Smerový vzor (DP) určuje uhol, pod ktorým bude počúvanie zvukového materiálu reprodukovaného systémom reproduktorov pohodlné, bez straty tonálnej rovnováhy. V stereo režime navyše DP určí vlastnosti zvukovej scény, ako je stabilita polohy zdrojov zvuku v priestore (napríklad správny pohyb huslistu po pódiu – aby to bol huslista). (tónová rovnováha), aby sa nemení v proporciách (hudobná rovnováha) a správnom umiestnení vo vzťahu k iným zdrojom a poslucháčovi).
Vyžarovací diagram sa meria v stupňoch, zvyčajne v dvoch rovinách, horizontálnej a vertikálnej (niekedy v trojrozmernej verzii je potrebný špeciálny program). Typicky sa meria pokles akustického tlaku o 6 alebo 10 dB vzhľadom na axiálnu emisiu hlavy.
Pre rôzne frekvencie bude mať ten istý reproduktor rôzne vzory. Typicky, keď sa frekvencia zvyšuje, vzor sa zužuje takmer lineárne.
Vzor závisí od veľkosti hlavy (pri rovnakej frekvencii). Čím väčšia je veľkosť reproduktora, tým užšie je DP. U oválov je priemer širší v úzkej časti a naopak.
V aute je možné pomocou reproduktorov s rôznymi DP dosiahnuť rôzne výsledky. Reproduktor so širokým DP nie je vždy dobrý. Typicky sa reproduktor s úzkym vzorom lúča úspešne používa v systémoch, kde je scéna založená na odraze od čelného skla alebo naopak do tváre, takže nedochádza k dodatočným odrazom od obloženia, skla...
DN je možné ovládať. Napríklad otočte oválne reproduktory alebo použite puzdro pohlcujúce zvuk okolo výškového reproduktora. Výrobcovia na to samozrejme nezabúdajú. Všetky náboje, goliere, zložité štruktúry pred reproduktorovými difúzormi (hlavne výškové reproduktory) sú vyrobené nielen na vyrovnanie frekvenčnej odozvy, ale skôr na vyrovnanie vzoru v širšom frekvenčnom rozsahu.
Výsledný DP je ovplyvnený sedlom reproduktora – jeho zvukovo-absorpčnými vlastnosťami a tvarom.
V praxi platí, že čím menší je stredový reproduktor, tým širší je obrazec lúča. Takže 13 bude vo dverách fungovať lepšie ako 16 a 10 cm je ešte lepšie. Ale to je len cez šírku DN. Nesmieme zabudnúť ani na pohon a výkon, ktorý lepšie poskytnú väčšie reproduktory.
Celkový vzor v 2-komponentnom systéme a v koaxiálnom systéme je odlišný. Koaxiálna akustika má hladší zvuk. Pre komponentnú akustiku sa DP zúži vo vertikálnej rovine, keď sú reproduktory umiestnené vertikálne. Tie. Dokonca aj umiestnenie výškových reproduktorov vzhľadom na stredy môže zmeniť DN. Tu však musíme vziať do úvahy frekvenčný rozsah reproduktorov, ktoré spolupracujú. Ak je úzky, stred bude mať svoje vlastné DN a výškový reproduktor bude mať svoje vlastné. Vzor je tiež ovplyvnený výhybkou, jej medznými frekvenciami a sklonom.
Takže. DP reproduktora je jeho najdôležitejšia charakteristika, ktorá výrazne ovplyvňuje vnímanie zvuku reprodukovaného akustikou a jeho vernosť. DN môžu a mali by byť kontrolované v procese vytvárania prvotriedneho akustického systému.
Peter Mapp
Pri výbere reproduktorovej sústavy pre konkrétnu aplikáciu treba brať do úvahy veľa faktorov – mechanické, klimatické, estetické, akustické a elektrické. Posledné dva je možné kombinovať pod spoločným názvom – elektroakustické parametre. Práve z tohto uhla pohľadu sa v tomto článku zaoberáme problémom výberu reproduktora. Medzi hlavné elektroakustické parametre, ktoré treba brať do úvahy pri určovaní alebo posudzovaní vhodnosti zariadenia pre danú aplikáciu, patrí frekvenčná odozva, akustický výkon, vyžarovací diagram, uhol pokrytia, smerovosť, citlivosť, impedancia, skreslenie a výkon. Existuje aj mnoho ďalších parametrov (fázová odozva, kompresia výkonu) a každý si zaslúži svoj vlastný článok, ale našou úlohou je poskytnúť o nich iba všeobecnú predstavu.
Treba si uvedomiť, že žiadny z parametrov nie je pri výbere reproduktora rozhodujúci. Niektoré z nich sú vzájomne prepojené, iné sa vylučujú, takže výber je potrebné vykonať s prihliadnutím na mnoho faktorov. Ideálne zariadenie veľmi často jednoducho neexistuje, preto je potrebné nájsť kompromisné riešenie – rovnako ako pri vývoji a výrobe samotného zariadenia. Frekvenčná odozva a šírka pásma môžu byť dobrým východiskovým bodom pre vaše vyhľadávanie.
Frekvenčná odozva
| Ryža. 1. Frekvenčná charakteristika akustického systému v rôznych mierkach |
Metódy merania sú opísané v mnohých priemyselných a medzinárodných normách, ako sú AES a IEC. Pri vykonávaní meraní možno použiť signály ako harmonické kmity, ružový šum s pásmom 1/3 oktávy (alebo užším), biely šum (aj s pásmom 1/3 oktávy alebo užším). Signály MLS, ktoré sú dnes široko používané, tiež spadajú do tejto kategórie, pretože ich spektrum sa skutočne zhoduje so spektrom bieleho šumu.
Prezentácia údajov je do značnej miery štandardizovaná, ale pozor – skutočný zvuk nemusí byť taký, ako sme si pri pohľade na graf frekvenčnej odozvy mysleli. Príklad toho je znázornený na obr. 1. Na prvý pohľad sa reproduktor, ktorého odozva je zobrazená v hornom grafe, môže zdať vhodnejší, pretože má plynulejšiu odozvu. Ak sa však pozriete na vertikálnu mierku, uvedomíte si, že krivky sú vykreslené v rôznych mierkach. V skutočnosti oba grafy odkazujú na rovnaký reproduktor. Údaje s vysokými detailmi sú často vyhladené v grafoch. Aj keď táto prezentácia údajov ukazuje celkový vzhľad krivky, môže byť aj zavádzajúca, pretože skrýva detaily, ako sú rezonančné špičky a poklesy v odozve, čo sú typické indikátory nežiaducich rezonancií, difrakcie/interferencie miestnosti alebo zlého ladenia. separačné filtre.Frekvenčná odozva sa zvyčajne odoberá za anechoických podmienok, pokiaľ nie je uvedené inak. Takže znova, uistite sa, že ste si prečítali petit podpisy v AC pase. Dobrý príklad je znázornený na obr. Údaje výrobcu pre tento reproduktor v skutočnosti neobsahujú graf frekvenčnej odozvy, ale uvádzajú rovinnosť len ±3 dB. Podľa toho, čo napísal Petit, sú však merania spriemerované pre izbové podmienky, čo vôbec nie je to isté, ako je vidieť na obr. 2.
Frekvenčná odozva sa zvyčajne meria na osi, ktorá sa zhoduje s hlavným smerom žiarenia. Hoci to dáva dobrú predstavu o potenciálnom výkone v tomto smere, v prípade rôznych komerčných a verejných rozhlasových systémov bude väčšina poslucháčov umiestnená pod uhlom k tejto osi. Na podrobné posúdenie vhodnosti reproduktora je preto potrebná frekvenčná odozva meraná v rôznych uhloch k hlavnej osi v rámci nominálneho uhla pokrytia v prírastkoch 10–15°, čo je znázornené ako skupina kriviek. Pri práci vo veľkých a akusticky zložitých miestnostiach je vhodné využiť aj smerové charakteristiky. Na obr. Obrázok 3 ukazuje frekvenčné odozvy pre vysokokvalitný referenčný reproduktor, brané na hlavnej osi a pod rôznymi uhlami k nej, ktoré vykazujú veľmi dobré výsledky.
