Profesionāli HF skaļruņi. Noderīgi padomi. Jauda: cik vati skaļrunim ir nepieciešami Skaņas skaļruņa pamatparametri?

Profesionāli tvītotāji Paredzēts uzstādīšanai daudzvirzienu instalācijā un koncertu akustikā. Profesionāliem augstfrekvences skaļruņiem jābūt ar palielinātu skaņas izvadi, nodrošinot skaļruņiem, kuros tie ir uzstādīti, iespēju pilnībā nosegt lielas telpas, kā arī augstu uzticamību. Profesionālo akustiku tradicionāli izmanto ar palielinātu jaudas ievadi ilgu laiku. Šis darbības režīms ir īpaši bīstams augstfrekvences skaļruņiem, kuri magnētisko sistēmu salīdzinoši mazo izmēru dēļ ir pakļauti pārkaršanai un atteicei. Turklāt pastiprinātāji, kas darbojas ar gandrīz maksimālo izejas jaudu, rada lielus traucējumus, arī augstfrekvences reģionā.

Profesionālai akustikai paredzētiem HF skaļruņiem, kā likums, ir lielāki izmēri, un tie ir aprīkoti, lai palielinātu skaņas izvadi. Viņu balss spoļu magnētiskās spraugas bieži ir piepildītas ar dzesēšanas šķidrumu, un korpusos ir īpaši elementi, kas ļauj efektīvi izkliedēt siltumu. Pretējā gadījumā profesionālai akustikai paredzēta augstfrekvences skaļruņa izvēle jāizturas tāpat kā parastajiem, pamatojoties uz nepieciešamo reproducēto frekvenču frekvenču diapazonu, pretestību un jutību. Protams, ir nepieciešams ieslēgt profesionālu augstfrekvences skaļruni caur atbilstošu izolācijas filtru, kurā var būt arī elementi, kas to aizsargā.

Veidojot kvalitatīvu audiosistēmu automašīnā, jāraugās, lai tiktu reproducētas visas audio diapazona frekvences. Tas tiek panākts, izmantojot dažāda veida skaļruņus: zemfrekvences, vidējas frekvences un augstfrekvences. Šeit mēs runāsim par audio sistēmas augstfrekvences daļu - skaļruņiem, kurus bieži sauc par tweeters vai "tweeters".

Augstfrekvences galviņu (“tweeters”) mērķis

Kvalitatīvu auto audio sistēmu uz diviem skaļruņiem uzbūvēt nav iespējams – konstrukcijas īpatnību dēļ viena skaļruņa galva nevar reproducēt visas audio diapazona frekvences (no 20 līdz 20 000 Hz) uzreiz. Īpaši cieš diapazona augstfrekvences daļa: skaļruņi labi atveido zemās un vidējās frekvences, bet augstās frekvences tiek zaudētas - tas noved pie vispārēja atskaņošanas kvalitātes pazemināšanās, mūzikas aina kļūst “ēteriska” un mūzikas skaņdarbu klausīšanās. tas vienkārši nav patīkami. Kā atrisināt šo problēmu?

Ir risinājums – augsto frekvenču reproducēšana ir jāuztic īpašiem augstfrekvences skaļruņiem. Šādus skaļruņus sauc par "tweeters" vai tweeters, kas labi atspoguļo to būtību.

Parasti auto audiosistēmām paredzētos tweeters izgatavo kompaktu skaļruņu veidā (burtiski trīs līdz piecus centimetrus diametrā), kurus var ērti novietot uz priekšējā paneļa vai priekšējiem balstiem. Arī augstfrekvences skaļruņi ir daļa no koaksiālajām skaļruņu sistēmām, taču tie būtībā neatšķiras no atsevišķi nopērkamiem augstfrekvences skaļruņiem.

HF galviņu veidi un darbības princips

Augsto frekvenču reproducēšanai ir savas īpatnības, tāpēc mūsdienās ir ļoti daudz dažādu “tweeters”, un ļoti bieži to dizainā tiek izmantoti risinājumi, kas praktiski netiek izmantoti vidējos diapazonos un jo īpaši zemfrekvences skaļruņos. Iemeslu tam nav grūti saprast.

Tradicionāli augstfrekvenču diapazons sākas ar frekvencēm 3-5 kHz, un pie 4 kHz viļņa garums ir aptuveni 8,5 cm, un pie maksimālās cilvēka dzirdei pieejamās frekvences (20 kHz) viļņa garums ir pat 1,7 cm priekš Lai reproducētu šādas frekvences, skaļruņa izstarojošajai ierīcei ir jābūt maziem izmēriem, un tajā pašā laikā tai jābūt ļoti mazai inercei (tas ir, jābūt ļoti vieglai) - tas ir vienīgais veids, kā šo ierīci var likt svārstīties ar frekvenci. vienību un desmitiem kilohercu.

Tātad, neatkarīgi no veida un ierīces, visām HF galviņām ir mazi izmēri (parasti 1-2 collas, tas ir, ne vairāk kā 5 cm) un mazs svars.

Augstfrekvences skaļruņus var veidot pēc dažādiem principiem.

