Typy akustických systémů. Typy reproduktorových soustav: konstrukce, přehled, charakteristika Reprosoustavy se širokým směrovým vzorem

Tento článek vznikl jako výsledek korespondence s jedním z pravidelných přispěvatelů do amerického časopisu STEREOFILE. Nejedná se o doporučení pro nákup určitých reproduktorů. Čtenář zde najde zajímavé úvahy o přenosu zvukového prostoru moderními akustickými systémy.

Pozice audio recenzenta časopisu STEREOFILE je spojena s poslechem téměř všech akustických systémů (AC), které se objevují na trhu. Dlouho jsem se musel zabývat profesionálním nahráváním hudby, jako inženýr i jako hudebník. To vše mě vedlo k přesvědčení, že jednou z nejdůležitějších vlastností kvalitních reproduktorů je správná reprodukce zvukového prostoru vzniklého při nahrávání. Existují však oblíbené modely reproduktorů, které tento požadavek zjevně nesplňují – zároveň záměrně.

Zvukový prostor je prostor vytvořený naší představivostí za a mezi dvěma reproduktory pracujícími ve stereu. Někdy se také používá termín "zvuková kulisa". Při nahrávání hudby je hodně práce věnováno vytvoření jejího zvukového prostoru tak, že při domácím přehrávání nahrávky na domácím stereo systému se hudebníci „situují“ v určitém pořadí. Bicí souprava se může „vznášet“ někde uprostřed mezi reprosoustavami, kytarista je trochu vpravo, klavír trochu vlevo a zpěváci jsou rozmístěni po pódiu tak, aby každý zaujal svou pozici. Skutečně, pokud stereo systém správně reprodukuje zvukový prostor, poté, co zavřete oči, můžete „vidět“ každého účinkujícího.

Přenos zvukového prostoru přímo souvisí se směrovostí reproduktoru. Tradičně reproduktory s reproduktory na předním panelu vyzařují zvuk pouze jedním směrem – směrem k posluchači. Dvojice takových systémů posílá veškerou svou akustickou sílu k posluchači, aniž by do zvukového prostoru vnášela zkreslení spojená s odrazy od stěn, nábytku v blízkosti reproduktorů atd. Poslech v takových podmínkách umožňuje zprostředkovat nahrávku tak, jak ji zvukař a hudebníci chtěli mít.

Existují však reproduktory záměrně navržené tak, aby zkreslovaly zvukový prostor. Reproduktory těchto reproduktorů jsou umístěny nejen na předním panelu, ale také na boční a zadní straně. Tento reproduktor vyzařuje zvuk do všech směrů najednou. Téměř veškerý zvuk, který se dostane k uším posluchače, se odráží od stěn. K ospravedlnění této zvukové reprodukce se uvádí chybné tvrzení, že jelikož skutečné hudební nástroje vyzařují zvuk do všech směrů, reproduktorový systém musí udělat totéž pro „přirozený“ zvuk. To je naprosto falešné, protože zatímco skutečné nástroje vyzařují zvuk všemi směry, mikrofony, které tento zvuk přijímají, jej „slyší“ pouze z jednoho směru. Abyste mohli přenášet zvuk ze všech směrů, budete muset nástroj kompletně obklopit nekonečným počtem mikrofonů. Není možné to udělat. A není to nutné – faktem je, že mikrofon namířený na hudební nástroj vnímá veškerý jeho zvuk, protože membrána mikrofonu vnímá jak přímý zvuk, tak odrazy vytvářené nástrojem v koncertním sále (dozvuk). Stejným způsobem lidské ucho slyší hudbu! U reproduktorů s přímým vyzařováním vnímá posluchač skutečný poměr přímého a odraženého zvuku – takový, jaký byl v době nahrávání. Reproduktor, který vydává zvuk všemi směry, tento poměr mění. Nahrávka zároveň již není slyšet tak, jak byla zamýšlena – slyšíte odrazy původního odraženého zvuku od stěn vašeho pokoje. Reverb reverb. Souhlaste, že se jedná o zcela nepřirozené, umělé zpracování zvuku.

Reproduktory, které vyzařují zvuk všemi směry, zkreslují zvukový prostor: zvukové obrazy nástrojů jsou neurčité a zvukový obraz nemá nic společného s originálem. Na těchto reproduktorech jsem poslouchal své vlastní nahrávky a byl jsem nepříjemně překvapen, jak zkresleně znějí ve srovnání s reproduktory s přímým vyzařováním. Na běžném spotřebitelském trhu jsou americké vícesměrové reproduktory velmi oblíbené, ale jejich oblíbenost spočívá pouze v tom, že mnoha lidem chybí znalosti a zkušenosti v takových věcech, jako je zvukový prostor, správná reprodukce a skutečný zvuk nahrávky. Pro neinformované se zkreslení způsobené takovými reproduktory zdá atraktivní, protože „rozšiřují“ zvuk, jako při elektronickém zpracování zvuku. Vzhledem k tomu, že každý záznam přehrávaný přes reproduktor prochází tímto zpracováním, stává se zdlouhavým a otravným. Zkreslení zvukového pole v takových reproduktorech vás často nutí rychle prodat nákup a koupit dobré reproduktory s přímým vyzařováním, které věrně přinesou poslech hudby po léta.

Rád bych doufal, že jsem pomohl k lepšímu pochopení vztahu správného přenosu zvukového pole s konstrukcí reproduktorů. Štěstí audiofila spočívá v informativnosti - přeji úspěšné nákupy!

V posledních letech se ruský trh zaplnil zahraničním zařízením pro reprodukci zvuku. Produkty předních firem, které poskytují opravdu vysokou kvalitu zvuku, jsou však velmi drahé, a relativně levné a Rusům dostupné dovážené mini a středoakustické systémy znějí velmi průměrně a nedokážou uspokojit potřeby milovníků dobrého zvuku.

Pokud jde o domácí průmysl, ten zatím posluchače nepotěší novinkami v oblasti špičkových reproduktorových hlav a akustických systémů (AS). Autoři publikovaného článku nabízejí našim čtenářům nezávislou výrobu dvoupásmového reproduktorového systému, který implementuje nový přístup k získávání prostorového zvuku. Podobná ideologie v designu AU se drží některých svých vývojů, například americká společnost Bowes.

Než přistoupíme k popisu konkrétního AS, seznamme se s některými aspekty problematiky jejich návrhu. Nejprve se podívejme na charakteristiku směrovosti vyzařování zvuku běžného reproduktoru, jehož hlavy jsou namontovány na jeho předním panelu. V nízkofrekvenční oblasti zvukového rozsahu nemá žádný reproduktor výraznou směrovou charakteristiku, protože délka zvukových vln přesahuje geometrické rozměry skříně a obejdou ji. Z tohoto důvodu bude akustický tlak při nízkých frekvencích přibližně stejný v jakémkoli místě kolem reproduktoru. S rostoucí frekvencí je zvuk vyzařován převážně do předního poloprostoru a na vyšších frekvencích zvukového rozsahu se směrová charakteristika zužuje natolik, že pro jejich vnímání se musí posluchač nacházet v relativně malém prostorovém úhlu proti hlava vysokofrekvenčního reproduktoru. Navíc na dělicích frekvencích vícepásmových reproduktorů dochází ke složitější deformaci jejich směrové charakteristiky.

Abychom pochopili, proč potřebujeme širokou odezvu reproduktorů, zeptejme se sami sebe na podobu této charakteristiky skutečných hudebních nástrojů. V dostupné technické literatuře takové údaje téměř nejsou. Je zřejmé, že nemá smysl hovořit o vytváření směrovosti zvukového záření charakteristické pro celý orchestr, protože zvuk je v tomto případě vyzařován téměř všemi směry. Na základě těchto úvah vypadají pokusy vývojářů o vytvoření akustického systému s kruhovou směrovou charakteristikou v horizontální rovině pro celý pracovní frekvenční rozsah vcelku rozumně.

Obr. 1. Vzhled systému reproduktorů

Jedna z možných a nejjednodušších konstrukčních možností takového reproduktoru se nabízí pro vlastní výrobu. Skládá se z nízkofrekvenční hlavy 25GDN-3-4 a vysokofrekvenční hlavy 10GDV-2-16. Obě hlavy jsou osazeny v horní části reproduktorové skříně tak, že jejich pracovní osy jsou umístěny svisle. Zvukové difuzní prvky vyrobené ve formě velkých a malých kuželů jsou instalovány nad hlavami s vrcholy dolů. Tyto kužely odrážejí zvukové vlny ve všech směrech v horizontální rovině a také se ovinou kolem kuželů. Nízkofrekvenční hlava je namontována do otvoru v horní stěně reproduktorové skříně a vysokofrekvenční hlava je namontována do speciálního vybrání na základně velkého kužele. Do dna pouzdra bylo vyvrtáno 16 bassreflexových otvorů o průměru 11 mm, které byly zevnitř utěsněny jednou vrstvou gázy (obr. 2). Fázový měnič se nastavuje nastavením výšky gumových nožiček připevněných k rohům spodní části pouzdra z jeho vnější strany. Doporučená výška nožiček je 6 mm. Tunel fázového měniče se vytvoří, když jsou reproduktory instalovány na jakýkoli hladký a tvrdý povrch (stůl, police atd.). Pro normální provoz fázového měniče musí být plocha nosné plochy alespoň stejná jako konfigurace spodní části reproduktoru. Provozní poloha AC - pouze vertikální; je žádoucí jej instalovat ve vzdálenosti 30 ... 50 cm od nejbližší stěny, ale ne do výklenků nábytkových stěn. Skříň reproduktoru je hermeticky uzavřena. Je lepen z dřevotřískových přířezů tloušťky 16 mm. Boční stěny jsou zevnitř potaženy prošívanými bavlněnými rohožemi o tloušťce 40 mm. Rozměry pouzdra - 210x210x340 mm. Venku je přelepený PVC fólií, ale můžete ho jednoduše natřít v požadované barvě.

Obr.2. Výkres dna trupu

Vzhledem k tomu, že velký kužel pro rozptyl zvuku plní v reproduktoru roli akustického nízkopropustného filtru, ukázalo se, že separační filtr lze zjednodušit tím, že jej vyrobíme pouze ze dvou prvků (obr. 3). Mezní frekvence filtračních pásem je 5 kHz. Nejlepší je použít nepolární, tenkovrstvý kondenzátor, například K73-11. Tento kondenzátor má válcový tvar a jeho pouzdro je vhodné použít jako rám pro vinutí induktoru. K tomu by měly být vyrobeny dvě lícnice o rozměrech 22 × 22 mm z textolitu s otvorem uprostřed, jehož průměr se rovná průměru pouzdra kondenzátoru. Lícnice musí být přilepeny k pouzdru kondenzátoru ve vzdálenosti 18 mm od sebe a mezi nimi je navinuta cívka filtru. Jeho vinutí by mělo obsahovat 158 ​​závitů drátu PEV-2 0,5. V tomto případě, jak ukazují speciálně provedená měření, elektromagnetické pole cívky prakticky neovlivňuje pole kondenzátoru. Takový filtr je vhodné upevnit na přírubu permanentního magnetu nízkofrekvenční hlavy pomocí gumových kroužků a háčků z kancelářských sponek zaháknutých na propojky okének držáku difuzoru. Aby se zabránilo chrastění o přírubu magnetu, musíte nejprve nalepit kus silné látky - polstrovací polyester, plsť atd.