Akustická sila
Charakteristika akustického výkonu vyžarovaného reproduktorom (nezamieňať s výkonom) je veľmi užitočný, ale zriedka uvádzaný parameter. Zobrazuje celkový akustický výkon vyžarovaný na výstupe. Hoci frekvenčné odozvy nasnímané v nedozvukových podmienkach môžu poskytnúť skutočný obraz o potenciálnom výkone za dobrých akustických podmienok a v kritickej vzdialenosti od reproduktora, v niektorých prípadoch, napríklad v miestnosti s vysokou dobou dozvuku alebo pre distribuované vnútorné systémy, mnoho poslucháčov môže skončiť za kritickou vzdialenosťou. V dôsledku toho sa pole dozvuku stáva dominantným, čo závisí viac od celkového vyžiareného akustického výkonu ako od axiálnej frekvenčnej odozvy.Len málo výrobcov špecifikuje tieto veľmi potrebné charakteristiky a len málo súčasných noriem vyžaduje ich meranie, nehovoriac o nich, no tieto informácie sú rozhodujúce pre presný výpočet potenciálnej zrozumiteľnosti reči a rýchle určenie pravdepodobných charakteristík dozvukového poľa. Spodná krivka na obr. 3 je zriedkavým príkladom tohto typu merania. Existuje veľa diskusií a nezhôd o tom, aký by mal byť ideálny výkon. Jedna vec je jasná – mala by byť hladká a v podstate plochá, možno s miernym kolísaním pri vysokých frekvenciách. Upozorňujeme, že akustický výkon sa určite stane parametrom, ktorého význam bude narastať.
Smerové charakteristiky
Keď sa rozhodnete, či je reproduktor vhodný pre vašu frekvenčnú odozvu, ďalším krokom je skontrolovať smerové charakteristiky a uhly pokrytia. Pre niektoré reproduktory verejného ozvučenia sa často uvádza uhol pokrytia pri jednej frekvencii. V reálnej situácii sa však akustické žiarenie reproduktora bude výrazne meniť s frekvenciou, čo znamená, že uhol pokrytia bude mať tiež silnú frekvenčnú závislosť. Smerovú charakteristiku je možné zobraziť pomocou diagramov žiarenia (obr. 4) meraných pri rôznych frekvenciách a sekvenčne na seba superponovaných. Ak je však na jednom výkrese veľa kriviek, obrázok sa stane nečitateľným, najmä ak sú krivky nakreslené v šedých tónoch. V súčasnosti existuje veľa zobrazovacích metód, ktoré môžu v tejto situácii pomôcť, napríklad farebná tlač. Ale ak neobmedzíte počet frekvencií, diagramy budú ťažko čitateľné, najmä v malej mierke obrazu. Veľmi pohodlným spôsobom je zobrazenie superponovaných grafov v trojrozmernom súradnicovom systéme (obr. 5). Keď je jeden diagram umiestnený nad druhým, je viditeľná určitá asymetria žiarenia, ale bez označeného ukazovateľa je ťažké určiť frekvenciu konkrétnej krivky. Stoh diagramov tiež ukazuje pokles uhla pokrytia so zvyšujúcou sa frekvenciou. Zmena uhla pokrytia pre rôzne úrovne útlmu (3, 6 a 9 dB) je znázornená na obr. 6, ale obr. 7 je pravdepodobne najinformatívnejšia, kde je frekvencia vynesená pozdĺž osi X (spodná časť grafu) a uhol pokrytia je vynesený pozdĺž osi Y. Farba zobrazuje úroveň útlmu ako funkciu uhla a frekvencie. Na obr. Obrázok 7 ukazuje smerové charakteristiky dvojpásmového reproduktorového systému vo vertikálnej rovine. V tomto prípade je zmenšovanie uhla pokrytia viditeľné so zvyšujúcou sa frekvenciou (biela plocha sa prudko zmenšuje, keď sa frekvencia zvyšuje na približne 1 kHz a zostáva takmer konštantná, keď sa začína prejavovať prevaha žiarenia CD rohu). Pri frekvencii okolo 500 Hz je výrazný bočný lalok (biela časť obr. 7, smerujúca nahor). Tento graf je založený na základných 3D modeloch žiarenia, ale používa formát prezentácie, ktorý umožňuje dobrú viditeľnosť. Ďalším spôsobom, ako reprezentovať údaje, je zobraziť ich ako trojrozmerný obrazec (obr. 8). V tomto prípade je viditeľný aj vertikálny bočný lalok. Zostrojenie 3D vyžarovacieho diagramu je zložitá úloha a zahŕňa spracovanie veľkého množstva údajov, ale výsledný úplný obraz o charakteristikách reproduktora stojí za námahu. Navyše, vysoko detailné dáta môžu byť efektívne použité v programoch audio dizajnu, ako je EASE, z ktorých sú zobrazené dáta prevzaté. 2D vzory žiarenia sú však stále široko používané v aplikáciách, kde je potrebné rýchlo zistiť, či pokrytie konkrétneho zariadenia spĺňa požiadavky na prevádzku na blízko. Vzory žiarenia môžu byť konštruované s rôznym rozlíšením frekvencie a uhla. Niektoré normy vyžadujú 1 oktávové frekvenčné kroky, ale 1/3 oktávové frekvenčné kroky a 5° uhlové kroky sa teraz stávajú normou. Je možné, že optimálne sú vzory s 1/3 oktávovými krokmi a oktávovými stredmi pri frekvenciách 125, 250, 500 Hz, 1, 2, 4 a 8 kHz. Rozlíšenie v krokoch po oktáve je príliš hrubé a môže spôsobiť veľké chyby. Akékoľvek seriózne technické špecifikácie musia obsahovať graf šírky lúča ako funkcie frekvencie. Šírka lúča reproduktora je zvyčajne meraná na úrovni -6 dB. Často sa zamieňa s vyžarovacím uhlom používaným v norme IEC pre reproduktory (IEC 60268-5). To je uhol, pri ktorom hladina klesne o 10 dB, čo je samozrejme neprijateľné pre komerčné alebo profesionálne ozvučenie. Na prekonanie tohto problému zaviedla IEC koncepciu uhla pokrytia, čo je v skutočnosti šírka lúča -6 dB pod iným názvom. Uhol pokrytia by sa mal určiť pri 4 kHz, hoci môžu byť špecifikované aj iné frekvencie. Čím skôr sa dostaneme k bodu, kedy sú uhly pokrytia špecifikované pre celý frekvenčný rozsah, tým lepšie, pretože len málo výrobcov prijalo možnosť 4 kHz a v prípadoch, ktoré špecifikujú uhly pokrytia na jednej frekvencii (zvyčajne tie lacnejšie) modely) sa častejšie používa 1 kHz.Smerovosť a smerovosť indexu
 |
| Ryža. 9. Fragment technických charakteristík akustického systému, ktorý ukazuje hlavné akustické parametre potrebné pri jeho výbere |
Impedancia
Impedancia reproduktora je ďalšou veľmi dôležitou charakteristikou. Má tiež silnú frekvenčnú závislosť, preto by mal byť vždy poskytnutý jeho graf. Je prekvapujúce, koľko 8-ohmových reproduktorov v skutočnosti nie je. A keď sa použijú 70 a 100 V lineárne prispôsobené transformátory, frekvenčná odozva je ešte potrebnejšia. Hoci vo väčšine prípadov kombinácia reproduktor + transformátor poskytne normálnu záťaž pri 1 kHz, pri nižších frekvenciách to tak byť nemusí. V tabuľke Obrázok 1 ukazuje výsledky nedávneho laboratórneho testu malých reproduktorov pre verejné ozvučenie (100V linka). Na obr. Obrázok 10 znázorňuje graf impedancie zle prispôsobeného reproduktora.
Aj v prípadoch, keď nie je použitý transformátor, je potrebné vedieť, ako daný reproduktor zaťažuje zosilňovač. A hoci veľkosť impedancie je zvyčajne daná a normy to vyžadujú, musí byť daná aj fázová odozva, aby sa zabezpečilo, že záťaž, ktorú sa chystáme pripojiť, nebude mať škodlivý vplyv na činnosť zosilňovača budiča.Citlivosť
Napäťová citlivosť reproduktora sa často zamieňa s účinnosťou. Citlivosť je zvyčajne definovaná ako hladina akustického tlaku meraná na hlavnej osi vo vzdialenosti 1 m s 1 W privedeným na vstup (napr. 90 dB, 1 W/1 m). Merania sa uskutočňujú v anechoických podmienkach alebo v podmienkach voľného poľa. V skutočnosti sa nestratí celý 1 W výkonu, pretože s frekvenciou sa bude meniť nielen impedancia, ale aj fáza, ktorá sa neberie do úvahy. Pre osemohmový reproduktor je 1 W výkonu nominálne ekvivalentný napájaciemu napätiu 2,83 V (P=E2/R) a táto hodnota sa často uvádza.
Buďte opatrní, pretože špecifikované napätie meniča sa niekedy používa aj pri štvorohmových reproduktoroch. V tomto prípade je ekvivalentný vstupný výkon 2 W, čo môže spôsobiť chybné zvýšenie citlivosti o 3 dB. Napätie meniča by malo byť 2 V. Skutočná citlivosť bude závisieť od šírky pásma systému alebo šírky pásma použitého signálu.
Opäť buďte opatrní pri porovnávaní reproduktorov a výpočtoch, pretože neexistuje žiadna všeobecne akceptovaná šírka pásma. Citlivosť môže byť uvedená pre signály s jedným postranným pásmom alebo v horšom prípade pre signály s jednou frekvenciou. Tieto hodnoty budú vyššie ako pre širokopásmové signály.
