Skrzynka głośnikowa

Dwa identyczne głośniki pola są wymagane do odtwarzania stereo (dwukierunkowych bassreflexem pudełkach , pozostawionych bez przedniej pokrywy).
Nowoczesny zestaw głośnikowy do systemu kina domowego 5.1 . Z przodu po lewej i po prawej stronie znajdują się dwa smukłe głośniki kolumnowe, a pośrodku subwoofer . Bezpośrednio pod telewizorem są jeszcze trzy głośniki.
Skrzynie głośnikowe mają decydujący wpływ na jakość dźwięku systemu. Miłośnicy HiFi wydają więc nawet kilka tysięcy euro na wysokiej jakości zestawy głośnikowe, takie jak ta na zdjęciu (tzw. „ zakres high-end ”).

Głośnik pudełko jest jednostka głośnik (s) i obudowy . Oprócz okablowanie , jest zwykle zwrotnicy i materiał izolujący w głośniku polu . Tak zwane skrzynki aktywne zawierają również wzmacniacze . W żargonie skrzynki głośnikowe są często określane po prostu jako głośniki lub skrzynki .

W przeciwieństwie do zintegrowanych głośników w kompaktowym systemie muzycznym, skrzynki głośnikowe są pojedynczymi elementami systemu stereo lub kina domowego i są ustawione przestrzennie oddzielone od wzmacniacza audio . Do 2000 roku były używane prawie wyłącznie w parach w trybie stereo . Wraz z powszechnym stosowaniem cyfrowych systemów kina domowego z dźwiękiem przestrzennym , które wymagają co najmniej sześciu lub więcej zestawów głośnikowych – takich jak Dolby Digital 5.1 używany w przypadku płyt DVD i wielokanałowy format 7.1 w przypadku płyt Blu-ray – coraz częściej pojawiały się odpowiednie systemy głośnikowe na rynek. Częściowo z powodu związanego z tym zastosowania oddzielnej, indywidualnej skrzynki subwoofera dla zakresu basów (liczba „1” w 5.1 / 7.1), doprowadziło to do znacznego zmniejszenia typowych wymiarów dwóch głośników głównych i przednich.

Klasyfikacje

Skrzynki głośnikowe można rozróżnić według wielu kryteriów, które często nakładają się na siebie. W zależności od grupy zainteresowań (użytkownik, prasa branżowa , producent) istnieje trudna do opanowania liczba terminów, które nie zawsze mają charakter techniczny.

Klasyfikacja według HiFi i PA

Głośniki PA są przeznaczone do użytku na żywo na scenach koncertowych. W związku z tym, w przeciwieństwie do zestawów hi-fi do użytku domowego, wytrzymałość mechaniczna i stabilność poziomu są ważniejsze niż wysoka jakość dźwięku i wygląd zewnętrzny.

W pierwszej kolejności można dokonać wstępnego oddzielenia między „użytkiem domowym” ( HiFi ) a przeznaczeniem „publicznym”.

Głośniki do nagłośnienia koncertów itp. muszą spełniać specjalne wymagania: Oprócz najwyższej możliwej mocy dźwięku ( maksymalna głośność ), nacisk kładziony jest na solidność i funkcjonalność. Skrzynki PA ("Public Address") muszą wytrzymać trudne warunki pracy (pogoda, transport, częsty montaż i demontaż), a przenoszenie (waga, możliwość układania w stosy) również odgrywa ważną rolę; Rozmiar i wygląd jako kwestie estetyczne są drugorzędne.

Trudniej narysować granicę między prywatnym i profesjonalnym użytkowaniem. W salach eventowych , kościołach czy salach wystawienniczych stosuje się boksy, które nie muszą spełniać wymagań nagłośnieniowych, ale posiadają specjalne właściwości akustyczne ; głównie chodzi o unikanie pogłosu i innego centrowania reprodukcji (np. przy „prysznicach dźwięków”). Podczas gdy takie pudełka obejmują tylko część spektrum odsłuchowego, monitory studyjne ponownie wymagają jakości hi-fi.

