Фирменная технология KEF Uni-Q

Британская компания KEF является автором десятков уникальных технологий, применяемых в акустических системах, но одна из них, безусловно, стоит особняком и заслуживает отдельной публикации, – называется она Uni-Q. Появившись в конце 80-ых годов прошлого века, технология Uni-Q быстро стала визитной карточкой KEF, фамильной чертой, по которой безошибочно угадывается фирменная принадлежность акустической системы. Совершенствуясь и обрастая модификациями, Uni-Q сегодня захватила почти весь модельный ряд KEF, эта технология с равным успехом применяется в колонках разного уровня и назначения от эксклюзивных проектов до бюджетных моделей. Давайте разберемся, что же такого уникального в Uni-Q, и какие она дает преимущества.
 
 
Не секрет, что хорошие акустические системы должны иметь равномерный частотный отклик во всем рабочем диапазоне и однородную направленность излучения. Первый фактор дает ровный тональный баланс звучания, а второй – широкую зону комфортного прослушивания, что особенно важно в домашнем кинотеатре. В теории на роль идеального источника звука претендует точечный широкополосный излучатель. На практике же Hi-Fi индустрия вынуждена применять многополосные конструкции с разнокалиберными динамиками и разделительными фильтрами. Объясняется ситуация просто, для воспроизведения низких частот с приемлемым уровнем звукового давления нужны большие диффузоры, двигающие «за раз» много воздуха. Напротив, высокие частоты лучше передают небольшие динамики, имеющие широкую дисперсию излучения и легкие мембраны, способные быстро колебаться без существенных резонансов. На высоких частотах крупные диффузоры несостоятельны из-за высокой направленности излучения и недостаточной скорости отклика, в свою очередь маленькие динамики не могут эффективно работать внизу. Точнее могут, но совершенно теряют практичность: по оценкам KEF 25-мм драйверу для воспроизведения сигнала с частотой 50 Гц и уровнем звукового давления 90 дБ потребуется фантастический ход мембраны – 40 см!
 

Многополосные АС, их проблемы и решение от KEF

Итак, от многополосной конструкции АС никуда не деться, но у этого подхода есть свои недостатки:
  1. В зоне кроссовера маленькая пищалка и мид-басовый динамик, как правило, имеют разные характеристики направленности, и слушатель, смещаясь от оси акустической системы, будет чувствовать изменения в тональном балансе звучания.
  2. Интерференция звука динамиков в зонах кроссовера может приводить к слышимым искажениям.
  3. Физическое разделение драйверов на передней панели может нарушать фазовое согласование, так как звук от динамиков будет приходить к ушам слушателя не одновременно.
Разумеется, производители об этих проблемах давно знают, и борются с ними. Например, фазовое согласование можно улучшить за счет сближения динамиков СЧ/ВЧ-звена и/или их копланарного размещения (в одной плоскости), другой вариант – коаксиальное размещение твитера на оси среднечастотника. Разрабатывая Uni-Q, инженеры KEF совместили вышеупомянутые подходы: пищалка и СЧ-динамик (или мид-басовик, в зависимости от конфигурации колонок) расположены друг относительно друга одновременно и копланарно, и коаксиально. Проще говоря, в разнополосных излучателях Uni-Q совпадают акустические центы. Такая конструкция автоматически дает несколько преимуществ: точное фазовое согласование излучателей и одинаковая направленность, из-за того что конус среднечастотника становится акустической линзой для твитера. Дополнительно упрощается схема кроссовера, позволяя инженерам сосредоточиться на гладком частотном согласовании излучателей в модуле. В результате мы имеем тот самый источник звука, максимально приближенный к характеристикам к идеальному точечному.
 

Внешний вид первого динамика Uni-Q 1988 года
 
Современный динамик Uni-Q
 
Направленность в среде аудио-инженеров принято обозначать буквой «Q», а «Uni» произошло от английского слова «unified» – унифицированный, объединенный. Теперь понятно, откуда произошло название технологии: Uni-Q означает – одинаковая направленность.
Изящное решение инженеров KEF выглядит тривиальным и поднимает вопрос, почему никто не догадался сделать коинцидентные (совпадающие по фазе) излучатели до них. Все не так легко, как кажется. Хотя технология Uni-Q обещала крупный выигрыш, инженеры сталкивались с определенными трудностями. Начнем с того, что конструкторам надо было найти способ, как уместить пару излучателей в размер одного, не поступившись качеством звука. Да и то, что среднечастотная мембрана служит акустической линзой для купола твитера, является не только достоинством, но и недостатком, ведь «линза» не статична, она движется. В такой ситуации профили диффузора среднечастотника и его подвеса, конструкция «устья», в которое вставляется ВЧ-головка, оказывают заметное влияние на характер звучания верхних частот, вызывая нежелательные окраски звука.
 