• Dinamiskie (elektrodinamiskie, parastie skaļruņi);
• pjezoelektrisks (skaņu izstaro pjezoelektrisks elements, kuram tiek pielietota audio frekvences strāva);
• Kondensators (skaņu izstaro viena no kondensatora plāksnēm; lai tā darbotos, plāksnei jāpavada augstsprieguma līdzstrāva, tāpēc automašīnās šāda veida tweeters netiek izmantots);
• Elektrets (tāds pats kā kondensatora tweeter, bet plāksne jau ir uzlādēta, tāpēc nav nepieciešams līdzstrāvas avots);
• Lente (skaņu izstaro gofrēta metāla sloksne, kas novietota starp diviem magnētiem);
• Izodinamisks (skaņu izstaro membrāna ar metalizētiem vadošiem celiņiem, kas novietota starp divām perforētām plāksnēm ar plānu magnētu rindām - šāda “sviestmaize” izstaro skaņu abos virzienos);
• Ortodinamiskais (tas pats, kas izodinamiskais, bet membrāna, plāksnes un magnēti ir apaļi; tagad šādi tweeteri ir diezgan populāri dažās auto audio entuziastu aprindās).

Mūsdienās visizplatītākie ir elektrodinamiskā tipa “tweeters”, tas ir, parastie skaļruņi, bet tikai maza izmēra un īpaša dizaina. Cita veida augstfrekvences skaļruņi automašīnu audio sistēmās tiek izmantoti ļoti ierobežoti, tāpēc mēs šeit runāsim tieši par elektrodinamiskā tipa galviņām.

Tweeter ierīce

HF galvas pamatā ir spole ar vadītāju, kas novietots spraugā starp gredzena magnētu un serdi. Spole ir stingri savienota ar skaņu izstarojošu ierīci - membrānu, kurai parasti ir puslodes (kupola) forma. Kad spolei tiek pievadīta audiofrekvences strāva, ap to parādās magnētiskais lauks, kas mijiedarbojas ar magnēta magnētisko lauku, un tāpēc ar strāvas izmaiņām laikā sāk kustēties gar serdi - šādi rodas skaņa, izstaro membrāna rodas.

Membrānas kupola forma ir saistīta ar to, ka augstfrekvences skaņas viļņiem ir asa virziena, un puslodes membrāna ļauj paplašināt skaņas izplatīšanās leņķi. Bieži HF galviņās, lai paplašinātu starojuma modeli, membrānas priekšā ir uzstādīts īpašs konuss - sadalītājs.

Mūsdienu tweeters membrānas var būt izgatavotas no šādiem materiāliem:

• Papīrs (lētākais variants, bieži netiek lietots);
• Zīds (labākais variants cenas un kvalitātes ziņā, šodien tas kļūs visizplatītākais; zīds ir piesūcināts ar īpašu sastāvu, kas palielina kupola stingrību);
• Alumīnijs, titāns (plānās metāla membrānas nodrošina augstu kvalitāti, taču ir arī dārgas un tām ir virkne mīnusu, ko var pārvērst par priekšrocībām tikai ar profesionālu audiosistēmas uzbūvi).

Kas attiecas uz magnētiem, tie visbiežāk ir jaudīgi neodīma, lai gan vienkāršiem tweeteriem zemākā cenu diapazonā ir visvienkāršākie magnēti.

Visbeidzot, mēs atzīmējam, ka tagad ir izplatīti divu veidu augstfrekvences skaļruņi, kas atšķiras pēc dizaina:

• Galvas, kas ievietotas vienkāršā korpusā, parasti ir plakani vai nedaudz izliekti mazu izmēru tvītotāji;
• Raga konusā ievietotajām galviņām ir palielināti izmēri (īpaši garums), pateicoties ragam tiek nodrošināts nepieciešamais virziena raksts.

Ragas augstfrekvences skaļruņi ir dārgāki nekā parastie augstfrekvences skaļruņi, tāpēc tos visbiežāk izmanto augsta līmeņa profesionālajās audio sistēmās.

Tweeter īpašības

No HF galviņu īpašībām vissvarīgākās ir šādas:

• Frekvenču diapazons;
• Jutīgums;
• Nominālā pretestība (impedance);
• Jauda;
• Kalibrs.

Frekvenču diapazons. Tieši šī īpašība ir vissvarīgākā augstfrekvences skaļrunim, kas parāda, kādas frekvences spēj reproducēt un līdz ar to, kādās sistēmās to var izmantot. Parasti reproducēto frekvenču diapazons ir diapazonā no 2-20 kHz, bet visbiežāk tweeters apakšējā robeža sākas ar 2,5-3 kHz, un augšējā robeža var sasniegt 22-30 kHz.

Jutīgums. Pateicoties konstrukcijas īpatnībām (viegla membrāna, mazi izmēri), augstfrekvences skaļruņiem ir ļoti augsta jutība salīdzinājumā ar parastajiem skaļruņiem - tā atrodas diapazonā no 102-109 dB. Tas nozīmē, ka pat ar zemu jaudu tie nodrošina nepieciešamo skaļuma līmeni. Toties lētāko tweeteru jutība ir 92-96 dB, kas jāņem vērā, veidojot audio sistēmu.

Impedance. Augstfrekvences spoles pretestībai var būt tādas pašas vērtības kā citu skaļruņu pretestībai - 2, 3, 4, 6, 8 un 16 omi.

Jauda.Šis parametrs augstfrekvences galviņām nav tik svarīgs kā vidējām un zemām frekvencēm - lai nodrošinātu normālu mūzikas ainu augstās frekvencēs, ir pietiekama jauda, ​​gandrīz par kārtu mazāka nekā vidējām un zemajām frekvencēm. Bet, neskatoties uz to, tirgus piedāvā tweeters ar jaudu 50-80 W (lai gan vairumā gadījumu tas nav taisnība).