Cały ten artykuł, podobnie jak poniższe klasyfikacje, odnosi się głównie do zastosowań hi-fi lub domowych zastosowań pudełek głośnikowych.

Klasyfikacja według głośników szerokopasmowych i instrumentalnych

Zarówno systemy hi-fi, jak i systemy PA charakteryzują się tym, że w miarę możliwości cały zakres częstotliwości, który ma znaczenie dla odtwarzania muzyki, jest odtwarzany równomiernie. W szczególności w systemach PA kilka różnych głośników, z których każdy odtwarza tylko jeden zakres częstotliwości (np. wysokie, średnie, niskie), często łączy się w tym celu.

Szczególną pozycję zajmują głośniki instrumentalne, z których niektóre (np. dla instrumentów klawiszowych, instrumentów akustycznych, częściowo także dla basu elektrycznego) mają możliwie liniową charakterystykę częstotliwościową, inne (zwłaszcza dla gitar elektrycznych, ale także basu elektrycznego) właśnie ze względu na można wybrać i wykorzystać ich specyficzne, nieliniowe pasmo przenoszenia, często z silnym spadkiem reprodukcji do wysokich częstotliwości.

Klasyfikacja według rozmiaru

Same wymiary obudowy głośnika niewiele mówią o jego jakości reprodukcji. Ogólna zasada jest taka, że ​​szczególnie dla niskich częstotliwości ( basy ) przy tej samej objętości musi być przesunięta znacznie większa objętość powietrza ; Większe głośniki w większych obudowach mają tendencję do łatwiejszego wykonywania tego zadania.

Głośniki biurkowe

Służą do odtwarzania informacji dźwiękowych komputera , na przykład ścieżki dźwiękowej stron internetowych lub gier . Na biurku (angielski biurko jest) mało miejsca i bliskość nie wymaga dużej ilości, są one zwykle nie większe niż karton napoju . Bardziej rozbudowane wersje są dostarczane z dodatkowym małym subwooferem .

Tania konstrukcja wielu dostępnych na rynku urządzeń (potocznie wyjąca kostka ; plastikowa obudowa, niewielkie gabaryty) praktycznie nie pozwala na odtwarzanie HiFi. To samo dotyczy wielu soundbarów i stacji dokujących ( iPod , smartfon ).

Kompaktowy głośnik

Pod względem wymiarów zewnętrznych takie pudełka mogą mieć objętość czterech lub czterdziestu litrów; Oferowane typy i oznaczenia są odpowiednio zróżnicowane. Ich wspólną cechą jest to, że – jako tak zwane głośniki pełnozakresowe – (powinny) obejmować niemal całe spektrum ludzkiego słuchu i że potrzebują podniesionej podłogi do odpowiedniego ustawienia.

Najprostsze wersje to skrzynki dostarczane z małymi systemami . Często nie oferują odtwarzania HiFi.

Głośniki półkowe mają więcej roszczeń. Termin ten jest często używany w odniesieniu do pudełek, które „mieszczą się na półce” ze względu na swoje niewielkie rozmiary. Prawdziwe głośniki półkowe są zoptymalizowane do montażu blisko ściany: oferują zrównoważone pasmo przenoszenia tylko wtedy, gdy sąsiednie powierzchnie przenoszą promieniowanie o niskim i średnim zakresie . Taka koordynacja nie ma nic wspólnego z resztą jakości; Pudełka przeznaczone do swobodnego montażu dostarczają na półkę niechciane elementy dźwiękowe („puffing bass ”), a lampy bas-refleks , które można ułożyć z tyłu, tracą swoją funkcję.

Kompaktowe głośniki HiFi w węższym znaczeniu niewiele różnią się od kolumn podłogowych pod względem ceny i jakości. Wystarczy podstawka do prawidłowego ustawienia w pionie (zasada: głośnik wysokotonowy na wysokości ucha, czyli około metra nad podłogą).

