Български English [beta]
Здравей, гостенино. (вход, регистрация)
Екип Партньори Ресурси Статистики За контакт
Добави в любимиПредложи статияКонкурсиЗа рекламодатели
Начало
Форум
Към Кратки
Всички статии
 Литература
 Музика
 Филми и анимация
 На малкия екран
 Публицистика
 Популярни
 Кулинария
 Игри
 Спорт
 Творчество
 Други
Ключови думи
Поредици
Бюлетин

Търсене

Сивостен :: Високоговорителите: Характеристики, видове и начин на работа (статия) - Акустика, Физика, Високоговорители, Електроакустични устройства
Високоговорителите: Характеристики, видове и начин на работа

Поредици: Електроакустични устройства

Автор: Иван Ж. Атанасов, петък, 23 януари 2009.

Публикувано в Статии :: Популярни; Предложи Гледна точка

Намали размера на шрифтаУвеличи размера на шрифта

След като миналият път си поговорихме за единия тип електроакустични преобразуватели, в тази статия ще засегнем другия. А именно - високоговорителите. Накратко, какво са те - устройства, които служат за преобразуване на променливия ток в звукови вълни. И нека започнем от основните показатели, характеризиращи работата им. Това са чувствителност, коефициент на полезно действие, номинална мощност, честотна характеристика и характеристика на насоченост.

Чувствителност е стойността на величината, характеризираща полученото в следствие на работата на високоговорителя звуково налягане, измерено на разстояние един метър по оста му, при подадена номинална мощност 0,1W. Тъй като в практиката това не е особено удобно за употреба, най-често се използва показателят абсолютна чувствителност, който дава по-ясна представа при сравняване на различни говорители и се измерва се в бар на квадратен корен от ват.

Следва коефициентът на полезно действие, или съкратено - КПД. При високоговорителите той се явява отношението между излъчената акустична мощност и изразходваната електрическа такава. Зависи от вида и конструкцията на устройството, както и от характеристиката му на насоченост. Ненасочените високоговорители, например, имат по-висок коефициент на полезно действие от насочените.

И така стигаме до номиналната електрическа мощност. Това е доста важна характеристика, имайки предвид, че показва каква е онази подадена във високоговорителя мощност, при която нелинейните изкривявания не надвишават една определена гранична величина. Най-често се измерва в средния честотен обхват, или иначе казано от 20Hz до 2KHz, и допустимите изкривявания са обикновено в границите от 5 до 10%.

Честотната характеристика на високоговорителя представлява кривата, даваща зависимостта на подаденото звуково напрежение от честотата. Най-вероятно сте виждали във вътрешната част на високоговорителя, а понякога и отвън, едни диаграми, които показват именно нея. В нея чувствителността обикновено се определя от звуковото налягане, получено от 1W напрежение, и се изразява в децибели.

Характеристиката на насоченост се определя от т. нар. коефициент на насоченост, представляващ отношението между звуковото налягане, създавано от високоговорителя под определен ъгъл, към звуковото налягане под ъгъл от нула градуса. Графично се изразява чрез диаграми, даващи изменението на коефициента на насоченост в зависимост от посоката.

Към тези най-важни параметри на високоговорителя могат да се добавят още и резонансната честота на подвижната система, импедансът или омичното съпротивление на шпулката, индукцията в магнитния процеп и много други, на които обаче по ред причини няма да се спираме.

И така да преминем към разглеждането на видовете високоговорители. Според начина си на излъчване те биват дифузорни и рупорни. При първите звукът се получава от книжна конусна мембрана – дифузор, а при вторите се използва рупор с експоненциална форма, такава, каквато ни е добре позната от духовите инструменти.

Друг начин за класификация на видовете високоговорители би могъл да се изведе от начина на преобразуване на електрическата енергия в механична. Ако приложим това разделение ще получим следните типове: електромагнитни, електродинамични, кристални, кондензаторни и термойонни говорители.

При първите мембраната се разколебава чрез котвата на електромагнитна система. Съществуват различни конструкции, но всички се състоят от постоянен магнит с полюсни наставки, между които е поставена бобината, свързана с източника на електрическата звукова енергия. Бобината е поставена върху подвижната котва, чрез която колебанията от взаимодействието на двата магнитни потока се предават на мембраната и се превръщат в звукови вълни.

Електромагнитните високоговорители имат висок собствен импеданс и често се използват без изходен трансформатор. Но освен това имат и твърде ограничена честотна характеристика - от 300Hz до 3KHz, с рязък провал към ниските и високите честоти и голяма обща неравномерност. Нелинейните изкривявания също са значителни. Затова пък имат висок КПД и звуковото налягане, получено от такъв високоговорител, е в рамките на 2 до 4 бара при 0,1W мощност.

При електродинамичните високоговорители колебанието на мембраната е предизвикано от трептенето на подвижна бобина, която наричаме шпулка. Тя се намира в силно постоянно магнитно поле и при преминаването на високочестотния ток се получава движение, което се използва за преобразуването на тока в звук. Това поле може да бъде създадено както от постоянен магнит, така и от електромагнит. Мембраната е закрепена в долния си край чрез центрираща шайба, или иначе казано трептилка, която не позволява странично изместване на шпулката и мембраната при трептенето й. В горния край мембраната е закрепена неподвижно за шасито, а за да може да трепти именно по оста си, са направени концентрични канали.

