора необходимо приобретать ремонтные комплекты и производить замену и переклеивание подвеса.

Подвес из пропитанной гофрированной ткани

Самый «жёсткий» материал для подвеса из используемых в коаксиальных излучателях — пропитанная гофрированная ткань (corrugated fiber).

В качестве волокнистого материала подвеса используют разные виды ткани:

Для пропитки тканных подвесов используют различные составы:

Эволюция конструкции НЧ-диффузоров

Формы диффузоров

Tannoy в своих излучателях использовал НЧ-диффузоры с разной геометрией профиля (форма поверхности в разрезе):

Для однополосных излучателей использование НЧ-диффузора с гиперболическим профилем не даёт никаких преимуществ. Но для коаксиальных излучателей, у которых НЧ-диффузор является продолжением рупора ВЧ-излучателя, гиперболическая форма позволяет эффективно продлить ВЧ-рупор.


На схеме 300 мм излучателя Tannoy 3198 в разрезе видно, что форма НЧ-диффузора максимально приближена к гиперболическому рупору

В активных мониторах серии Gold (5/7/8), выпущенных в конце 2010-х, НЧ-диффузор имеет форму, максимально приближенную к конусу.


На схеме излучателя в акустической системе Tannoy Gold 8 в разрезе видно, что форма НЧ-диффузора максимально приближена к конусу

Формы подвесов

Tannoy в своих излучателях использовал подвесы НЧ-диффузоров с различными профилями (форма поверхности в разрезе):

В зависимости от модели излучателя внутренний край подвеса может представлять собой плоский диск для наклеивания поверх диффузора, либо конусную юбку, на которую наклеивается отформованный край бумажного НЧ-диффузора.

S-образный профиль подвеса НЧ-диффузора

S-образный профиль подвеса в сечении представляет собой два концентрических полутора, зеркально ориентированных относительно друг друга так, что в срез напоминает волну.


S-образный профиль подвеса НЧ-диффузора: а) схематический вид в разрезе, б) вид спереди (диффузор поверх подвеса на примере излучателя Tannoy Dual Concentric Loudspeaker Type LSU/HF/15/8), в) вид спереди (подвес поверх диффузора на примере излучателя Tannoy Dual Concentric Full Range System Type 3808)
C-образный профиль подвеса НЧ-диффузора

C-образный профиль (roll) подвеса в сечении представляет собой полутор.


С-образный профиль подвеса НЧ-диффузора: а) схематический вид в разрезе, б) вид спереди (подвес поверх диффузора на примере излучателя Tannoy Dual Concentric Full Range System Type 2513, собственное фото)
3-образный профиль подвеса НЧ-диффузора

3-образный профиль (twin roll) подвеса в сечении представляет собой два концентрических полутора.


3-образный профиль подвеса НЧ-диффузора: а) схематический вид в разрезе, б) вид спереди (на примере излучателя Tannoy Dual Concentric Full Range System Type 3806, см. источник)

Эволюция конструкции ВЧ-излучателя

В коаксиальных динамических головках Tannoy ВЧ-излучатель устанавливается внутрь керна НЧ-излучателя на некотором углублении. При этом сам керн НЧ-излучателя заполняется звуковым каналом определённой формы, выполняющей роль акустического рупора с почти гиперболической кривизной. А так как почти все коаксиальные излучатели Tannoy (кроме Tannoy Gold 5,7,8) имеют НЧ-диффузоры, профилированные тоже по форме гиперболического рупора, то фактически ВЧ-излучатель работает в режиме небольшого рупора, излучая звуковые волны через канал рупорной формы и задействуя НЧ-диффузор в качестве рупорного продолжения.

Далее рассмотрим в порядке появления в продаже следующие типы ВЧ-излучателей коаксиальных динамических головок:

Компрессионный ВЧ-излучатель без волноводов

Звуковой канал компрессионного ВЧ-излучателя представляет собой акустический рупор. Задняя стенка звукового канала, запирающая компрессионную камеру ВЧ-диафрагмы, имеет несколько сквозных отверстий. Из-за этих отверстий коаксиальные головки с такими ВЧ-излучателями прозвали «перечницами».



