Što su visokotonci? Što rade visokotonci? Vodič za visokotonce

Sustav zvučnika izvrsnog zvuka sastoji se od nekoliko vrsta zvučnika uključujući visokotonce. Ali što su visokotonci? A što rade visokotonci?

U ovom sveobuhvatnom postu pokazat ću vam što rade visokotonci, različite materijale pogona zvučnika, koji zvuče najbolje i još mnogo toga!

Infografika – činjenice o Tweeteru

Što su visokotonci?

Tweeteri su zvučnici koji proizvode gornji raspon zvuka koji čujete u glazbi. Budući da više zvučne frekvencije imaju manje zvučne valove, njihova je veličina manja od ostalih zvučnika s kojima rade.

Visokotonac je vrsta elektromehaničkog zvučnika koji proizvodi zvuk i glazbu u gornjem (više frekvencijskom) glazbenom rasponu. Dopunjuju woofere i druge zvučnike koji ne mogu proizvesti zvukove viših tonova, poput onih koji se koriste u dvosmjernom dizajnu para zvučnika za police.

Visokotonci su male veličine jer proizvode manje zvučne valove i imaju mali konus. Općenito govoreći, najbolje ih je koristiti kada su usmjereni prema slušatelju.

Većina je ograničena na određeni raspon kao što je maksimum od 3 kiloherca do 20 kiloherca (kHz), iako to ovisi o ograničenjima određenog zvučnika. Tipičan raspon ljudskog sluha je oko 20 Hz do 20 kHz.

Kiloherc je izraz koji se koristi za opisivanje frekvencije proizvedenog zvuka ili ciklusa valnog audio signala u sekundi.

Osnovni dijelovi visokotonca

Slika rastavljenog automobilskog visokotonca. Prikazan je sklop magneta (lijevo) i sklop kupole/rešetke/terminala za ožičenje (desno). Glasovna zavojnica pričvršćena je na stražnju stranu kupole. Na ovoj slici, kupola je izrađena od srebrnog materijala - najvjerojatnije mylara ili neke druge vrste plastike ili drugog laganog materijala.

Tipični dizajn visokotonca (iako postoje i drugi tipovi) sastoji se od malog magneta s kružnim otvorom unutar njega. Glasovna zavojnica od namotane bakrene žice, koja se naziva glasovna zavojnica, pričvršćena je na kupolu zvučnika izrađenu od jednog od mnogih različitih materijala. Razlikuju se po tome što većina koristi zakrivljeni kupolasti oblik zakrivljen prema van za razliku od drugih zvučnika koji koriste stožast nagnutu prema dolje.

Ovaj sklop je umetnut i obješen unutar otvora magneta. Kupola je sa svojih strana, kao i drugi zvučnici, poduprta fleksibilnim, ali krutim materijalom.

Što rade tviteraši?

Uživate u dobroj glazbi? Visokotonci čine dobru glazbu mogućom u zvučnom sustavu koji vidite posvuda. Kućni stereo zvučnici poput ovih Dayton B652 zvučnika za police koriste jeftin, ali učinkovit visokotonac za popunjavanje raspona zvuka koji srednjotonski zvučnik ili niskotonac ne mogu proizvesti. Zajedno mogu proizvesti cijeli raspon zvuka kako bi stvorili audio sustav dobrog zvuka.

Visokotonci se koriste za proizvodnju visokofrekventnog zvuka (visoki tonovi) i nadopunjuju druge zvučnike koji za to nisu prikladni. Kada su dio čak i audio sustava umjerene cijene sa subwooferom i 2-staznim zvučnicima, mogu zvučati fantastično.

"Treble" je riječ koja se koristi za opisivanje dijelova glazbe u gornjem rasponu kao što su činele, sintetički zvukovi klavijature, efekti bubnja i "tssst tsst" (visoki) zvuk iz raznih glazbenih instrumenata.

Kada se pojačani glazbeni signal primijeni na visokotonac preko pozitivnih (+) i negativnih (-) spojeva ožičenja, glasovna zavojnica stvara magnetsko polje unutar područja trajnog magnetskog razmaka magneta.

Ovo promjenjivo polje uzrokuje da se svitak i kupola visokotonca pomiču naprijed i unatrag, pokrećući zrak vrlo brzo prateći signal. Dok se to događa proizvodi se zvuk.

Tweeteri u reprodukciji glazbe – zašto su važni

Glazba se sastoji od puno više od ograničenog raspona zvukova. To je vrlo složena kombinacija različitih tonova, frekvencija i drugih karakteristika. Njih čine različiti instrumenti, glasovi pjevača i predmeti koji se dodaju prilikom snimanja glazbe.

Visokotonci su kritični u zvučnom sustavu za proizvodnju cijelog raspona zvukova koje možete čuti. Zbog toga je glazba mnogo ugodnija i zvuči mnogo prirodnije.

