Узконаправленные системы

Это абсолютно новый класс устройств, часто именуемый звуковыми прожекторами. Суть их состоит в следующем: данные системы не распространяют звук во всех направлениях, а собирают его в некий пучок, обладающий большей энергией и дальностью действия. Причем такой звук неспроста называется узконаправленным, поскольку, если вы направите его на конкретного слушателя, другие люди, находящиеся даже в метре от него, ничего не услышат. Да и слово "прожекторы" используется неспроста, поскольку наглядно описывают саму суть. Но световые волны обладают очень малой длиной волны, поэтому с ними работать в плане направлений очень удобно, а вот звуковые волны требуют другого подхода. Ведь для того, чтобы создать узконаправленный источник звука для 20 Гц, нужно иметь длину излучателя, равную около 17 метров. Поэтому на данный момент мы можем столкнуться с двумя направлениями в области реализации звуковых прожекторов: ультразвуковые и обычные звуковые.

Ультразвуковые прожекторы

Ультразвуковые прожекторы имеют небольшую историю, хотя ведут ее с таких устройств из 40-х, как сонары, используемые в подводном флоте. Эти приборы с помощью узконаправленного луча ультразвуковой волны сканируют пространство вокруг, в результате чего можно определить объекты и расстояния до них. Но ученые заметили, что из-за нелинейности водной среды ультразвуковые волны создают волны с более низкими частотами. В 70-х и 80-х появилось несколько публикаций, а между тем многие ведущие производители мира уже вовсю занялись проработкой данной идеи применительно к бытовой аппаратуре. Сама ультразвуковая волна стала рассматриваться как несущая — по типу того, как работает радио, она модулируется специальным образом обычной звуковой волной (сигналом). При большой интенсивности такой ультразвуковой волны воздух начинает себя вести нелинейно, она искажается, и на некотором расстоянии от источника сигнал "расшифровывается". Плюсом данной системы является то, что ультразвук имеет малые длины волн, и поэтому их удобно собирать "в пучок".

Минусом — большое количество гармонических искажений, с чем боролись более 20 лет, и многие производители даже отказались от этой идеи из-за невозможности понижения коэффициента THD менее 50%. Успеха добился Джозеф Помпеи, со студенческих лет заинтересовавшийся данной темой, причем учась и работая в передовых институтах — в частности, Массачусетском технологическом (MIT). Он придумал свой собственный метод шифрования несущей ультразвуковой волны таким образом, что в итоге мы получаем гармонические искажения на уровне 1% и динамический диапазон в 100 дБ, что сопоставимо с качеством Hi-Fi. Данное изобретение было успешно запатентовано, и Помпеи открыл свою компанию Holosonic Research Labs, которая на данный момент выпускает две модели: менее мощную с 18-дюймовым излучателем (максимальная звуковая мощность 100 Вт) и более мощную с 24-дюймовым (150 Вт). Их стоимость в зависимости от продавца составляет порядка $2000. Такие устройства уже можно встретить в некоторых музеях и галереях.

Звуковые прожекторы

А в данном типе устройств за основу взята конструкция современных радаров. Ранее они, как и сонары, сканировали небо узконаправленным лучом электромагнитной волны, но со временем скорость целей существенно увеличилась, поэтому было разработано специальное ноу-хау, на самом деле очень простое. Современные радары — это целые комплексы, состоящие из множества взаимосвязанно работающих маленьких радаров. Направление суммарного луча зависит от фазы сигнала, а скорость сканирования равна скорости света. При этом данные системы могут эмулировать не только один, а сразу несколько мощных радаров. Применительно к звуку на эту технологию обратила внимание британская компания 1Ltd и запатентовала ее, но сама ничего выпустить не смогла.

А вот компания Pioneer все-таки разработала такое устройство, и сейчас вы можете его найти под названием Pioneer Digital Sound Projector или в аббревиатуре — PDSP-1. Изначально это позиционировалось как очень дорогое решение, поэтому изобретатели ни на что не скупились: 254 излучателя, и к каждому отдельный цифровой усилитель. Цена также не маленькая — $40.000. Хотя, если пойдет серийное производство, она уменьшится вдвое. Второе устройство, или даже три устройства, предлагает Yamaha. Они использовали технологию от 1Ltd, но решили позиционировать свои модели ближе к пользовательскому ценовому диапазону. Поэтому в базовой модели Yamaha Sound Projector-1 (или сокращенно YSP- 1) для создания фронтальных и тыловых каналов используется только 40 излучателей, а для обеспечения центрального — два СЧ-динамика. Соответственно, в итоге — 42 отдельных цифровых усилителя. Сразу с момента появления YSP-1 была объявлена цена — $1500. Уменьшив количество излучателей практически вдвое и выпустив YSP-800, Yamaha смогла понизить цену примерно до $700.

А как работают звуковые прожекторы?

На самом деле очень просто. Под плазменной панелью или телевизором вы ставите само устройство. После этого его нужно настроить. Принцип работы достаточно прост: звуковой прожектор направляет узконаправленные лучи в потолок или стены, после чего они один или несколько раз отражаются и доходят до слушателя в нужном направлении. То есть никаких тыловых, фронтальных боковых колонок не нужно — все делается за счет отражения. При инсталляции устройства нужно указать геометрические характеристики помещения и месторасположение слушателя. Далее все происходит на автомате или регулируется вручную. PDSP-1 может эмулировать в пространстве системы вплоть до 7.1, а YSP — до 5.1 (Dolby, DTS). В звуковых прожекторах используются небольшие по размерам излучатели, поэтому для данных систем нужен дополнительный сабвуфер. По качеству звучания это близко к стандартным вариантам дешевой акустики, но следует отметить компактность таких решений.

Подытожим

Если говорить в общем, то акустические системы для домашних кинотеатров постоянно подвергаются множеству изменений к лучшему. Это видно как и в новинке от microlab, так и в идее звуковых прожекторов.

Кристофер, christopher@tut.by