Obr.3. Filtrační obvod reproduktoru

Nejnáročnější na výrobu kuželů. Doma je lze vyrobit z jednoho kusu dřeva soustružením např. podle obr. 4 a Obr. 5 na soustruhu. Pro výrobu kuželů je však cenově dostupnější použít listový materiál (překližka, desky, dřevotříska). Chcete-li to provést, vyřízněte z něj pomocí skládačky požadovaný počet kruhů a prázdných kroužků, které se následně slepí lepidlem PVA. Každý obrobek musí být předem zpracován pilníkem z konců, přičemž se odstraní určitá tloušťka materiálu, aby odpovídal výšce obrobků. Aby nedošlo k omylu, je nejlepší přenést obrysy kuželů z Obr. 4 a Obr. 5 na milimetrový papír v plné velikosti a poté v závislosti na tloušťce listového materiálu určete tloušťku okrajů, které mají být odstraněny. Při zpracování polotovarů je třeba ponechat přídavek na následné dokončení lepeného kužele. Začnou jej lepit shora, která je instalována pro fixaci, například ve vybrání desky. Polotovary jsou mazány lepidlem a upevněny hřebíky, jejichž uzávěry musí být upevněny. Navíc v postupně lepených polotovarech je lepší předvrtat otvory pro hřebíky. Protože na základně velkého kužele je instalována vysokofrekvenční hlava, musí být část polotovarů kužele vyrobena ve formě kroužků.

Obr.4. Kresba velkého kužele

Obr.5. Kresba malého kužele

Následné opracování a dokončení kužele se provádí ve svěráku. K tomu je k základně kužele připevněna šrouby technologická deska, v jejímž středu je upevněna kostka. Kostka se upne do svěráku a začíná opracování kužele. Nejprve je poháněn půlkruhovým pilníkem (dokud se nezíská požadované zakřivení generatrix) a poté je povrch kužele leštěn brusným papírem. Po takovém zpracování se povrch kužele zatmelí a ještě jednou ošetří jemným pilníkem a vyleští jemným brusným papírem. Na závěr je kužel natřený dvakrát nebo třikrát nitro emailem.

Při vlastní výrobě reproduktorů se navrhuje použít jednodušší způsob připevnění kuželů, než je znázorněno na fotografii. Velký kužel je upevněn nad nízkofrekvenční hlavou pomocí čtyř mosazných nebo duralových čepů speciálně vyrobených pro tento účel (obr. 6) a čtyř kovových výstupků (obr. 7). Ten by měl být připevněn k základně velkého kužele šrouby podél vzájemně kolmých poloměrů. Svorníky jsou v souladu s polohou výstupků upevněny na jedné straně v průchozích otvorech vyvrtaných v horní stěně pouzdra a dva z nich jsou použity jako vodivé pneumatiky pro přivedení signálu z filtru do vysokofrekvenčního frekvenční hlava. Signál by měl být připojen k těmto svorníkům pomocí mosazných plátků umístěných pod maticemi. K těmto okvětním lístkům jsou připájeny dráty.

Z nejvyššího cenového segmentu to už dávno nejsou jednoduché reproduktory, takové bedny, které vydávají zvuk pomocí dvojice reproduktorů. Inženýři rok od roku vynalézají a proměňují průmysl a každé zařízení v malé umělecké dílo, které ne každý dokáže zopakovat. Objevily se nové typy reproduktorů, nové způsoby výstupu zvuku, změna výkonu a amplitudy a tak dále a tak dále. Postupem času se objevila celá vícesložková struktura popisující různé typy akustických systémů. Ve skutečnosti to bude diskutováno v níže uvedeném materiálu.

Kategorizace mluvčích

Pro začátek se tedy podívejme na základní aspekty toho, co to je a teprve potom zjistíme, co to je a čím se od sebe liší.

Existují následující typy reproduktorů:

• Policové a podlahové systémy. Již z názvu je zřejmé, že se liší principem instalace v místnosti a svou velikostí.
• I reproduktory jsou jiné. podle počtu pásem (ve skutečnosti počtu reproduktorů) - od jedné do sedmi.
• Existovat dynamické, elektrostatické, planární a další akustické systémy v závislosti na konstrukci reproduktorů, které nemusí spadat do žádné kategorie (vše záleží na fantazii inženýrů).
• Podle akustického provedení skříní se reproduktory dělí na systémy s otevřeným pouzdrem, uzavřeným pouzdrem, s bassreflexovým provedením, s akustickým labyrintem a tak dále.
• Sloupce jsou také rozděleny na pasivní a aktivní, podle toho, zda mají vestavěný audio zesilovač.

Jednopásmové a vícepásmové reproduktory

Jednopásmové jsou vybaveny jedním zářičem, a protože nelze nastavit jeden zářič pro dobrou reprodukci všech frekvencí najednou, musí výrobci použít více různě laděných zářičů najednou.

Nechybí ani 2-pásmové reproduktory (také 3, 4). V takových systémech jsou instalovány dva zářiče. Jeden se stará o reprodukci nízkých a středních frekvencí a druhý reprodukuje pouze vysoké frekvence. Díky tomuto přístupu je u 2-pásmových reproduktorů dosaženo dokonalého vyvážení zvuku, což je s jediným reproduktorem nemožné (i když je velmi dobré). Zvuk takových reproduktorů je většinou dostačující pro nezkušené lidi, kteří nevlastní pokročilejší systémy, ale existují i ​​přijatelnější možnosti, například 3-pásmové systémy. 3-pásmové reproduktorové systémy sdílejí všechny tři typy frekvencí najednou. Jeden emitor se zabývá reprodukcí nízkých frekvencí, druhý - vysoký, třetí - střední. 3-pásmové reproduktorové soustavy jsou běžnější než jiné, protože právě díky této konstrukci je dosaženo nejvyšší kvality reprodukce frekvencí slyšitelných lidským uchem.

Pasivní a aktivní akustické systémy

Aktivní a pasivní systémy se liší přítomností integrovaného koncového zesilovače v konstrukci samotných reproduktorů.

Aktivní reproduktory takový zesilovač mají, takže je lze propojovacím kabelem přímo propojit s předzesilovačem a každý jednotlivý reproduktor je napájen ze sítě bez připojování dalších zdrojů.

Pasivní reproduktory, i když jsou v zařízení složitější, jsou stále mnohem běžnější a jsou prioritou pro uživatele, kteří oceňují vysoce kvalitní zvuk. Takové reproduktory jsou připojeny k výkonovému zesilovači přes specializovaný crossover filtr. Spojení se provádí pomocí akustických vodičů. Mnoho výrobců (firem) akustických systémů preferuje výrobu právě takových reproduktorů, protože přinášejí velký zisk a umožňují inženýrům realizovat jejich zvukové ideály. Kromě určitých instalačních obtíží je to i finanční problém, protože kvalitní zesilovač a reproduktorové kabely stojí spoustu peněz a bez nich takový systém „nerozjedete“.

Systémy rohových reproduktorů

Jedná se o speciální typ reproduktorových soustav. Jejich funkcí je instalace klaksonu nad emitorem. Výhodou takových reproduktorů je vysoká citlivost reproduktorů. Díky tomu jsou ideální pro nízkovýkonové lampové zesilovače, které nemají dostatečnou hlasitost. Takové akustické systémy vyžadují kompetentní umístění v místnosti, kde mají být použity, ale pokud na tom strávíte nějaký čas, můžete dosáhnout nejrealističtějšího a nejbohatšího stereofonního obrazu.

Elektrostatické reproduktory

Takové systémy se vyznačují neobvyklým designem. Místo klasických reproduktorů je použita fólie z vodivého materiálu, která je tažena vertikálně podél sloupu. Princip činnosti je následující: na film je aplikován zvukový signál s určitou frekvencí a na vodiče umístěné po stranách je aplikováno konstantní napětí (v některých případech je pozorováno opačné pořadí, když je aplikováno konstantní napětí na vodivý film). Mezi fólií a vodiči vzniká elektrostatické pole, na které je superponováno střídavé pole. Kvůli tomu vznikají vibrace fólie, které reprodukují zvukové záření. Zvuk těchto akustických systémů se vyznačuje vysokým detailem, jasným přenosem každé jednotlivé frekvence. Hudba působí svobodněji a otevřeněji. Z mínusů stojí za vyzdvihnutí nedostatečné množství basů, které nedokážou zprostředkovat plnou hloubku, zejména pokud jde o žánry jako hip-hop nebo trap.

Systém středových kanálů

Samozřejmě se používají sady 5 reproduktorů a jednoho subwooferu. Jedná se o klasický systém, který se osvědčil a používá jej většina milovníků dobrého zvuku. Klíčovým prvkem tohoto systému je centrální reproduktor, který reprodukuje filmové dialogy a hlavní hudební pasáže. Takový sloup je instalován přímo ve středu. Někteří uživatelé jej používají v reproduktorových soustavách pro počítač, protože na něm sledují filmy.

Přední a zadní reproduktory

Přední systém tvoří klasická dvojice reproduktorů, které vytvářejí stereo efekt. Takové sloupce často tvoří plnohodnotný (protože obvykle není potřeba nic jiného). Pokud mluvíme o domácím kině, pak se mezi dvěma předními reproduktory (nebo pod televizorem) choulí středový kanálový reproduktor. Spoléháte-li se na přední pár reproduktorů, musíte posbírat zbytky 5.1 reproduktorového systému, protože reprodukují hlavní pole zvuků.

Na zadní straně systému jsou dva malé reproduktory umístěné za publikem. Jejich použití je volitelné, ale vždy jsou součástí 5.1 reproduktorů pro dosažení maximálního ponoření do atmosféry přehrávaných filmů. Pokud zvuková stopa filmu podporuje technologii prostorového zvuku, pak některé události a scény ve filmu přehrají zvuk pouze ze zadních reproduktorů (to se stane, když se někdo připlíží za filmovou postavu). Při použití akustických stojanů můžete tento systém implementovat do počítačové akustiky.

Subwoofer

Jedná se o samostatný reproduktor, který je schopen reprodukovat pouze nízké frekvence a basy. Často se používá ve spojení se spárovanými reproduktory a doplňuje počítačový reproduktorový systém, protože přední reproduktory nezvládají plný rozsah zvuku. Subwoofer přináší rovnováhu do systému reproduktorů. Vizuálně subwoofer vypadá stejně jako běžný reproduktor, ale má jeden masivní radiátor v otevřeném prostoru. Subwoofer se instaluje do rohu místnosti nebo pod počítačový stůl. Kvůli tomu, mimochodem, sousedé často trpí.