Чувствителността на тези високоговорители е сравнително висока - от 10 до 15 бара/ват. Честотната им характеристика е по-равномерна от тази на другите видове и има слабо изразен максимум в областта от 2 до 4KHz и околомеханичен резонанс на трептящата система от 50 до 100Hz. Коефициентът на нелинейни изкривявания също е относително малък - от 2 до 10% в зависимост от честотата. КПД е не по-голям от 2 до 3%.

Рупорните високоговорители работят на принципа на електродинамичните, като вместо конусна мембрана имат рупорна тръба. В процепа на магнита трепти подвижна звукова бобина, свързана с диафрагмата. Защитният капак и рупорът са разположени така, че цялата конструкция да се скъси максимално. Имат около десет пъти по-висок КПД от дифузорните, но се характеризират със значително по-голяма зависимост на същия коефициент от честотата.

Честотната характеристика е по-неравномерна, като за граници могат да се приемат стойностите 200Hz и 6KHz. Тези високоговорители не дават особено високо качество на звука и се използват именно тогава, когато не се търси такова. В повечето случаи се използват главно за озвучаване на открити пространства, рядко, да не кажем почти никога за възпроизвеждане на музика.

Следващият тип - електростатичните високоговорители - биват кондензаторни и кристални. Първите работят на принципа на изменението на електростатичните сили при приложено променливо напрежение към плочите на кондензатор. Устройството им не е сложно. Единият електрод е подвижен, а другият - неподвижен. Между тях се поставя изолационна хартия. На кондензатора освен променливото звуково напрежение се подава и поляризиращо напрежение от порядъка на 200 – 300V. С него се усилва звукоизлъчването и се избягва трептеното с удвоена честота, което би се получило от липсата му.

Тези високоговорители имат много малък КПД. Използват се за възпроизвеждане на високите честоти - от 5KHz до 20KHz. Клифакторът в този обхват е малък, но под долната честотна граница силно нараства. Затова остро се ограничава честотния обхват.

Другият вид електростатични високоговорители, както казахме, са кристалните. При тях се използва пиезоелектричният ефект на кварцовата пластинка. Имат твърде лоши качествени показатели и са неудобни и несигурни в експлоатацията, което ги прави практически неизползваеми в масовата практика.

Когато говорим за високоговорители трябва да споменем и още един тип, който обаче рядко се асоциира в съзнанието на хората с този термин. Става дума за слушалките. Те също са електроакустични преобразуватели, по конструкция почти еднакви с високоговорителите, като единствената разлика е, че при тях липсва дифузор и образуваните звукови вълни не се разпространяват в широко пространство. Последните се формират от плоска мембрана, а трептенето й бива предизвикано чрез използването на електромагнитния, електродинамичния или електростатичния принцип.

Да кажем няколко думи за електромагнитните слушалки. Те се състоят от постоянен магнит с полюсни наставки, върху които са надянати бобините, като между горните краища на полюсните наставки и мембраната е оставено разстояние около 1мм. Честотната им характеристика е неравномерна с остър връх около 1KHz, дължащ се на механичния резонанс на мембраната.

Чувствителността им е висока, тъй като действат върху много малък обем въздух – този изпълващ пространството между мембраната и ухото. При слушалките чувствителността може да се дефинира, както и при високоговорителите, като отношение от звуковото налягане, създадено в същия този обем, към приложеното напрежение. Измерва се в бар/ват, но за по-точна оценка, при която се избягва влиянието на съпротивлението на слушалката, се въвежда т. нар. приведена чувствителност. Това е отношението между чувствителността на слушалката с произволно съпротивление към слушалка със съпротивление 600 ома, и варира между 120 до 250 бара/ват.

Кристалните слушалки работят на същия принцип като кристалните високоговорители. За трептяща система се използва малък корпус от алуминий. Приведената им чувствителност е около 200 бара/ват. Честотната характеристика е много неравномерна - до 40 децибела за обхвата 300Hz – 3KHz, с остър връх при 1,5KHz.

Електродинамичните слушалки имат много по-добри качества от горепосочените. Както вече навярно сте се уморили да четете – принципът им на действие е аналогичен на този на високоговорителите от същия тип. Чувствителността им е 150 бара/ват, а честотната им характеристика от 100Hz до 5KHz е с неравномерност под 10 децибела.

Естествено всичко това далеч не изчерпва цялата палитра на електроакустиката, но като цяло дава най-обща представа за какво иде реч. На няколко пъти съм говорил с хора, които са споделяли, че нямат никаква идея какво значат тези неща написани на лепенката на задната страна на новозакупения високоговорител, надяваме се, че след прочетеното повече няма да си задавате нито този въпрос, нито пък ще се чудите как работи тая звукова кутия.






Допадна ли ви този материал? (18) (0) 9783 прочит(а)

 Добави коментар 
Ако сте регистрирани във форума можете да коментирате и тук

Име:
Текст:
Код:        

 Покажи/скрий коментарите (1) 



AdSense
Нови Кратки @ Сивостен


Реклама


Подобни статии

Случаен избор


Сивостен, v.5.3.0b
© Сивостен, 2003-2011, Всички права запазени
Препечатването на материали е нежелателно. Ако имате интерес към някои от материалите,
собственост на сп. "Сивостен" и неговите автори, моля, свържете се с редакционната колегия.