Магнепланар динамиктер: құрылысы, технологиясы және ерекшеліктері

Кіріспе

Magnepan – АҚШ-тың Миннесота штатындағы Уайт-Бер-Лейк қаласында орналасқан жекеменшік, жоғары сапалы аудио динамиктерін өндіретін компания. Олардың динамик технологиясы 1969 жылы инженер Джим Уайнмен жасалған және іске асырылған.

Шолу

Magnepan-нің Magneplanar (көбінесе "Maggies" деп аталады) брендімен сатылатын динамик дизайны, дәстүрлі динамиктерден өзгешелігі – корпуста орналасқан конустарды емес, панельге орнатылған жазық драйвер жүйесін пайдалануы. Магнепланардың дыбыс шығару механизмі (магнетостатикалық динамик) – тұрақты магнит таспаларының тік қатары арқылы жасалған магнит өрісінде орналасқан, жұқа Майлар пленкасына бекітілген жұқа өткізгіш сымдар немесе фольгадан тұрады. Электр сигналы өткізгіштерге түскенде, магнит өрісі арқылы өтетін электр тогы сымдарға немесе таспаға күш түсіріп, Майлар пленкасын қозғалтады, ол дыбысты диполь ретінде шығарады. Бұл принцип, негізінен, дауыс катушкасымен қоздырылатын конус динамиктердегідей, бірақ Магнепланар динамигінде «дауыс катушкалары» тікелей сәулелену бетіне жабыстырылған (желімделген). Күш конус динамигінде тек дауыс катушкасына ғана қолданылатындықтан, «конус бұзылуы» деп аталатын бұрмалау түрлері пайда болады; ал Магнепланар динамигінде күш сәулелену бетіне бірқалыптырақ қолданылады, нәтижесінде бұрмалау түрлері азаяды. Дыбыс сәулелену бетінің алдыңғы және артқы жағынан шығарылады. Динамик артқы жағынан шыққан дыбыс тыңдау алаңының алдыңғы қабырғасынан шағылысады. Бұл дыбыс сахнасының кеңдігі мен динамиктің реализмін арттырады делінеді. Магнепланар дизайны, пассивті магнит массивін қолданатындықтан, бірегей динамик емес, бірақ осы типтегі алғашқы үлгі болды. Eminent Technology, Analysis Audio, Apogee және басқа да компаниялар да пассивті магнит дизайнын қолданады. Жалпы, бұлар жазық магниттік динамиктер класына жатады. Магнепланарға ұқсас басқа да динамиктер де бар. MartinLogan және Quad Electroacoustics сияқты компаниялар электростатикалық динамиктерді шығарады, олар дипольдік модельдің тағы бір түрі. Электростатикалық динамиктер сәл өзгеше принцип бойынша жұмыс істейді. Магнепланардағы дауыс катушкалары Майлар пленкасына орнатылған өткізгіш сымдар немесе фольга жолақтары болса, электростатикалық динамиктер зарядталған өткізгіш пленканы екі тордың (статорлардың) арасында орналастырып, пленканы қозғалтады. Екі конструкцияның да бір кемшілігі – терең бастың дыбысын шығару үшін өте үлкен панель қажет. Magnepan бұл мәселені динамиктердің физикалық өлшемі арқылы шешкен – үлкен сәулелену беті көбірек бас дыбысын шығарады. MartinLogan бас дыбысы мәселесін динамик корпусының бөлек бөліміне дәстүрлі конус бас драйверін орнату арқылы шешкен, нәтижесінде Magneplanar-ға қарағанда физикалық жағынан кішірек динамиктер шығарылған. Magnepan динамиктерінің қызмет ету мерзімі шамамен 20-30 жылды құрайды. Соңында сымдар немесе алюминий жолақтары Майлардан бөліне бастайды. Бөліну нәтижесінде төмен жиіліктерде ойнағанда сызылу пайда болады, содан кейін жағдай нашарлайды. Бұл қызмет ету мерзімі, камин немесе жылу жүйесінен келетін жылуға немесе тікелей күн сәулесінен келетін ультракүлгін сәулеленуге ұшырағанда күрт қысқарады. Magnepan динамиктерін жөндеу үшін зауытқа жіберуге болады. Жөндеуді үйде де жасауға болады.

