Лаборатория по разработке акустических систем компании Logitech в г. Камас (США, штат Вашингтон)

В Украине компания Logitech известна, в первую очередь, благодаря своим клавиатурам и мышками, но сегодня очень большую долю бизнеса компании занимают акустические системы.

 

Подразделение Logitech, занимающееся акустикой, было создано в 2001 году после приобретения компании Labtec. В свое время (основана в 1982 году) Labtec занималась производством наушников для небезызвестных плееров Sony Walkman, а позже подключилась к созданию мультимедийных и компьютерных акустических систем.
Но это была лишь стартовая площадка. Команда инженеров была дополнена новыми экспертами в разных областях, затрачены немалые средства на новые исследования и разработки, а также приобретено специализированное оборудование.
Результаты этого не заставили себя ждать. На данный момент компания Logitech как производитель компьютерных акустических систем занимает лидирующее положение в мире с внушительной долей в 43 % (по данным аналитической компании GFK).
Сама лаборатория расположена в довольно живописном городке Камас (Camas), что недалеко от Портленда (США, штат Орегон), и является одной из самых крупных подобных лабораторий в мире.

 

Команда лаборатории включает инженеров по механике, электронике, беспроводным технологиям, инженеров по акустическим системам (динамики, корпуса колонок и т. д.), программистов и дизайнеров. То есть у подразделения есть все ресурсы для того, чтобы даже самые сложные устройства были разработаны исключительно своими усилиями.
На данный момент спектр акустической продукции компании можно разделить на активные акустические системы для компьютера или телевизора, различные станции для iPad/iPhone, решения для портативных устройств, а также на гарнитуры и наушники.
К наиболее актуальным потребностям пользователей Джефф Андерсон, директор по технологической стратегии Logitech Audio, отнес уменьшение размеров систем, повышение их энергоэффективности и беспроводное подключение. Для разработчиков это является неким вызовом, так как сделать хорошо звучащую небольшую систему непросто. Кстати, энергоэффективность — это не модный тренд, а реальная необходимость, ведь колонки могут быть свободными не только от сигнальных проводов, но и от проводов питания.

 

Немало разработок направлены на обеспечение объемного звучания с помощью компактных систем. С одной стороны, это достигается путем переотражения звуковых волн от стен в комнате, а другой — использованием специальных алгоритмов преобразования сигнала, призванных «обмануть» мозг человека и создать ощущение того, что звук идет не только от самого источника.

Без проводов
     Видимо, в подтверждение важности беспроводных технологий в первую очередь нам показали комнаты, где занимаются их тестированием. Помимо огромного количества приборов, в назначении которых неспециалисту разобраться довольно сложно, тут находятся несколько радиоизолированных камер. В одной проводятся различные измерения характеристик антенн и антенных модулей, а в другой, намного большей, размером с комнату — проверяется, насколько акустические системы электромагнитно совместимы с другой домашней техникой. Например, не идут ли наводки от мобильного телефона или микроволновой печи, как сосуществуют рядом беспроводные колонки и беспроводные пульты от приставки и т. д. Любопытно, что такие радиоизолированные камеры очень напоминают звукоизолированные (см. далее), но структура и материал изоляционных стен тут другие.

 

Неподалеку почему-то оказались и камеры для тестирования устройств в условиях разных температур и под воздействием ультрафиолетового излучения.

В царстве звуковых волн
     Знакомство с подразделением, специализирующимся непосредственно на акустике, началось с демонстрации специального лазерного оборудования, регистрирующего деформацию мембраны динамиков при воспроизведении акустических волн разной частоты. По словам инженеров, такое оборудование позволяет очень удобно анализировать характеристики динамиков и существенно экономит время. Впрочем, его стоимость тоже впечатляет — около $100 000.

Замеры звука готовых систем и отдельных динамиков производятся в специальной звукоизолированной камере. В нашей практике мы уже встречали подобную камеру (см. электронную версию hi-Tech PRO 7-8/2011, с. 60), но эта оказалась крупнее. Со всех шести сторон комната покрыта толстым слоем звукоизоляционного материала, поэтому абсолютно все звуковые волны не переотражаются от стен, а сразу гасятся. За счет этого можно снять характеристики звучания самой колонки/динамика без наложения нежелательного отраженного сигнала.

Внутри находится стенд для получения диаграммы направленности колонок, а также макет человеческой головы. Последний позволяет в некоторой степени анализировать, как излученный сигнал воспринимается человеческим ухом.

Ориентируемся на слух
     Помимо снятия всевозможных характеристик приборами большое значение в оценке качества звучания отыгрывает субъективная оценка слушателем. Для этого существует «комната слепого прослушивания». Ее акустические характеристики соответствуют средней жилой комнате, так что звучание получается близким к тому, каким бы оно получилось в наших с вами квартирах.
С нами решили провести небольшой эксперимент: поочередно включали три акустические системы, отличающиеся по размеру и классу, а мы должны были оценить их на свой вкус. Аутсайдера определили быстро, им оказалась действительно простенькая система, а вот с другими двумя системами определиться было сложно. Какое же было наше удивление, когда оказалось, что со стационарной системой 2,1 (две колонки и сабвуфер) практически на равных соревновался довольно компактный переносной комплект Logitech — Rechargeable Speaker S715i. Видимо, разработки, направленные на получение качественного звука в компактных устройствах, дают свои плоды. По возможности мы послушаем эту же систему уже в условиях нашей Тестовой Лаборатории и обязательно расскажем вам о новых впечатлениях.