Monitory studyjne to wysokiej jakości kompaktowe głośniki hi-fi, które zostały również zoptymalizowane pod kątem liniowej charakterystyki częstotliwościowej w zakresie bliskiego pola, tj. zapewniają zrównoważone pasmo przenoszenia nawet przy bliższych odległościach odsłuchu niż w zwykłym trójkącie stereo . Termin ten jest czasami mylący używany w broszurach reklamowych dla prostych małych pudełek.

Głośniki podłogowe

Kolumny podłogowe mają zwykle wysokość co najmniej 90 cm, więc nie potrzebują dodatkowej podkonstrukcji do prawidłowego ustawienia: „stoją” płasko na podłodze. Spektrum sięga od małych, wdzięcznych kolumn po konstrukcje wyższe niż człowiek o objętości setek litrów.

Jeśli chodzi o najlepszą możliwą reprodukcję dźwięku, nawet na wyższych poziomach , pierwszym wyborem są głośniki podłogowe; W tej kategorii znajdują się również najdroższe zestawy hi-fi. Ponieważ jednak decydującą rolę odgrywa wielkość pomieszczenia, które ma być pokryte, duże głośniki w małych pomieszczeniach mogą dawać gorsze wyniki niż wysokiej jakości głośniki kompaktowe.

Podział według liczby pudełek

Jeśli jeden zestaw radiowy i tym podobne nie jest uważany za specjalny przypadek „aktywnego głośnika z dodatkową elektroniką”, pojedyncze pudełka są ograniczone w użytku domowym na małych urządzeniach, takich jak soundbary.

stereofoniczny

Wersja dwukanałowa to klasyczna wersja do odtwarzania przestrzennego ( stereofonia ). Wykorzystywane są dwie identyczne skrzynki - czasami z odwróconym lustrzanym układem podwozia, jeśli nie jest to symetryczne.

Parę stereo można uzupełnić o jeden lub więcej subwooferów . Jeśli stereo boxy są od początku przeznaczone do takiej kombinacji, to nazywa się je satelitami : ich dolny zakres transmisji kończy się wtedy na widmie podstawowym, około 80  Hz . Kombinacja jest również określana jako „system Sub/Sat”.

W zasadzie wszystkie głośniki szerokopasmowe również korzystają z obsługi subwoofera, jeśli regulacja dźwięku jest prawidłowa (regulacja poziomu, pozycja fazy ).

Wielokanałowy

Oczywiste jest, że obraz przestrzenny można znacznie poprawić, jeśli wokół miejsca odsłuchowego rozmieszczonych jest kilka kolumn głośnikowych – pod warunkiem jednak, że nagranie zawiera już odpowiednio różne ścieżki dźwiękowe . System Quadro wprowadzony w latach 70. ostatecznie zawiódł z powodu tego wymogu ; jednak po objeździe przez formaty kinowe jego następcy trafili również do użytku domowego jako systemy wielokanałowe . Obecnie takie grupy pudełek są używane głównie do odtwarzania dźwięku filmowego wokół telewizorów .

Z całym zamieszaniem pojęć („Surround”, „Pro Logic”, „ DTS ”, „ THX ”, „ 7.1 ” itp.) istnieją zasadniczo cztery typy obudów głośnikowych:

  • te głośniki przednie ( „główne”) odpowiadają głośniki do zwykłych pudełek stereo (patrz wyżej)
  • pole centralne („głośnik centralny”) znajduje się pośrodku przed pozycją odsłuchową i służy głównie do odtwarzania spektrum głosów
  • Głośniki efektowe („tylne głośniki”) po lewej i prawej stronie za pozycją odsłuchową zwykle pokrywają tylko ograniczony, średni zakres częstotliwości
  • Subwoofery odtwarzają tylko najniższe częstotliwości; Ponieważ nie można ich bezpośrednio zlokalizować akustycznie , ustawienie takich głośników jest stosunkowo bezkrytyczne

Najczęściej spotykane są tak zwane systemy 5.1 , z których każdy składa się z dwóch przednich i efektowych pudełek oraz subwoofera i środkowego pudła. Istnieją jednak również znacznie bardziej złożone grupy, z pięcioma głośnikami szerokopasmowymi, czterema efektami (patrz „ 7.1 ”) i dużą liczbą subwooferów.