Magnepan's speaker design, sold under the brand name Magneplanar (often referred to as "Maggies"), differs from that of conventional speakers in relying not on cones mounted in an enclosure, but on a planar driver system mounted in a panel. A Magneplanar's reproducing mechanism (magnetostatic loudspeaker) comprises thin conductive wires and or foil strips attached to a thin sheet of Mylar residing in a magnetic field created by a vertical array of permanent strip magnets. When an electric signal is applied to the conductors, the resultant electric current moving through the magnetic field applies a force to the wires or tape, moving the Mylar film sheet, which projects sound as a dipole. In principle, this approach relies on the same concept as a voice coil driven cone speaker, but in a Magneplanar speaker the "voice coils" are attached (glued) directly to the radiating surface. Since the force is applied only to the voice coil in a cone speaker, there are distortion modes called cone breakup; in the magneplanar speakers the force is applied much more evenly over the radiating surface, resulting in fewer distortion modes. Sound is projected from both the front and back of the radiating surface. The sound from the back of the speaker is reflected from the front wall of the listening area. This is said to effectively enhance the soundstage the sense of space and realism of the speaker. The Magneplanar design, using a passive magnet array, is not a unique loudspeaker implementation, although it was the first of its type. Eminent Technology, Analysis Audio, Apogee and others also employ passive magnet designs. Broadly, these are classed as planar magnetic speakers. There are other speaker designs similar to the Magneplanar. MartinLogan and Quad Electroacoustics, among others, make electrostatic loudspeakers, which are another variation on the dipole model. Electrostatic speakers operate on a somewhat different principle. While the voice coils in the Magneplanar are conductive wires or foil strips mounted on a sheet of Mylar film, electrostatic speakers suspend a charged conductive film between two grids (stators), which move the film. One disadvantage of both designs is that a very large panel is required to produce deep bass. Magnepan has addressed this by the physical size of the speakers a physically large radiating surface produces more bass. MartinLogan has addressed the bass problem by mounting a conventional cone bass driver in a separate section of the speaker chassis, generally resulting in a physically smaller speaker than the Magneplanar. Magnepans have a life expectancy of about 20 30 years. Eventually the wires or aluminum strips start to delaminate from the mylar. Delamination will result in buzzing when playing low frequencies, and then get worse. This life expectancy shortens drastically when exposed to heat from a fireplace or heat duct, or UV radiation from being in direct sunlight. Magnepans can be shipped to the factory for repair. Repair can also be done at home.