Policové a podlahové reproduktory

Takové akustické systémy lze také nazvat stolní a podlahové (nebo počítač a domácí kino). Regálové reproduktory zabírají mnohem méně místa a zároveň váží mnohem méně, což znamená, že mohou být instalovány výše. Pokud například stavíte domácí audiosystém, který se připojí k televizoru (pro vytvoření hloubky zvuku), můžete dokonce umístit regálové reproduktory na horní část skříně (to poskytuje maximální pokrytí plochy). Aby se z takto kompaktních reproduktorů vytěžil maximální potenciál, instalují se obvykle na speciální reproduktorové stojany.

Podlahové systémy jsou mnohem vhodnější pro větší prostory (často označované jako reproduktory pro kina). Jsou v nich instalovány větší reproduktory, jejichž počet se pohybuje od jednoho do sedmi. Instalace takových reproduktorů v malé místnosti může způsobit nadměrné zesílení basů a velmi znatelný brum. Podlahové systémy jsou mnohem dražší než regálové systémy a vyžadují mnohem více pozornosti projektantů ve výpočtech při jejich tvorbě.

Akustické systémy s bassreflexem

Fázový měnič je otvor v pouzdře, ze kterého vede potrubí do vnitřku reproduktoru. Díky této konstrukci dokáže akustika reprodukovat nízké frekvence, které jsou pro standardní reproduktory bez fázového měniče nedostupné. Při navrhování reproduktoru musí inženýr zvolit průměr a délku trubky v souladu s frekvencí, kterou by měla budoucnost reprodukovat.V okamžiku, kdy hraje hudba, objem vzduchu v basreflexové trubce rezonuje a zvyšuje reprodukci frekvence, na kterou byl původně nastaven průměr potrubí. Na velikosti samotného reproduktoru nezáleží, fázový měnič je zabudován jak do obrovských domácích audiosystémů, tak do kompaktních sluchátek. Potrubí výstupu vzduchu může vést do kterékoli části reproduktoru nebo sluchátek, ale na tom bude záviset poloha reproduktoru v místnosti (potrubí by nemělo nic překážet).

Akustické systémy s akustickým labyrintem

Akustický labyrint je ve svém jádru stejný fázový invertor. Rozdíl je v tom, že potrubí vedoucí do těla má mnoho ohybů a je mnohem delší. Úkol dýmky je stejný - zvýšit hlasitost a sytost zvuku nízkých frekvencí. Bohužel jsou takové reproduktory mnohem dražší než klasické bassreflexové možnosti, protože jejich výroba trvá mnohem déle a vyžaduje od inženýrů zvláštní přesnost a materiály jsou dražší. Stejně jako v případě bassreflexových reproduktorů může být velikost výstupního zvukového zařízení libovolná, u sluchátek však takový systém nenajdete.

Uzavřené a otevřené akustické systémy

Některé společnosti vyrábějící reproduktory vyrábějí reproduktory otevřeného typu. Akustický design takových reproduktorů se vyznačuje absencí zadní stěny. Díky tomu mají difuzory určitou volnost. Tento přístup poskytuje zvuk blízký elektrostatickým audio-akustickým systémům.

Existují také uzavřené akustické systémy. Ve skutečnosti se liší právě tím, že v jejich pouzdrech nejsou žádné díry. Tento přístup dělá zvuk "elastičtějším". To je způsobeno tím, že vzduch nemá kam jít, pohyb difuzoru je omezen. Aby se předešlo negativnímu efektu tohoto designu, jsou reproduktory tohoto typu vyrobeny velmi velké, takže kužel má větší volnost pohybu. Velkým plusem takových systémů je absence jakéhokoliv zbytečného hluku, tresek a jim podobných.

Akustické systémy s pasivním zářičem

Pasivní zářič plní stejný úkol jako například fázový měnič. Je to nezbytné pro zajištění normálního zvuku nízkých frekvencí. V takových sloupcích nejsou žádné trubky. Ve sloupku se jednoduše udělá otvor a dovnitř se nainstaluje pasivní reproduktor (reproduktor bez magnetického systému, postavený na bázi jednoho difuzoru, závěsu a rámu). Výhodou pasivního zářiče je schopnost reprodukovat basy a jakékoliv, i ty nejnižší frekvence. Tyto typy reproduktorů jsou velmi cenné a vyžadují pozoruhodné inženýrské dovednosti.

Nejprve se vypořádejme s pojmy, protože pojmy „reproduktor“, „sloupec“, „reproduktor“, „akustický systém“ jsou často používány nahodile, což vytváří značný zmatek.

mluvčí - jedná se o zařízení určené k efektivnímu vyzařování zvuku do okolního prostoru ve vzduchu, obsahující jednu nebo více reproduktorových hlav za přítomnosti akustického provedení a elektrických zařízení (filtry, regulátory atd.).

V tuzemské odborné literatuře se vyvinula mylná praxe, podle které se výraz „reproduktor“ (SH) používá především pro jeden reproduktor (v zahraničních katalozích je definován jako reproduktorové jednotky nebo reproduktorový pohonný prvek, případně budič). V souladu s požadavky GOST 16122-87 by měl být jeden reproduktor označen jako reproduktorová hlava .

Tento termín se často používá pro sadu Hi-Fi a Hi-End reproduktorů. akustický systém (AC) (akustický systém nebo systém reproduktorů). Akustický systém obsahuje akustické reproduktory .

V závislosti na účelu se reproduktory výrazně liší parametry, designem a designem. Hlavní typy akustických systémů na moderním trhu lze podmíněně rozdělit do několika kategorií v závislosti na oblasti jejich použití:

• Reproduktory pro domácí použití, které lze zase rozdělit do systémů:
• Hmotnost;
• kategorie Hi-Fi a High-End;
• Reproduktory pro domácí audio video komplexy, jako je "Home Theater" (Home-Theatre);
• pro moderní počítačové systémy (AC Multi-Media) atd.;
• Reproduktory pro ozvučení a zesilování zvuku, také pro konferenční systémy a systémy pro překlad řeči (patří sem zejména stropní reproduktory);
• koncertní a divadelní reproduktory;
• studiové reproduktory;
• automobilové (a obecně dopravní) reproduktory;
• Reproduktory pro soukromý poslech (stereo sluchátka).

AC zařízení

JAK může být jednoproudový A vícepásmový . Jednopásmové reproduktory se zpravidla používají v masovém vybavení rozpočtového sektoru. Vysoce kvalitní reproduktory (obr. 1) využívají vícepásmový konstrukční princip, protože použití jediné širokopásmové reproduktorové hlavy neposkytuje vysokou kvalitu zvuku.

AS se obvykle skládá z:

• reproduktorové hlavy, z nichž každý (nebo několik současně) pracuje ve svém vlastním frekvenčním rozsahu;
• sbor;
• filtrační a korekční obvody, stejně jako další elektronická zařízení (například pro ochranu proti přetížení, indikaci hladiny atd.);
• audio kabely a vstupní svorky;
• zesilovače pro aktivní akustické systémy a výhybky (aktivní filtry).

Rýže. 1. Reproduktorový systém Defender

Hlavy reproduktorů

Reproduktorové hlavy jsou klasifikovány podle principu činnosti, podle způsobu vyzařování, podle pásma přenášených frekvencí, podle oblasti použití atd.

Podle principu jednání , tj. podle způsobu přeměny elektrické energie na akustickou se reproduktory dělí na elektrodynamické, elektrostatické, piezokeramické (piezofilmové), plazmové atd.

Naprostá většina reproduktorových hlav je elektrodynamická ("dynamická" nebo prostě "reproduktory"). Jejich princip činnosti je založen na pohybu v konstantním magnetickém poli vodiče nebo cívky napájené střídavým proudem (obr. 2).

Rýže. 2. Elektrodynamický kotoučový reproduktor

Hlava elektrodynamického reproduktoru se skládá z pohyblivého systému, magnetického obvodu a držáku difuzoru (1).

Pohyblivý systém zahrnuje závěs (2), membránu (3), středící podložku (4), protiprachový uzávěr (5), kmitací cívku (6) a pigtaily.

Když střídavý proud prochází kmitací cívkou umístěnou v radiální mezeře magnetického obvodu, bude na ni působit mechanická síla. Působením této síly dochází k axiálnímu kmitání cívky a k ní připojené membrány. Konstrukce elektrodynamického reproduktoru je velmi podobná jako u dynamického mikrofonu, takže v principu lze z dynamického mikrofonu získat slabou hlavu reproduktoru a z hlavy reproduktoru mikrofon. Je jasné, že to všechno bude fungovat hnusně, ale půjde to.

Rýže. 3. Pásový reproduktor

Páskové reproduktory (obr. 3) využívají tenkou kovovou pásku, která je umístěna v magnetickém poli mezi póly magnetu a slouží zároveň jako proudový vodič i jako oscilační vyzařovací prvek.

Páskové hlavy jsou mnohem účinnější než dynamické, piezoelektrické a jiné, protože pokud je plocha kuželového nebo kopulovitého difuzoru plocha viditelného kruhu, pak aktivní plocha páskového emitoru je celá plocha složená membrána (účinná plocha je 2,5krát větší než projekční plocha složené pásky). K dosažení požadované hladiny akustického tlaku je tedy zapotřebí menší pohyb difuzoru.

Rýže. 4. Elektrostatický reproduktor

Elektrostatické reproduktory (obr. 4) využívají vyzařovací prvek ve formě tenkého pokoveného filmu (1) o tloušťce cca 6 ... pokovené pohyblivé membrány). Mezi membránou a elektrodami je aplikováno vysoké polarizační napětí řádově 8...10 kV. Na pevné elektrody je přivedeno střídavé zvukové napětí, při jehož působení membrána vibruje a vydává zvuk. Reproduktory tohoto typu poskytují čistotu a transparentnost zvuku díky nízké úrovni přechodného zkreslení.

Rýže. 5. Sestava elektrostatických reproduktorů Final

Rýže. 6. Centrální reproduktor elektrostatický reproduktor. Model 200

Na Obr. 5 ukazuje konečnou řadu elektrostatických reproduktorů a Obr. 6 - detailní záběr na středový reproduktor.

Rýže. 7. Piezofilmový reproduktor

Piezokeramické (piezofilmové) reproduktory (obr. 7) se používají především jako vysokofrekvenční spoj v akustických systémech. Jako vzrušující prvek používají bimorfní prvek získaný spojením dvou desek (1), (3) z piezokeramiky (zirkoničitan titaničitý, titaničitan barnatý atd.). Bimorfní prvek je upevněn z obou stran, při přivedení elektrického signálu v něm dochází k ohybovým deformacím, které se přenášejí na k němu připojenou membránu (2). Variantou tohoto typu reproduktorů jsou piezofilmové zářiče, využívají vysoce polymerní fólie, které pomocí speciálně vyvinuté technologie získávají piezoelektrické vlastnosti (když jsou polarizovány v silném magnetickém poli). Pokud takový film dostane tvar kopule nebo válce, pak při působení střídavého napětí, které je na něj aplikováno, začne vibrovat a vydávat zvuk; takové reproduktory nevyžadují použití magnetického obvodu.