Kalibrs. Augstfrekvences skaļruņi ir maza izmēra, un visizplatītākie kalibri ir 1, 1,5 un 2 collas, tas ir, 2,5, 3,8 un 5 cm.

Jūs varat izvēlēties tweeters automašīnai, pamatojoties uz daudziem parametriem, bet trīs no tiem ir vissvarīgākie.

Reproducējamo frekvenču diapazonam - HF galvas apakšējai robežai un vidējā diapazona (vai vidēja diapazona-basa) skaļruņa augšējai robežai ir jāšķērso. Piemēram, ja vidējās frekvences skaļruņa reproducējamo frekvenču augšējā robeža ir 4,5 kHz, tad labāk ir ņemt tweeteri ar apakšējo robežu 3-4 kHz vai pat zemāku - tas nodrošina, ka audio sistēma reproducēt visu frekvenču spektru bez kritumiem.

Pretestība — jums ir jāiegādājas augstfrekvences skaļruņi, kuru nominālā pretestība ir vienāda ar krosovera izejas pretestību. Ja augstfrekvences skaļruņi ir vienkārši savienoti paralēli galvenajiem skaļruņiem, tad to pretestībai jābūt lielākai, vai arī varat izmantot jaudīgu omu vienību rezistoru (galu galā, kad skaļruņi ir savienoti paralēli, to kopējā pretestība samazinās atbilstoši formula (R1+R2)/2).

Jauda - augstfrekvences skaļruņu nominālajai jaudai jābūt ne mazākai par automašīnas radio pastiprinātāja izejas jaudu.

Augsto skaļruņu izvēle, pamatojoties uz citiem parametriem, var atbilst personīgajām vēlmēm, finansiālajām iespējām un transportlīdzekļa iespējām, jo ​​tiem nav tādas nozīmes kā iepriekš minētie tehniskie parametri.

Augstfrekvences zvana uzstādīšanas iezīmes

Pareiza HF galviņu uzstādīšana ir viens no grūtākajiem uzdevumiem, veidojot automašīnas audio sistēmu. Pat ilgi cietušu zemfrekvences skaļruni ir vieglāk uzstādīt un veikt darbu, un iemesls ir skaņas diapazona augstfrekvences daļas viļņu īpatnības:

• Īsā garuma (daži centimetri) dēļ viļņi labi atstarojas no šķēršļiem;
• Pateicoties augsti virzītajam tweeter modelim, ierobežotā telpā tiek veidota pilna skaņas stadija, un tas ir ļoti atkarīgs no tweeters atrašanās vietas un virziena.

Skaņas viļņu atspoguļojums ir pilns ar negatīvu efektu - stāvu viļņu veidošanos salonā ar maksimālā un minimālā skaļuma maksimumu. Ja viļņi tiek uzklāti fāzē, skaņa tiek pastiprināta, un augstas frekvences “izceļas” no kopējās ainas, ja viļņi tiek uzlikti pretfāzē, tad augstās frekvences faktiski pazūd. Tāpēc augstfrekvences skaļruņi ir jāuzstāda tā, lai pēc iespējas samazinātu nevajadzīgu skaņas atspīdumu un stāvviļņu veidošanos.

Kā liecina prakse, HF galviņu optimālais novietojums ir uz priekšējiem balstiem. Šajā gadījumā ir iespējams nodrošināt attālumu līdz tuvākajiem objektiem (logiem) lielāku par 5 cm, kas ir pietiekami, lai atrisinātu stāvviļņu problēmu. Kas attiecas uz augstfrekvences skaņu skaņu telpisko novietojumu, tam jāatbilst šādiem nosacījumiem:

• Vertikālajā plaknē tweeters jāatrodas klausītāja mutes līmenī;
• Horizontālajā plaknē augstfrekvences skaļruņi jānovieto tā, lai to asis aptuveni krustotos starp vadītāja un pasažiera sēdekli.

Tomēr daudz sarežģītāks jautājums ir nevis par to, kā uzstādīt tweeters, bet gan kā savienot tos ar automašīnas radio. Šeit ir trīs iespējamās iespējas:

• HF galviņu pievienošana paralēli galvenajiem LF-MF skaļruņiem bez papildu daļām;
• Augsto skaļruņu pievienošana skaļruņiem, izmantojot vienkāršu filtru;
• Augstfrekvences skaļruņu pievienošana, izmantojot pasīvos krosoverus.

Pirmajā gadījumā viss skaņas spektrs tiks piegādāts augstfrekvences skaļrunim, taču konstrukcijas īpatnību dēļ tiks reproducēts tikai augstfrekvenču diapazons. Tas ir tālu no labākā varianta, jo galva būs pārslogota un būs jāstrādā sarežģītā režīmā. Tāpēc labāk ir izmantot filtrus (crossovers), kas nogriež zemo un vidējo diapazonu komponentu un padod tikai augstas frekvences tweeter.

Izmantojot krosoveru, ir ļoti svarīgi pareizi izvēlēties izslēgšanas frekvenci - šeit ir jāizvēlas frekvence, lai tā nepārsniegtu tweetera reproducēto frekvenču diapazona apakšējo robežu, pretējā gadījumā kāda spektra daļa. vienkārši pazudīs. Mūsdienās tirgū var atrast krosoverus ar izslēgšanas frekvenci no 1,8 līdz 5 kHz, taču biežāk šī frekvence ir 2,5–3 kHz līmenī.

Jāpiebilst, ka pasīvajos krosoveros daļa audio frekvences strāvas enerģijas tiek zaudēta, kas nozīmē, ka skaļruņiem tiek piegādāta mazāka jauda. Šeit noder augstā tweeters jutība, pateicoties kurai jaudas zudums ir gandrīz nemanāms.

