Zašto su zvučnici različitih veličina?

Kada se uputite lokalnom stručnjaku za mobilnu elektroniku u potrazi za novim zvučnicima, morate imati na umu nekoliko kriterija. Odabir veličine zvučnika može ići na jedan od dva načina:možete odabrati nešto što odgovara određenom mjestu ugradnje ili možete odabrati na temelju karakteristika zvučnika u odnosu na njegovu veličinu. Zanima li vas zašto zvučnici dolaze u različitim veličinama? Dobro! Došli ste na pravo mjesto.

Što radi govornik?

Posao zvučnika je pretvaranje električnog signala iz vašeg pojačala u pokret. Kretanje membrane zvučnika uzbuđuje zrak oko njega. Kako se stožac pomiče prema naprijed, zrak ispred stošca je pod pritiskom. Kako se stožac pomiče unatrag, zrak je razrijeđen. Ti valovi pritiska šire se iz zvučnika i naše uši detektiraju te male promjene pritiska kao zvuk. Prilično jednostavno, zar ne?

Stvari koje treba uzeti u obzir u smislu reprodukcije zvuka

Kada je riječ o reprodukciji zvukova, što je niža frekvencija, to je teže proizvesti zvuk. Za svako udvostručenje frekvencije, membrana zvučnika mora se pomaknuti za četvrtinu udaljenosti kako bi proizvela istu razinu izlaza. Na primjer, ako se vaš subwoofer mora pomaknuti 2 mm da bi proizveo 95 dB izlaza i 40 Hz, mora se pomaknuti samo 0,5 mm da bi proizveo 95 dB na 80 Hz. Za reprodukciju 95 dB izlaza na 160 Hz, stožac se mora pomaknuti samo 0,125 mm.

Veličina membrane zvučnika utječe na to koliko će zvuka zvučnik stvoriti za određenu količinu ulaznog signala. Generalizirajmo stvari malo (jer puno vanjski čimbenici utječu na ovu izjavu):membrana zvučnika od 12 inča mora se pomaknuti dvostruko više od membrane zvučnika od 15 inča da proizvede istu količinu izlaza na danoj frekvenciji. To također znači da 12-inčni zvučnik zahtijeva više snage za proizvodnju istog zvuka kao 15-inčni zvučnik.

Veće je uvijek bolje, zar ne?

Na temelju ove logike, trebali biste jednostavno odabrati najveći mogući zvučnik za svaku aplikaciju, zar ne? Pa, nije baš tako jednostavno. Kada uđemo u srednje i visoke frekvencije, membrana zvučnika mora se pomicati naprijed-natrag vrlo brzo. Ton od 1000 Hz zahtijeva da se zvučnik pomiče naprijed i nazad 1000 puta u sekundi. Ton od 10 kHz zahtijeva 10 000 istih pokreta u sekundi. Ako koristimo veliki zvučnik s relativno teškom membranom, to je vrlo teško pratiti ulazni signal. Zašto? Inercija.

Upotrijebimo analogiju da ovo objasnimo. Zamislite da ste na paradi i da mašete zastavom. Mot je dugačak 6 stopa, a zastava na kraju je 3×5 stopa. Mašete zastavom naprijed-nazad što brže možete. Čak i ako ste jako jaki, najbrže što njime možete mahnuti naprijed-natrag je jednom, možda dva puta u sekundi. Pogledaj malo dijete koje stoji pored tebe na paradi. Ima malu papirnatu zastavicu veličine 2×3 inča na plastičnom štapiću dugom 5 inča. Njegove male ruke mogu mahati tom zastavicom naprijed-natrag pet ili šest puta u sekundi.

Inženjeri zvučnika moraju uravnotežiti nekoliko karakteristika kako bi postigli specifične ciljeve za određeni dizajn. Usporedimo težinu membrane zvučnika za 10-inčni subwoofer s težinom 10-inčnog srednjetonca koji se koristi na koncertima i sustavima javnog razglasa. Tipični sabvufer od 10 inča koji je dizajniran za reprodukciju frekvencija ispod 150 Hz ima konusni sklop (konus, glasovna zavojnica, forma, pola pauka i pola surrounda) koji teži oko 150 grama. Zvučnik od 10 inča dizajniran za korištenje za srednje frekvencije (150 do 1 kHz) ima sklop mase membrane od oko 40 grama.

Jasno je da se sklop upaljača može kretati brže i držati korak s reprodukcijom viših frekvencija.

Je li upaljač bolji?

Sada se suočavamo sa zagonetkom balansiranja izlaza niske i visoke frekvencije. Lakši stožac će se kretati brže i sposoban je proizvesti produljeni visokofrekventni izlaz. Teži konus ima nižu rezonantnu frekvenciju i stoga može proizvesti više niskofrekventnog izlaza. Kombinirajte ove generalizacije s električnim problemima koji utječu na induktivnost glasovne zavojnice i dodatno ćemo ometati visokofrekventni izlaz. Počinje postajati jasno da su nam potrebni zvučnici različitih veličina za različite primjene.

