Zakaj so zvočniki različnih velikosti?
Ko se odpravite k lokalnemu strokovnjaku za mobilno elektroniko in iščete nove zvočnike, morate upoštevati nekaj meril. Velikost zvočnika lahko izberete na dva načina:izberete lahko nekaj, kar ustreza določeni lokaciji namestitve, ali pa izberete glede na značilnosti zvočnika glede na njegovo velikost. Vas zanima, zakaj so zvočniki različnih velikosti? Dobro! Prišli ste na pravo mesto.
Kaj počne govornik?
Naloga zvočnika je, da pretvori električni signal iz vašega ojačevalnika v gibanje. Gibanje stožca zvočnika vzbuja zrak okoli njega. Ko se stožec premika naprej, je zrak pred stožcem pod pritiskom. Ko se stožec premika nazaj, je zrak redkejši. Ti tlačni valovi se širijo iz zvočnika in naša ušesa zaznajo te majhne spremembe tlaka kot zvok. Precej preprosto, kajne?
Stvari, ki jih je treba upoštevati pri reprodukciji zvoka
Ko gre za reprodukcijo zvokov, nižja kot je frekvenca, težje je ustvariti zvok. Za vsako podvojitev frekvence se mora stožec zvočnika premakniti za četrtino razdalje, da proizvede enako raven izhoda. Na primer, če se mora vaš globokotonec premakniti za 2 mm, da proizvede 95 dB izhoda in 40 Hz, se mora premakniti le 0,5 mm, da reproducira 95 dB pri 80 Hz. Za reprodukcijo 95 dB izhoda pri 160 Hz se mora stožec premakniti samo za 0,125 mm.
Velikost stožca zvočnika vpliva na to, koliko zvoka bo zvočnik ustvaril za določeno količino vhodnega signala. Posplošimo stvari (ker veliko zunanjih dejavnikov vpliva na to izjavo):12-palčna membrana zvočnika se mora premakniti dvakrat dlje kot 15-palčna membrana zvočnika, da proizvede enako količino izhoda pri določeni frekvenci. To tudi pomeni, da 12-palčni zvočnik potrebuje več energije za ustvarjanje enakega zvoka kot 15-palčni.
Večji je vedno boljši, kajne?
Na podlagi te logike bi morali preprosto izbrati največji možni zvočnik za vsako aplikacijo, kajne? No, ni tako enostavno. Ko preidemo v srednje in visoke frekvence, se mora stožec zvočnika premikati naprej in nazaj zelo hitro. Ton 1000 Hz zahteva, da se zvočnik premakne naprej in nazaj 1000-krat na sekundo. Ton 10 kHz zahteva 10.000 istih gibov na sekundo. Če uporabimo velik zvočnik z razmeroma težko membrano, je zelo težko slediti vhodnemu signalu. Zakaj? Vztrajnost.
Uporabimo analogijo, da to razložimo. Predstavljajte si, da ste na paradi in mahate z zastavo. Palica je dolga 6 čevljev in zastava na koncu je 3 × 5 čevljev. Mahate z zastavo naprej in nazaj, kolikor hitro lahko. Tudi če ste res močni, ga lahko najhitreje mahnete sem in tja enkrat, morda dvakrat na sekundo. Zdaj pa poglejte majhnega otroka, ki stoji poleg vas na paradi. Ima majhno papirnato zastavico, ki je 2×3 palca na 5-palčni dolgi plastični palici. Njegove majhne roke lahko zamahnejo s to zastavico naprej in nazaj pet ali šestkrat na sekundo.
Inženirji zvočnikov morajo uravnotežiti več značilnosti, da dosežejo specifične cilje za dano zasnovo. Primerjajmo težo stožca zvočnika za 10-palčni globokotonec s težo 10-palčnega srednjetonca, ki se uporablja na koncertih in sistemih za obveščanje javnosti. Običajen 10-palčni podsistem, ki je zasnovan za predvajanje frekvenc pod 150 Hz, ima sklop stožca (stožca, zvočna tuljava, polovica pajka in polovica okvirja), ki tehta približno 150 gramov. 10-palčni zvočnik, zasnovan za uporabo pri srednjih frekvencah (150 do 1 kHz), ima stožčasto maso približno 40 gramov.
Jasno je, da se lažji sklop lahko premika hitreje in dohaja reprodukcijo višjih frekvenc.
Je vžigalnik boljši?
Zdaj se soočamo z uganko uravnoteženja nizko- in visokofrekvenčnega izhoda. Lažji stožec se bo premikal hitreje in je sposoben proizvajati razširjen visokofrekvenčni izhod. Težji stožec ima nižjo resonančno frekvenco in tako lahko proizvede več nizkofrekvenčnega izhoda. Če združimo te posplošitve z električnimi težavami, ki vplivajo na induktivnost glasovne tuljave, bomo dodatno ovirali visokofrekvenčni izhod. Začne postajati jasno, da potrebujemo zvočnike različnih velikosti za različne aplikacije.