Pareizi uzstādot un pieslēdzot tweeters, automašīnā tiks izveidota kvalitatīva audio sistēma, kas var sagādāt baudu no mūzikas klausīšanās.

Augstfrekvences skaļruņu darbība daudz neatšķiras no citu skaļruņu darbības audio sistēmā šeit ir jāievēro daži vienkārši noteikumi:

• Jaunie tweeters ir "jāiesilda" - jābrauc ar pieaugošu skaļumu 20-30 stundas (ar pārtraukumiem), izmantojot dažādu mūziku. Iesildīšanās laikā HF galviņas sasniegs darba režīmu, detaļas tajās saslīdēs, centrēšanas paplāksne, balstiekārta un citas sastāvdaļas “uzsilst”;
• Augstfrekvences skaļruņi ir mazāk jutīgi pret lieljaudas signāliem, taču joprojām nav ieteicams ieslēgt audio sistēmas lielā skaļumā - labāk vispirms ieslēgt mūziku zemā skaļumā un pēc tam palielināt to līdz vajadzīgajam līmenim;
• Augstfrekvences skaļruņi ir jāaizsargā no mehāniskām ietekmēm (to novietojums veicina biežu triecienu ar dažādiem priekšmetiem un vienkāršu satveršanu ar rokām), šķidrumiem utt.

Ja rūpēsieties par pīkstiņiem un citām sastāvdaļām, audio sistēma kalpos ilgi un efektīvi pildīs savas funkcijas katrā braucienā. Un nekas vairāk no viņas netiek prasīts.

Vispirms atzīmēsim i un sapratīsim terminoloģiju.

Elektrodinamiskais skaļrunis, dinamiskais skaļrunis, skaļrunis, tiešā starojuma dinamiskā galva ir dažādi nosaukumi vienai un tai pašai ierīcei, kas kalpo, lai skaņas frekvences elektriskās vibrācijas pārvērstu gaisa vibrācijās, kuras mēs uztveram kā skaņu.

Jūs esat redzējis skaņas skaļruņus vai, citiem vārdiem sakot, tiešā starojuma dinamiskās galvas. Tos aktīvi izmanto plaša patēriņa elektronikā. Tas ir skaļrunis, kas pārvērš elektrisko signālu audio pastiprinātāja izejā dzirdamā skaņā.

Ir vērts atzīmēt, ka audio skaļruņa efektivitāte (efektivitāte) ir ļoti zema un ir aptuveni 2 - 3%. Tas, protams, ir milzīgs mīnuss, taču līdz šim nekas labāks nav izdomāts. Lai gan ir vērts atzīmēt, ka papildus elektrodinamiskajam skaļrunim ir arī citas ierīces skaņas frekvences elektriskās vibrācijas pārveidošanai akustiskās vibrācijās. Tie ir, piemēram, elektrostatiskā, pjezoelektriskā, elektromagnētiskā tipa skaļruņi, bet elektrodinamiskā tipa skaļruņus plaši izmanto un izmanto elektronikā.

Kā darbojas skaļrunis?

Lai saprastu, kā darbojas elektrodinamiskais skaļrunis, apskatīsim attēlu.

Skaļrunis sastāv no magnētiskās sistēmas - tas atrodas aizmugurē. Tas sastāv no gredzena magnēts. Tas ir izgatavots no īpašiem magnētiskiem sakausējumiem vai magnētiskās keramikas. Magnētiskā keramika ir īpaši presēti un “saķepināti” pulveri, kas satur feromagnētiskas vielas – ferītus. Magnētiskā sistēma ietver arī tēraudu atloki un tērauda cilindru sauc kodols. Atloki, serde un gredzena magnēts veido magnētisku ķēdi.

Starp serdi un tērauda atloku ir atstarpe, kurā veidojas magnētiskais lauks. Spole tiek ievietota spraugā, kas ir ļoti maza. Spole ir stingrs cilindrisks rāmis, uz kura ir uztīta plāna vara stieple. Šo spoli sauc arī balss spole. Balss spoles rāmis ir savienots ar difuzors- tas pēc tam "spiež" gaisu, radot apkārtējā gaisa saspiešanu un retināšanu - akustiskos viļņus.

Difuzors var būt izgatavots no dažādiem materiāliem, bet biežāk tas ir izgatavots no presēta vai lieta papīra masas. Tehnoloģijas nestāv uz vietas un lietošanā var atrast difuzorus no plastmasas, papīra ar metalizētu pārklājumu un citiem materiāliem.

Lai balss spole nepieskartos serdes sieniņām un pastāvīgā magnēta atlokam, tā tiek uzstādīta tieši magnētiskās spraugas vidū, izmantojot centrēšanas paplāksne. Centrēšanas paplāksne ir gofrēta. Pateicoties tam, balss spole var brīvi pārvietoties spraugā, nepieskaroties serdes sieniņām.

Difuzors ir uzstādīts uz metāla korpusa - grozs. Difuzora malas ir gofrētas, kas ļauj tam brīvi svārstīties. Izkliedētāja gofrētās malas veido t.s augšējā piekare, A apakšējā piekare- Šī ir centrēšanas paplāksne.