Stereo slika

Stereo slika je izraz koji se koristi za opisivanje načina na koji se glazba snima i reproducira kako bi se dali prostorni znakovi koji vašem mozgu govore odakle zvukovi dolaze. Na primjer, glazba koju su snimili glazbenici može imati neke instrumente u lijevom, središnjem i desnom kanalu. Visokotonci pomažu u reprodukciji zvučnih signala višeg raspona i stvaranju stereo "slike".

Glazba ima različite zvukove u gotovo svim rasponima koje naše uho može čuti. Osim toga, obično se snima u stereo formatu na takav način da se omogućuje reprodukcija izvornog studijskog instrumenta i položaja zvuka (lijevo, desno, središte itd.).

Ovo stvara ono što se naziva stereo slika kada slušate kvalitetnu glazbu sa svojim zvučnim sustavom.

Automobilski visokotonci

Slika koja prikazuje 3 najtipičnija tvornički instalirana nosača za visokotonce. Lijevo:nadzorna ploča. Sredina:montiran na stup. Desno:montirana gornja vrata. Baš kao i kućni stereo zvučnici, koriste se zajedno s drugim zvučnicima poput woofera. U automobilima se često postavljaju više jer su visokotonci usmjereni i to smanjuje gubitak glasnoće.

Kako visokotonci proizvode zvukove visoke frekvencije, u automobilima se koriste kao dio sustava zvučnika u automobilima, ali ne sami. Koriste se uz druge poput komponentnih zvučnika ili za dopunu i poboljšanje onoga što već postoji.

Auto audio sustav koji bolje zvuči koristit će zvučnik niskotonca, jednu ili više pasivnih skretnica i odvojeni visokotonac. (Imajte na umu da automobilski visokotonci često imaju trajno pričvršćenu rešetku zvučnika radi zaštite).

Srednjetonski drajver proizvodi srednje do niže frekvencije koje imaju veće zvučne valove i nisu tako zahtjevne u smislu lokacije. Visokotonci su, međutim, usmjereni jer se zvuk koji proizvode optimalno najbolje čuje kada su usmjereni prema vašim ušima.

Tvornički visokotonci često se nalaze na ne baš idealnoj lokaciji. To je zato što je to kompromis između prostora u vozilu i troškova proizvodnje na pokretnoj traci.

Proizvođači automobila ne smatraju lokaciju visokotonca vrlo važnom, osim za luksuzna vozila i druge vrhunske zvučne sustave.

Prilagođeni stereo sustavi za automobile često dobivaju najbolji zvuk korištenjem prilagođene montaže kako bi se prevladala ograničenja prostora i mjesta montaže. Osim toga, visokotonci dostupni su u širokom rasponu razina kvalitete o kojima ću dalje govoriti.

Kako se koriste visokotonci?

Uobičajena uporaba u sustavima zvučnika

Za visokokvalitetni zvuk može se koristiti set poput ovog CT Sounds Strato sustava automobilskih komponenti. Komponentni sustavi zvučnika obično koriste woofere i visokotonce spojene na skretnice zvučnika putem žice zvučnika.

Dizajnirani su tako da usklađuju drajvere i odvajaju proizvodnju zvuka, šaljući je onom koji je za to najprikladniji.

Visokotonci se koriste u sustavima zvučnika iz ograničenog broja razloga (nikada se ne koriste sami):

U 2-staznom ili 3-staznom sustavu zvučnika za proizvodnju zvuka drugi zvučnici ne mogu
Za dodavanje više visokofrekventnog zvuka (visokih tonova) za dodatni učinak

Većina sustava zvučnika koji se danas koriste nazivaju se "2-stazni", jer koriste kombinaciju 2 zvučnika koji proizvode ograničeni raspon zvuka. To je zato što gotovo nijedan zvučnik koji se danas prodaje s jednom membranom ne može proizvesti cijeli raspon zvuka koji možete čuti.

Glavni razlog za to je taj što veliki zvučnici ne mogu dobro proizvesti više (visoke) frekvencije, a mali zvučnici ne mogu proizvesti veće (bas) frekvencije.

Zvučnici su općenito specijalizirani i najprikladniji za niz zvukova.

Zvučnici srednjeg tona kao što su wooferi (također se ponekad nazivaju "midbass" zvučnici ili "mid wooferi") obično imaju užasne performanse u višem rasponu zvuka.

Stoga su visokotonci ključni za opskrbu ovog nedostajućeg raspona zvuka.

Zašto tviteraši trebaju skretnice?

Skretnice za zvučnike u automobilu (lijevo) i skretnice za kućne stereo zvučnike (desno) odgovorne su za usmjeravanje basa na ispravne zvučnike. Oni štite visokotonac i blokiraju izobličenje i potencijalno štetnu snagu basa od pretjeranog pojačavanja.