Citlivosť závisí aj od plynulosti frekvenčnej odozvy a efektívneho frekvenčného rozsahu príslušného zariadenia. Efektívny frekvenčný rozsah je definovaný ako „rozsah frekvencií obmedzený špecifikovanou hornou a dolnou hranicou, pri ktorom je frekvenčná odozva reproduktora, meraná na základnej osi pomocou harmonických (alebo ekvivalentných) signálov, znížená najviac o 10 dB. z pásma priemernej hladiny akustického tlaku 1 oktáva alebo viac (podľa určenia výrobcom) v oblasti maximálnej citlivosti." Pri určovaní frekvenčných limitov sa zanedbávajú malé poklesy frekvenčnej odozvy, ktoré sú už pri úrovni -10 dB 1/9 oktávy. Zatiaľ čo táto definícia je vhodná pre vysokokvalitné produkty s nominálne plochými charakteristikami, nemusí byť vhodná pre mnohé PA a poplašné systémy a zariadenia s výraznými špičkovými charakteristikami môžu mať jasnú výhodu.
Zoberme si napríklad reproduktor, ktorého charakteristiky sú znázornené na obr. 11. Určenie citlivosti sa v tomto prípade ukázalo ako dosť náročné, najmä kvôli tomu, že impedancia nie je konštantná. Oficiálna citlivosť je 88 dB. Metódy merania a hodnotenia citlivosti, frekvenčnej odozvy a prevádzkovej impedancie týchto typov zariadení vyžadujú ďalší vývoj, výskum a štandardizáciu.
Moc
 |
| Ryža. 11. Príklad frekvenčnej odozvy akustického systému |
Spolu s meraním výkonu je potrebné merať výkonový kompresný pomer. Keď sa cievka reproduktora zahrieva, výstupný výkon sa môže výrazne znížiť. V tomto prípade sa kompresia zvyšuje so zvyšujúcim sa príkonom. Typicky je kompresný pomer v rozsahu 0,5–4,5 dB. Keď teda zoberieme citlivosť daného reproduktora na stratový výkon 1 W vo vzdialenosti 1 m a použijeme hodnotu maximálneho prípustného výkonu na výpočet zodpovedajúceho maximálneho SPL, môžeme skončiť s obrovskou chybou.
Alternatívnym testom napájania je priviesť vysoké napätie na vstup na krátku a dlhú dobu a určiť maximálne vstupné napätie, ktoré reproduktor vydrží bez poškodenia. Pri krátkodobých testoch sa používa špeciálny signál (tzv. šum v tvare programu), ktorý sa aplikuje na 1 sekundu 60-krát s intervalom 1 minúty medzi dvoma aplikáciami. Pri dlhodobých testoch sa signál dáva na 1 minútu v intervaloch 2 minúty. Testy sa opakujú 10-krát (IEC 60268-5).
Skreslenia
Skreslenie je parameter, ktorý často nie je zahrnutý v technických špecifikáciách, ale je dôležitý pre posúdenie nelineárnosti charakteristík zariadenia a subjektívnej kvality zvuku. Existujú rôzne metódy na meranie rôznych typov skreslenia, vrátane celkového harmonického skreslenia (THD), skreslenia vzorky (ako je druhá a tretia harmonická) a intermodulácie. Iné techniky, ako napríklad viacsínusové budenie, sa začínajú široko používať na určenie určitých jemností, ako sú účinky materiálov kužeľa a pohonu.Pri porovnávaní výsledkov musíte byť mimoriadne opatrní, pretože rôzni výrobcovia používajú vo svojich testoch rôzne úrovne ovládačov (výkon). Dáta možno poskytnúť ako pre celkové harmonické skreslenie, tak aj pre druhú a tretiu harmonickú. Všeobecne povedané, druhá harmonická indikuje problém asymetrie, zatiaľ čo tretia harmonická, ktorá je zvyčajne viac nežiaduca z hľadiska subjektívnej kvality zvuku, indikuje obmedzujúci efekt v zariadení.
Skreslenie závisí od úrovne signálu. V tabuľke Obrázok 2 zobrazuje ako príklad údaje pre kvalitný dvojpásmový reproduktorový systém s 12-palcovým basovým reproduktorom a CD hornou. Menovitý výkon – 300 W.
Pri výbere reproduktora pre konkrétnu aplikáciu je potrebné vziať do úvahy mnohé vlastnosti. Preto si určite preštudujte všetky charakteristiky, ktoré sa priamo vzťahujú na váš prípad.
Peter Mapp je nezávislý konzultant v oblasti akustiky a dizajnu zvukových systémov vo Veľkej Británii. Je možné ho kontaktovať e-mailom: [e-mail chránený].
Za poskytnutý materiál ďakujeme časopisu „Sound&Video Contractor“. P.O. Box 12901, Overland Park, KS 66282-2901, www.svconline.com
V posledných rokoch bol ruský trh naplnený zahraničnými zariadeniami na reprodukciu zvuku. Produkty popredných spoločností, ktoré poskytujú skutočne vysokú kvalitu zvuku, sú však veľmi drahé a relatívne lacné dovážané mini a stredové reproduktorové sústavy, ktoré majú Rusi k dispozícii, znejú veľmi priemerne a nedokážu uspokojiť potreby milovníkov dobrého zvuku.
Čo sa týka domáceho priemyslu, ten zatiaľ nepotešil poslucháčov novým vývojom špičkových reproduktorových hláv a akustických systémov (AS). Autori publikovaného článku vyzývajú našich čitateľov, aby nezávisle vyrobili dvojpásmový reproduktorový systém, ktorý implementuje nový prístup k získaniu priestorového zvuku. Podobnú ideológiu v dizajne reproduktorov v niektorých svojich vývojoch dodržiava napríklad aj americká spoločnosť Bose.
Skôr ako začneme popisovať konkrétny reproduktor, zoznámime sa s niektorými aspektmi problematiky ich konštrukcie. V prvom rade uvažujme o smerových charakteristikách vyžarovania zvuku z bežného reproduktora, ktorého hlavy sú namontované na jeho prednom paneli. V oblasti nízkych frekvencií zvukového rozsahu žiadny reproduktor nemá výraznú smerovú charakteristiku, pretože dĺžka zvukových vĺn presahuje geometrické rozmery tela a ohýbajú sa okolo neho. Z tohto dôvodu bude akustický tlak pri nízkych frekvenciách približne rovnaký v akomkoľvek bode okolo reproduktora. So zvyšujúcou sa frekvenciou je zvuk vyžarovaný prevažne do predného polopriestoru a pri vyšších frekvenciách zvukového rozsahu sa smerová charakteristika zužuje natoľko, že na ich vnímanie musí byť poslucháč umiestnený v relatívne malom priestorovom uhle oproti vysokej frekvencii. hlava reproduktora. Navyše, pri deliacich frekvenciách viacpásmových reproduktorov ich smerové charakteristiky podliehajú zložitejšej deformácii.
Aby sme pochopili, prečo je potrebná široká charakteristika smerovosti reproduktorov, položme si otázku o podobe tejto charakteristiky skutočných hudobných nástrojov. V dostupnej technickej literatúre sa takéto údaje takmer nenachádzajú. Je zrejmé, že nemá zmysel hovoriť o formovaní smerových charakteristík emisie zvuku celého orchestra, pretože zvuk je v tomto prípade vyžarovaný takmer všetkými smermi. Na základe týchto úvah sa pokusy vývojárov o vytvorenie akustického systému, ktorý má kruhovú smerovú charakteristiku v horizontálnej rovine pre celý prevádzkový frekvenčný rozsah, javia ako celkom rozumné.
Obr.1. Vzhľad systému reproduktorov
Jedna z možných a najjednoduchších konštrukčných možností pre takýto reproduktor sa ponúka na vlastnú výrobu. Skladá sa z nízkofrekvenčnej hlavy 25GDN-3-4 a vysokofrekvenčnej hlavy 10GDV-2-16. Obe hlavy sú osadené v hornej časti skrine reproduktora tak, že ich pracovné osi sú umiestnené vertikálne. Prvky rozptyľujúce zvuk vo forme veľkých a malých kužeľov sú inštalované nad hlavami s vrcholmi nadol. Tieto kužele odrážajú zvukové vlny vo všetkých smeroch v horizontálnej rovine a tiež sa ohýbajú okolo kužeľov. Nízkofrekvenčná hlava je namontovaná v otvore v hornej stene reproduktorovej skrine a vysokofrekvenčná hlava je namontovaná v špeciálnom vybraní v základni veľkého kužeľa. V spodnej časti tela je vyvŕtaných 16 bassreflexových otvorov s priemerom 11 mm, ktoré sú z vnútornej strany utesnené jednou vrstvou gázy (obr. 2). Bassreflex sa nastavuje výberom výšky gumených nožičiek pripevnených k rohom spodnej časti puzdra na jeho vonkajšej strane. Odporúčaná výška nožičiek je 6 mm. Basreflexový tunel sa vytvorí pri inštalácii reproduktorov na akýkoľvek hladký a tvrdý povrch (stôl, polica a pod.). Pre normálnu prevádzku bassreflexu sa plocha nosnej plochy musí rovnať aspoň konfigurácii spodnej časti reproduktora. Prevádzková poloha reproduktorov je iba vertikálna; Je vhodné inštalovať ho vo vzdialenosti 30...50 cm od najbližšej steny, nie však do výklenkov nábytkových stien. Kryt reproduktora je utesnený. Je zlepená z drevotrieskových prírezov hrúbky 16 mm. Vnútorná strana bočných stien je pokrytá prešívanými bavlnenými rohožami s hrúbkou 40 mm. Rozmery puzdra - 210x210x340 mm. Vonkajšia strana je pokrytá PVC fóliou, ale môžete ju jednoducho natrieť v požadovanej farbe.