Plānie vadi no balss spoles tiek izvadīti difuzora ārpusē un nostiprināti ar kniedēm. Un difuzora iekšpusē pie kniedēm ir piestiprināta savīta vara stieple. Tālāk šie daudzdzīslu vadi tiek pielodēti pie ziedlapiņām, kuras ir uzstādītas uz plāksnes, kas izolēta no metāla korpusa. Pateicoties kontaktu ziedlapiņām, kurām ir pielodēti balss spoles daudzkodolu vadi, skaļrunis ir pievienots ķēdei.

Kā darbojas skaļrunis?

Ja caur skaļruņa balss spoli izlaižat maiņstrāvu, spoles magnētiskais lauks mijiedarbosies ar skaļruņa magnētiskās sistēmas pastāvīgo magnētisko lauku. Tādējādi balss spole tiks ievilkta spraugā vienā spoles strāvas virzienā vai izstumta no tās otrā. Balss spoles mehāniskās vibrācijas tiek pārraidītas uz difuzoru, kas sāk svārstīties laikā ar maiņstrāvas frekvenci, radot akustiskus viļņus.

Skaļruņa apzīmējums diagrammā.

Skaļruņa grafiskais simbols ir šāds.

Blakus apzīmējumam ir rakstīti burti B vai BA. , un pēc tam skaļruņa sērijas numurs ķēdes shēmā (1, 2, 3 utt.). Parastais skaļruņa attēls diagrammā ļoti precīzi atspoguļo patieso elektrodinamiskā skaļruņa dizainu.

Audio skaļruņa pamatparametri.

Galvenie audio skaļruņa parametri, kuriem jāpievērš uzmanība:

Bet papildus aktīvajai pretestībai balss spolei ir arī pretestība. Pretestība veidojas tāpēc, ka balss spole patiesībā ir parasts induktors un tā induktivitāte iztur maiņstrāvu. Reaktivitāte ir atkarīga no maiņstrāvas frekvences.

Balss spoles aktīvā un pretestība veido balss spoles kopējo pretestību. To apzīmē ar burtu Z(tā sauktais, pretestība). Izrādās, ka spoles aktīvā pretestība nemainās, bet pretestība mainās atkarībā no strāvas frekvences. Lai ieviestu kārtību, skaļruņa balss spoles pretestība tiek mērīta fiksētā frekvencē 1000 Hz un šai vērtībai tiek pievienota spoles aktīvā pretestība.

Rezultāts ir parametrs, ko sauc par balss spoles nominālo (vai kopējo) elektrisko pretestību. Lielākajai daļai dinamisko galviņu šī vērtība ir 2, 4, 6, 8 omi. Ir pieejami arī skaļruņi ar 16 omi pretestību. Parasti šī vērtība ir norādīta uz importēto skaļruņu korpusa, piemēram, šādi - 8Ω vai 8 omi.

Ir vērts atzīmēt faktu, ka spoles kopējā pretestība ir kaut kur par 10 - 20% lielāka nekā aktīvajai. Tāpēc to var noteikt pavisam vienkārši. Jums vienkārši jāizmēra balss spoles aktīvā pretestība ar ommetru un jāpalielina iegūtā vērtība par 10–20%. Vairumā gadījumu var ņemt vērā tikai tīri aktīvo pretestību.

Balss spoles nominālā elektriskā pretestība ir viens no svarīgiem parametriem, jo ​​tas ir jāņem vērā, saskaņojot pastiprinātāju un slodzi (skaļruni).

Frekvenču diapazons ir skaņas frekvenču diapazons, ko skaļrunis var atskaņot. Mērīts hercos (Hz). Atcerēsimies, ka cilvēka auss uztver frekvences diapazonā no 20 Hz – 20 kHz. Un šī ir vienkārši ļoti laba auss :).

Neviens skaļrunis nevar precīzi reproducēt visu dzirdamo frekvenču diapazonu. Skaņas reproducēšanas kvalitāte joprojām atšķirsies no nepieciešamās.

Tāpēc dzirdamo skaņas frekvenču diapazons parasti tika sadalīts 3 daļās: zemfrekvences ( LF), vidēja frekvence ( vidējais diapazons) un augsta frekvence ( HF). Tā, piemēram, zemfrekvences skaļruņi vislabāk atveido zemās frekvences - basu, bet augstfrekvences - "čīkst" un "zvana" - tāpēc tos sauc par tweeters. Ir arī pilna diapazona skaļruņi. Tie atveido gandrīz visu audio diapazonu, taču to atskaņošanas kvalitāte ir vidēja. Mēs uzvaram vienā lietā – aptveram visu frekvenču diapazonu, zaudējam citā – kvalitātē. Tāpēc platjoslas skaļruņi tiek iebūvēti radioaparātos, televizoros un citās ierīcēs, kur dažkārt nav nepieciešama kvalitatīva skaņa, bet nepieciešama tikai skaidra balss un runas pārraide.



Augstas kvalitātes skaņas reproducēšanai basa, vidējā diapazona un augstfrekvences skaļruņi ir apvienoti vienā korpusā un aprīkoti ar frekvenču filtriem. Tās ir skaļruņu sistēmas. Tā kā katrs skaļrunis atskaņo tikai savu daļu no skaņas diapazona, visu skaļruņu kopējais darbs ievērojami uzlabo skaņas kvalitāti.

Parasti zemfrekvences skaļruņi ir paredzēti, lai reproducētu frekvences no 25 Hz līdz 5000 Hz. Zemfrekvences skaļruņiem parasti ir liela diametra konuss un masīva magnētiskā sistēma.

Vidēja diapazona skaļruņi ir paredzēti, lai atskaņotu frekvenču diapazonu no 200 Hz līdz 7000 Hz. To izmēri ir nedaudz mazāki nekā zemfrekvences skaļruņiem (atkarībā no jaudas).

