Технические особенности акустических систем PMC Fact Fenestria

Появление нового флагмана домашней линейки АС PMC (Professional Monitor Company) само по себе нельзя назвать неожиданным. Фирма активно развивается и подпитывается новыми идеями — в частности от молодого разработчика Оливера Томаса. Но увидев новинку воочию, многие удивились: она оказалась необычной внешне и плотно насыщенной не менее необычными и оригинальными техническими решениями. В этой статье, нашем техническом лонгриде, мы популярно изложим основные конструктивные особенности fact fenestria, по порядку и относительно подробно.

Частично эта тема уже была затронута нашим сайтом во вводной информации после премьеры этих удивительных АС на выставке в Мюнхене (статья к прочтению 1). Идеология и общая идея АС PMC fact Fenestria (статья к прочтению 2) в качестве «окна в музыку» уже освещена на нашем сайте. Инженерный базис и инструментарий разработчика, а также его (точнее их) личность и персональный — ох, как важный — опыт описан именно в этой статье.

Ниже мы выделим сухой остаток, результат работы. Какие именно технические решения Оливера и Питера Томаса сотоварищи дошли до производства и почему, какие в Fact Fenestria применены громкоговорители, детали и комплектующие и что в них особенного. А особенного в них много, уж поверьте.

Для обычного, не особо интересующегося электроакустикой человека первые наши две статьи о Fact Fenestria наверное более понятны, чем описание материалов и технологий того или иного динамика, но полезные знания каждый почерпнет и здесь. В конце концов, даже простое сравнение с показывает, что у других производителей новая флагманская модель не часто характеризуется радикально новой конструкцией корпуса и радикально новыми динамиками во всех полосах. В Fact Fenestria все это имеется — фирма PMC сделала прорыв во всех отношениях.

Начнем, однако, с самого простого. Как это все смотрится.

Внешние впечатления

В домашней линейке hi-fi PMC новые АС внешне выделяются, особенно габаритами по вертикали. Намек на большое помещение для прослушивания, конечно. В студийной линейке они сравнимы с активными большими контрольными агрегатами MB3 XBD-A — Fact Fenestria на 3-4 см ниже и намного стройнее.

Что послужило причиной «высокого роста и стройной фигуры»? До fenestria роль флагмана с успехом выполняла серия SE, но и пожелания клиентов, и требования времени совпали так, что пришла пора начать с чистого листа. Новая вытянутая вверх форма, кстати, уже была опробована в серии АС Fact, которую и возглавила Fact Fenestria.

Расположение динамиков на узкой передней панели почти строго симметричное. Проверим: в самом верху и самом низу выходы трансмиссионной линии. Симметрично. По два вертикально расположенных НЧ-динамика с плоским диффузором — то же. Фигурный алюминиевый элемент почти в форме песчаных часов посередине передней панели однако несет в себе купольный СЧ-динамик строго в центре и, над ним, купольный высокочастотник диаметром поменьше. Здесь строгая симметрия теряется.

При ближайшем рассмотрении алюминиевый держатель для СЧ и ВЧ-динамиков оказывается самостоятельной панелью, отделенной от остального корпуса. Тыловую часть СЧ-динамика закрывает металлический бокс, на котором установлен пулеообразный рассекатель. Под него в основном корпусе сделано полусферическое углубление.

Понять общую конструкцию АС, их «кубики» для сборки, поможет вот это видео, пособие по распаковке и сборке:

Внимательный зритель заметил, конечно, ряд необычных элементов, в частности боковые накладки. Пора перейти к обещанному техническому описанию, в котором обо всем будет рассказано по порядку.

The Nest или центральный модуль

Алюминиевая скульптура в виде песочных часов выточена из цельной алюминиевой заготовки. Ее изящные формы защищают от краевых отражений звука — ВЧ- и СЧ-громкоговорители будто висят в воздухе и свободны от дифракционной окраски звучания.

При этом сам модуль имеет виброзащитную развязку от остального корпуса, дополняя метафору свободного пространства для излучателей новым смыслом.

Планарные крылья

Вибрации, порождаемые движением подвижных систем НЧ-излучателей, неизбежно приходят в корпус акустической системы. На частоте резонансов любой корпус, массивный или легкий, большой или маленький начинает излучать эти вибрации в окружающее пространство, окрашивая звук.