Kao što sam ranije spomenuo, visokotonci trebaju skretnice poput onih na gornjoj slici iz nekoliko razloga:

Visokotonci ne mogu reproducirati zvukove niske frekvencije – jako ih izobličuju
Mogu se oštetiti ako ih pokreću dovoljno veliki niskofrekventni signal ili signali
Smanjuje primijenjenu snagu i pomaže u zaštiti

Razumijevanje skretnica zvučnika

Skretnice dvostaznih zvučnika (pasivne) vrlo su česte. Visokotonac prima zvukove koji smiju proći iznad točke križanja. Prikazana dvosmjerna skretnica napravljena je kombiniranjem visokopropusnog i niskopropusnog dijela. Na ovom dijagramu, induktor (žičani svitak) prikazan je kao "L", a kondenzator kao "C."

U mnogim slučajevima, visokotonci dolaze s jednostavnim kondenzatorom spojenim u seriju s jednim od priključaka ožičenja. Ovo je obično pozitivni (+) terminal prema konvenciji.

Kondenzatori djeluju kao audio skretnica jednog reda (jednostupanjska). To jest, imaju nagib skretnice koji radi brzinom od -6 decibela po oktavi (dB). Oktava je izraz koji se koristi za zvuk i predstavlja udvostručenje ili prepolovljenje frekvencije. Na primjer, 400 Hz je jedna oktava iznad 200 Hz.

Skretnice višeg reda filtriraju još više basa koji bi dopirao do visokotonaca i još su učinkovitije. -12dB/oktava (2. red) jedan je od najčešćih i učinkovit je, ali nije preskup.

As you can see in the image above a 2nd order (-12dB) crossover requires an additional component called an inductor. These are coils of wire which react to music and reduce the output to the speaker at certain frequencies.

Shown:A typical 2-way home stereo speaker with a tweeter. In this low-cost design, a single capacitor is used in series as a high-pass crossover to filter out bass. This prevents distortion and potential damage to it as well.

What does a tweeter impedance rating mean?

Impedance, rated in Ohms, is a term used to describe the total electrical resistance to current for a speaker. A tweeter’s voice coil is made of a long amount of wire wound into a coil. This wire has electrical resistance.

Impedance is important as crossovers are designed for the rating of your tweeters. Additionally, tweeters should be matched with woofers and other speakers with a similar rating.

If you mismatch speaker impedance one will play at a higher volume than the other as more power drives them. This is because the power developed by a speaker is directly rated to its Ohms rating.

Traditionally, home stereo speakers are rated at 8 ohms while car speakers are typically 4 ohms. What’s interesting is that, for example, 8 ohm speakers aren’t exactly 8 ohms. That’s an approximation as they’re usually somewhat below that (say 6 to 7Ω for example).

Tweeter power ratings

The average tweeter can’t handle large amounts of power as larger speakers can. Woofers and other larger speakers can dissipate larger amounts of heat and have a larger voice coil wiring gauge.

With some exceptions, power ratings like 15W (watts) RMS and above are realistic. 25W-50W is fairly common for mid-priced models sold today.

Tweeters must match the rated impedance expected from an amplifier. Amplifiers can overheat if used with speakers that are too low for their design. (For example:using 4 ohm tweeters with a stereo rated at 8 ohms minimum is not acceptable).

Tweeter efficiency (SPL rating)

Just like other types of speakers, tweeters have an efficiency rating. This tells you how much volume, in decibels (dB) a tweeter produces for a specific amount of power. This is normally listed as the “SPL” parameter.

In the case of speakers, higher efficiency is better. For average tweeters, you might expect to find this at between 89dB to 91dB at 1W.

Note:dB @ 1W/1m is a standard way of measured speaker efficiency with test equipment with a microphone positioned 1 meter away. However, there are 2 types of tests for this and can be confusing.

It’s important when comparing tweeters to be sure that the measurements are based on similar measurements types. Whenever possible, compare 2 tweeters with measurements based on the same efficiency standard (1W/1M or 2.83V/1M).

The reason for this is that 8 ohm tweeters need a higher voltage applied to create 1W of power as opposed to a 4 ohm model. Similarly, matching tweeters to woofers requires similar care when shopping.

Common tweeter types and materials

Materials

Examples of some of the most common types of tweeters today. A soft dome tweeter (left) is often made with textiles or silk materials as shown. A metal dome tweeter (right) is typically made from aluminum, titanium, or some hybrid design. Some listeners prefer one over the other, although a well-designed tweeter of one type may be able to outperform the other. It’s important to check all the specifications and the frequency response if provided.

There are simply far too many materials used to list here, but I’ll cover some of the most common. Don’t forget that some sold today are made of a variety of less common materials.

Also, it’s important to always check closely as sometimes the specifications aren’t clear and are misleading.