Podle způsobu vyzařování akustické energie se reproduktorové hlavy dělí na přímo vyzařovací hlavy, u kterých membrána vydává zvuk přímo do okolí, a hlavy horn (obr. 8), u kterých membrána vydává zvuk přes zvukovod. Má-li roh předtrubkovou komoru, pak se nazývá úzkoústý roh a pokud se používá pouze roh, pak je roh širokoústý.

Rýže. 8. Houkací reproduktor

Hornové reproduktory jsou široce používány při vytváření ozvučení ulic, stadionů, náměstí, ozvučovacích systémů v různých místnostech, vysoce kvalitních domácích systémů, výstražných systémů atd.

Důvody pro rozšíření rohových reproduktorů jsou především v tom, že jsou účinnější, jejich účinnost je 10-20 % i více (u běžných reproduktorů je účinnost menší než 1...2 %); kromě toho použití tuhých rohů umožňuje vytvořit danou směrovou charakteristiku, což je velmi důležité při navrhování systémů zesílení zvuku. Při použití hornových reproduktorů však dochází k problémům spojeným se skutečností, že pro vydávání nízkých frekvencí je nutné výrazně zvětšit velikost horn a vysoké hladiny akustického tlaku v předtrubkové komoře vytvářejí další nelineární zkreslení.

Konstrukce hlav reproduktorů závisí na frekvenčním pásmu, ve kterém musí pracovat. Na tomto základě se reproduktory dělí na:

• širokopásmové připojení (OO "full-range");
• nízkofrekvenční (reprodukovatelný rozsah přibližně 20-40 ... 500-1000 Hz) ("woofer", "subwoofer");
• střední frekvence (rozsah 0,3-0,5 ... 5-8 kHz) ("střední rozsah");
• vysokofrekvenční (1-2..16-30 kHz) („výškový reproduktor“) atd.

Většina výkonu zvukových signálů je obvykle nízká frekvence GG proto musí vnímat zátěže do 200 W nebo více, při zachování tepelné a mechanické pevnosti. Tyto GG mají nízkou rezonanční frekvenci (16...30 Hz) a musí být dimenzovány pro velký zdvih pohyblivého systému až ±12...15 mm.

Vzhled moderního nízkofrekvenčního GG pro kvalitní reproduktory je na Obr. 9.

Hlavním vyzařovacím prvkem reproduktoru je membrána. Membrány moderních nízkofrekvenčních GG jsou vyrobeny z komplexních kompozic na bázi přírodní dlouhovláknité celulózy s různými přísadami. Někdy složení takové kompozice zahrnuje až 10-15 složek. Stále více se používají syntetické filmové kompozice na bázi polyolefinů (polypropylen a polyethylen) a kompozitní materiály na bázi kevlarové tkaniny.

Rýže. 9. Basový reproduktor

Reproduktory domácího kina (zejména středové a přední kanály a také subwoofer) vyžadují použití pečlivě stíněných nízkých frekvencí.

Středofrekvenční reproduktory (MF GG) se používají ve frekvenčním rozsahu od 200...800 Hz do 5...8 kHz, kde je citlivost sluchu na všechny druhy zkreslení maximální, takže požadavky na jejich kvalitu jsou nejpřísnější.

výškové reproduktory (HF GG). (obr. 10). Požadavky na ně se v posledních letech dramaticky zvýšily v důsledku nárůstu hustoty spektrálního výkonu ve vysokofrekvenční části spektra v moderní elektronické hudbě, rozšíření frekvenčního a dynamického rozsahu programů reprodukovaných zařízeními pro digitální reprodukci zvuku, rozšířením frekvenčního a dynamického rozsahu programů reprodukovaných digitálními zařízeními pro reprodukci zvuku, rozšířením frekvenčního a dynamického rozsahu programů. atd.

V moderních reproduktorech se používají vysokofrekvenční GG zpravidla ve frekvenčním rozsahu od 2 ... 5 do 30 ... 40 kHz. Poskytnout ekvivalentní vysoce kvalitní reprodukci zvuku v tak širokém rozsahu pomocí jednoho GG je extrémně obtížné. Proto se většina v současnosti vyráběných HF GG používá v rozsahu od 2 ... 5 do 16 ... 18 kHz a v některých reproduktorech jsou instalovány další malé HF GG (reprodukující frekvence od 8 ... 10 do 30 ... 40 kHz).

Rýže. 10. HF GG

Stropní reproduktory

Stropní reproduktory jsou typicky elektrodynamické kuželové reproduktory uzavřené v plastových nebo kovových pouzdrech. Používají se pro bodovací místnosti a v systémech nouzového varování budov. Díky velkému úhlu rozevření zvukového vzoru a širokému rozsahu reprodukovatelných frekvencí jsou stropní reproduktory schopny poměrně dobře reprodukovat zvuk, navíc harmonicky zapadnou téměř do každého interiéru.

Stropní reproduktory poskytují rovnoměrnější rozložení zvuku po místnosti ve srovnání s jinými reproduktory a nevyžadují instalaci výkonných zesilovačů. Jejich použití je zvláště efektivní pro bodování velkých místností s výškou stropu do 5 m.

Pro snadnou instalaci je kryt stropního reproduktoru vybaven speciálními zařízeními: odpruženými dorazy, lyžinami nebo držáky. Mnoho reproduktorů je připevněno ke stropním deskám pomocí šroubů. Na rozdíl od "konvenčních" PA systémů jsou stropní reproduktorové systémy vysokonapěťové, typicky 100V síťové napětí, takže stropní reproduktory mají vestavěné transformátory.

Při návrhu ozvučení se při výpočtu potřebného počtu stropních reproduktorů a jejich umístění (obr. 11) vychází z požadované hladiny akustického tlaku v úrovni uší posluchačů (obvykle se bere průměrná hodnota 1,5 m). ). U místností s výškou stropu menší než 5 metrů není takový výpočet obtížný a provádí se podle přibližných vzorců. Tabulka 1 ukazuje počet stropních reproduktorů pro danou výšku stropu a plochu místnosti, která poskytuje nejlepší kvalitu zvuku a nejrovnoměrnější rozložení zvukových vln.

Rýže. 11. Rozmístění stropních reproduktorů

Parametr S v tabulce je přibližná plocha pokrytá jedním stropním reproduktorem:

S \u003d (2x (H - 1,5 m)) 2, kde H je výška stropu.

Tabulka 1. K výpočtu varovného systému

Ve stole:
P je akustický tlak ve vzdálenosti 1,5 m, když stropní reproduktor pracuje na plný výkon;
P/2 je akustický tlak na 1,5 m, když stropní reproduktor pracuje na poloviční maximální výkon;
H - výška stropu;
S je plocha místnosti.

Stropní reproduktory se nedoporučují pro výšky stropu větší než 5 metrů. Pokud však mají být použity stropní reproduktory, je třeba dbát na zlepšení distribuce zvuku a snížení dozvuku (ozvěny). Pokud jsou stropní reproduktory umístěny příliš blízko u sebe, bude zvuk v úrovni uší posluchačů distribuován nerovnoměrně. Pokud zvětšíte vzdálenost mezi sousedními reproduktory, hladina akustického tlaku nemusí být dostatečná pro dobrou slyšitelnost. Zvýšení hladiny zvuku reproduktorů v tomto případě znamená zvýšení dozvuku, zejména v místnostech zdobených sklem, mramorem atd. Dozvuk lze snížit použitím materiálů pohlcujících zvuk, jako jsou koberce, tapisérie, závěsy atd.

Na Obr. Obrázky 12 a 13 ukazují příklady stropních a stropních reproduktorů Kramer Electronics.

Skříň reproduktoru. Hlavní typy staveb a jejich účel

Reproduktorová skříň plní různé funkce. V oblasti basů blokuje efekt „akustického zkratu“, ke kterému dochází přidáním vyzařovaného zvuku z přední a zadní plochy membrány v protifázi, což vede k potlačení nízkofrekvenčního záření.

Použití pouzdra umožňuje zvýšit intenzitu vyzařování na nízkých frekvencích a také zvýšit mechanické tlumení reproduktorů, což umožňuje „vyhladit“ rezonance a snížit nerovnoměrnost amplitudově-frekvenční charakteristiky. Skříň má výrazný vliv nejen v nízkých, ale i středních a vysokých frekvencích. Správně navržená a vyrobená skříň má obrovský vliv na kvalitu zvuku.

Při navrhování reproduktorových skříní se nejčastěji používají takové konstrukční možnosti jako nekonečná obrazovka, uzavřená skříň, bassreflexová skříň, labyrint, přenosové vedení atd.

Nekonečná obrazovka nastává, když jsou reproduktory instalovány ve stěně místnosti s dostatečně velkou hlasitostí za ní. Toto nastavení reproduktorů má tendenci mít „bouchací“ efekt při nízkých frekvencích, protože nedochází k žádnému tlumení.

Uzavřené tělo. V moderních reproduktorech se používají většinou uzavřená pouzdra kompresního typu. Princip fungování kompresního provedení spočívá v tom, že používají reproduktory s velmi pružným zavěšením a velkou hmotností, tzn. nízká rezonanční frekvence. V tomto případě se elasticita vzduchu v těle stává určujícím faktorem, je to ona, kdo začíná přispívat k vratné síle působící na membránu.

Podvozek s fázovým měničem- pouzdro, ve kterém je vytvořen otvor, který umožňuje využití záření ze zadní plochy difuzoru. Maximálního účinku je dosaženo v oblasti rezonanční frekvence oscilačního systému, která je tvořena hmotou vzduchu v otvoru nebo potrubí a hmotou vzduchu v pouzdře.

Pouzdra s fázovým měničem (obr. 14 a) mají mnoho variant. Pouzdro pomocí speciální trubky vložené do otvoru umožňuje zmenšit velikost pouzdra a upravit fázový měnič úpravou velikosti trubky (obr. 14 b).

Je-li v otvoru pouzdra instalován pasivní (tj. bez magnetického obvodu) reproduktor, jehož kmity jsou buzeny kolísáním objemu vzduchu uzavřeného v pouzdře, pak se takové pouzdro nazývá pouzdro s pasivní radiátor (obr. 14 c).

Rýže. 14. Reproduktorová skříň s různými možnostmi pro fázové měniče: a - fázový měnič; b - fázový měnič s potrubím; c - pasivní zářič

labyrint je varianta skříně s fázovým měničem, ve které jsou instalovány speciální přepážky. Když délka labyrintu dosáhne 1/4 vlnové délky při rezonanční frekvenci subwooferu, funguje jako fázový invertor. Použití labyrintu rozšiřuje možnosti ladění na nižší frekvence. Rezonance na harmonických z hlavního rezonančního kmitočtu trubky jsou tlumeny materiály pohlcujícími zvuk na stěnách skříně (obr. 15 a).

