Кто создал громкоговоритель. История развития колонок. История развития акустических систем
Кто изобрел самые первые колонки?
Самые первые колонки, изобретены Полом Клипшем. Как вы думаете, какими были первые в мире акустические системы?
С динамическими головками, электростатические или, может быть, планарные?
Ни то, ни другое, ни третье. Историю акустики начали рупорные АС, и произошло это, когда человек впервые приложил сложенные ладони к губам, для того чтобы его речь звучала громче.
Собственно, руки и играли роль рупора, а голосовые связки динамика. Каким бы простым ни был этот пример, он действительно демонстрирует принцип действия…
Первые устройства для усиления и воспроизведения звука использовали принцип рупора. Взять хотя бы такое приспособление, как мегафон (в те времена, естественно, без усилителя) , или духовые музыкальные инструменты.
А знаменитый граммофон, ставший чуть ли не первым устройством для воспроизведения музыки Примеров достаточно? И только потом, начиная с 30-х годов двадцатого века, появились первые наметки в конструировании других типов акустических систем.
Если спросить любого человека, интересующегося аудиотехникой, о рупорных колонках, то с большой долей вероятности он сразу вспомнит марку Klipsch. И будет абсолютно прав, ведь на счету этой компании великое множество изобретений в области акустики, прославивших ее имя.
Фирма была образована в 40-х годах прошлого века, как раз в то время, когда появились первые разработки в усилительной технике. Компанию основал Пол Клипш (Paul W. Klipsch), он же и являлся основным идеологом и разработчиком компании на протяжении многих лет.
Надо упомянуть и про то, что большой вклад внес Гемгольц именно с него пошла теория про усиление звука… Ряд технических изобретений Гельмгольца носит его имя. Катушка Гельмгольца состоит из двух соосных соленоидов, удалённых на расстояние их радиуса и служит для создания открытого однородного магнитного поля.
Резонатор Гельмгольца представляет собой полый шар с узким отверстием и служит для анализа акустических сигналов, а также при строительстве низкочастотных звуковых колонок для усиления низких частот или наоборот используется для подавления нежелательных частот в помещениях.
История создания акустических систем начинается с попытки преобразовать электрические сигналы в звуковые еще в середине ХІХ века. Именно тогда, в 1849 г. итальянец Антонио Меуччи, проживавший сначала на Кубе, а затем в США, изобрел аппарат, способный передавать звук по проводам, который он назвал телектрофоном.
Но продвинуть свое изобретение в массы у Меуччи никак не получалось. Денег на оформление патента у него не было, но итальянец не отчаивался. Он подавал заявки на свое изобретение снова и снова, а позже попытался заинтересовать новинкой телеграфную компанию «Вестерн Юнион». Чертежи у него приняли, но испытания все время откладывали. В конце концов, у Меуччи лопнуло терпение, и он решил забрать чертежи обратно. Но в компании сообщили, что его бумаги…утеряны.
В 1876 г. американские газеты сообщили об изобретении телефона Александром Беллом. Прочитав новость, Меуччи заподозрил, что у него просто украли идею, и подал в суд на «Вестерн Юнион». После многолетней тяжбы в 1887 г. он все-таки выиграл процесс. Но к тому времени патент на изобретение уже истек, и итальянец смог получить разве что моральное удовлетворение. Прошло больше ста лет, прежде чем американский конгресс вынес решение о том, что именно Меуччи, а не Белл, является изобретателем телефона.
Впрочем, вопрос о том, кто же был первым в создании акустических систем, на самом деле очень условный. Ведь этим занимались изобретатели разных стран. Так, еще в 1861 г. аппарат, передающий звуки с помощью электричества, создал немецкий физик Иоганн Рейс. Собственно, именно он и придумал название «телефон». Но его изобретение было недостаточно чувствительным: хорошо передавались лишь громкие звуки музыкальных инструментов, а вот человеческую речь было слышно плохо. Изобретением Рейса заинтересовались и знаменитый Томас Эдисон, и тогда еще малоизвестный Александр Белл. Самому же физику не повезло: проблемы со здоровьем свели его в могилу, и ничего изобрести он больше не успел.
Впрочем, тогдашние акустические системы могли и не иметь отношения к электричеству. Первые устройства звукозаписи и звуковоспроизведения приводились в движение механически. Так, например, было со знаменитым фонографом Эдисона, который представили публике в 1877 г. В этом устройстве звук записывался с помощью движения иглы, соединенной с мембраной, по барабану, покрытому фольгой или воском. Эта же игла, двигаясь по уже вычерченной дорожке, воспроизводила звук. Вскоре фонограф вытеснило другое устройство – граммофон. Здесь связанный с мембраной резец записывал звук, процарапывая спиральный след на лаковом диске. Затем этот диск можно было использовать как штамп для печатания пластинок. Вскоре граммофоны и их переносные версии – патефоны – получили огромное распространение.
