Плоские колонки с объемным звуком: как правильно — BMR или NXT?

Сейчас в некоторых проекторах, телевизорах и смартфонах используется технология звукоизлучения самой поверхности экрана, таким образом - отсутствует необходимость в отдельных колонках.

Поводом для этого поста послужила статья журнала “Популярная механика”, в которой рассказывалось о создании российскими разработчиками тонких акустических систем с применением т.н. NXT-панелей. Там же были опубликованы рассказы производителей о том, что такие громкоговорители обладают уникальными свойствами и преображают звук.

Автор же материала вообще не скупился на эпитеты и утверждал, что не отличил бы воспроизведенный звук рояля от живого инструмента. Причем даже четко определил, какой именно инструмент был записан. Очевидно, что оригинальность этой технологии и демонстрируемые результаты ее применения достойны отдельного материала.

На самом деле DML

Если быть точным, то правильное название технологии, о которой идёт речь, не NXT. Изначально она называлась Distributed Mode Loudspeaker (DML), что достаточно хорошо описывает характерные особенности излучения. Широко распространившийся термин NXT происходит от названия New Transducers Ltd., компании, которая запатентовала технологию в 1997-м году.

Принцип создания звуковых волн в подобных излучателях — индукция равномерно распределенных колебаний, пьезоэлектрического, электродинамического или иного “возбудителя”, работающего в звуковом диапазоне. Эти драйверы располагаются на панели с учетом её резонансных характеристик, благодаря чему генерируется не классическое точечное звукоизлучение, но хаотическое движение различных участков поверхности панели.

Такой принцип можно сравнить с землетрясением или принципом действия акустических инструментов. Колебания от места установки устройства “возбудителя” распространяются в виде своеобразных «сейсмических» волн. Такие колебания двигаются до края панели, отражаются и суммируются в отдельных кластерах стоячих волн.

Несмотря на хорошо описанный эффект и практические наработки, полноценной физической модели такого излучения на данный момент не создано, что несколько осложняет задачи инженерам, создающим подобные устройства. Главная сложность, которая стоит перед разработчиками — правильное расположение излучателя на панели (мембране), что необходимо сделать, исходя из резонансных особенностей используемого материала.

Свойства и полезные эффекты

Если сравнивать этот излучатель с классическими динамиками, то он обладает такими свойствами, как дипольность, диффузное излучение, всенаправленность (а соответственно, отсутствие возможности четко определить источник), плоские габариты. Производителями акустики с подобными излучателями также заявляется “сохранение звукового давления на значительном расстоянии от излучателя”.

Этот эффект субъективно ощущается и непосредственно при прослушивании, что и неудивительно. В отличии от традиционных динамических излучателей, которые являются точечными источниками звука со сферическим фронтом волны и у которых при каждом удвоении расстояния уровень звукового давления падает на 6 дБ, панель - линейный источник с плоским фронтом и у него уровень падает на 3 дБ.

Интересно, что в современной акустике исследований относительно такого рода эффекта не описано, не описаны также причины, по которым может возникать иллюзия постоянства длительного сохранения звукового давления.

Ещё один эффект — очень широкая горизонтальная и вертикальная диаграмма направленности. DML-драйвер излучает во все стороны и стирает локализацию источника. Благодаря этому максимально расширяется диаграмма направленности, и стереоэффект распространяется практически на всё помещение, где расположена акустика.

Неидеальный громкоговоритель

Как и любое другое решение в электроакустике, такие излучатели имеют недостатки. Так диффузность излучения, неизбежный спутник этого типа громкоговорителей и АС на их основе, стирает локализацию КИЗ, т.е. не формирует той стереопанорамы, которую задумал звукорежиссер. Вместо этого возникает эффект стены звука, где нет четкой локализации ни реальных, ни кажущихся источников. При этом сами инструменты и голоса относительно хорошо различимы.

Та же диффузность при увеличении плотности звука снижает отчетливость воспроизведения. Это особенно заметно при воспроизведении симфонических и хоровых произведений, что может свидетельствовать о выраженной гармонической и интермодуляционной составляющей.

Также ощутимой проблемой становятся низкие частоты. Известно, что для получения достаточной амплитуды в низкочастотном диапазоне, без использования компромиссных решений, типа гудящих фазоинверторов и ухающих пассивных излучателей, нужна большая площадь диффузора. Для DML-излучателей достаточной для сносного воспроизведения низких является площадь в 1,5 квадратных метра.

Ещё одной негативной особенностью панельного NXT-излучения считается частотный диапазон. Так в среднем панель площадью 0,6 кв. м. способна воспроизводить звук в частотном диапазоне от 100 до 18000 Гц.

BMR — комбинированный принцип

Помимо DML-излучателей, NXT также производит комбинированный тип драйверов BMR. Эта гибридная технология позволяет совместить DML с классическим динамиком, в попытке получить эффекты, свойственные как одному, так и второму типу. NXT заявляют, что получившиеся в результате драйверы обладают амплитудно-частотной характеристикой динамических громкоговорителей, при этом имеют меньший профиль и более широкую вертикальную и горизонтальную диаграмму направленности.

Сравнение принципов работы классического поршневого, DML и BMR излучателей.

Средние и высокие частоты, которые способен излучать такой драйвер, ближе к характеристикам DML. На данный момент доступны два типа подобных динамиков: Audio Full Range (AFR) — широкополосный с круговой диафрагмой и High aspect ratio panel (HARP), излучатели длинной и тонкой формы, которые применимы в стесненных по площади габаритах. BMR, ввиду того, что они также разработаны New Transducers Ltd. нередко называют NXT, это также следует учитывать при выборе.

Итог

Таким образом, получается NXT бесспорно интересен как принцип, но не является абсолютной панацеей. Более того, любые заявления о его сверхвысокой верности воспроизведения и “реалистичность” звучания, вероятнее всего, излишне субъективная оценка. Очевидно, что АС на базе таких драйверов имеют как явные преимущества, так и ощутимые недостатки. Последние могут зависеть как от жанровых особенностей, так и в целом от особенностей принципа работы излучателей.