Rýže. 15. Případ reproduktoru typu labyrintu (a) a typu přenosového vedení (b)

přenosové vedení Je to jakýsi labyrint. Od labyrintu se liší tím, že celý objem tělesa je zanesený zvuk pohlcujícím materiálem a průřez vedení je proměnný - více u kužele, méně u otvoru (obr. 15 b). Případy tohoto typu se velmi obtížně nastavují.

Pokud jsou ve skříni instalovány dva identické GG na jednom fázovém měniči, pak se tomu říká „nízkofrekvenční provedení se symetrickou zátěží“. Tento design se často používá u subwooferů.

Reproduktory s vyhlazenými rohy, proudnicovým tvarem, s asymetrickým uspořádáním GG znějí lépe, nicméně výroba pouzder takových reprosoustav je náročná a nákladná, proto se naprostá většina reprosoustav vyrábí v obdélníkových pouzdrech. Pro snížení difrakčních efektů v rozích předního panelu jsou přijata speciální opatření, včetně umístění materiálů pohlcujících zvuk („akustická přikrývka“), optimalizace poměru rozměrů předního panelu a hloubky pouzdra, volba asymetrického uspořádání reproduktory atd.

Požadavek posunout difrakční špičky-poklesy ve frekvenční odezvě do vyšší frekvenční oblasti a tím snížit jejich vliv si vynucuje použití nejužších předních panelů. Složité vnější konfigurace mnoha moderních reproduktorů jsou řízeny nejen estetickými hledisky, ale také snahou snížit difrakční efekty. Aby se snížilo vyzařování zvuku ze stěn reproduktorů, obvykle se snaží zvýšit jejich tuhost a hmotnost.

U moderních reproduktorů je pouzdro poměrně složitou a nákladnou konstrukcí (obr. 16). Jako kritérium účinnosti opatření přijatých k odhlučnění ozvučnice je zvykem uvažovat rozdíl mezi hladinou akustického tlaku vyzařovaného stěnami ozvučnice a hladinou akustického tlaku z reproduktorové soustavy jako celku, měl by být min. 20 dB.

Rýže. 16. Sekce AC

Kromě objektivních měření se při navrhování provádí poslech reproduktorů v případech různých provedení.

Filtrační a korekční obvody

Poskytnout vysoce kvalitní reprodukci zvuku pomocí jednopásmových reproduktorů je téměř nemožné nebo obtížné, takže se používají pouze v rozpočtových řešeních, například v levných reproduktorech pro počítače. Kvalitní reproduktory jsou až na vzácné výjimky vícepásmové. Aby bylo možné aplikovat signály vlastního frekvenčního podrozsahu do každého GG, používají se elektrické separační filtry („crossovery“).

Většina reproduktorů pro domácí použití využívá tzv. pasivní filtry, které jsou zařazeny mezi zesilovač a reproduktor (obr. 17).

Rýže. 17. Pasivní filtry ("pasivní výhybky") v reproduktorech

Pasivní filtry jsou obvykle umístěny uvnitř reproduktorů, zvyšují jejich hmotnost a rozměry. Pasivní filtry v reproduktorech jsou prvního, druhého, třetího a čtvrtého řádu. Strmost filtrů prvního řádu je 6dB/oktávu, druhého 12dB/oktávu, třetího 18dB/oktávu a čtvrtého 24dB/oktávu.

Nejjednodušší filtry jsou filtry prvního řádu, zabírají málo místa a jsou levné, ale mají nedostatečnou propustnost. Pozitivní vlastností těchto filtrů je absence fázového posunu mezi výškovým reproduktorem (HF hlavou) a druhým reproduktorem.

Filtry druhého řádu (nebo Butterworthovy filtry, po tvůrci matematického modelu těchto filtrů) mají vyšší citlivost, ale dávají fázový posun o 180 stupňů, což znamená, že se membrány výškového reproduktoru a druhého reproduktoru nepohybují v synchronizaci. Chcete-li tento problém vyřešit, musíte obrátit polaritu vodičů na výškovém reproduktoru.

Filtry třetího řádu mají dobré fázové charakteristiky s jakoukoli polaritou připojení. Na Obr. 18 ukazuje frekvenční odezvu filtru třetího řádu a na Obr. 19 - jeho elektrický obvod.

Rýže. 18. Frekvenční charakteristika filtru třetího řádu

Rýže. 19. Elektrický obvod filtru třetího řádu

Rýže. 20. Kmitočtová charakteristika třípásmového filtru

U třípásmového střídavého proudu vypadá frekvenční odezva filtru jako na obr. 20.

Butterworthovy filtry čtvrtého řádu mají vysoké propustné pásmo, které dramaticky snižuje rušení reproduktorů v oblasti výhybky. Fázový posun je 360 ​​stupňů, to znamená, že v praxi chybí. Problém je však v tom, že takové filtry mají proměnný fázový posun, což může způsobit nestabilní provoz reproduktoru. Linkwitz a Riley uspěli v optimalizaci schématu filtru čtvrtého řádu pro AS. Jejich filtr se skládá ze dvou sériově zapojených Butterworthových filtrů druhého řádu pro vysokofrekvenční HG a pro nízkofrekvenční GG. Takový filtr nemá žádné fázové posuny a umožňuje časovou korekci pro reproduktory, které nevyzařují zvuk ve stejné rovině. Tyto filtry poskytují nejlepší akustický výkon.

V „aktivních“ reproduktorech se zabudovanými vícepásmovými zesilovači se používají aktivní filtry, zapojené před zesilovač a nazývané také výhybky (obr. 21).

Rýže. 21. Použití výhybek

Oproti pasivním filtrům mají aktivní filtry řadu výhod: menší rozměry, lepší laditelnost dělící frekvence, větší stabilita charakteristik atd. Pasivní filtry však poskytují větší dynamický rozsah, menší šum a nelineární zkreslení. Mezi jejich nevýhody patří teplotní nestabilita, která vede ke změně tvaru frekvenční odezvy se zvýšením úrovně vstupního signálu (tzv. „výkonová komprese“), a také nutnost pečlivého výběru vysoko- přesné prvky (rezistory, kondenzátory atd.), na rozptyl parametrů, na které může být charakteristika filtru velmi citlivá. V posledních letech začala řada zahraničních firem používat v akustických systémech digitální filtry, které umožňují filtraci, korekci a přizpůsobení reálným poslechovým podmínkám v reálném čase.

Kromě filtrů moderní akustické systémy často používají elektronická zařízení k ochraně reproduktorů před tepelným a mechanickým přetížením. Ochrana před dlouhodobým i krátkodobým (špičkovým) přetížením se provádí pomocí různých možností pro prahové obvody, jejichž prahové hodnoty by měly být menší než tepelné konstanty hlav reproduktorů (T = 10 ... 20 ms) . Kromě toho mnoho domácích systémů používá různé možnosti indikace přetížení.

Hlavní vlastnosti reproduktorů

Charakteristik AU je poměrně dost, některé mají pro uživatele větší význam, jiné méně, domácí a zahraniční charakteristiky AU a metody jejich měření se ne vždy shodují. Stručně si zopakujeme pouze hlavní charakteristiky reproduktorů.

Výkonný pracovník (efektivně reprodukovatelný) frekvenční rozsah - rozsah, ve kterém hladina akustického tlaku vyvinutá AU není nižší než specifikovaná ve vztahu k hladině zprůměrované v určitém frekvenčním pásmu. V doporučeních IEC 581-7 jsou minimální požadavky na tento parametr 50 - 12 500 Hz s poklesem 8 dB ve vztahu k úrovni zprůměrované ve frekvenčním pásmu 100 - 8 000 Hz.

Hodnota této charakteristiky velmi ovlivňuje přirozený zvuk akustiky. Čím více se provozní rozsah reproduktorů blíží maximálnímu rozsahu vnímanému lidskými sluchovými orgány (16 - 20 000 Hz), tím lépe a přirozeněji reproduktor zní. Efektivní provozní rozsah závisí na vlastnostech reproduktorových hlav, na akustickém provedení reproduktorů a na parametrech výhybkového filtru (výhybky).

Při nízkých frekvencích hraje rozhodující roli hlasitost ozvučnice. Čím je větší, tím efektivněji jsou reprodukovány nízké frekvence, takže zejména subwoofery jsou vždy značně objemné. S reprodukcí vysokých frekvencí problémy obvykle nevznikají, protože moderní výškové reproduktory umožňují reprodukovat i ultrazvuk. Často rozsah reprodukovatelných frekvencí reproduktorů přesahuje horní hranici lidského sluchu. Předpokládá se, že v tomto případě je zabarvení složitého fonogramu, například symfonické hudby, přenášeno přesněji. Typické hodnoty: 100 - 18000 Hz pro regálové reproduktory a 60 - 20000 Hz pro stojany.

Seriozní výrobci reproduktorů obvykle poskytují graf akustického tlaku vyvinutého reproduktorem jako funkci frekvence (graf amplitudově-frekvenční charakteristiky (AFC), pomocí kterého lze určit efektivní provozní frekvenční rozsah reproduktoru a nerovnoměrnost frekvenční odezva.

Stupeň nerovnoměrnosti frekvenční odezvy je charakterizován poměrem maximální hodnoty akustického tlaku k minimu, nebo jiným způsobem poměrem maximální (minimální) hodnoty k průměru, v daném kmitočtovém rozsahu, vyjádřený v decibelech. . Doporučení IEC 581-7, které definuje minimální požadavky na Hi-Fi zařízení, uvádí, že plochost frekvenční odezvy by neměla překročit ± 4 dB v rozsahu 100 - 8000 Hz.

Směrovost umožňuje vyhodnotit prostorové rozložení zvukových vibrací vydávaných akustickým systémem a optimálně umístit akustické systémy v různých místnostech. Tento parametr umožňuje posoudit směrový diagram reproduktoru, což je závislost hladiny akustického tlaku na úhlu natočení reproduktoru vzhledem k jeho pracovní ose v polárních souřadnicích, měřeno na jedné nebo více pevných frekvencích. Někdy se pokles amplitudově-frekvenční odezvy při otočení reproduktoru o nějaký pevný úhel zobrazí na hlavním grafu ve formě dalších větví frekvenční odezvy.

Charakteristická citlivost - jedná se o poměr průměrného akustického tlaku vyvinutého reproduktory v daném frekvenčním rozsahu (obvykle 100 - 8000 Hz) na pracovní ose, redukovaném na vzdálenost 1 m a příkonu 1 W. Většina Hi-Fi reproduktorů má úroveň vnitřní citlivosti 86-90 dB (v odborné literatuře se místo dB často používá dB/m/W). K dispozici jsou kvalitní širokopásmové reproduktory s citlivostí 93 - 95 dB/m/W i více.

Vnitřní citlivost určuje, jaký dynamický rozsah může reproduktor poskytnout. Široký dynamický rozsah umožňuje s velkou spolehlivostí reprodukovat komplexní hudební díla, zejména jazzovou, symfonickou, komorní hudbu.