Augstfrekvences skaļruņi lieliski reproducē frekvences no 2000 Hz līdz 20 000 Hz un augstākas, līdz pat 25 kHz. Šādu skaļruņu difuzora diametrs parasti ir mazs, lai gan magnētiskā sistēma var būt diezgan liela.

Nominālā jauda (W) - šī ir audio frekvences strāvas elektriskā jauda, ​​ko var piegādāt skaļrunim bez bojājumu vai bojājumu draudiem. Mērīts vatos ( W) un milivati ​​( mW). Atcerieties, ka 1 W = 1000 mW. Jūs varat lasīt vairāk par skaitlisko vērtību saīsināto apzīmējumu.

Jaudas apjoms, ar kuru konkrēts skaļrunis ir paredzēts, var būt norādīts uz tā korpusa. Piemēram, šādi - 1 W(1 W).



Tas nozīmē, ka šādu skaļruni var viegli izmantot kopā ar pastiprinātāju, kura izejas jauda nepārsniedz 0,5 - 1 W. Protams, labāk izvēlēties skaļruni ar zināmu jaudas rezervi. Fotoattēls arī parāda, ka ir norādīta nominālā elektriskā pretestība - 4Ω(4 omi).

Ja skaļrunim pievadīsit vairāk jaudas, nekā tas ir paredzēts, tas darbosies ar pārslodzi, sāks “sēkt”, izkropļo skaņu un drīz neizdosies.

Atcerēsimies, ka skaļruņa efektivitāte ir aptuveni 2 – 3%. Tas nozīmē, ka, ja skaļrunim tiek piegādāta 10 W elektriskā jauda, ​​tas tikai 0,2–0,3 W pārvērš skaņas viļņos. Diezgan nedaudz, vai ne? Taču cilvēka auss ir ļoti izsmalcināta un spēj sadzirdēt skaņu, ja emitētājs vairāku metru attālumā no tās atveido aptuveni 1–3 mW akustisko jaudu. Šajā gadījumā emitētājam - šajā gadījumā skaļrunim - ir jāpiegādā 50 - 100 mW elektriskā jauda. Tāpēc ne viss ir tik slikti un nelielas telpas ērtai apskaņošanai pilnīgi pietiek ar 1 - 3 W strāvas padevi skaļrunim.

Šie ir tikai trīs skaļruņa pamatparametri. Papildus tiem ir arī tādi kā jutības līmenis, rezonanses frekvence, amplitūdas-frekvences reakcija (AFC), kvalitātes faktors utt.

Ir daudz dažādu skaņas izstarotāju veidu, taču visizplatītākie ir elektromagnētiskā tipa emitētāji jeb, kā tos sauc arī, skaļruņi.

Skaļruņi ir galvenie akustisko sistēmu (AS) strukturālie elementi. Diemžēl viens skaļrunis nav spējīgs reproducēt visu dzirdamo frekvenču diapazonu. Tāpēc pilna diapazona reproducēšanai akustiskajās sistēmās tiek izmantoti vairāki skaļruņi, kur katrs ir paredzēts savas frekvenču joslas reproducēšanai. Zemfrekvences (LF) un augstfrekvences (HF) skaļruņu darbības principi ir vienādi, atšķirības slēpjas atsevišķu konstrukcijas elementu ieviešanā.

Skaļruņa darbības princips ir balstīts uz mainīga magnētiskā lauka mijiedarbību, ko rada strāva, kas plūst caur magnētiskās spoles vadu, ar pastāvīgā magnēta magnētisko lauku.

Neskatoties uz dizaina salīdzinošo vienkāršību, skaļruņiem, kas paredzēti lietošanai augstas kvalitātes akustiskās sistēmās, ir liels skaits svarīgu parametru, no kuriem ir atkarīga akustiskās sistēmas galīgā skaņa.

Vissvarīgākais rādītājs, kas raksturo skaļruni, ir reproducētā frekvenču josla. To var norādīt kā vērtību pāri (apakšējā robeža un augšējā robežfrekvence) vai norādīt amplitūdas-frekvences reakcijas (AFC) veidā. Otrais variants ir informatīvāks. Frekvences reakcija ir skaņas spiediena līmeņa grafiska atkarība no skaļruņa 1 metra attālumā gar darba asi no frekvences. Frekvences reakcija ļauj novērtēt frekvences kropļojumus, ko skaļrunis ievada sākotnējā signālā, kā arī, ja skaļrunis tiek izmantots kā daļa no vairāku joslu sistēmas, noteikt optimālo pārejas filtra frekvences vērtību. Tā ir frekvences reakcija, kas ļauj skaļruni klasificēt kā zemfrekvences, vidējas frekvences vai augstfrekvences.

Zemfrekvences skaļruņa izvēle

LF skaļruņiem papildus frekvences reakcijai būtiska indikatoru grupa ir tā sauktie Thiel-Small parametri. Pamatojoties uz tiem, tiek aprēķināti skaļruņa (skaļruņu sistēmas korpusa) akustiskās konstrukcijas parametri. Minimālā parametru kopa ir rezonanses frekvence - fs, kopējais kvalitātes koeficients - Qts, ekvivalentais tilpums - Vas.

Thiel-Small parametri raksturo skaļruņa uzvedību virzuļa darbības zonā (zem 500 Hz), uzskatot to par svārstību sistēmu. Kopā ar akustisko dizainu (AO) skaļrunis ir augstas caurlaidības filtrs (HPF), kas ļauj aprēķinos izmantot matemātiskos rīkus, kas aizgūti no filtru teorijas.