Obr.2. Spodná kresba
Keďže veľký kužeľ rozptyľujúci zvuk plní v reproduktorovom systéme úlohu dolnopriepustného akustického filtra, ukázalo sa, že separačný filter je možné zjednodušiť tak, že bude vyrobený len z dvoch prvkov (obr. 3). Deliaca frekvencia filtra je 5 kHz. Najlepšie je použiť nepolárny tenkovrstvový kondenzátor, napríklad K73-11. Tento kondenzátor je valcového tvaru a jeho telo sa dá pohodlne použiť ako rám na vinutie tlmivky. Na tento účel by mali byť vyrobené z DPS dve lícnice s rozmermi 22 × 22 mm s otvorom v strede, ktorého priemer sa rovná priemeru tela kondenzátora. Lícnice je potrebné prilepiť k telu kondenzátora vo vzdialenosti 18 mm od seba a medzi nimi by mala byť navinutá cievka filtra. Jeho vinutie by malo obsahovať 158 závitov drôtu PEV-2 0,5. Súčasne, ako ukázali špeciálne vykonané merania, elektromagnetické pole cievky nemá prakticky žiadny vplyv na pole kondenzátora. Takýto filter je vhodné pripevniť na prírubu s permanentným magnetom nízkofrekvenčnej hlavy pomocou gumových krúžkov a háčikov z kancelárskych sponiek, ktoré sú zachytené na prepojkách okienok držiaka difúzora. Aby ste predišli chrasteniu, musíte najprv na prírubu magnetu prilepiť kus hrubej látky – výplňový polyester, plsť atď.
Obr.3. Filtračný obvod reproduktorov
Šišky sú najťažšie na výrobu. Doma môžu byť vyrobené z jedného kusu dreva, vyrezaného napríklad podľa obr. 4 a obr. 5 na sústruhu. Na výrobu kužeľov je však cenovo dostupnejšie použiť listový materiál (preglejka, dosky, drevotrieska). Za týmto účelom z neho pomocou skladačky vyrežte požadovaný počet kruhov a prázdnych krúžkov, ktoré sa následne navzájom zlepia lepidlom PVA. Každý obrobok musí byť predbežne spracovaný pilníkom z koncov, pričom sa odoberie určitá hrúbka materiálu, aby sa výška zhodovala s obrobkami. Aby ste sa vyhli chybám, je najlepšie preniesť obrysy kužeľov z obr. 4 a obr. 5 na milimetrový papier plnej veľkosti a potom v závislosti od hrúbky listového materiálu určite hrúbku hrán, ktoré sa majú odstrániť. Pri spracovaní obrobkov by sa mala ponechať rezerva na následné dokončovanie lepeného kužeľa. Začnú ho lepiť zhora, ktorý je inštalovaný napríklad vo výklenku dosky na fixáciu. Polotovary sú namazané lepidlom a pripevnené klincami, ktorých hlavy musia byť stlačené. Navyše v postupne lepených obrobkoch je lepšie predvŕtať otvory pre klince. Pretože na základni veľkého kužeľa je inštalovaná vysokofrekvenčná hlava, niektoré polotovary kužeľa musia byť vyrobené vo forme krúžkov.
Obr.4. Kresba veľkého kužeľa
Obr.5. Kresba malého kužeľa
Následné spracovanie a konečná úprava kužeľa sa vykonáva vo zveráku. Na tento účel je k základni kužeľa pomocou skrutiek pripevnená technologická doska, v strede ktorej je upevnená kocka. Kocka sa upne do zveráka a začína sa spracovanie kužeľa. Najprv sa vykonáva polkruhovým pilníkom (kým sa nedosiahne požadované zakrivenie tvoriacej čiary) a potom sa povrch kužeľa rozomelie brúsnym papierom. Po tejto úprave sa povrch kužeľa zatmelí a opäť spracuje jemným pilníkom a prebrúsi jemným brúsnym papierom. Nakoniec je kužeľ natretý dvakrát alebo trikrát nitro emailom.
Pri vlastnej výrobe reproduktorov sa navrhuje použiť jednoduchší spôsob pripevnenia kužeľov, ako je znázornené na fotografii. Veľký kužeľ je inštalovaný nad hlavou s nízkou strednou frekvenciou pomocou štyroch mosadzných alebo duralových kolíkov špeciálne vyrobených na tento účel (obr. 6) a štyroch kovových uší (obr. 7). Ten by mal byť pripevnený k základni veľkého kužeľa pomocou skrutiek pozdĺž vzájomne kolmých polomerov. Čapy sú v súlade s polohou uší pripevnené jednou stranou do priechodných otvorov vyvŕtaných v hornej stene puzdra a dva z nich sa používajú ako vodivé prípojnice na privádzanie signálu z filtra do vysokofrekvenčného hlavu. Signál by mal byť pripojený k týmto kolíkom pomocou mosadzných plôšok umiestnených pod maticami. K týmto okvetným lístkom sú drôty spájkované.
Irina Aldoshina
Dátum prvého zverejnenia:
október 2008Kryty reproduktorov. Konštrukcie.
V predchádzajúcich článkoch sa zaoberali návrhy rôznych typov žiaričov, ktoré sú hlavnými prvkami všetkých typov akustických systémov. Neoddeliteľnou súčasťou každého reproduktorového systému je však aj puzdro.
Puzdro (obr. 1) plní viacero funkcií. V oblasti nízkych frekvencií blokuje efekt „skratu“, ku ktorému dochádza v dôsledku pridávania zvuku vydávaného z prednej a zadnej plochy membrány v protifáze, čo vedie k potlačeniu nízkofrekvenčného žiarenia. Použitie krytu umožňuje zvýšiť intenzitu žiarenia pri nízkych frekvenciách.
Okrem toho zvyšuje mechanické tlmenie reproduktorov, čo umožňuje „vyhladzovať“ rezonancie a znižovať nerovnomernosť amplitúdovo-frekvenčnej odozvy. Puzdro má významný vplyv nielen v nízkych, ale aj v stredných a vysokých frekvenciách v dôsledku difrakčných efektov a v dôsledku vibrácií stien puzdra, čo samozrejme významne prispieva k zvýšeniu lineárnych a nelineárnych skresleniam a kvalite zvuku reproduktorových systémov. Preto všetci výrobcovia venujú veľkú pozornosť dizajnu krytov akustického systému (výber konfigurácie, materiál steny, nátery tlmiace vibrácie a izolujúce vibrácie atď.).
Najbežnejšie typy nízkofrekvenčného dizajnu v dizajnoch moderných reproduktorových ozvučníc sú: infinitívna ozvučnica, uzavretý box, akustické závesy, utesnený box, ozvučnica s bassreflexom (vented-box, ported-box, basreflexia atď. .), labyrint, prenosová linka, kryt so symetrickým zaťažením (pásmová priepust), s pasívnym žiaričom (drone cone) atď.
Pozrime sa na návrhy najznámejších z nich.
Nekonečná obrazovka
Tento typ konštrukcie musí spĺňať dve podmienky: predstavovať nekonečne veľkú plochu, na ktorej je reproduktor inštalovaný, a mať za sebou veľký objem vzduchu. Tomuto dizajnu sa najviac približuje inštalácia reproduktora do steny miestnosti s dostatočne veľkým objemom za ním. Iba pri splnení oboch podmienok je úplne zabránené skratovému účinku a účinku tlmenia vibrácií na strane objemu vzduchu.
Frekvenčná odozva reproduktora v takejto „skutočne nekonečnej obrazovke“ závisí od hodnoty jeho rezonančnej frekvencie a klesá rýchlosťou 12 dB/okt. Malo by sa však poznamenať, že nedostatok tlmenia pri inštalácii reproduktora v tomto type konštrukcie vedie k „bumivému“ efektu pri nízkych frekvenciách (zvlášť počuteľných pri veľkých reproduktoroch).