THD charakterizuje výskyt v procesu konverze spektrálních složek, které v původním signálu chyběly, zkreslující jeho strukturu, tedy v konečném důsledku věrnost reprodukce. Toto je velmi důležitý parametr, protože příspěvek reproduktorů k celkovému koeficientu nelineárního zkreslení celé zvukové cesty je zpravidla maximální. Například koeficient nelineárního zkreslení moderního zesilovače jsou setiny procenta, zatímco typická hodnota tohoto parametru pro reproduktory je několik procent. S rostoucím výkonem signálu se zvyšuje faktor nelineárního zkreslení.

Elektrický (akustický) výkon – určuje hladinu akustického tlaku a dynamický rozsah (s přihlédnutím k charakteristické citlivosti), které mohou reproduktory potenciálně poskytnout v konkrétní místnosti.

Používá se několik typů kapacit definovaných různými standardy:

Charakteristická síla , při které reproduktor poskytuje danou úroveň průměrného akustického tlaku. Doporučení IEC nastavují tuto úroveň na 94 dB na vzdálenost 1 metr.

Maximum (omezující) šum nebo jmenovitý výkon, při kterém může reproduktor při testování se speciálním šumovým signálem, který se spektrem blíží skutečným hudebním programům, dlouhodobě pracovat bez mechanického a tepelného poškození (růžový šum). Podle techniky měření se shoduje s jmenovitým výkonem stanoveným v domácích normách.

Maximální (mezní) sinusový výkon - výkon spojitého sinusového signálu v daném frekvenčním rozsahu, při kterém může reproduktor dlouhodobě fungovat bez mechanického a tepelného poškození.

Maximální (omezení) dlouhodobé výkon, který akustika vydrží bez mechanického a tepelného poškození po dobu jedné minuty, se stejným testovacím signálem jako u výkonu na štítku. Testy se opakují 10x s intervalem 1 minuty.

Maximální (omezení) krátkodobé výkon, který AU vydrží při testování šumovým signálem se stejným rozložením jako u výkonu na štítku, po dobu 1 sekundy. Testy se opakují 60x s intervalem 1 minuty.

Špičkový (maximální) hudební výkon - oblíbený parametr pro charakterizaci reproduktorů neznámého původu. Technika měření, definovaná německou normou DIN 45500, je následující: do reproduktorů je přiveden signál s frekvencí pod 250 Hz a trváním kratším než 2 sekundy. Akustika se považuje za vyhovující zkoušce, pokud nejsou patrné žádné zkreslení. Je jasné, že „pod sluchem znatelným zkreslením“ rozumíte čemukoli. Výsledkem je, že nálepky jako „P.M.P.O. … (nebo Musical Power…)…100!, …200! a dokonce… …1000 Wt!“. Je jasné, že o alespoň nějakém kvalitním zvuku vytvořeném takovými reproduktory není třeba mluvit.

Při výběru reproduktorů pro ULF je žádoucí, aby skutečný maximální výkon reproduktorů převyšoval výkon zesilovače přibližně o 30 procent nebo více. V tomto případě budete pojištěni proti selhání akustiky v důsledku dodávky signálu nepřijatelně vysoké úrovně. Dobré reproduktory mají samozřejmě ochranné obvody proti přetížení, ale je lepší to neriskovat.

Jaký výkon zesilovače je dostatečný pro kvalitní reprodukci zvuku? To je do značné míry dáno parametry místnosti, charakteristikou akustických systémů, potřebami samotného posluchače. Při výběru zesilovače pro ozvučení malého obývacího pokoje můžeme předpokládat, že výkon zesilovače by měl být minimálně 20 wattů.

Nejběžnější hodnoty elektrický (vstupní) odpor (impedance): 4, 8 nebo 16 ohmů. Tento parametr je důležitý při výběru zesilovače, se kterým budou reproduktory spolupracovat. Měli byste použít reproduktory s impedancí odpovídající impedanci uvedené v pasu zesilovače. Takové řešení poskytne ideální shodu mezi charakteristikami akustiky a zesilovače, tedy nejlepší kvalitu zvuku.

Měření charakteristik reprosoustav v podmínkách, které se liší od podmínek speciálně vybavených akustických laboratoří výrobců, je extrémně složité, nákladné a hlavně s velmi přibližnými výsledky. Kvalitní analyzátory zvuku a měřicí mikrofony s předzesilovači, které splňují všechny mezinárodní požadavky na měření, jsou extrémně drahé a ne každá ruská společnost si je může dovolit pořídit. Pravda, moderní měřicí technika se ve většině případů obejde bez akusticky tlumené komory.

Audio kabely

Audio kabely jsou na první pohled nejméně důležitou součástí audio subsystému instalace nebo domácího kina, proto se často kupují, čemu se říká „na změnu“. A dělají velkou chybu.

Je jasné, že jakýkoli kabel ovlivňuje signál, který jím prochází. Otázkou je, jak přesně kabel ovlivňuje signál a jak velký tento vliv je.

Výběr audio kabelů je dán kvalitativními parametry audio signálu na jedné straně a konstrukčními a finančními hledisky na straně druhé. Některé instalace totiž vyžadují položení stovek metrů audio kabelů. Můžete si spočítat, kolik to bude stát například stříbrné mikrofonní kabely o celkové hmotnosti 100 kg ...

Vodiče v jakémkoli elektrickém kabelu nebo drátu jsou kovové. Audio kabely používají většinou měď a stříbro. V roce 1984 vydala Hitachi propojovací kabel SAX-102, který okamžitě upoutal pozornost profesionálů. Byl vyroben z tzv. bezkyslíkaté mědi OFC (Oxygen Free Copper). Nyní téměř všechny specializované "kabelové" firmy používají takovou měď. Proč je dobrá měď bez kyslíku? Na vodivý kov lze pohlížet jako na sériové spojení kovových granulí. Uvnitř každé granule zůstává krystalická struktura ideální, ale rozhraní mezi granulemi narušují krystalovou mřížku. Příčinou vzhledu rozhraní jsou zpravidla filmy oxidů, sloučenin kyslíku s kovy. Vzhledem k tomu, že OFC je odléván a natahován určitým způsobem, délka ideálních pelet se zvětšuje. Typická měď vysoké čistoty obsahuje asi 5 000 zrn na metr kabelu. Zlepšení technologie OFC vedlo ke vzniku kvalitnější OFHC (Oxygen Free High Conductivity) bezkyslíkaté vysoce vodivé mědi, jejíž počet zrn na metr byl 1000. Existují i ​​jiné varianty technologie bezkyslíkatého měděného drátu.

Podobné technologie jsou aplikovány na stříbrné vodiče. Výsledkem je vysoce rafinované, dlouhozrnné stříbro, jako je FPS (Functionally Superior Silver) nebo PSS (Perfect Surface Silver) od AudioQuest. Jedná se o velmi drahé dráty. Stříbro se často používá jako povlak na měděném drátu a povrch je leštěn do zrcadlového lesku, aby se eliminoval potenciální vliv nehomogenit na přenos signálu.

Jako izolátory pro audio dráty a kabely v domácích spotřebičích se používají hlavně polyethylen, polyvinylchlorid a fluoroplast (známý jako teflon). Pro vnější nátěry kabelů se používají umělé kaučuky, silikonové kaučuky, polypropyleny apod. Nejčastěji se používá polyetylen, nejlepší dielektrické vlastnosti má fluoroplast, je však poměrně drahý, což brání jeho použití. Někdy se jako izolant používá pěnový polyethylen nebo fluoroplast.

Vzhledem k tomu, že audiokabely spojují zesilovač s reproduktory a pracují s poměrně vysokými proudy, věnují konstruktéři pozornost především aktivnímu odporu vodiče: čím menší, tím lepší. Za prvé proto, že ohmický odpor kabelu je zapojen do série s výstupním odporem ULF a vstupním odporem AC a relativně vysokoodporový spojovací vodič může drasticky zhoršit kvalitu ULF a AC, a za druhé podle Joule-Lenzův zákon, tepelný ohřev drátu je úměrný druhému stupni proudu, který jím protéká. Snížení ohmického odporu vodivých vedení je dosaženo zvětšením jejich průřezu. Proto jsou audio kabely poměrně tlusté. Akustické dráty jsou relativně nízkofrekvenční (pracovní rozsah je 4-5 řádů: od jednotek hertzů po stovky kilohertzů). Přesto se většina vývojářů po dosažení minimální hodnoty měrného odporu (0,001–0,05 Ohm/m) snaží snížit indukčnost drátu (typická hodnota specifické indukčnosti je 0,2–0,5 μH/m). Téměř všechny dráty, s výjimkou plochých páskových, jsou vyrobeny ve formě svazků sestavených ze samostatných tenkých drátů. Nejjednodušší jsou dvojice izolovaných vodičů ("nudle"); tento design je nejběžnější kvůli jeho nejnižší ceně. Zkroucené žíly neustále mění svou polohu: některé jdou z povrchu dovnitř, jiné naopak ze středu na povrch. Protože se rozložení proudové hustoty po průřezu vodiče nemění, aby zůstalo blízko povrchu kabelu, proud prochází rozhraním z jednoho vlákna na druhý. Stává se, že kontakt mezi jednotlivými vlákny není vždy dobrý (na povrchu každého vlákna je vrstva oxidů, která špatně vede proud) a četné přechody přes odporové bariéry mohou teoreticky ovlivnit přenášený signál. Pokud starý síťový vodič přeříznete v pryžové izolaci, upoutá pozornost tmavý film oxidů. Takový drát není pájen bez odizolování, ohmmetr vykazuje poměrně velký odpor ...

Pro snížení vlivu skin efektu je někdy každé tenké jádro opatřeno vlastní izolací, avšak takové kabely nejsou technologicky vyspělé, protože je obtížné automatizovat proces řezání žil takového kabelu.

Reproduktorové kabely se vyznačují širokou škálou designů, které se liší nejen vnitřní strukturou, ale také vnějšími prvky: kulaté v průřezu, ploché, jako tenké pásky, jednoduché, dvojité, čtyřnásobné atd. Navzdory vysoké ceně jsou ploché dráty velmi oblíbené v instalacích domácího kina, protože se snadno schovají pod tapety, koberce a podobně. Žádané jsou dvojité vodiče v párech, které jsou vhodné pro připojení akustiky podle schémat Bi-Wiring a Bi-Amping.

Různé reproduktory jsou reproduktory domácího kina, které mají specifické požadavky. O nich bude pojednáno v samostatné brožuře.

Irina Aldoshina

Datum prvního zveřejnění:

Kryty pro akustické systémy. Konstrukce.

V předchozích článcích byly zvažovány návrhy různých typů zářičů, které jsou hlavními prvky všech typů akustických systémů. Ozvučnice je však také nedílnou součástí každého reproduktorového systému.

Pouzdro (obr. 1) plní různé funkce. V oblasti nízkých frekvencí blokuje efekt „zkratu“, ke kterému dochází přidáním vyzařovaného zvuku z předních a zadních ploch membrány v protifázi, což vede k potlačení nízkofrekvenčního záření. Použití pouzdra umožňuje zvýšit intenzitu záření na nízkých frekvencích.