Идея оригинального виброгасителя, впервые примененная для борьбы с вибрациями корпуса АС, пришла к разработчикам PMC из строительства. В сейсмоопасных областях для высотного строительства применяют особые меры. Если возбуждающая сила (землетрясение) приходит в здание снизу, то дополнительная рассчитанная масса на верхних этажах служит маятником или инерционным демпфером, который не дает небоскребу раскачаться и компенсирует внешнее возбуждение — если здание хочет наклониться, маятник тащит его в другую сторону. В 101-этажном небоскребе «Тайбей 101» на Тайване часть пространства на верхних этажах занимает 660-тонный ламинированный металлический шар, подвешенный на стальных канатах и подпружиненный рессорами. Этот маятник компенсирует как сейсмические нагрузки, так и ветровые. Еще два 6-тонных инерционных демпфера установлены в самом шпиле здания — они следят только за верхними этажами.

Аналогично сейсмозащите зданий два «планарных крыла» по бокам корпуса Fact Fenestria при появлении резонансных вибраций резонируют в противофазе и гасят их до того, как они начнут излучаться в комнату и окрашивать звук.

С учетом того, что внутри корпуса находится сложенный лабиринт, стенки которого служат дополнительным укреплением боковых панелей, вибрации в окружающее пространство и так малы. Планарные крылья, смонтированные на 12 гибких подвесках и колеблющиеся в противофазе, убирают их подчистую.

Остается только музыка.

ВЧ-ДИНАМИК

Чем ближе к друг другу ВЧ и СЧ-излучатели, тем лучше они реализуют идею точечного звука. Именно поэтому ВЧ-громкоговоритель Fact Fenestria сделан исключительно компактным. Конструкцию его вы видите на видео. Отметим следующее: компактность достигается за счет миниатюрного кернового магнита из редкоземельных металлов (на основе неодима). Монтаж сквозь кольцо из демпфирующего силикона марки Auereole позволяет снизить передачу вибраций через алюминиевую несущую панель (например от СЧ-громкоговорителя). Мягкий купол из сономекса (синтетической ткани) представляет собой единой целое с подвесом. Металлическая сетка помимо защитных функций еще и помогает выровнять диаграмму направленности звука.

СЧ-ДИНАМИК

Купольный СЧ-динамик диаметром 75 мм — фирменный стиль студийных мониторов PMC. Для Fact Fenestria он совсем другой и разработан заново. Подвижная система состоит из шелкового купола с пропиткой, двух подвесов, один из которых помогает в центрировании звуковой катушки, намотанной медным проводом.

НЧ-ДИНАМИК

НЧ-динамик, как и все остальные разработан специально для FACT Fenestria. В истории PMC были низкочастотники с плоской диафрагмой, но этот похож на них лишь внешне. Его мембрана намного тоньше и она трехслойная — наружный и внутренний слои сплетены хитрым образом из углеволоконных нитей, между ними — ячеистая жесткая структура из композитного материала. Материал для диффузора разработан в сотрудничестве с производителем композитов для мотоспорта. Уникальный рецепт позволил создать реальную поршневую мембрану, которая не деформируется при движении.

При относительно небольшом диаметре мембраны — 165 мм — обеспечен сверхдлинный ход подвижной системы за счет специального линейного подвеса. Мощный магнит из двух ферритовых колец стабилен во времени, эффективный отвод тепла от звуковой катушки, намотанной медным проводом в два слоя на алюминиевом каркасе, обеспечен отверстием в керне магнитной системы и открытой конструкцией литого диффузородержателя.

ТРАНСМИССИОННАЯ ЛИНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ATL

Трансмиссионная линия (ТЛ)  — это необычное низкочастотное оформление, более сложное в воплощении нежели, например, фазоинвертор (ФИ),  но дающее ряд преимуществ при правильном проектировании. Это акустическое устройство характерно тем, что тыловое излучение НЧ-динамика уходит в свернутый (для увеличения длины) лабиринт из перегородок внутри корпуса. В идеальном случае оно исчезает там полностью, увеличивая виртуальный полезный объем НЧ-оформления, но в реальной жизни разработчик не оперирует многометровыми лабиринтами и вынужден использовать тыловое излучение в ТЛ более рационально. Например, если рассчитать длину лабиринта в четырехкратном соотношении к длине волны частоты резонанса НЧ-громковорителя, то на выходе ТЛ появятся низкие частоты около этой самой частоты резонанса, которые будут складываться с основным излучением динамика. Манипулируя степенью сужения лабиринта от динамика к выходу, воздушным объемом и площадью сечения лабиринта непосредственно за НЧ-мембраной, свойствами звукопоглотителя внутри ТЛ и т.п., можно управлять этим дополнительным НЧ-излучением из выхода ТЛ, расширяя или сужая его частотный диапазон.