Subwooferi

Većina subwoofera ima veličinu od 8 do 18 inča. Budući da su subwooferi dizajnirani za reprodukciju frekvencija ispod 100 Hz u audio aplikacijama automobila, potrebno im je puno mogućnosti izleta i niska rezonantna frekvencija. To znači da će subwooferi imati relativno teške membrane. Pri visokim razinama izleta čunjevi su izloženi značajnim naprezanjima, stoga stožac mora biti čvrst, a to dodatno pridonosi njihovoj težini. Subwooferi moraju podnijeti veliku snagu. Ova nam snaga omogućuje pomicanje stošca na relativno velike udaljenosti. Upravljanje snagom zahtijeva veće komponente u obliku sklopova i namota glasnih zavojnica velikog promjera.

Upravljački programi za srednji bas

Namjenski pogon srednjeg basa obično je dizajniran za reprodukciju od oko 50 do 500 Hz. Veličine su obično od 6,5 do 8 inča, ali neki su ljudi koristili upravljačke programe od 10 i 12 inča. Konus mora biti teži od srednjetonca, ali ne dovoljno težak da ga uspori za više frekvencije.

Ako pogledate frekvencijski sadržaj izvođača, vidjet ćete da se mnogi glasovi protežu do 100 Hz. Točnost brzine je važna u ovom frekvencijskom rasponu. Rezonancije i nelinearno ponašanje uzrokuju harmonijska izobličenja. Ovo se često percipira kao "toplina" u području srednjeg basa. Ne želimo ništa ekstra u našoj glazbi, stoga je točnost ono što je važno.

Srednjetonski zvučnici

Srednjotonski zvučnici postaju balansni akt nekoliko različitih karakteristika. Naravno, stožac mora biti relativno lagan, ali upravljanje linearnošću i distorzijom postaje još veći prioritet. Lakše je čuti izobličenje na srednjim frekvencijama. Konus mora uravnotežiti masu, prigušenje i čvrstoću kako bi spriječio deformiranje i uzrokovao harmonike. Ovjes mora biti vrlo linearan.

Upravljanje induktivnošću također postaje značajniji problem jer može smanjiti visokofrekventni izlaz. Srednjetonski pogonski programi za tipične audio aplikacije automobila variraju u veličini od 6,5 inča i 6×9 inča na velikoj strani do malih kao 2,5 inča. Mnogi pogoni srednjeg tona pokušavaju obavljati dvostruku funkciju kao pogoni srednjeg basa za korištenje u dvo- ili trostaznim audio sustavima. Iako je ovo manji kompromis, on je nužan. Smatramo da srednjotonski zvučnici pokrivaju raspon od 100 Hz do 3000 ili 4000 Hz.

Tweeters

Da bi reproducirali frekvencije iznad 2,5 kHz, visokotonci trebaju vrlo lagane membrane. Konusi visokotonaca ne pomiču se daleko, tako da ne zahtijevaju mnogo izleta, ali još uvijek mora postojati ovjes. Rezonancije u konusu mogu izazvati pustoš u frekvencijskom odzivu. Vrhunski visokotonci mogu koristiti značajke poput ferofluida u procjepu za poboljšanje upravljanja snagom. Vrhunski visokotonci također mogu sadržavati bakrenu kapicu za pol za smanjenje induktiviteta i izobličenja.

Razmatranja usmjerenosti

Još jedno razmatranje pri odabiru zvučnika je da svi zvučnici iznad određene frekvencije počnu postajati usmjereni. Usmjerenost se odnosi na smanjenje visokofrekventnog izlaza dok se pomičete izvan osi zvučnika. Ako odaberete svoje zvučnike i pažljivo dizajnirate svoj sustav, možete minimizirati učinak usmjerenosti. Jedini pravi razlog za razmatranje bio bi da su vaši visokotonci usmjereni prema vama.

Zakon o ravnoteži

Prijave za informacije u ovom članku razlikuju se ovisno o vašem općem cilju nadogradnje audio sustava. Jednostavan set koaksijalnih zamjenskih zvučnika odabrat će se prema veličini aplikacije. Ako gradite vrhunski audio sustav s višestrukim pojačalima, kanalima, digitalnom obradom signala i prilagođenim mjestima za montažu zvučnika, odabir pravih zvučnika u smislu njihove kvalitete i namjene postaje važniji.

Saznajte više o zvučnicima i njihovim različitim veličinama kod vašeg lokalnog prodavača

Vaš lokalni specijalizirani trgovac mobilnom elektronikom može vam pomoći odabrati prave zvučnike za vašu primjenu i ciljeve izvedbe. Svratite danas u lokalnu trgovinu i poslušajte njihovu demo ploču ili demo vozilo. To je nevjerojatno iskustvo!