Používanie plochých obrazoviek konečných veľkostí alebo „zrolovaných“ obrazoviek (čiže obrazoviek s ohnutými okrajmi – otvorenými ozvučnicami) ako nízkofrekvenčných konštrukcií bolo pomerne rozšírené v počiatočnom období rozvoja výroby vzdialených reprosústav v 30. 50-te roky. To však viedlo k vytvoreniu reproduktorových sústav s veľmi veľkým objemom krytu (600 – 800 metrov kubických), keďže minimálna veľkosť, pri ktorej nedôjde ku skratu, je určená pomerom: 2L = l/2, kde L je vzdialenosť od stredu k okraju obrazovky, l - vlnová dĺžka. Napríklad pre frekvenciu 100 Hz, kde vlnová dĺžka l = 3,4 m, je hodnota L 0,85 m.
Ak minimalizujete obrazovku, to znamená, že prejdete na otvorený dizajn, jeho veľkosť sa môže zmenšiť iba o tridsať percent. V opačnom prípade sú výsledkom príliš dlhé bočné steny (ako fajka), v ktorých dochádza k rezonančným javom a javu difrakcie na otvorených okrajoch, zafarbujúceho zvuk. Preto sa tieto typy dizajnov prakticky nepoužívajú vo vzdialených reproduktorových systémoch, hoci reproduktory zabudované do stien sa používajú pomerne často, najmä v hardvérových nahrávacích štúdiách (nazývajú sa „do steny“, „in-stropná infinitívna ozvučnica“, „stena“). -montážny panel“ atď.).
Pojem „infinitívna ozvučnica“ sa niekedy používa aj pre konštrukcie typu „closed box“ dostatočne veľkých rozmerov, pri ktorých nedochádza k posunu rezonančnej frekvencie reproduktora v porovnaní s vyžarovaním do voľného priestoru (v tomto prípade pomer tl. pružnosť pruženia voči ohybnosti vzduchu by mala byť menšia ako 3) .
Uzavretý prípad
V období výrazného nárastu objemu masovej výroby vzdialených reproduktorových sústav, teda okolo päťdesiatych rokov, sa začali aktívne využívať uzavreté ozvučnice typu „kompresia“, čo umožnilo výrazne zmenšiť veľkosť reproduktory, vďaka čomu sú vhodné na použitie v obytných miestnostiach a zároveň zachovávajú reprodukciu pásma nízkofrekvenčných častí (obr. 2).
Princíp fungovania kompresného dizajnu spočíva v tom, že používa reproduktory s veľmi flexibilným zavesením a veľkou hmotnosťou, to znamená s nízkou rezonančnou frekvenciou. V tomto prípade sa elasticita vzduchu v kryte stáva určujúcim faktorom. Práve to začína tvoriť hlavný príspevok k vratnej sile pôsobiacej na membránu (v tomto prípade by pomer pružnosti zavesenia k pružnosti vzduchu nemal byť menší ako 3...4). Keďže vzduch je lineárne médium (pri relatívne nízkych hladinách akustického tlaku), umožňuje to okrem možnosti zmenšiť objem krytu aj zníženie nelineárnych skreslení.
Nízkofrekvenčné reproduktory pre takéto systémy musia byť navrhnuté špeciálnym spôsobom (majú väčšiu flexibilitu zavesenia, veľkú hmotu membrány, špeciálnu konštrukciu kmitacej cievky a magnetického obvodu na zabezpečenie veľkých zdvihov atď.). Teória navrhovania uzavretých krytov bola načrtnutá v prácach Small-Thiele, v súčasnosti sa ich návrh vykonáva pomocou počítačových programov.
So správne zvolenými elektromechanickými parametrami reproduktorov a puzdra v akustických systémoch tohto typu môžete získať čo najhladšiu frekvenčnú odozvu (obr. 3) pri nízkych frekvenciách a zabezpečiť čistý, suchý basový zvuk. Preto mnoho popredných spoločností (napríklad KEF, Tannoy atď.) používa pri vytváraní Hi-Fi reproduktorových systémov a riadiacich jednotiek uzavreté ozvučnice.
Puzdro s bassreflexom
Ide o puzdro, v ktorom je vytvorený otvor, ktorý umožňuje využitie žiarenia zo zadnej plochy difúzora (obr. 4). Maximálny účinok sa dosiahne v oblasti rezonančnej frekvencie oscilačného systému, tvorenej hmotnosťou vzduchu v otvore alebo potrubí a pružnosťou vzduchu v puzdre.
Prítomnosť malého otvoru neporušuje princíp kompresie činnosti reproduktora v kryte, ale umožňuje výrazne zvýšiť hladinu akustického tlaku pri rezonančnej frekvencii (porovnávací tvar frekvenčnej odozvy v oblasti nízkej frekvencie je znázornené na obr. 3), znižujú úroveň nelineárneho skreslenia a výrazne rozširujú možnosti nastavenia parametrov reproduktorovej sústavy. Je potrebné poznamenať, že prítomnosť bassreflexu vyžaduje oveľa viac zručnosti pri navrhovaní, pretože nepresné ladenie vedie k vzniku prechodného skreslenia ("vytiahnutých basov").
Moderné modely používajú niekoľko typov systémov fázovej inverzie.
1. Bývanie so špeciál rúra ohrádky ducted port - to umožňuje zmenšiť veľkosť puzdra a zmenou veľkosti píšťaly zlepšiť ladenie bassreflexu (obr. 4a).
2. Bývanie s pasívny radiátor(pasívny žiarič, obr. 5); V otvore krytu je inštalovaný pasívny (teda bez magnetického obvodu) reproduktor, ktorého vibrácie sú vybudené kolísaním objemu vzduchu uzavretého v kryte. Úpravou hmotnosti a pružnosti takéhoto reproduktora môžete dosiahnuť rovnaký efekt ako pri úprave bassreflexu.
3. Labyrint(labyrint, obr. 6) je verzia nízkofrekvenčnej ozvučnice s bassreflexom, v ktorej sú inštalované špeciálne priečky vytvárajúce akýsi labyrint na prúdenie vzduchu. Keď dĺžka labyrintu dosiahne 1/4 vlnovej dĺžky pri rezonančnej frekvencii woofera, pôsobí podobne ako vhodne naladený bassreflex. Použitie labyrintu rozširuje možnosti pre ladenie na nižšie frekvencie. Labyrint má zvyčajne sériu rezonančných špičiek pri harmonických zodpovedajúcich základnej rezonančnej frekvencii potrubia. Sú tlmené umiestnením špeciálnych materiálov pohlcujúcich zvuk na steny krytu.
4. Prenosová linka(prenosové vedenie) je variantom labyrintu. Moderné návrhy akustických systémov využívajú jeho mnoho druhov: štvrťvlnové, prvé, kužeľové, lichobežníkové atď.
Prenosové vedenie sa líši od labyrintu tým, že celý objem puzdra je upchatý materiálom pohlcujúcim zvuk a prierez vedenia je variabilný - väčší pri kuželi, menší pri otvore. Materiál pohlcujúci zvuk je zvolený tak, aby zabezpečil tlmenie vysokofrekvenčných rezonancií. Kryty tohto typu sa veľmi ťažko konfigurujú, preto existujú ich zjednodušené verzie (napríklad „kužeľové potrubie“), ktoré jednoducho používajú potrubie s premenlivým prierezom s opačným pomerom plôch: viac pre difúzor, menej pre otvor je vyplnený objemovým absorbérom.
5. Dizajn fázovej inverzie s duálnym fotoaparátom(dvojkomorový, obr. 7) alebo s viacerými kamerami (viackomorový port). Použitie dvoch alebo viacerých komôr umožňuje prispôsobenie záťaže subwoofera v oveľa širšom frekvenčnom rozsahu. Na amplitúdovo-frekvenčnej charakteristike takéhoto systému sú jasne viditeľné dva rezonančné vrcholy: jeden zodpovedá naladeniu nízkofrekvenčného reproduktora na plný objem dvoch komôr, druhý na jednu komoru; ak majú tieto komory rovnaký objem, potom sú tieto frekvencie oddelené presne oktávou.
Typicky má dvojitá komora jedno oddelenie dvakrát väčšie ako druhé. Konštrukcie s dvojitými komorami poskytujú väčšie tlmenie vibrácií reproduktorov, čo poskytuje významné výhody pri použití vo výkonných akustických systémoch, napríklad pre diskotéky, hudobné telesá atď., pretože znižuje pravdepodobnosť preťaženia a zlyhania nízkofrekvenčných reproduktorov.