3-drożny głośnik podłogowy z czterema obudowami: dwa głośniki średniotonowe, głośnik wysokotonowy pomiędzy, głośnik niskotonowy z boku

Klasyfikacja według liczby ścieżek

Całe spektrum odsłuchowe można odtworzyć tylko w ograniczonym zakresie za pomocą jednego głośnika. Duże powierzchnie membrany , które mogą przesunąć objętość powietrza potrzebną do basu, silnie skupiają dźwięk o wyższych częstotliwościach; Membrany stożkowe również muszą zmagać się z drganiami częściowymi . Małe obszary membrany mogą łatwiej podążać za szybkimi odchyleniami i mają lepsze zachowanie wielokierunkowe, ale osłabiają reprodukcję basu.

Z tego powodu poszczególne głośniki („chassis”) są optymalizowane przez ich producentów pod kątem odtwarzania określonych zakresów częstotliwości . W skrzynkach głośnikowych znajduje się zwykle kilka obudów o różnych kształtach i rozmiarach, z których każda specjalizuje się w różnych zakresach częstotliwości. Z kolei producenci kolumn decydują, jakie obszary są tam przypisane do poszczególnych obudów – za pomocą zwrotnicy, która dzieli sygnał wzmacniacza na osobne tory (tzw. „gałęzie”).

Gałąź zwrotnicy może również sterować kilkoma głośnikami równolegle; z drugiej strony głośniki, takie jak obudowy współosiowe, wymagają więcej niż jednej gałęzi. Dlatego liczba podwozi nie musi odpowiadać liczbie ścieżek.

Skrzynka szerokopasmowa

Właściwie powinno się nazywać „pudełkiem jednokierunkowym”; Termin głośnik szerokopasmowy jest w mowie potoczny. W tych skrzynkach pojedynczy przetwornik odpowiada za odtworzenie całego pasma częstotliwości, więc nie ma potrzeby stosowania zwrotnicy. Zasada ta występuje głównie w prostych głośnikach i małych głośnikach satelitarnych, ale także w niektórych droższych głośnikach hi-fi, które zostały celowo opracowane, aby uniknąć negatywnych skutków głośników wielodrożnych. Przez większość czasu obudowa jest zaprojektowana jako tuba lub linia transmisyjna , aby jak najefektywniej wykorzystać emitowany do tyłu komponent basowy. Zasadniczo głośniki szerokopasmowe są gorzej przystosowane do wyższych ciśnień akustycznych, ponieważ opisane wady zwiększają się nieproporcjonalnie wraz ze wzrostem ugięcia membrany, z drugiej strony, ograniczone do objętości pomieszczenia , mogą brzmieć wyraźniej niż głośniki wielodrożne, ponieważ nieuniknione fałszerstwa ze względu na skrzyżowanie i nakładające się obszary nie są obecne.

Pudełko dwukierunkowe

Zwykle stosuje się tutaj głośnik niskotonowy / średniotonowy i głośnik wysokotonowy. Większość kompaktowych pudełek jest budowana zgodnie z tym systemem. Głośnik wysokotonowy kopułkowy o średnicy od 19 do 28 mm jest zwykle łączony z głośnikiem niskotonowym stożkowym o średnicy od 10 do 22 cm. Zasada ta jest stosowana zarówno w przypadku głośników podstawkowych, jak i małych głośników podłogowych.

przykład
  • 1” kopułkowy głośnik wysokotonowy: 2 kHz...20 kHz
  • Głośnik niskotonowy 8”: 40 Hz...2 kHz