Zvyšuje také mechanické tlumení reproduktorů, aby „vyhladil“ rezonance a snížil nerovnoměrnou frekvenční charakteristiku. Skříň má výrazný vliv nejen v nízkých, ale i ve středních a vysokých frekvencích díky difrakčním efektům a díky vibracím stěn skříně, což samozřejmě významně přispívá k nárůstu lineárních a ne lineárním zkreslením a kvalitě zvuku akustických systémů. Proto všichni výrobci věnují konstrukci reproduktorových skříní velkou pozornost (výběr konfigurace, materiál stěny, vibrace tlumící a vibroizolační nátěry atd.).

Nejběžnější typy nízkofrekvenčního designu v návrzích moderních reproduktorových skříní jsou: nekonečná ozvučnice, uzavřený box (uzavřený box, akustické závěsy, utěsněný box), bassreflexový kabinet (vented-box, ported-box, basový odraz atd.) ..), labyrint, přenosová linka, pásmová propust, pasivní zářič (dronový kužel) atd.

Zastavme se u designu těch nejznámějších z nich.

Nekonečná obrazovka
Tento typ konstrukce musí splňovat dvě podmínky: představovat nekonečně velkou plochu, do které je reproduktor namontován, a mít za sebou velký objem vzduchu. Nejbližším přístupem k takovému návrhu je instalace reproduktoru do stěny místnosti s dostatečně velkým objemem za ním. Teprve při splnění obou podmínek je úplné zamezení vlivu zkratu a vlivu tlumení vibrací na straně objemu vzduchu.

Frekvenční odezva reproduktoru v takové "skutečné nekonečné obrazovce" závisí na hodnotě jeho rezonanční frekvence a klesá rychlostí 12 dB/okt. Je však třeba poznamenat, že chybějící tlumení při instalaci reproduktoru v tomto typu konstrukce vede k efektu "mumlání" na nízkých frekvencích (zvláště slyšitelné u velkých reproduktorů).

Používání plochých obrazovek konečné velikosti nebo "skládaných" obrazovek (tedy obrazovek s ohnutými okraji - otevřené skříně) jako nízkofrekvenčních konstrukcí bylo poměrně rozšířené v raném období rozvoje výroby vnějších akustických systémů ve 30. 50. léta. To však vedlo k vytvoření akustických systémů s velmi velkým objemem skříně (600-800 metrů krychlových), protože minimální velikost, při které nedojde ke zkratu, je určena poměrem: 2L = l / 2, kde L je vzdálenost od středu k okraji obrazovky, l - vlnová délka. Například pro frekvenci 100 Hz, kde vlnová délka l = 3,4 m, je hodnota L 0,85 m.

Pokud je obrazovka minimalizována, to znamená přejít na otevřený design, lze její velikost zmenšit pouze o třicet procent. V opačném případě se získají příliš dlouhé boční stěny (jako trubka), ve kterých dochází k rezonančním jevům a k jevu difrakce na otevřených hranách, které zbarvují zvuk. Proto se ve vzdálených akustických systémech tyto typy provedení prakticky nepoužívají, ačkoli reproduktory zabudované ve stěnách se používají poměrně často, zejména v hardwarových nahrávacích studiích (říká se jim „in-wall“, „in-ceiling infinitive ozvučnice“, "panel pro montáž na stěnu" atd.).

Termín „infinitivní ozvučnice“ se někdy používá i pro „uzavřená“ uspořádání dostatečně velkých rozměrů, u kterých nedochází k posunu rezonanční frekvence reproduktoru oproti vyzařování do volného prostoru (v tomto případě poměr pružnosti zavěšení k pružnosti vzduchu by měla být menší než 3) .

uzavřený případ
V období výrazného nárůstu objemu hromadné výroby vzdálených akustických systémů, tedy přibližně v padesátých letech, se začaly aktivně využívat uzavřené skříně typu „komprese“, což umožnilo výrazně zmenšit velikost reproduktory, usnadňují jejich použití v obytných místnostech a zároveň zachovávají reprodukci rozsahu nízkofrekvenčních částí (obr. 2).

Princip fungování kompresního designu spočívá v tom, že používá reproduktory s velmi pružným zavěšením a velkou hmotností, to znamená nízkou rezonanční frekvencí. V tomto případě se určujícím faktorem stává elasticita vzduchu ve skříni. Je to ona, kdo začíná přispívat především k vratné síle působící na membránu (v tomto případě by poměr pružnosti zavěšení k pružnosti vzduchu neměl být menší než 3...4). Vzhledem k tomu, že vzduch je lineární médium (při relativně nízkých hladinách akustického tlaku), umožňuje to kromě možnosti snížení objemu skříně také snížení nelineárních zkreslení.

Basové reproduktory pro takové systémy musí být navrženy speciálním způsobem (mají větší flexibilitu v zavěšení, velkou hmotnost membrány, speciální konstrukci kmitací cívky a magnetického obvodu pro zajištění velkých zdvihů atd.). Teorie navrhování uzavřených skříní byla nastíněna v pracích Small-Thiele, v současné době se jejich návrh provádí pomocí počítačových programů.

Se správně zvolenými elektromechanickými parametry reproduktorů a ozvučnic v akustických systémech tohoto typu můžete získat maximálně hladký tvar frekvenční charakteristiky (obr. 3) na nízkých frekvencích, poskytnout čistý, suchý basový zvuk. Proto mnoho předních společností (například KEF, Tannoy atd.) používá při vytváření Hi-Fi akustických systémů a řídicích jednotek pouzdra uzavřeného typu.

Podvozek s fázovým měničem
Jedná se o pouzdro, ve kterém je vytvořen otvor, který umožňuje využití záření ze zadní plochy difuzoru (obr. 4). Maximálního účinku je dosaženo v oblasti rezonanční frekvence oscilačního systému, která je tvořena hmotou vzduchu v otvoru nebo potrubí a pružností vzduchu v pouzdře.

Přítomnost malého otvoru nenarušuje princip komprese reproduktoru v pouzdře, ale umožňuje výrazně zvýšit hladinu akustického tlaku na rezonanční frekvenci (je znázorněn srovnávací tvar frekvenční odezvy v nízkofrekvenční oblasti na obr. 3), snižují úroveň nelineárního zkreslení a výrazně rozšiřují možnosti nastavení parametrů akustického systému. Je třeba poznamenat, že přítomnost fázového měniče vyžaduje mnohem více umění při navrhování, protože nepřesné ladění vede ke vzniku přechodných zkreslení ("natažené basy").

V moderních modelech se používá několik druhů fázově invertovaných systémů.

1. Bydlení se spec trubka naložené na otvoru (obaly kanálových portů) - to umožňuje zmenšit velikost pouzdra a změnou velikosti potrubí zlepšit nastavení fázového měniče (obr. 4a).

2. Bydlení s pasivní radiátor(pasivní zářič, obr. 5); v otvoru pouzdra je instalován pasivní (tedy bez magnetického obvodu) reproduktor, jehož vibrace jsou buzeny v důsledku kolísání objemu vzduchu uzavřeného ve skříni. Úpravou hmotnosti a pružnosti takového reproduktoru můžete dosáhnout stejného efektu jako při nastavování fázového měniče.

3. labyrint(labyrint, obr. 6) je varianta nízkofrekvenční skříně s fázovým měničem, ve které jsou instalovány speciální přepážky vytvářející jakýsi labyrint pro proudění vzduchu. Když délka labyrintu dosáhne 1/4 vlnové délky na rezonanční frekvenci subwooferu, působí stejně jako vhodně naladěný bassreflex. Použití labyrintu rozšiřuje možnosti ladění na nižší frekvence. Labyrint má obvykle řadu rezonančních harmonických vrcholů odpovídajících základní rezonanční frekvenci potrubí. Jsou tlumeny umístěním speciálních materiálů pohlcujících zvuk na stěny skříně.

4. přenosové vedení(přenosové vedení) je variantou bludiště. V moderních návrzích akustických systémů se používají jeho četné varianty: čtvrtvlnný, první řád (první řád), s proměnným průřezem (kuželový), lichoběžníkový (lichoběžníkový) atd.

Přenosové vedení se od labyrintu liší tím, že celý objem tělesa je zanesený materiálem pohlcujícím zvuk a průřez vedení je variabilní - více u kužele, méně u otvoru. Materiál pohlcující zvuk je zvolen tak, aby poskytoval tlumení vysokofrekvenčních rezonancí. Pouzdra tohoto typu se velmi obtížně seřizují, proto existují jejich zjednodušené verze (typ „tapered pipe“), které využívají pouze trubku s proměnným průřezem s obráceným poměrem ploch: více u difuzoru, méně u zaplněného otvoru s objemovým absorbérem.

5. Konstrukce s obrácenou fází s duálním fotoaparátem(dvoukomorový, obr. 7) nebo s více kamerami (vícekomorový port). Použití dvou nebo více komor umožňuje přizpůsobení zátěže subwooferu v mnohem širším frekvenčním rozsahu. Na amplitudově-frekvenční charakteristice takového systému jsou jasně viditelné dva rezonanční vrcholy: jeden odpovídá nastavení nízkofrekvenčního reproduktoru pro plný objem dvou komor, druhý - pro jednu komoru; jestliže tyto komory mají stejné objemy, pak jsou tyto frekvence děleny přesně oktávou.

Obvykle má dvojitá komora jeden oddíl dvakrát větší než druhý. Dvoukomorové konstrukce poskytují větší tlumení vibrací reproduktoru, což je značná výhoda při použití ve vysoce výkonných reproduktorových systémech, jako jsou diskotéky, hudební soubory atd., protože snižuje pravděpodobnost přetížení a selhání subwooferů.

6. Typ dekorace pásmové filtry(pásmové propusti, obr. 8) je také druh fázově invertovaných systémů, ve kterých je reproduktor instalován uvnitř uzavřené skříně a nevyzařuje přímo do okolí, ale skrz plášť s fázově obráceným otvorem. Použití takových systémů umožňuje upravit pokles frekvenční odezvy nejen směrem k nízkým frekvencím, ale také směrem k vysokým frekvencím (to znamená, že funguje jako pásmová propust). Výběrem rozměrů a typu kamery (uzavřená, s fázovým invertorem, „dvoufázový invertor“ atd.) můžete změnit strmost poklesu frekvenční odezvy, proto se analogicky s filtry nazývají „pásmová propust“ "designy. Například pásmová propust čtvrtého řádu obsahuje přední komoru s fázovým invertorem, zadní komora je uzavřená, přičemž míra útlumu směrem k vysokým frekvencím je 24 dB/okt, to znamená, že odpovídá filtru čtvrtého řádu; pásmová propust šestého řádu má obě komory s fázovým invertorem, přičemž pokles je 36 dB/okt.

Pokud jsou ve skříni instalovány dva identické reproduktory na jednom fázovém měniči, pak se tomu říká "nízkofrekvenční provedení se symetrickou zátěží" (pokud jsou reproduktory zapnuty v protifázi, pak se takové zapojení nazývá "push-pull") . Tento typ konstrukce se dnes často používá u nízkofrekvenčních jednotek (subwooferů), které jsou široce používány v zařízeních domácího kina atd.