6. Typ dizajnu pásmové filtre(pásmové priepustné systémy, obr. 8) sú tiež typom fázovo invertovaných systémov, v ktorých je reproduktor inštalovaný vo vnútri uzavretého krytu a vyžaruje nie priamo do okolia, ale cez kryt s fázovo invertovaným otvorom. Použitie takýchto systémov umožňuje regulovať pokles frekvenčnej odozvy nielen smerom k nízkym frekvenciám, ale aj k vysokým frekvenciám (to znamená, že funguje ako pásmový filter). Výberom veľkosti a typu kamery (uzavretá, s bassreflexom, „double bassreflexom“ atď.) môžete zmeniť strmosť rolovania frekvenčnej odozvy, preto sa analogicky s filtrami nazývajú „ band-pass“ dizajny. Napríklad pásmo štvrtého rádu obsahuje prednú komoru s bassreflexom, zadná je uzavretá, miera útlmu smerom k vysokým frekvenciám je 24 dB/okt, to znamená, že zodpovedá filtru štvrtého rádu; Pásové prevedenie šiesteho rádu má obe komory s bassreflexom, s roll-off 36 dB/okt.
Ak sú v kryte nainštalované dva identické reproduktory na jednom basreflexe, nazýva sa to „nízkofrekvenčný dizajn so symetrickou záťažou“ (ak sú reproduktory zapnuté v protifáze, potom sa toto spojenie nazýva „push-pull“). Tento typ konštrukcie sa v súčasnosti často používa v nízkofrekvenčných jednotkách (subwooferoch), ktoré sú široko používané v zariadeniach domáceho kina atď.
Používajú sa rovnaké bloky dvojité dizajny(typ Isobarik), kedy sú na uzavretú prídavnú komoru naložené dva nízkofrekvenčné reproduktory. Jedna funguje na vnútornú hlasitosť (uzavretá alebo s bassreflexom), druhá vyžaruje do vonkajšieho prostredia - to umožňuje znížiť medznú frekvenciu, znížiť úroveň harmonických, najmä párnych, a znížiť celkovú hlasitosť systému. (obr. 9).
7. Dizajn klaksónu(horn) sa používa ako „akustický transformátor“, ktorý zlepšuje podmienky prispôsobenia (to znamená zvyšuje akustickú impedanciu) reproduktora s prostredím. To vám umožňuje výrazne (trikrát alebo viac) zvýšiť účinnosť systému reproduktorov a zlepšiť smerové charakteristiky. Avšak pre nízke frekvencie je veľkosť zvukovodu príliš veľká, takže niektoré vysokovýkonné reproduktorové systémy používajú zložené rohy (obr. 10), niekedy so špeciálnymi kompresnými komorami, čo umožňuje vyššiu hladinu akustického tlaku pri nízkych frekvenciách.
Okrem uvedených najbežnejších typov vzorov sa v katalógoch, časopisoch a inzerátoch uvádzajú aj ďalšie.
Teória výpočtu hlavných typov nízkofrekvenčných návrhov je hlboko rozvinutá a takmer úplne prenesená do počítačových metód. Približné metódy výpočtu budú uvedené v nasledujúcom článku.
Otázka výhod a nevýhod každého typu konštrukcie je pomerne zložitá, konkrétny výber závisí od účelu a špecifikácie reproduktorovej sústavy.
Vplyv tvaru puzdra na frekvenčnú odozvu
V stredných a vysokých frekvenciách významný vplyv na tvar amplitúdovo-frekvenčnej odozvy a kvalitu zvuku akustických systémov má vonkajšia konfigurácia krytu (to znamená jeho tvar, prítomnosť reflexných výstupkov a priehlbín, povaha zaoblenia rohov , šírka a stupeň tlmenia jeho prednej steny a pod.), čo je spôsobené vplyvom difrakčných efektov. V posledných rokoch, keď sa výkon vysokokvalitných reproduktorových systémov výrazne zlepšil, príspevok difrakčných efektov k celkovej úrovni skreslenia sa stal zreteľnejším a množstvo štúdií bolo venovaných analýze ich vplyvu na výstupné charakteristiky reproduktorových systémov.
Výsledky výpočtov a experimentov ukázali, že použitie puzdier s vyhladenými rohmi, prúdnicovými tvarmi (vo forme gúľ, elipsoidov, valcov atď.), s asymetrickým usporiadaním reproduktorov výrazne znižuje nerovnomernosť frekvenčnej odozvy a znižuje fázu skreslenia (obr. 11).
Avšak vzhľadom na to, že technológia výroby takýchto ozvučníc je oveľa zložitejšia a drahšia, prevažná väčšina reproduktorových sústav sa vyrába v pravouhlých ozvučniach. V tomto prípade sa používajú špeciálne opatrenia na zníženie difrakčných efektov v rohoch predného panelu: špeciálne utlmenie panelu, optimalizácia pomeru rozmerov predného panelu a hĺbky skrine, výber asymetrického usporiadania reproduktory a pod.
Túžba posunúť difrakčné vrcholy a poklesy frekvenčnej odozvy do vyššej frekvenčnej oblasti a tým znížiť ich vplyv si vynucuje použitie čo najužších predných panelov (pokiaľ to rozmery nízkofrekvenčného reproduktora umožňujú). Moderná digitálna meracia technológia umožňuje kvantifikovať príspevok difrakčných efektov k celkovej úrovni nerovnomernosti frekvenčnej odozvy (môže dosiahnuť 4 dB) a vypočítať skreslenie skupinového oneskorenia (do 0,5 ms). Získané hodnoty sa ukázali ako pomerne vysoké, čo výrazne ovplyvňuje kvalitu zvuku, takže zložité vonkajšie konfigurácie mnohých moderných akustických systémov sú určené nielen estetickými hľadiskami, ale aj snahou o zlepšenie ich parametrov a kvality zvuku.
Vplyv vibrácií krytu na frekvenčnú odozvu
Puzdro reproduktorového systému v strednom a vysokofrekvenčnom rozsahu tiež vnáša do reprodukovaného signálu značné skreslenie v dôsledku vibrácií stien krytu a objemu vzduchu v nich uzavretého. To vedie k zmene tvaru frekvenčnej odozvy: zníženie hladiny akustického tlaku pri nízkych frekvenciách a zvýšenie nerovnomernosti pri stredných frekvenciách; zvýšenie nelineárnych skreslení a zvýšenie prechodných procesov, ktoré zhoršujú kvalitu zvuku akustických systémov a zavádzajú takzvané „škatule“ podtóny.
Analýza mechanizmov vyžarovania zvuku v dôsledku vibrácií stien krytu ukazuje, že existujú dva spôsoby prenosu vibrácií z reproduktora na steny krytu:
- budenie kmitov vnútorného objemu vzduchu v kryte zo zadnej plochy membrány a prenos vibrácií cez ňu na steny krytu;
- priamy prenos vibrácií z držiaka difúzora na prednú stenu, a z nej na bočnú a zadnú.
Vo frekvenčnom rozsahu približne do 600 Hz sa výrazne podieľajú oba prenosové mechanizmy, pri vyšších frekvenciách zohráva úlohu predovšetkým druhý mechanizmus. Na zníženie vplyvu týchto javov sa používajú rôzne konštrukčné opatrenia, ako aj rôzne spôsoby zvukovej a vibračnej izolácie a absorpcie.
Na zníženie prenosu vibrácií spôsobených vnútorným objemom puzdra a tlmenie jeho vnútorných rezonancií sa používajú rôzne spôsoby pohlcovania zvuku: zvyčajne je puzdro úplne alebo čiastočne vyplnené jemnovláknitými, elasticko-poréznymi materiálmi (syntetické vlákna, minerálna vlna , atď.).
Pre zvýšenie koeficientu absorpcie v nízkofrekvenčnej oblasti je potrebné zvýšiť hrúbku a hustotu výplne. Preplnenie skrinky materiálom pohlcujúcim zvuk však môže viesť k zníženiu hladiny akustického tlaku pri nízkych frekvenciách a príliš suchým basom. Odporúčaná hustota náplne je 8-11 kg na meter kubický. m.V posledných rokoch bola vytvorená nová generácia materiálov pohlcujúcich zvuk, ktoré poskytujú efektívne tlmenie rezonančných vibrácií vnútorného objemu v danom frekvenčnom rozsahu. Niektoré modely používajú vo vnútri krytu perforované a voštinové absorpčné panely. Zavedenie absorbéra výrazne znižuje nerovnomernosť frekvenčnej odozvy.
Na zníženie vibrácií stien krytu je potrebné použiť opatrenia zamerané na zvýšenie jeho zvukovej izolačnej schopnosti. Zvukovo izolačná schopnosť telesa reproduktorovej sústavy je nasledovná: časť zvukovej energie, ktorú do tela vyžaruje membrána reproduktora, je pohltená vrstvami materiálu pohlcujúceho zvuk a časť dopadá na steny korpusu.
V stenách prebiehajú tieto procesy: určitá časť energie sa vracia späť do tela, iná sa rozptýli v materiáli steny v dôsledku strát trením a zvyškovou deformáciou, tretia prechádza do okolia v dôsledku elastických pozdĺžnych a priečnych vibrácií. cez steny a cez trhliny a póry v materiáli. Úlohou výberu dizajnov stien bývania je maximalizovať koeficient zvukovej izolácie, to znamená znížiť podiel prenášanej energie v pomere k energii dopadajúcej.