Nizkotonci
Večina globokotonskih zvočnikov je velikosti od 8 do 18 palcev. Ker so globokotonci zasnovani za predvajanje frekvenc pod 100 Hz v avtomobilskih avdio aplikacijah, potrebujejo veliko zmožnosti premikanja in nizko resonančno frekvenco. To pomeni, da bodo nizkotonci imeli relativno težke stožce. Pri velikih odstopanjih so stožci izpostavljeni znatnim obremenitvam, zato mora biti stožec močan, kar dodatno prispeva k njihovi teži. Nizkotonski zvočniki morajo prenašati veliko moči. Ta moč nam omogoča premikanje stožca na relativno velike razdalje. Upravljanje moči zahteva večje komponente v obliki oblikovalcev zvočnih tuljav in navitij velikega premera.
Gonilniki srednjega basa
Namenjen gonilnik srednjega basa je običajno zasnovan za predvajanje od približno 50 do 500 Hz. Velikosti so običajno velike od 6,5 do 8 palcev, nekateri pa so uporabljali 10- in 12-palčne gonilnike. Stožec mora biti težji od srednjetonca, vendar ne dovolj težak, da bi ga upočasnil za višje frekvence.
Če pogledate frekvenčno vsebino izvajalca, boste videli, da veliko glasov sega do 100 Hz. V tem frekvenčnem območju je pomembna natančnost hitrosti. Resonance in nelinearno obnašanje povzročajo harmonično popačenje. To se pogosto dojema kot "toplota" v območju srednjega basa. V naši glasbi ne želimo ničesar dodatnega, zato je pomembna natančnost.
Srednjetonski zvočniki
Srednjetonski zvočniki postanejo sredstvo za uravnoteženje več različnih lastnosti. Seveda mora biti stožec razmeroma lahek, vendar postane upravljanje linearnosti in popačenja še višja prioriteta. Lažje je slišati popačenje na srednjih frekvencah. Stožec mora uravnotežiti maso, dušenje in moč, da prepreči deformacijo in povzroči harmonike. Vzmetenje mora biti zelo linearno.
Upravljanje induktivnosti postane tudi pomembnejše vprašanje, ker lahko zmanjša visokofrekvenčni izhod. Srednjetonski gonilniki za tipične avtomobilske avdio aplikacije se razlikujejo po velikosti od 6,5 palcev in 6×9 palcev na veliki strani do majhnih kot 2,5 palcev. Številni gonilniki srednjega tona poskušajo opravljati dvojno funkcijo kot gonilnik srednjega tona za uporabo v dvo- ali trosmernih avdio sistemih. Čeprav je to manjši kompromis, je nujen. Menimo, da srednjetonski zvočniki pokrivajo razpon od 100 Hz do 3000 ali 4000 Hz.
Tweeterji
Za reprodukcijo frekvenc nad 2,5 kHz potrebujejo visokotonci zelo lahke stožce. Stožci visokotonskih zvočnikov se ne premaknejo daleč, zato ne zahtevajo veliko premikanja, vendar mora biti še vedno vzmetenje. Resonance v stožcu lahko opustošijo frekvenčni odziv. Vrhunski visokotonci lahko uporabljajo funkcije, kot je ferrofluid v reži, za izboljšanje upravljanja moči. Vrhunski visokotonci imajo lahko tudi bakreno polovico za zmanjšanje induktivnosti in popačenja.
Premisleki glede usmerjenosti
Pri izbiri zvočnikov morate upoštevati še to, da vsi zvočniki nad določeno frekvenco postanejo usmerjeni. Usmerjenost se nanaša na zmanjšanje visokofrekvenčnega izhoda, ko se premikate izven osi zvočnika. Če izberete zvočnike in skrbno oblikujete sistem, lahko zmanjšate učinek usmerjenosti. Edino pravo upoštevanje bi bilo, če bi vaše visokotonce usmerili proti vam.
Zakon o uravnoteženju
Aplikacije za informacije v tem članku se razlikujejo glede na vaš splošni cilj nadgradnje avdio sistema. Glede na velikost aplikacije bo izbran preprost komplet koaksialnih nadomestnih zvočnikov. Če gradite vrhunski avdio sistem z več ojačevalniki, kanali, digitalno obdelavo signalov in lokacijami za namestitev zvočnikov po meri, postane izbira pravih zvočnikov glede na njihovo kakovost in predvideno uporabo pomembnejša.
Več o zvočnikih in njihovih različnih velikostih pri vašem lokalnem prodajalcu
Vaš lokalni prodajalec mobilne elektronike vam lahko pomaga izbrati prave zvočnike za vašo aplikacijo in cilje glede zmogljivosti. Danes se oglasite v lokalni trgovini in poslušajte njihovo demo ploščo ali demo vozilo. To je neverjetna izkušnja!