На пути к совершенству
От прототипов до производственных моделей устройства проходят большой путь. Помимо технических характеристик устройства не менее важен и его внешний вид.
Специальный отдел работает над тем, какую палитру цветов подобрать для той или иной модели, как цвет будет смотреться на готовом устройстве под разным освещением, будет ли покрытие приятным на ощупь, какие материалы отделки подобрать и т. д. Некоторые идеи по оснастке черпаются и у изделий других производителей, причем это могут быть устройства, совсем не относящиеся к акустическим системам, например, мобильные телефоны. Параллельно с этим в лаборатории механических разработок происходит подбор необходимых компонентов, а также различные испытания комплектующих и прототипов.

Например, из нескольких десятков однотипных кнопок подбирается лишь одна, имеющая самый приятный отклик и оптимальный ход. Тут же на специальном станке проверятся, насколько она будет надежна (отрабатываются многотысячные нажатия). Другой станок проверяет, насколько эластичны и крепки те или иные провода, есть стенд для оценки мягкости накладных наушников. В общем, самых разнообразных приспособлений просто масса. Есть даже 3D-принтер, позволяющий быстро производить макеты объектов для тех или иных исследований.

 

Арматура для звезд
Вы наверняка встречали выражение «арматурные наушники». Такое название прижилось у нас и относится к вставным наушникам (в англоязычном варианте можно встретить balanced armature) , в конструкции которых используется не традиционный мембранный излучатель, а излучатель с П-образной арматурой. Схематически структуру такого излучателя мы приводим на рисунке.

 

Принцип работы заключается в том, что под действием тока, протекающего по катушке, эта П-образная пластина начинает вибрировать и эти вибрации через стержень передаются на диафрагму, которая излучает звуковые волны. Преимущества таких излучателей заключаются в более точном воспроизведении, по сравнению со стандартными. Имеются и недостатки — диапазон излучаемых частот получается не таким широким. Впрочем, эта проблема решается за счет установки нескольких арматурных излучателей, настроенных на разный частотный диапазон. Их компактность это позволяет. Правда, такие решения и стоят немало.

 

Арматурные наушники в данный момент набирают большую популярность и являются очень перспективным направлением. Logitech не осталась в стороне от этого процесса. В 2008 году ею была приобретена калифорнийская компания Ultimate Ears, являющаяся большим специалистом и одним из мировых лидеров в области таких наушников.

Благодаря высокой точности воспроизведения и своему компактному размеру именно арматурные наушники очень подошли многим музыкантам и исполнителям. Во время выступления на концерте им просто необходимо слышать себя во время пения или игры. Причем отраженный от стен звук для этого совсем не подходит.

 

Клиентами Ultimate Ears являются очень многие звезды. Например, продукцию UE используют такие команды и исполнители, как The Rolling Stones, AC/DC, Metallica, Robbie Williams, Madonna, Seal, Avril Lavigne и многие другие.

 

Изюминка заключается в том, что форма корпуса для каждого заказчика индивидуальна и создается на базе слепков ушных раковин. Для более наглядного описания приводим ролик, рассказывающий о том, как производятся индивидуальные наушники Ultimate Ears.

 

Как создаются индивидуальные корпуса профессиональных наушников Ultimate Ears (видео)

Конечно, индивидуальные профессиональные наушники Ultimate Ears стоят немало (около $1000), но в линейке компании есть также решения для массового потребителя. Они несколько проще, но при их разработке учитывается громадный опыт компании, а кроме того, в большинстве моделей применяются аналогичные излучатели, хотя количество их меньше.

 

Самые простые модели с одним излучателем стоят около $25, модели среднего уровня предлагаются по цене до $100, а высокого класса — от $100 до $300. К сожалению, на данный момент наушники UE официально не представлены на нашем рынке, но вполне возможно, что эта ситуация изменится.
Разработка таких наушников происходит не в этой лаборатории, но мы решили все-таки привести этот материал, ведь Ultimate Ears является частью направления Logitech, связанного с аудиоустройствами.

 

Если говорить о впечатлениях от посещения лаборатории Logitech, то, в первую очередь, хочется отметить великолепную оснащенность, да и масштабы в целом внушительные, а ведь нам есть с чем сравнивать. Заметно, что для исследований не экономятся средства, комнаты полны разнообразной узкоспециализированной и зачастую очень недешевой техники. Большой интерес вызвали и наши проводники, которыми выступили специалисты в той или иной области и которые отвечают за свои направления. Чувствуется, что люди увлечены тем, чем занимаются.

 

Посмотрев своими глазами на процесс разработки мультимедийных акустических систем и увидев, какой при этом проделывается объем работ, невольно меняешь свое представление об этом типе устройств. Со своей стороны, хотим отметить, что мы уже заприметили несколько интересных устройств, и если они будут доступны на отечественном рынке, их обзор вы сможете увидеть на страницах журнала hi-Tech PRO.