Технология

Магнепан өздерінің магнитостатикалық динамиктерін құрастыруда бірнеше түрлі технологияларды қолданды. Барлық Magnepan динамиктері икемді феррит магнит таспаларына негізделген (салқытқыштағы магниттер сияқты), қалыңдығы 0,060" (1,5 мм), әдетте 1/4" (6 мм) ені (ортаңғы жиіліктер) немесе 1/8" (3 мм) ені (твиттерлер) және динамиктің ұзындығына шамамен тең. Магниттер 20 калибрлі (1 мм) болаттан жасалған тесікті металл параққа жабыстырылады. Болат магниттерді ұстап қана қоймай, сонымен қатар магниттердің артқы жағындағы магниттік тізбекті аяқтап, магниттердің алдындағы магниттік өрісті шамамен 25%-ға күшейтеді. 0,0005" (12,5 мкм) қалыңдықтағы милар пленкасы магнит құрылымының алдында, магниттерден 1/16" (1,6 мм) қашықтықта орналасқан. Содан кейін алюминий сымдар немесе пленка миларға жабыстырылады. Тек алюминий ғана қолданылады: мыстың кедергісі алюминийден үш есе артық, бұл динамиктерді өте үлкен немесе басқаруды қиын етеді. 2,7 Омдық динамиктерді қолдай алатын күшейткіштер өте аз. Ескі Magnepan динамиктерінде твиттерлер үшін жіңішке 31 калибрлі (0,0089", 0,23 мм) алюминий магнит сымы, ал ортаңғы жиіліктер үшін қалың 22 калибрлі (0,0253", 0,64 мм) сым қолданылған. Сым 3M 77 спрейлі жабысқақпен миларға жабыстырылып, содан кейін 3M Fastbond 30NF (Magnepan бұрын бекіту үшін Milloxane қолданған, бірақ енді қолданбайды) жабылады. Жаңа Magnepan динамиктерінде сымның орнына 1/8" (3 мм) ені бар 30 мкм (0,0012") қалыңдықтағы алюминий лентасы қолданылады. Алюминий лентасы сымдардың орнына қолданылған кезде, Magnepan динамиктерін "Жақым ленталар" деп атайды. Алюминий лентасын қолдану миларлық динамик диафрагмасына қозғаушы күшті таратып, айқын төмендеген бұрмалануға әкеледі. Magnepan ленталары шамамен 5 мкм (0,0002") қалыңдықтағы, 1/4" (6 мм) ені, 60" (1,5 м) ұзындығындағы алюминий жолағынан жасалады. Алюминий толқындалған, өйткені жиырылған бөлімдер лентаны магниттер арасында иілуден сақтайды. Лентаны толқындату алдында оның ұзындығы шамамен 2 метрге жетеді. Алюминий екі феррит магниттің арасында, қимасы бойынша орналасқан. Магниттер 1/8" (3 мм) қалыңдықтағы пішінді және тесікті болатқа бекітілген, ол магниттерді орнында ұстап қана қоймай, сонымен қатар магниттік тізбекті аяқтап, магнит саңылауында шамамен 40%-ға күшті магнит өрісін тудырады. 20.7 және 30.7 динамиктері түрткі-соғу конструкциясын қолданады. Оларда алдыңғы және артқы жағында магниттер орналасқан, бұл оларды желілік магнит өрісін жасауға мүмкіндік береді. Барлық басқа модельдерде диафрагманың артқы жағында ғана магниттер бар. Magnepan дизайнының ең көп айтылатын кемшіліктері салыстырмалы түрде төмен тиімділік және корпустың болмауы, өте төмен жиіліктерді қайта жаңғыртудың қиындығы. Төмен кедергісі (4 Ом) және төмен сезімталдығы (86 дБ) болғандықтан, Magnepan динамиктерін орташа деңгейде дыбыстау үшін таңғаларлық мөлшерде ток қажет. Көптеген арзан қабылдағыштарда қажетті ток сыйымдылығы болмайды, сондықтан олар түрлі бұрмалау режимдеріне енеді, соның ішінде кроссоверлік бұрмалау, ток/SOA кесу және жылдамдық шектеуі, нәтижесінде Magnepan динамиктері жақсы дыбыстамайды. Егер күшейткіш бұрмалана бастаса, ол лентаны немесе жоғары жиілікті сымдарды зақымдауы мүмкін. Magnepan динамиктерін 100 ватт немесе одан да жоғары ток күшейткішімен басқару әлдеқайда жақсы дыбыс береді. Әдетте, күшейткіш 4 Ом кедергіде 8 Ом кедергіге қарағанда екі есе көп қуат беруі керек; егер спецификация екі еседен аз болса, онда күшейткіштің қуат көзі және/немесе шығыс сатысы Magnepan динамиктерінен ең жақсы дыбыс алу үшін жеткіліксіз болады. Көптеген қазіргі заманғы және ескі күшейткіштер мұны істей алады, бірақ бұл олардың дизайнына байланысты.