Skaļruņu parametru Thiel-Small vērtību un, pirmkārt, kopējā kvalitātes koeficienta Qts novērtējums ļauj spriest par skaļruņa izmantošanas lietderību akustiskās sistēmās ar viena vai cita veida akustisko dizainu (AO). . Skaļruņiem ar fāzu apgrieztu akustisko dizainu galvenokārt tiek izmantoti skaļruņi ar kopējo kvalitātes koeficientu līdz 0,4. Ir vērts atzīmēt, ka fāzu apgrieztās sistēmas ir visprasīgākās no dizaina viedokļa, salīdzinot ar skaļruņiem, kuriem ir slēgts un atvērts AO. Šis dizains ir jutīgs pret kļūdām, kas pieļautas aprēķinos un korpusa ražošanā, kā arī tad, ja zemfrekvences skaļruņa parametriem tiek izmantotas neuzticamas vērtības.

Izvēloties zemfrekvences skaļruni, Xmax parametram ir svarīga loma. Xmax parāda maksimālo pieļaujamo konusa pārvietojumu, pie kura skaļruņa magnētiskās ķēdes spraugā tiek uzturēts nemainīgs balss spoles apgriezienu skaits (skat. attēlu zemāk).

Satelīta skaļruņu sistēmām ir piemēroti skaļruņi ar Xmax = 2-4 mm. Zemfrekvences skaļruņiem jāizmanto skaļruņi ar Xmax=5-9mm. Tajā pašā laikā tiek saglabāta linearitāte elektrisko vibrāciju pārvēršanai akustiskajās pie lielām jaudām (un attiecīgi lielām vibrāciju amplitūdām), kas izpaužas efektīvākā zemfrekvences starojumā.

Ja esat nolēmis izgatavot skaļruņu sistēmu ar savām rokām, jūs neizbēgami saskarsities ar jautājumu par zīmolu komponentu izvēli, tostarp skaļruņu frekvenci. Bez pieredzes dažādu ražotāju produktu izmantošanā dažreiz ir grūti izdarīt labāko izvēli. Ir jāvadās pēc daudziem faktoriem un jāsalīdzina pēc daudziem parametriem, ne tikai tiem, kas saistīti ar pases īpašībām. ACTON skaļruņi veiksmīgi papildinās jūsu skaļruņu sistēmu, jo papildus augstajai kvalitātei tiem ir vairākas priekšrocības:

• ir optimāla cenas un kvalitātes attiecība savā segmentā;
• skaļruņi ir īpaši izstrādāti profesionāliem skaļruņiem, ko izmanto sabiedrisko un kultūras pasākumu dublēšanai;
• izstrādāta dokumentācija korpusu izgatavošanai skaļruņiem;
• mijiedarbība starp patērētāju un ražotāju tiek veikta tieši bez starpniekiem, kas ļauj izvairīties no problēmām ar jebkuru rezerves daļu un komponentu pieejamību;
• informatīvais atbalsts par skaļruņu dizainu;
• augsta ACTON skaļruņu uzticamība.

Varat iepazīties ar ACTON skaļruņu modeļu klāstu.

Augstfrekvences skaļruņa izvēle

Izvēloties augstfrekvences skaļruni, frekvences reakcija nosaka tā atskaņotā diapazona zemāko frekvenci. Ir nepieciešams, lai augstfrekvences skaļruņa frekvenču josla nedaudz pārklājas ar zemfrekvences skaļruņa frekvenču joslu.

Daži augstfrekvences skaļruņi ir paredzēti darbam kopā ar skaņas signālu. Atšķirībā no tiešā starojuma tweeters (vai tweeters, kā tos sauc), signāltaures tweeters, pateicoties signāla īpašību, ir zemāka nogriešanas frekvence reproducēt audio diapazonu. Šāda augstfrekvences skaļruņa apakšējā ierobežojošā frekvence var būt aptuveni 2000-3000 Hz, kas daudzos gadījumos ļauj atteikties no vidējā skaļruņa skaļruņu sistēmā.

Pateicoties to konstrukcijai, augstfrekvences skaļruņiem parasti ir augstāka jutība nekā zemfrekvences skaļruņiem. Tāpēc pie skatuves filtru dizains, tajā ir vājinātāja (nomācēja) ķēde, kas nepieciešama, lai samazinātu lieko starojumu, kas augstfrekvences un zemfrekvences skaļruņu jutību nodrošina vienā līmenī.

Izvēloties augstfrekvences skaļruni, ir svarīgi ņemt vērā tā jaudu, kas tiek izvēlēta, pamatojoties uz zemfrekvences skaļruņa jaudu. Šajā gadījumā HF skaļruņa jauda tiek ņemta mazāka par LF skaļruņa jaudu, kas izriet no audio signāla spektrālā blīvuma analīzes, kas atbilst rozā troksnim (kuram ir lejupslīde uz augstām frekvencēm). Lai praktiski aprēķinātu jaudu, ko izkliedē augstfrekvences dinamika skaļruņos ar krustošanas frekvenci 3-5 kHz, varat izmantot kalkulators mūsu mājas lapā.

Atgādināsim, ka HF skaļruņus nevar izmantot bez augstfrekvences filtra (HPF), kas ierobežo spektra zemfrekvences daļas iespiešanos.