Some of the most common materials used for tweeters include:

Silk, textile, or other cloth
Mylar or other plastics
Metal-coated plastics &PEI materials
Metals:aluminum, titanium, and alloys
Ceramics and ceramic-coated domes
Kapton (in ribbon tweeters)

Silk and textile are some of the most common materials used. Titanium and other types of metals like aluminum are also fairly common for mid-to-upper price range tweeters as well.

Silk tweeters

A silk dome tweeter is one of the most popular types and often a good compromise between cost, performance, and sound quality. A great example is this pair of Polk Audio DB1001 car tweeters.

These types tend to perform well and because of their extra stiffness are often associated with a certain “color” of sound. Other special materials like ceramic and even diamond are used in others too.

However, it’s very important to understand that the type of material used for the tweeter dome alone doesn’t determine its quality . You need to always check the specifications such as the frequency response chart if provided.

If none is provided, it’s best to consider seeking out more information and buy a model that provides that information.

Otherwise, you’re taking a gamble with buying a tweeter that’s too “bright” or “harsh” in that it may have certain ranges of sound it emphasizes too much or not enough.

Mylar, PEI, and others

Mylar and PEI types use plastics for the dome. They’re often found in budget component sets or coaxial speakers. While they’re lower cost, they usually aren’t very good for accurate, crisp sound. You can often hear the difference when comparing them directly against a silk dome tweeter pair.

Some models are hybrid and use a type of metal coating that may or may not offer better performance. All of the types listed are usually cone tweeters in how they’re shaped.

Horn and compression horn tweeters

A horn tweeter (left) can driven by a magnet assembly or piezo driver. Piezo tweeters are very loud and efficient but aren’t very good in terms of music quality. A “super tweeter” is usually magnet driven and produces more volume and has a higher power rating than average products. Both are often used for outdoor music events and gatherings.

Horn tweeters are a special class of speakers. Entry-level models like piezo tweeters are inexpensive and not great at producing good musical tones, but they’re cheap and very efficient. Their volume is often much higher than standard tweeters (96dB vs. 91dB produced at 1 watt, for example).

Unlike models that use a magnet, a piezo tweeter uses a piezoelectric crystal coupled to a mechanical diaphragm like a digital watch or electronic clock uses for sound. They usually have a very high impedance and may not even need a crossover. A piezo tweeter is low-cost, efficient (good dB output per watt) but not good for sound quality.

Other horn tweeters used in extremely high-quality home stereos systems have a very good frequency response as well as sound. These are most often “compression horn” type speakers with a magnet and dome that attach to a horn body that expands outward.

This helps to direct the sound more effectively and can radiate sound more evenly than others.

Super tweeter and bullet tweeter models

These are similar to others but may have a “bullet” shape attached to the dome to help produce high sound levels. They’re great for volume and more power handling.

You can use tweeters like these for situations where high power handling and loud volume are the main requirements. For critical listening and enjoyment indoors, they’re normally not very practical.

Ribbon tweeters

A ribbon tweeter is a bit different from the others. They use a unique design with a very thin “ribbon” diaphragm which moves back and forth in a linear fashion to produce sound.

Tweeters of this type are some of the best and most musical available today, but it depends greatly on the design &quality. Prices range from in about $25 to $600 or so.

One reason they’re so unique is that unlike tweeters based on a voice coil and a magnet, their impedance is much more flat over the frequency response range.

This means there’s less interaction with your crossover due to fluctuations that occur when the audio signal frequency changes.

Ring radiator (concentric) tweeters

Dual-ring radiator (sometimes called “concentric” ring) tweeters are a unique type of tweeter with a moving surface consisting of several rings and a center plug. These types are more sonically accurate and musically detailed tweeters.

Tweeters of this kind are less common, however.

A downside is that unlike other types they produce far less sound at angles (called the off-axis response ). This means that they’re best suited for speaker systems where they’re aimed directly at the listener.

Tweeter frequency response basics

Tweeters have unique characteristics just like any other speaker. In this image, you can see the level of sound produced over different frequencies (called the “response”). These graphics show the sound response at different angles.

In the graphs above we can see that Tweeter A has dips and peaks that will cause the sound to be lacking in some ranges and is too “harsh” (too high) in others. Tweeter B has a much more flat and ideal response, as it’s almost consistently the same over the range of sound produced.

Tweeters, just like any other type of speaker, have limitations. For a given range, they have frequencies at which their response (volume level for a given power applied) is higher or lower than an average decibel (dB) volume produced.

These peaks and valleys (areas where the sound production is higher or falls lower) cannot be overcome without an equalizer or other compensation. Frequencies at the bottom end of the response range are best left to midrange speakers

There’s no such thing as a “perfect” tweeter speaker – they all have good and bad characteristics along with price, mounting, and performance factors to consider.