Magnepan has used several different technologies in constructing their magnetostatic speakers. All Magnepan speakers are based on flexible ferrite magnet strips (like refrigerator magnets), 0.060" (1.5 mm) thick, typically cut to either 1/4" (6 mm) wide (mid bass) or 1/8" (3 mm) wide (tweeters) and more or less the length of the speaker. The magnets are glued to a piece of custom perforated 20 gauge (1 mm) steel sheet. The steel supports the magnets and also completes the magnetic circuit on the back of the magnets, resulting in about a 25% stronger magnetic field in front of the magnets. Mylar film, 0.0005" (12.5 μm) thick, is suspended in front of the magnet structure about 1/16" (1.6 mm) away from the magnets. Aluminum wires or film are then glued to the mylar. Only aluminum was used: copper has two thirds the resistance of aluminum, which would make the speakers either much larger or much more difficult to drive. Very few amplifiers can handle 2.7 ohm speakers. Older Magnepans used aluminum magnet wire, thin 31 gauge (0.0089", 0.23 mm) for the tweeters and thicker 22 gauge (0.0253", 0.64 mm) for the mid bass. The wire is glued to the mylar with 3M 77 spray adhesive, then sealed with 3M Fastbond 30NF (Magnepan used to use Milloxane to seal, but no more). Newer Magnepans use 30 μm (0.0012") thick 1/8" (3 mm) wide aluminum tape instead of wire. When the aluminum tape is used instead of wires, Magnepan calls the speakers "Quasi Ribbons". Using the aluminum tape spreads out the driving force on the mylar speaker diaphragm, resulting in noticeably lower distortion. Magnepan ribbons are constructed with a strip of aluminum roughly 5 μm (0.0002") thick, 1/4" (6 mm) wide, 60" (1.5 m) long. The aluminum is corrugated the pleats help keep the ribbon from flexing between the magnets. Before corrugating the ribbon it's more like 80" (2 m) long. The aluminum is suspended between two ferrite magnets, about in cross section. The magnets are attached to a 1/8" (3 mm) thick piece of formed and perforated steel, which both holds the magnets in place and also completes the magnetic circuit, resulting in about a 40% stronger magnetic field in the magnet gap. The 20.7 and 30.7 speakers are push pull designs. They have magnets front and back, thus making for a more linear magnetic field. All other models have magnets only at the back of the diaphram. The most frequently cited disadvantages of Magnepan's overall design are relatively low efficiency and, given the absence of an enclosure, difficulty in reproducing very low bass frequencies. Because of the low resistance (4 ohms) and low sensitivity (86 dB), it requires a surprising amount of current to drive the Magnepans to moderately loud listening levels. Many inexpensive receivers simply do not have the required current capacity, so they go into various distortion modes, including crossover distortion, current / SOA clipping and slew limiting, with the result that the Magnepans may not sound very good. If the amplifier starts clipping, it could destroy the ribbon or treble wiring. Driving the Magnepans with a 100 watt or better high current amplifier will result in much better sound. Generally, the amplifier should put out double the power into 4 ohms that it does into 8 ohms; if the specification is for less than double, then the power supply and/or output stage of the amplifier will most likely not be sufficient to obtain best sound from the Magnepans. Many suitable modern and vintage amplifiers can do this, but it depends on their design.