В отличие от фазоинвертора звуковое давление на выходе ТЛ может быть синфазно с основным динамиком, но это будет лишь один из рабочих вариантов применения ТЛ. Короче говоря, хотя многие реализации ТЛ могут быть некоторыми свойствами — подъему низких частот и разгрузке НЧ-динамика от опасных амплитуд смещения — похожи на фазоинверторное оформление, они не имеют свойственных ФИ недостатков, хотя бы потому, что ТЛ даже теоретически классифицируется  как устройство совсем другого типа, с намного более простой, чем у ФИ, передаточной функцией (нет цепочки резонансных контуров). На практике проверено, что такие системы могут эффективнее, чем ФИ снижать граничную частоту воспроизведения и повышать перегрузочную способность, а по поведению в области выше частоты основного резонанса динамика напоминают задемпфированный закрытый корпус. С другой стороны, методики расчета трансмиссионной линии, подбор громкоговорителей и практическая ее реализация неизмеримо сложнее.

LAMINAIR

При четвертьволновом резонансе у выходного отверстия лабиринта наблюдается максимум колебательной скорости воздуха (а НЧ-динамик при этом «отдыхает», его диффузор не движется). Завихрения и торможения воздуха в выходном отверстии трансмиссионной линии не нужны, так как дают призвуки, излучаемые в комнату прослушивания.

Используя опыт работы с гоночными автомобилями серии «Формула 1» Оливер Томас решил эту проблему изящно и эффективно с помощью аэродинамических преобразователей Laminair, действующих в горле трансмиссионной линии. Принцип их работы понятен из рисунка:

Принцип Laminair впервые опробован PMC в серии twenty.25, но мощные длинноходовые динамики Fenestria потребовали серьезного обновления всех элементов рассекателя.

РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Принципиальная схема фильтров работает на идеальное распределение сигнала по частоте между полосами звукового излучения. Выбрав лучшие элементы схемы — безындукционные резисторы, конденсаторы с малыми потерями — инженеры PMC выбрали печатный монтаж с толстыми медными проводниками для максимального короткого пути сигнала и заместили плату фильтров в специальном виброзащищенном отсеке. Фильтры четвертого порядка с крутизной среза 24 дБ/октаву также имеют пользовательские регулировки уровня НЧ и ВЧ для подстройки под акустику помещения. Соединения к плавающему алюминиевому модулю СЧ/ВЧ проведены через специальные скрытые каналы и используют разъемы разработки PMC.

Продолжением, или точнее, предисловием фильтров стали медные входные клеммы, также разработанные PMC. Они покрыты родием, обеспечивают отличный долговременный контакт, минимум потерь и три вида подключения обычное/biwire/triwire.

ПРОИЗВОДСТВО

PMC Fact Fenestria выпускаются на заводе PMC в Бедфордшире, Англия. Каждая деталь, поступающая от подрядчиков, тестируется и проверяется на соответствие требованиям. Это уже на входе обеспечивает повторяемость производства и исключает разброс параметров.

После того, как опытные сборщики заканчивают работу над каждой парой АС, они проходят полный цикл компьютеризированных измерений, которые подтверждают полное соответствие заданным параметрам. Затем колонки отправляются в комнату прослушивания, где проверяются с помощью используемых на Би-би-си испытательных фрагментах музыки и речи.

Fact Fenestria

Факт, который трудно оспорить — PMC Fenestria аккумулируют колоссальный опыт разработок с современным мышлением и метрологическим арсеналом. Заинтересованные персоны могут оценить результат — воспроизведение музыки — не погружаясь в технические подробности. Уверенность в том, что технический фундамент у PMC солидный, есть.

Оригинальный текст сайта next-hifi.ru. © 2020 Сергей Таранов