Звуковой канал компрессионного ВЧ-излучателя: а) вид спереди, б) вид сбоку в разрезе

Коаксиальные излучатели условной серии «Monitor Silver» защищались от пыли чёрным акустически прозрачным чехлом. Начиная с серии Monitor (усл. «Monitor Red»), Tannoy стал использовать сетчатые пыльники ВЧ-излучателей, устанавливая их прямо на поверхность НЧ-диффузора.


Коаксиальная головка Tannoy 3149 с установленным пыльником рупора ВЧ-излучателя

Звуковой канал одного из самых крупных вариантов компрессионного ВЧ-излучателя. См. источник

ВЧ-излучатель с волноводом типа «пуля»


Звуковой канал ВЧ-излучателя с волноводом типа «пуля»: а) вид спереди в сборе в коаксиальном излучателе

ВЧ-излучатель с волноводом типа «полу-тюльпан»


Звуковой канал ВЧ-излучателя с волноводом типа «полу-тюльпан»: а) вид спереди в сборе в коаксиальном излучателе, б) вид внутреннего волновода сбоку

ВЧ-излучатель с волноводом типа «тюльпан»


Звуковой канал ВЧ-излучателя с волноводом типа «тюльпан»: а) вид спереди в сборе в коаксиальном излучателе, б) вид в сборе с внешним волноводом и НЧ-магнитом, в) вид внутреннего волновода в сборе с ВЧ-магнитом, г) вид в сборе сбоку в разрезе

ВЧ-излучатель с волноводом типа «супер-тюльпан»

Для серии коаксиалов SuperDual были сконструированы новые волноводы для ВЧ-излучателя. Основной отличительной их чертой является увеличенное количество лепестков «супер-тюльпана» в звуковом канале ВЧ-излучателя. При взгляде спереди можно насчитать 5 концентрических волноводов. Причём два внешних кольца устанавливаются отдельно от ВЧ-излучателя для обеспечения ремонтопригодности.


Звуковой канал ВЧ-излучателя с волноводом типа «супер-тюльпан»: а) вид спереди в сборе в коаксиальном излучателе, б) вид внутреннего волновода, в) вид в сборе сбоку в разрезе

ВЧ-излучатель с волноводом типа «укороченный тюльпан»


Звуковой канал ВЧ-излучателя с волноводом типа «укороченный тюльпан»: а) вид спереди в сборе в коаксиальном излучателе, б) вид внутреннего волновода, в) вид в сборе сбоку в разрезе

ВЧ-излучатель с тороидальным волноводом типа «пуля» (torus ogive)


Звуковой канал ВЧ-излучателя с тороидальным волноводом типа «пуля»: а) вид спереди в сборе в коаксиальном излучателе, б) вид в сборе сбоку в разрезе

Достоинства и недостатки конструкции

Выше уже не раз было упомянуто, что основной целью коаксиальных динамических головок в соперничестве с другими типами динамиков является стремление приблизиться к точечному источнику, воспроизводящему весь частотный спектр сигнала из одной точки. Поэтому конструкции акустических систем Tannoy, в которых вместо одной коаксиальной головки применялось несколько излучателей в разных сочетаниях, вызывают дискуссии.

С другой стороны, если учесть особенности восприятия человеком нижних и верхних границ слышимого акустического спектра, то использование дополнительных басовых излучателей, работающих в диапазоне до 400 Гц, и дополнительных сверхвысокочастотных излучателей, работающих от 20 кГц, не оказывает заметного негативного влияния на детализацию звукового образа.

Дело в том, звуковые волны частотой ниже 340 Гц имеют длину волны более одного метра и просто огибают голову слушателя, создавая примерно равные амплитудно-фазовые ощущения от сигнала в левом и правом ухе слушателя. А сверхвыскочастотные звуковые волны частотой выше 20 кГц также не поддаются локализации источника из-за ограниченных возможностей внутреннего уха слушателя уловить разницу фаз между сигналом от правого и левого уха на таких частотах. Более того, при прослушивании чистых гармоник локализация сильно затрудняется еще раньше, начиная с 8000 Гц.