И все же идея использования электричества для излучения звука оказалась более живучей и перспективной. Основные принципы работы такого устройства изложил еще в 1874 г. немецкий инженер Эрнст Вернер фон Сименс, основатель одноименной компании. В описанном им аппарате катушка с обмоткой должна была двигаться под действием электрического тока. Изобретатель утверждал, что колебания катушки можно использовать для получения звука, но показать это на практике не смог. Частично это сделал в своем телефоне уже знакомый нам Александр Белл. В 1915-1918 гг. эти разработки продолжили инженеры фирмы Белла, и вскоре на улицах городов появились первые рупорные громкоговорители.
Но диапазон частот у этих устройств был очень узким. Выход нашли американцы Честер Рейс и Эдвард Келлог из компании «Дженерал электрик». В 1924 г. они сконструировали электродинамический излучатель, в котором диафрагма могла работать в диапазоне выше своей резонансной частоты. Уже через два года это устройство появилось в промышленных громкоговорителях Radiola Model 104, а также в радиоприемнике Radiola 28. В 1927 г. в конструкции головки громкоговорителя появился постоянный магнит, что способствовало улучшению качества звука. С тех пор акустические системы претерпели массу изменений, но принцип их работы до сих пор остается все тем же.
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.
Илья 2506
Рассматривая такое понятие как тракт звуковосприятия, необходимо понимать, что акустические системы представляют собой заключительный элемент. Это означает, что акустические системы влияют на финальный результат, на то, что слышит человек. Правильно подобрав и оптимально настроив акустические системы компьютера, вы в полной мере сможете насладиться всеми возможностями аудиосистемы вашего компьютера.
Изобретение акустических систем приходится на 19 век, но в связи с тем, что это изобретение сильно опередило свое время, оно осталось многие года невостребованным. И только в двадцатых годах двадцатого века с появлением ламповых усилителей, которые смогли обеспечить мощный выход сигнала, на акустические системы обратили внимание. На протяжении прошлого века акустические системы постоянно усовершенствовались, большой рывок в данном направлении произошел в 70-х годах и 80-х годах, но, как ни странно, базовая конструкция акустической системы мало в чем изменилась.
 |
compyou.ru | 6 410 Р |
Всемирно известная компания Yamaha уже в 1974 году представила на суд потребителей систему NS 1000 monitor, которая со временем стала популярной акустической системой высокого класса. К середине 70-х годов данная фирма начинает эксперименты со сложным материалом – бериллием. Впоследствии именно специалисты фирмы Yamaha первыми начали использовать бериллий для производства среднечастотных и высокочастотных динамиков. Новшество заключалось в том, что распыление бериллия происходило в специальной камере при помощи вакуумного осаждения.
В Советском Союзе, в отличие от США, Европы и Японии, HI-FI индустрия начала свое стремительное развитие только в конце 70-х годов. Именно в эти годы была изобретена и поставлена на промышленное производство акустическая система, которая полностью отвечала международным требованиям. Но все же до конца двадцатого века отечественная индустрия так и не смогла хотя бы приблизиться к тому качеству акустических систем, которые производились на Западе.
 |
Беру | 14 180 Р |
На сегодняшний день на потребительском рынке в большом ассортименте представлены компьютерные акустические системы, которые различны по цене и качеству. Изначально существовало два типа компьютерных акустических колонок – активные колонки и пассивные. Активные компьютерные колонки имели отдельное питание и встроенный усилитель, который позволял производить качественное звучание, пассивные компьютерные колонки собственного питания не имели и были запитаны от компьютера, в связи с чем их звучание было намного хуже.
Можно с уверенностью сказать, что компьютерные акустические системы берут свое начало от обычного динамика, который был вмонтирован в корпус компьютерного системного блока. Существенные изменения произошли в тот момент, когда была изобретена звуковая карта, которая могла производить двухканальный звук. На сегодняшний день данная система приобрела название 2.0, где цифра два обозначает количество используемых колонок, а вторая - сабвуфер.
В последующем была разработана акустическая система 4.0, в состав которой входило четыре колонки. Две колонки использовались как фронтальные, остальные две как тыловые. Данная акустическая система позволяет воспроизводить хорошие эффекты трехмерного звука. В дальнейшем появилась акустическая система 4.1, в комплект которой входит сабвуфер. Эта акустическая система является четырехканальной в связи с тем, что низкочастотные сигналы выделяются с помощью кроссовера.
На этом изобретатели не остановились, и вскоре была изобретена и запущена в производство новая акустическая система формата 5.1. Данная система включает в себя по две колонки, используемые как фронтальные и тыловые, одну центральную колонку и сабвуфер. Именно эта акустическая система качественно отличается от предыдущей системы 4.1 благодаря появлению центральной колонки, без которой невозможно воссоздать формат Dolby Digital. Именно центральная колонка в акустических системах 5.1 воспроизводит диалоги героев фильмов, что и делает формат Dolby Digital уникальным. Сегодня компьютерную акустическую систему 5.1 может дополнять декодер DTS или же декодер Dolby Pro Logic, используя которые, звучание домашнего кинотеатра приобретает новые акустические эффекты.
Рассказать друзьям