Skaļruņu bojājuma faktori

Neparastu darbības apstākļu gadījumā ir iespējami mehāniski un elektriski skaļruņu bojājumi. Mehāniskie bojājumi rodas, ja difuzora vibrāciju amplitūda pārsniedz pieļaujamo amplitūdu, kas ir atkarīga no kustīgās sistēmas elementu mehāniskajām īpašībām. Viskritiskākā frekvenču zona šādiem bojājumiem ir tuvu un zem skaļruņa mehāniskās rezonanses frekvences, t.i. kur svārstību amplitūda ir maksimālā. Elektriskie bojājumi rodas balss spoles neatgriezeniskas pārkaršanas rezultātā. Viskritiskākā frekvenču josla šāda veida bojājumiem atbilst joslai, kas atrodas netālu no skaļruņa elektromehāniskās rezonanses. Abu veidu bojājumi rodas skaļruņa maksimālās pieļaujamās elektriskās jaudas pārsniegšanas rezultātā. Lai izvairītos no šādām sekām, maksimālā jaudas vērtība ir standartizēta.

Ir vairāki standarti, pēc kuriem ražotāji normalizē savu produktu jaudu Vistuvākais no reālo apstākļu viedokļa akustiskās sistēmas izmantošanas gadījumā publisku pasākumu apskaņošanai ir AES standarts. Jauda saskaņā ar šo standartu tiek definēta kā efektīvā sprieguma kvadrāts noteiktā rozā trokšņu joslā, ko skaļrunis var izturēt vismaz 2 stundas, dalīts ar minimālo pretestības vērtību Zmin. Standarts regulē skaļruņa atrašanos “brīvā gaisā” bez korpusa. Pārbaudot, daži ražotāji ievieto skaļruni korpusā, tādējādi pietuvinot tā darbības apstākļus reālajiem apstākļiem, kas, no viņu viedokļa, rada objektīvākus rezultātus. Zināmā skaļruņa jaudas vērtība kalpo kā ceļvedis, izvēloties pastiprinātāju, kura jaudai jāatbilst AES skaļruņa jaudas vērtībai.

Ir vērts atzīmēt, ka skaļrunim piegādātās jaudas patieso vērtību ir grūti noteikt bez īpašiem mērījumiem, un tā var ievērojami atšķirties pat ar tādu pašu skaļuma regulēšanas iestatījumu skaņas ceļa ierīcēs.

To var ietekmēt daudzi faktori, piemēram:

• Reproducētā signāla spektrs (mūzikas žanrs, mūzikas darba frekvence un dinamiskais diapazons, dominējošie mūzikas instrumenti);
• Pasīvo filtru ķēžu un aktīvo krosoveru raksturojums, kas ierobežo skaļruņos ienākošā oriģinālā signāla spektru;
• Izmantojot ekvalaizeru un citas frekvences korekcijas ierīces audio ceļā;
• Pastiprinātāja darbības režīms (nelineāru kropļojumu un apgriešanas parādīšanās);
• Akustisko sistēmu korpusa projektēšana;
• Pastiprinātāja darbības traucējumi (pastiprinātā signāla spektrā parādās nemainīgs komponents)

Skaļruņu sistēmu darbības uzticamību palielina šādi pasākumi:

• Zemfrekvences skaļruņa augšējās robežas frekvences samazināšana, izmantojot zemas caurlaidības filtru (LPF). Šajā gadījumā signāla spektra daļa, kas sniedz būtisku ieguldījumu spoles sildīšanā, ir ierobežota;
• Ierobežo frekvenču joslu zem basa refleksa regulēšanas frekvences, izmantojot LOW-PASS (augstfrekvences filtru) shēmas. Šis pasākums ierobežo difuzora vibrāciju amplitūdu ārpus skaļruņu darbības diapazona zemfrekvences pusē, novēršot zemfrekvences skaļruņa mehāniskus bojājumus;
• Augstas frekvences augstfrekvences skaļruņa pielāgošana augstākai frekvencei;
• Skaļruņu korpusu dizains, kas nodrošina vislabākos apstākļus skaļruņu dabiskajai konvekcijai;
• Skaļruņu darbības izslēgšana ar pastiprinātāju, kas darbojas nelineāro kropļojumu un izgriešanas režīmā;
• Skaļu pārslēgšanas klikšķu rašanās novēršana, mikrofona “uztīšana”;
• Ierobežotāja izmantošana audio ceļā.

Ņemiet vērā, ka skaļruņu sistēmas, kas tiek izmantotas profesionālai skaņas ierakstīšanai (īpaši diskotēkās), bieži ir spiestas darboties ar lielu jaudu. Darbības laikā skaļruņa balss spoles sildīšana var sasniegt 200 grādus, bet magnētiskās ķēdes elementi - 70 grādus. Ilgstoša darbība ekstremālos apstākļos noved pie tā, ka skaļruņi “sadedzina”. To var izraisīt skaļrunim pievadītās pieļaujamās elektriskās jaudas pārsniegšana, kā arī pastiprinātāja darbības traucējumi. Daudzējādā ziņā komplekta drošība ir atkarīga no dīdžeja kvalifikācijas. Tāpēc neatkarīgi no izvēlētā skaļruņa jums ir jāapsver remonta komplektu pieejamība. Tajā pašā laikā situāciju vēl vairāk sarežģī fakts, ka, kā likums, vienlaikus izdeg nevis viens skaļrunis, bet vairāki, kas atspējo visu komplektu. Ņemot vērā visu iepriekš minēto, mēs secinām, ka jautājums par remonta komplektu piegādes laiku un izmaksām ir ārkārtīgi svarīgs arī skaļruņu skaļruņu izvēles posmā.