Конструкция динамика Uni-Q
 
С первой проблемой удалось справиться только в конце 80-ых, когда в руки легендарного основателя KEF Раймонда Кука попал новый материал для создания магнитных систем – сплав NeFeB, созданный из неодима, железа и бора. Этот магнит был разработан NASA для аэрокосмичеких приложений, но оказался востребован и в аудиотехнике. Ранее магнитные системы обычно изготавливались из феррита, сравнимый магнит на основе неодима создавал то же поле, а по размерам был в 10 раз меньше. Только с использованием магнитов NeFeB удалось сделать компактную и достаточно мощную магнитную систему твитера, чтоб она встала внутрь звуковой катушки СЧ-динамика.
Вторая проблема сложнее и требует тщательного подхода, многие доработки Uni-Q, сделанные в последнее десятилетие, связаны с тонкой настройкой динамика. В разработке новых версий KEF очень помогают компьютерные расчеты и мощные программы моделирования. В последних модулях Uni-Q применяется усовершенствованная форма диффузора среднечастотника и плоский подвес Z-Flex, минимизирующий ненужные отражения. Мембрана среднечастотника наделена радиальными ребрами жесткости. В механической системе звуковой катушки/диффузора используется технология подавления резонансов. Сейчас можно встретить два варианта: в первом звуковая катушка крепится к рассчитанному узлу колебаний, той точке диффузора, которая остается неподвижной, когда мембрана входит в резонанс, во втором используется нежесткая связь катушки с диффузором, когда между ними устанавливается эластичная манжета, гасящая колебания системы на определенных частотах.
В твитере используется вентилируемый мотор с длинной демпфирующей трубкой. Флагманские модели комплектуются необычными «двойными» мембранами из титана, составленными из вложенных друг в друга куполов сферической и эллиптической формы. Подобное устройство мембраны значительно повышает ее прочность и устойчивость к резонансам, особенно на краях, где находится слабое место «одинарных» куполов. Пищалка закрыта оригинальным многолепестковым рассекателем Tangerine. «Волновод» Tangerine появился в процессе исследования компрессионных твитеров, он выравнивает волновой фронт, уходящий от поверхности купола, повышая чувствительность и улучшая дисперсию звука на верхних октавах. Благодаря многочисленным нововведениям современные модули Uni-Q работают в очень широкой полосе, охватывая частотный диапазон от 300 Гц до 45-60 кГц. Сегодняшние модули Uni-Q, сохранив основную идею, в технологических деталях радикально отличаются от тех, первых образцов, созданных более 25 лет назад.
 

История Uni-Q в акустических системах KEF

В модельном ряду KEF первые акустические системы, оснащенные 2-полосными модулями Uni-Q, озвучивающими середину и верх слышимого спектра, появились в 1988-ом году – колонки обновленной С-серии. Уже в Hi-Fi громкоговорителях среднего уровня технология дала замечательные результаты: просторная музыкальная сцена, контрастная по всему объему, обширная зона качественного прослушивания. Оценив гигантские перспективы технологии, конструкторы KEF тут же начали работу по внедрению Uni-Q в топовые громкоговорители компании – через год коинцидентные модули впервые попали в акустические системы Reference 105/3. В том же году модулем Uni-Q были оснащены модели встраиваемой акустики. 
 
Акустические системы KEF C95

KEF Reference 105/3
 
В 1991-ом году была основана знаменитая Q-серия, которая, испытав множество перерождений, здравствует и сегодня. Еще раз широкая и однородная направленность излучения вместе с компактностью модулей Uni-Q пригодилась KEF в 93-ем, когда компания одой из первых в мире выпустила высококачественные громкоговорители центрального канала для домашнего кинотеатра (модели Reference 90 и 100), сочетающие малые габариты с высоким классом воспроизведения. За последующие годы KEF не единожды усовершенствовала модули Uni-Q, каждая новая версия динамика значительно превосходила предшественников, демонстрируя все более совершенные и передовые технологические решения.
 
  
Современные серии KEF Reference 

Современные KEF серии Q
 
В 2000-ом году KEF создала уменьшенную версию Uni-Q, адаптировав модуль для сателлитной акустики – так появилось сверхудачное семейство KHT. Комплект KHT 2005 стал самым узнаваемым и, пожалуй, самым популярным набором колонок 5.1 в начале века. Характерная яйцевидная форма алюминиевых сателлитов произвела на рынке фурор, а качество звучания получилось исключительным для акустики данного класса. Комплекты KHT активно продавались по всему миру, затмив домашние кинотеатры признанных лидеров этого сегмента Bose.
 
 
 
Знаменитые «яйца» KEF KHT 2005
 
Отдельно стоит упомянуть такую популярную ныне категорию, как встраиваемая акустика. В концепцию встраиваемой акустики технология Uni-Q вписалась как нельзя лучше. Во-первых, коаксиальный драйвер заметно экономит площадь лицевой панели, делая реальные 2-полосные акустические системы столь же миниатюрными, как и колонки с единственным широкополосным динамиком. Во-вторых, в Uni-Q совпадают акустические центры излучателей, что улучшает фазовые характеристики звука и расширяет диаграмму направленности. Для «встройки», которую не всегда можно точно направить на слушателя, последнее свойство динамиков Uni-Q оказывается особенно важным. Кстати, в 1988-ом KEF снова стала первой среди английских компаний, кто разработал громкоговорители Ci. Под термином Custom Installation – «заказная установка», говоря о колонках, обычно подразумевают встраиваемую и всепогодную акустику, но у KEF семейство Ci включает только «встраиваемые» модели.

Преимущества технологии Uni-Q особенно актуальны для инсталляционной акустики

 Преимущества технологии Uni-Q особенно актуальны для инсталляционной акустики
 
В наши дни технология Uni-Q применяется в большинстве акустических систем KEF. Все также регулярно появляются новые версии Uni-Q. Недавно казавшиеся близкими к идеалу динамики Uni-Q 10-го поколения, установленные во флагманских акустических системах Blade, снова были доработаны. К примеру, в новой Q-серии, выпущенной в 2017 году, мы видим уже 11-ое поколение легендарных динамиков.