Súčiniteľ zvukovej izolácie výrazne závisí od tuhosti a hmotnosti stien. Preto sa na zníženie celkovej úrovne emisie zvuku zo stien (teda na zvýšenie ich zvukovej izolácie) používajú rôzne opatrenia na zvýšenie ich tuhosti a hmotnosti.
1. Použitie ťažkých a tvrdých materiálov na steny: tehla, mramor, penový betón atď. Zvuková izolácia je veľmi dobrá (až 30 dB alebo viac), a preto sa zlepšuje kvalita zvuku reproduktorových systémov. Takéto kryty sú však príliš ťažké a drahé na široké použitie, čo sťažuje ich výrobu a prevádzku. Preto sa na skrine zvyčajne používajú tieto materiály: viacvrstvová preglejka, drevotriesková doska (drevotrieska), drevovláknitá doska (drevovláknitá doska) atď.(hrúbka preglejky na bočné steny sa volí v rozmedzí 18...20 mm, pre predné steny - 20...40 mm).
2. Použitie viacvrstvových materiálov z vrstiev rôznej tvrdosti a hustoty, ktoré môžu výrazne znížiť vibrácie stien.
3. Použitie špeciálnych náterov absorbujúcich vibrácie na stenách krytu. V závislosti od rozsahu rezonančných frekvencií stien sa vyberajú „tvrdé“, „mäkké“ alebo vystužené povlaky.
4. Aplikácia konštrukčných opatrení: výstuhy, spojky, rozpery medzi stenami, rozdelenie karosérie na samostatné oddiely atď.
Analýza druhého spôsobu budenia vibrácií stien skrine ukazuje, že vibrácie pohybujúcej sa reproduktorovej sústavy vybudia vibrácie držiaka difúzora, ktoré sa prenášajú na predný panel. Vtedy dochádza k intenzívnym pozdĺžnym vibráciám bočných stien, ktoré prenášajú vibrácie na zadný a horný panel.
V nízkofrekvenčnej oblasti steny puzdra kmitajú vo fáze. V tejto oblasti je úroveň zrýchlenia vibrácií na stenách (a následne aj úroveň emisie zvuku z nich) určená ich všeobecnou elasticitou a elasticitou objemu vzduchu v nich obsiahnutého. Ako sa frekvencia zvyšuje, začínajú intenzívne ohybové vibrácie všetkých stien krytu, ktorých amplitúdy majú maximálne hodnoty pri rezonančných frekvenciách. Merania zrýchlenia vibrácií na stenách krytov ukazujú, že najväčšie amplitúdy vibrácií sa vyskytujú na prednej a zadnej stene, potom na hornej a bočnej stene. Všeobecný obrázok rozvodov na stenách krytu je znázornený na obr. 12.
Na boj proti priamemu prenosu vibrácií sa používajú metódy izolácie vibrácií a absorpcie vibrácií. Účinok izolácie vibrácií je zabezpečený použitím elastických tlmičov nárazov pri pripevnení reproduktora k skrini a niekedy prednej steny skrine k bočným stenám. Pri navrhovaní kvalitných akustických systémov sa používajú pevné gumové tesnenia medzi držiakom difúzora a predným panelom, lokálne podporné izolátory vibrácií na upevňovacie skrutky, tesnenia tlmiace nárazy na pripevnenie predného panelu k bočným panelom, oddelenie držiaka difúzora od predný panel vďaka jeho dodatočnej podpore na spodnej časti atď. Všetky tieto opatrenia umožňujú znížiť úroveň vibrácií prenášaných na bočné a zadné steny krytu o 10...11 dB.
V moderných vysokokvalitných akustických systémoch je puzdro mimoriadne zložitá a nákladná konštrukcia (obr. 13). Ako kritérium účinnosti opatrení prijatých na zvukovú izoláciu krytu sa všeobecne uznáva, že rozdiel medzi hladinou akustického tlaku vydávaného stenami krytu a hladinou akustického tlaku z akustického systému ako celku by mal byť aspoň 20 dB.
Okrem objektívnych meraní sa pri projektovaní akustické systémy preverujú v ohrádkach rôznych prevedení, ktorých výsledky potvrdzujú veľký vplyv ozvučnice na objektívne a subjektívne vlastnosti akustických systémov.
Tie z najvyššieho cenového segmentu už dávno nie sú jednoduchými reproduktormi, ako sú boxy, ktoré produkujú zvuk pomocou dvojice reproduktorov. Inžinieri rok čo rok vymýšľajú a menia priemysel a každé zariadenie na malé umelecké dielo, ktoré nie každý dokáže napodobniť. Existujú nové typy reproduktorov, nové spôsoby výstupu zvuku, zmeny výkonu a amplitúdy a tak ďalej a tak ďalej. Postupom času vznikla celá viaczložková štruktúra, ktorá popisuje rôzne typy akustických systémov. V skutočnosti sa o tom bude diskutovať v nižšie uvedenom materiáli.
Kategorizácia reproduktorových sústav
Takže najprv pochopme základné aspekty toho, čo sú, a až potom zistíme, čo sú a ako sa navzájom líšia.
Existujú nasledujúce typy reproduktorových systémov:
- Regálové a podlahové systémy. Už z názvu je zrejmé, že sa líšia princípom inštalácie v miestnosti a svojou veľkosťou.
- Odlišné sú aj systémy reproduktorov počtom pásiem (v podstate počtom rečníkov) - od jedného do siedmich.
- Existovať dynamické, elektrostatické, planárne a iné akustické systémy v závislosti od konštrukcie reproduktorov, ktorý nemusí vôbec patriť do žiadnej kategórie (všetko závisí od fantázie inžinierov).
- V závislosti od akustického dizajnu ozvučníc sa reproduktory delia na systémy s otvorenou skriňou, uzavretou skriňou, s basreflexovým prevedením, s akustickým labyrintom a tak ďalej.
- Stĺpce sú tiež rozdelené na pasívne a aktívne, v závislosti od prítomnosti vstavaného audio zosilňovača.
Jednopásmové a viacpásmové reproduktorové systémy
Jednopásmové sú vybavené jedným žiaričom a keďže nie je možné nakonfigurovať jeden žiarič tak, aby dobre reprodukoval všetky frekvencie naraz, výrobcovia musia použiť niekoľko rôzne ladených žiaričov naraz.
Existujú aj 2-pásmové reproduktorové sústavy (aj 3, 4). V takýchto systémoch sú nainštalované dva žiariče. Jeden preberá reprodukciu nízkych a stredných frekvencií a druhý reprodukuje iba vysoké frekvencie. Vďaka tomuto prístupu dosahujú 2-pásmové reproduktorové systémy ideálne vyváženie zvuku, ktoré je nemožné pri použití jedného reproduktora (aj keď je veľmi dobrý). Zvuk takýchto reproduktorov je zvyčajne dostatočný pre neskúsených ľudí, ktorí nevlastnia pokročilejšie systémy, ale existujú aj prijateľnejšie možnosti, napríklad 3-pásmové systémy. 3-pásmové reproduktorové systémy zdieľajú všetky tri typy frekvencií naraz. Jeden žiarič reprodukuje nízke frekvencie, druhý - vysoké a tretí - stredné. 3-pásmové reproduktorové sústavy sú bežnejšie ako iné, pretože práve vďaka tejto konštrukcii je dosiahnutá najvyššia kvalita reprodukcie frekvencií počuteľných ľudským uchom.
Pasívne a aktívne reproduktorové systémy
Aktívne a pasívne systémy sa líšia prítomnosťou integrovaného výkonového zosilňovača v dizajne samotných reproduktorov.
Napájané reproduktory majú tento typ zosilňovača, takže môžu byť priamo pripojené k predzosilňovaču pomocou prepojovacieho kábla a každý jednotlivý reproduktor je napájaný zo siete bez pripájania ďalších napájacích zdrojov.
Pasívne reproduktory, aj keď sú dizajnovo zložitejšie, sú stále oveľa bežnejšie a sú prioritou pre používateľov, ktorí oceňujú vysokokvalitný zvuk. Takéto reproduktory sú pripojené k výkonovému zosilňovaču cez špecializovaný crossover filter. Pripojenie sa vykonáva pomocou reproduktorových káblov. Mnoho výrobcov (firiem) akustických systémov preferuje výrobu práve takýchto reproduktorov, keďže prinášajú veľké zisky a umožňujú inžinierom realizovať ich zvukové ideály. Okrem určitých ťažkostí pri inštalácii je tu aj finančný problém, pretože dobrý zosilňovač a káble reproduktorov stoja veľa peňazí a bez nich takýto systém „naštartujete“.