Tyto bloky používají dvojité dekorace(typ Isobarik), když jsou dva subwoofery vloženy do uzavřené subkomory. Jeden pracuje pro vnitřní objem (uzavřený nebo s fázovým měničem), druhý vyzařuje do vnějšího prostředí - to umožňuje snížit mezní frekvenci, snížit úroveň harmonických, zejména sudých, a snížit celkovou hlasitost systému (obr. 9).

7. Design klaksonu(houkačka) se používá jako "akustický transformátor", který zlepšuje podmínky přizpůsobení (tedy zvyšuje akustickou impedanci) reproduktoru s okolím. To umožňuje výrazně (třikrát i vícekrát) zvýšit účinnost akustického systému a zlepšit směrové charakteristiky. Pro nízké frekvence jsou však rozměry houkačky příliš velké, takže některé výkonné akustické systémy používají složené horn (složená horn, obr. 10), někdy se speciálními kompresními komorami, což umožňuje získat vysoké hladiny akustického tlaku při nízkých frekvencích. .

Kromě uvedených nejběžnějších typů vzorů jsou v katalozích, časopisech a reklamách uvedeny i další.

Teorie výpočtu hlavních typů nízkofrekvenčních návrhů je hluboce rozvinutá a téměř úplně převedena do počítačových metod. Přibližné způsoby výpočtu budou uvedeny v dalším článku.

Otázka výhod a nevýhod jednotlivých typů provedení je poměrně složitá, konkrétní výběr závisí na účelu a specifikaci této reprosoustavy.

Vliv tvaru těla na frekvenční charakteristiku
V oblasti středních a vysokých frekvencí Významný vliv na tvar amplitudově-frekvenční charakteristiky a kvalitu zvuku akustických systémů má vnější konfigurace skříně (tedy její tvar, přítomnost reflexních výstupků a prohlubní, charakter zaoblení rohů , šířka a míra tlumení jeho přední stěny atd.), což je způsobeno vlivem difrakčních efektů. V posledních letech, kdy se parametry kvalitních akustických systémů výrazně zlepšily, je příspěvek difrakčních efektů k celkové úrovni zkreslení znatelnější, proto byla řada studií věnována analýze jejich vlivu na výstupní charakteristiky. akustických systémů.

Výsledky výpočtů a experimentů ukázaly, že použití ozvučnic s vyhlazenými rohy, proudnicovým tvarem (ve formě koulí, elipsoidů, válců atd.), s asymetrickým uspořádáním reproduktorů výrazně snižuje nerovnoměrnost frekvenční charakteristiky. a snižuje fázové zkreslení (obr. 11).

Vzhledem k tomu, že technologie výroby takovýchto ozvučnic je mnohem složitější a dražší, je naprostá většina akustických systémů vyráběna v pravoúhlých skříních. Zároveň jsou přijímána speciální opatření pro omezení difrakčních efektů v rozích předního panelu: speciální tlumení panelu, optimalizace poměru rozměrů předního panelu a hloubky ozvučnice, volba asymetrického uspořádání reproduktorů atd.

Snaha posunout difrakční špičky-propady ve frekvenční odezvě do vyšší frekvenční oblasti a tím snížit jejich vliv si vynucuje použití co nejužších předních panelů (pokud to rozměry nízkofrekvenčního reproduktoru umožňují). Moderní digitální měřicí techniky umožňují kvantifikovat příspěvek difrakčních efektů k celkové úrovni nerovnoměrnosti frekvenční odezvy (může dosáhnout 4 dB) a vypočítat zkreslení skupinového zpoždění (až 0,5 ms). Získané hodnoty se ukázaly jako poměrně vysoké, což výrazně ovlivňuje kvalitu zvuku, takže složité vnější konfigurace mnoha moderních akustických systémů jsou dány nejen estetickými hledisky, ale také snahou zlepšit jejich parametry a kvalitu zvuku.

Vliv vibrací pouzdra na frekvenční odezvu
Skříň akustického systému v rozsahu středních a vysokých frekvencí také vnáší do reprodukovaného signálu značné zkreslení vlivem vibrací stěn skříně a objemu vzduchu v nich obsaženého. To vede ke změně tvaru frekvenční charakteristiky: snížení hladiny akustického tlaku na nízkých frekvencích a zvýšení nerovností na středních frekvencích; zvýšení nelineárního zkreslení a zvýšení přechodových jevů, které zhoršují kvalitu zvuku akustických systémů, zavádějící tzv. „krabicové“ (krabičkové) podtexty.

Analýza mechanismů vzniku zvukového záření v důsledku vibrací stěn skříně ukazuje, že existují dva způsoby přenosu vibrací z reproduktoru na stěny skříně:
- buzení kmitů vnitřního objemu vzduchu ve skříni od zadní plochy membrány a přenos vibrací přes ni na stěny skříně;
- přímý přenos vibrací z držáku difuzoru na přední stěnu a z ní do strany a dozadu.

Ve frekvenčním rozsahu do cca 600 Hz se významně podílejí oba přenosové mechanismy, na vyšších frekvencích hraje roli především druhý mechanismus. Ke snížení vlivu těchto jevů se používají různá konstrukční opatření a také různé způsoby zvukové a vibrační izolace a absorpce.

Ke snížení přenosu vibrací vlivem vnitřního objemu tělesa a tlumení jeho vnitřních rezonancí se používají různé způsoby pohlcování zvuku: obvykle je těleso zcela nebo částečně vyplněno jemnovláknitými elastickými porézními materiály (syntetická vlákna, minerální vlna atd.). .).

Pro zvýšení absorpčního koeficientu v nízkofrekvenční oblasti je nutné zvýšit tloušťku a hustotu plnění. Přeplnění ozvučnice materiálem pohlcujícím zvuk však může vést k nízké hladině akustického tlaku při nízkých frekvencích a nadměrné suchosti basů. Doporučená hustota plnění je 8-11 kg na metr krychlový. m. V posledních letech byla vytvořena nová generace zvuk pohlcujících materiálů, které poskytují účinné tlumení rezonančních kmitů vnitřního objemu v daném frekvenčním rozsahu. Některé modely používají uvnitř pouzdra perforované a voštinové absorpční panely. Zavedení absorbéru výrazně snižuje nerovnoměrnost frekvenční charakteristiky.

Pro snížení vibrací stěn skříně je nutné aplikovat opatření zaměřená na zvýšení její neprůzvučnosti. Zvukově izolační schopnost skříně akustického systému je následující: část zvukové energie vyzařované uvnitř skříně membránou reproduktoru je absorbována ve vrstvách zvuk pohlcujícího materiálu, zbytek dopadá na stěny skříně.

Ve stěnách probíhají následující procesy: část energie se vrací zpět dovnitř pouzdra, další část se rozptýlí v materiálu stěny vlivem třecích ztrát a trvalé deformace, třetí část přechází do okolí díky elastickým podélným a příčným vibracím stěn a skrz štěrbiny a póry v materiálu. Úkolem výběru konstrukcí stěn skříně je maximalizovat součinitel zvukové izolace, tedy snížit podíl přenášené energie ve vztahu k incidentu.

Součinitel zvukové izolace výrazně závisí na tuhosti a hmotnosti stěn. Proto se za účelem snížení celkové úrovně vyzařování zvuku ze stěn (tedy zvýšení jejich zvukové izolace) přijímají různá opatření ke zvýšení jejich tuhosti a hmotnosti.

1. Použití těžkých a tuhých materiálů na stěny: cihla, mramor, pěnobeton atd. Zvukově izolační účinek je velmi dobrý (až 30 dB nebo více) a odpovídajícím způsobem se zlepšuje zvuková kvalita akustických systémů. Ukázalo se však, že takové případy jsou příliš těžké a drahé pro široké použití, což ztěžuje jejich výrobu a provoz. Proto se jako materiály pro pouzdra obvykle používají: vícevrstvá překližka, dřevotříska (dřevotříska), dřevovláknitá deska (DFP) atd. (tloušťka překližky pro boční stěny se volí v rozmezí 18 ... mm).

2. Použití vícevrstvých materiálů z vrstev různé tuhosti a hustoty, které mohou výrazně snížit vibrace stěn.

3. Použití speciálních povlaků pohlcujících vibrace na stěnách pouzdra. V závislosti na rozsahu rezonančních frekvencí stěn se volí povlaky "tvrdé", "měkké" nebo zesílené.

4. Použití konstrukčních opatření: výztuhy, vazby, rozpěrky mezi stěnami, rozdělení karoserie na samostatné oddíly atd.

Rozbor druhého způsobu buzení vibrací stěn skříně ukazuje, že vibrace pohyblivého systému reproduktoru vybudí vibrace držáku difuzoru, které se přenášejí na přední panel. Pak dochází k intenzivním podélným vibracím bočních stěn, které přenášejí vibrace na zadní a horní panely.

V nízkofrekvenční oblasti stěny tělesa kmitají ve fázi. V této oblasti je úroveň zrychlení vibrací na stěnách (a následně úroveň emise zvuku z nich) určena jejich obecnou elasticitou a elasticitou objemu vzduchu v nich uzavřeného. Jak se frekvence zvyšuje, začínají intenzivní ohybové vibrace všech stěn pouzdra, jejichž amplitudy mají maximální hodnoty při rezonančních frekvencích. Měření zrychlení vibrací na stěnách pouzder ukazuje, že největší amplitudy vibrací se vyskytují na přední a zadní stěně, dále pak na horní a boční stěně. Celkový obrázek rozvodů na stěnách skříně je na Obr. 12.

Pro boj s přímým přenosem vibrací se používají metody izolace vibrací a pohlcování vibrací. Efekt izolace vibrací je zajištěn použitím elastických tlumičů při připevňování reproduktoru ke skříni a někdy i přední stěny skříně k bočním. Při navrhování kvalitních akustických systémů se mezi držákem difuzoru a předním panelem používá těsnění z masivní pryže, lokální podpůrné izolátory vibrací pro upevnění šroubů, podložky tlumící nárazy pro připevnění předního panelu k bočním panelům, oddělení držáku difuzoru od přední panel díky jeho dodatečné podpoře na spodní straně atd. Všechna tato opatření umožňují snížit úroveň vibrací přenášených na boční a zadní stěny krytu o 10...11 dB.

V moderních vysoce kvalitních akustických systémech je kryt extrémně složitou a nákladnou konstrukcí (obr. 13). Jako kritérium účinnosti opatření přijatých k odhlučnění ozvučnice je zvykem uvažovat rozdíl mezi hladinou akustického tlaku vyzařovaného stěnami ozvučnice a hladinou akustického tlaku z reproduktorové soustavy jako celku, měl by být min. 20 dB.

Kromě objektivních měření se při projektování provádí poslech akustických systémů v ohrádkách různých provedení, jejichž výsledky potvrzují velký vliv ozvučnice na objektivní i subjektivní vlastnosti akustických systémů.