Модельдер

Бастапқыда Magnepan MG және Tympani серияларын сатты. Tympani сериясы ондаған жылдар бойы тоқтатылып, 20.7 және 30.7 динамиктерімен алмастырылды. MG сериясы үздіксіз өндірілді, бірақ атаудан "MG" жойылды; осылайша MG I енді 1.7, MG II енді (тоқтатылған) 2.7, ал MG III енді 3.7 болып табылады. Magnepan сондай-ақ SMG деп аталған шағын, салыстырмалы түрде арзан динамик шығарды, ол MMG болып, қазір LRS деп аталады. Tympani және MG динамиктерінің барлығы миларға оралған сымнан жасалған, ал атауында "MG" жоқ динамиктер миларға оралған алюминий фольгасынан ("Quasi Ribbon" – жартылай лента) жасалған. 2.6, MG III, 3.7, Tympani IV, 20.7 және 30.7 барлық Magnepan ленталық драйверін қамтиды, сондықтан олар 40 кГц дейін дыбыс шығарады. Басқа динамиктерде нағыз лента болмағандықтан, олар шамамен 18–25 кГц дейін дыбыс шығарады. Барлық Magnepan динамиктері 4 Омдық, сезімталдығы 500 Гц-те 86 дБ, 2.83 В құрайды.

Модель Технология Жіілік диапазоны (Freq. range) Өлшем (дюйм) Өндіріс жылдары 2022 жылғы бағасы
Magneplanar LRS 2 жол / Quasi Ribbon 50 Гц – 20 кГц 14.5 × 48 × 1.25 2019–қазіргі уақыт $750
Magneplanar LRS+ 2 жол / Quasi Ribbon 50 Гц – 20 кГц 14.5 × 48 × 1.25 2022–қазіргі уақыт $1000
Magneplanar .7i 2 жол / Quasi Ribbon 45 Гц – 20 кГц 15 × 54 × 1.25 2010–қазіргі уақыт $1800
Magneplanar 1.7i 3 жол / Quasi Ribbon 40 Гц – 24 кГц 19 × 65 × 2 2010–қазіргі уақыт $2800
Magneplanar 2.6r 3 жол / Ribbon Tweeter + Quasi Ribbon 40 Гц – 40 кГц 22 × 71 × 2 1994–1999 $1200 (қолданылған)
Magneplanar 2.7 3 жол / Quasi Ribbon 40 Гц – 24 кГц 22 × 71 × 2 2000–2013 $1200 (қолданылған)
Magneplanar 3.7i 3 жол / Ribbon Tweeter + Quasi Ribbon 35 Гц – 40 кГц 24 × 71 × 1.6 2013–қазіргі уақыт $8000
Magneplanar 20.7 3 жол / Ribbon Tweeter + Quasi Ribbon Push pull magnet design 25 Гц – 40 кГц 29 × 79 × 2 2011–қазіргі уақыт $18,000
Magneplanar 30.7 4 жол / Ribbon Tweeter + Quasi Ribbon Push pull magnet design 20 Гц – 40 кГц 29 × 79 × 2 + 16 × 79 × 2 2017–қазіргі уақыт $38,000
Magneplanar SMG / MMG 2 жол / Planar Magnetic 50 Гц – 18 кГц 14.5 × 48 × 1.6 1990–2018 $300 (қолданылған)
Magneplanar MG I 2 жол / Planar Magnetic 50 Гц – 18 кГц 22 × 60 × 1.6 1972–1999 $300 (қолданылған)
Magneplanar MG II 2 жол / Planar Magnetic 40 Гц – 18 кГц 22 × 71 × 1.6 1980–1999 $400 (қолданылған)
Magneplanar MG III 3 жол / Ribbon Tweeter + Planar Magnetic 37 Гц – 40 кГц 23 × 72 × 2 1983–2000 $600 (қолданылған)
Magneplanar Tympani I 3 жол / Planar Magnetic 40 Гц – 20 кГц 48 × 72 × 1 1973–1978 $2000 (қолданылған)
Magneplanar Tympani III 3 жол / Planar Magnetic 35 Гц – 25 кГц 64 × 72 × 1 1976–1980 $2000 (қолданылған)
Magneplanar Tympani IV 3 жол / Ribbon Tweeter + Planar Magnetic 30 Гц – 40 кГц 48 × 72 × 1 1980–1999 $2500 (қолданылған)