Systémy trúbkových reproduktorov
Ide o špeciálny typ reproduktorového systému. Ich zvláštnosťou je inštalácia klaksónu nad žiaričom. Výhodou takýchto reproduktorov je vysoká citlivosť reproduktorov. Vďaka tomu sú ideálnym doplnkom k lacným a nízkovýkonovým elektrónkovým zosilňovačom, ktoré nie sú schopné produkovať dostatočný objem. Takéto reproduktorové systémy vyžadujú správne umiestnenie v miestnosti, kde sa plánujú používať, ale ak tomu venujete nejaký čas, môžete dosiahnuť najrealistickejší a najbohatší stereo obraz.
Elektrostatické reproduktorové systémy
Takéto systémy sa vyznačujú neobvyklým dizajnom. Namiesto klasických reproduktorov je použitá fólia z vodivého materiálu, ktorá je natiahnutá vertikálne pozdĺž reproduktora. Princíp činnosti je nasledujúci: na fóliu sa pri určitej frekvencii aplikuje zvukový signál a na vodiče umiestnené po stranách sa aplikuje konštantné napätie (v niektorých prípadoch sa pri konštantnom napätí pozoruje opačné poradie). vodivý film). Medzi fóliou a vodičmi vzniká elektrostatické pole, na ktoré sa superponuje striedavé pole. Z tohto dôvodu dochádza k vibráciám fólie, ktorá reprodukuje zvukové žiarenie. Zvuk takýchto akustických systémov je vysoko detailný a jasne prenáša každú jednotlivú frekvenciu. Hudba pôsobí slobodnejšie a otvorenejšie. Spomedzi nevýhod stojí za vyzdvihnutie nedostatočné množstvo basov, ktoré nedokážu sprostredkovať celú hĺbku, najmä pokiaľ ide o žánre ako hip-hop alebo trap.
Systém stredových kanálov
Samozrejmosťou sú sady 5 reproduktorov a jedného subwoofera. Ide o klasický systém, ktorý sa osvedčil a využíva ho väčšina milovníkov dobrého zvuku. Kľúčovým prvkom tohto systému je centrálny reproduktor, ktorý reprodukuje filmové dialógy a hlavné hudobné fragmenty. Tento stĺp je inštalovaný priamo v strede. Niektorí používatelia ho používajú v počítačových reproduktorových systémoch, pretože na ňom pozerajú filmy.
Predné a zadné reproduktorové systémy
Predný systém tvorí klasická dvojica reproduktorov, ktoré vytvárajú stereo efekt. Takéto stĺpce často tvoria plnohodnotný (keďže zvyčajne nie je potrebné nič iné). Ak hovoríme o domácom kine, potom medzi dvoma prednými reproduktormi (alebo pod televízorom) je stredový kanálový reproduktor. Spoliehajúc sa na predný pár reproduktorov musíte zhromaždiť zvyšky 5.1-kanálového reproduktorového systému, pretože sú to tie, ktoré reprodukujú hlavnú škálu zvukov.
Zadnú časť systému tvoria dva malé reproduktory umiestnené za publikom. Ich použitie je voliteľné, ale vždy sú súčasťou 5.1 reproduktorových systémov, aby sa dosiahlo maximálne ponorenie do atmosféry prehrávaných filmov. Ak zvuková stopa filmu podporuje technológiu priestorového zvuku, niektoré udalosti a scény vo filme budú prehrávať zvuk iba zo zadných reproduktorov (to sa stáva, keď sa niekto zakráda za hrdinu filmu). Pri použití akustických stojanov môžete tento systém implementovať do počítačovej akustiky.
Subwoofer
Ide o samostatný reproduktor, ktorý dokáže reprodukovať len nízke frekvencie a basy. Často sa používa spolu so spárovanými reproduktormi a dopĺňa systém reproduktorov pre počítač, pretože predné reproduktory nedokážu zvládnuť celý zvukový rozsah. Subwoofer prináša rovnováhu do systému reproduktorov. Vizuálne vyzerá subwoofer rovnako ako bežný reproduktor, no má nainštalovaný jeden masívny otvorený ovládač. Subwoofer sa inštaluje do rohu miestnosti alebo pod počítačový stôl. Z tohto dôvodu, mimochodom, susedia často trpia.
Regálové a stojanové reproduktorové systémy
Takéto reproduktorové systémy možno nazvať aj stolové a stojace na podlahe (alebo počítač a domáce kino). Regálové reproduktory zaberajú oveľa menej miesta a vážia oveľa menej, čo znamená, že ich možno namontovať vyššie. Napríklad, ak si doma montujete audio systém, ktorý bude pripojený k televízoru (na vytvorenie hĺbky zvuku), môžete na skrinku umiestniť aj policové reproduktory (to zaisťuje maximálne pokrytie plochy). Aby sa z takýchto kompaktných reproduktorov vyťažil maximálny potenciál, zvyčajne sa montujú na špeciálne akustické stojany.
Systémy stojace na podlahe sa oveľa lepšie hodia do veľkých miestností (často sa im hovorí reproduktorové sústavy kín). Majú nainštalované väčšie reproduktory a ich počet sa pohybuje od jedného do siedmich. Inštalácia takýchto reproduktorov v malej miestnosti môže spôsobiť nadmerné zosilnenie basov a veľmi citeľné bzučanie. Podlahové systémy sú oveľa drahšie ako policové systémy a vyžadujú od projektantov oveľa väčšiu pozornosť pri výpočtoch pri ich tvorbe.
Reprosústavy s bassreflexom
Bassreflex je otvor v kryte, z ktorého vedie potrubie do vnútra reproduktora. Vďaka tomuto dizajnu dokáže akustika reprodukovať nízke frekvencie, ktoré sú pre štandardné reproduktory bez bassreflexu nedostupné. Pri návrhu reproduktora musí inžinier zvoliť priemer a dĺžku píšťaly v súlade s frekvenciou, ktorú by mala budúcnosť reprodukovať.V momente, keď hrá hudba, objem vzduchu v basreflexovej píšťale rezonuje a umocňuje reprodukciu frekvencia, na ktorú bol pôvodne nastavený priemer potrubia. Na veľkosti samotného reproduktora nezáleží, bassreflex je zabudovaný ako do veľkých domácich audiosystémov, tak aj do kompaktných slúchadiel. Potrubie výstupu vzduchu môže ísť do ktorejkoľvek časti reproduktora alebo slúchadiel, ale od toho bude závisieť poloha reproduktora v miestnosti (potrubie by nemalo byť ničím zakryté).
Reprosústavy s akustickým labyrintom
Vo svojom jadre je akustický labyrint rovnaký bassreflex. Rozdiel je v tom, že potrubie prechádzajúce do tela má veľa ohybov a je oveľa dlhšie. Účel fajky je rovnaký - zvýšiť hlasitosť a sýtosť zvuku nízkych frekvencií. Bohužiaľ, takéto reproduktory sú oveľa drahšie ako možnosti s konvenčným bassreflexom, pretože ich výroba trvá oveľa dlhšie a vyžaduje špeciálnu presnosť od inžinierov a materiály sú drahšie. Rovnako ako v prípade bassreflexových reproduktorov môže byť veľkosť výstupného zvukového zariadenia ľubovoľná, no v slúchadlách takýto systém nenájdete.
Uzavreté a otvorené reproduktorové systémy
Niektoré spoločnosti vyrábajúce akustické systémy vyrábajú reproduktory otvoreného typu. Akustický dizajn takýchto reproduktorov sa vyznačuje absenciou zadnej steny. Vďaka tomu majú difúzory určitú voľnosť. Tento prístup poskytuje zvuk blízky elektrostatickým audio-akustickým systémom.
Existujú aj uzavreté reproduktorové sústavy. V skutočnosti sa líšia práve tým, že v puzdrách nie sú žiadne diery. Tento prístup robí zvuk pružnejším. To sa deje v dôsledku skutočnosti, že vzduch nemá kam ísť, pohyb difúzora je obmedzený. Aby sa predišlo negatívnym účinkom takéhoto dizajnu, reproduktory tohto typu sú vyrobené veľmi veľké, takže difúzor má väčšiu voľnosť pohybu. Veľkou výhodou takýchto systémov je absencia akéhokoľvek zbytočného hluku, praskania a pod.
Reproduktorové systémy s pasívnym žiaričom
Pasívny žiarič plní rovnakú úlohu ako napríklad bassreflex. Je to potrebné na zabezpečenie normálneho ozvučenia nízkych frekvencií. V takýchto reproduktoroch nie sú žiadne potrubia. V stĺpe sa jednoducho vytvorí otvor a dovnútra sa nainštaluje pasívny reproduktor (reproduktor bez magnetického systému, postavený na báze jedného difúzora, zavesenia a rámu). Výhodou pasívneho žiariča je schopnosť reprodukovať basy a akékoľvek, aj tie najnižšie frekvencie. Tieto typy reproduktorových systémov sú veľmi cenné a vyžadujú pozoruhodné inžinierske schopnosti.
Načítava...