Pudełko dwuipółdrożne

„W połowie drogi” oznacza, że ​​dwie ścieżki częstotliwości zachodzą na siebie (czasem działają równolegle). W praktyce jest to zazwyczaj pudełko z trzema głośnikami: wysokotonowym i dwoma (w większości identycznymi) przetwornikami nisko-średniotonowymi, z których jeden obejmuje tylko dolne częstotliwości, a drugi dolne i średnie. zasięg.

przykład
  • 1” kopułkowy głośnik wysokotonowy: 2 kHz...20 kHz
  • Głośnik niskotonowy 6”: 40 Hz...2 kHz
  • Głośnik niskotonowy 6”: 40 Hz...400 Hz

Inną możliwością jest równoległa praca obu głośników niskotonowych otaczających głośnik wysokotonowy. Nazywa się to układem D'Appolito . W zależności od liczby głośników niskotonowych dostępne są głośniki dwudrożne lub dwuipółdrożne.

przykład
  • Głośnik niskotonowy 6”: 40 Hz...2 kHz
  • 1” kopułkowy głośnik wysokotonowy: 2 kHz...20 kHz
  • Głośnik niskotonowy 6”: 40 Hz...2 kHz
  • Głośnik niskotonowy 6”: 40 Hz...400 Hz

Pudełko trójdrożne

Głośnik trójdrożny posiada głośnik wysokotonowy, średniotonowy i niskotonowy dla lepszej transmisji wszystkich częstotliwości. Zazwyczaj są one wyposażone w 1-calowy kopułkowy głośnik wysokotonowy, głośnik średniotonowy w formacie od 4 do 6,5 cala oraz głośnik niskotonowy w formacie od 6,5 do 12 cali. Przydział pasm częstotliwości do różnych głośników odbywa się za pomocą zwrotnicy z częstotliwościami odcięcia lub przenoszenia określonymi przez projektanta. Głośniki średniotonowe i głośniki wysokotonowe są w niektórych konstrukcjach wbudowane jako współosiowa obudowa. Jak pokazuje zdjęcie po prawej stronie, można użyć więcej niż trzech głośników: Dwa głośniki średniotonowe w pudełku pracują równolegle na tej samej gałęzi. (Ich zgrupowanie wokół głośnika wysokotonowego nazywa się układem D'Appolito .)

przykład
  • 1” kopułkowy głośnik wysokotonowy: 2 kHz...20 kHz
  • 5" stożkowa średnica: 200 Hz ... 2 kHz
  • Głośnik niskotonowy 10”: 40 Hz ... 200 Hz

Oprócz stożkowych głośników średniotonowych istnieją również kopułkowe głośniki średniotonowe. Systemy z nim generalnie wyglądają tak:

przykład
  • 1” kopułkowy głośnik wysokotonowy: 2 kHz...20 kHz
  • 3-calowy głośnik średniotonowy kopułkowy: 500 Hz ... 2 kHz
  • Głośnik niskotonowy 12”: 30 Hz ... 500 Hz

Inne

Liczba sposobów może zostać zwiększona dalej

  • w celu zwiększenia maksymalnej mocy akustycznej, jaka może być wypromieniowana,
  • Aby zredukować intermodulacje i
  • aby umożliwić bardziej równomierny wzór promieniowania.

Głośniki z więcej niż trzema sposobami są częściej spotykane w wyższym segmencie cenowym. Jednak koordynacja interakcji kilku przetworników wymaga wiele wysiłku: zwrotnice nie mogą dzielić odcinków jak kawałki ciasta, zawsze są mniej lub bardziej szerokie obszary nakładania się. Problemy z harmonizacją głośności, położenia faz i wielu innych rzeczy nawarstwiają się z każdą kolejną gałęzią. Pasmo przenoszenia, które jest tak liniowe, jak to tylko możliwe, nie tylko przed głośnikiem, ale także z boku, w przybliżeniu pod kątem 30 °, ma zasadnicze znaczenie dla reprodukcji o wysokiej wierności. W przeciwieństwie do konstrukcji wielodrożnych – jak były popularne w latach 80. – dziś w wysokiej jakości skrzynkach stosuje się tylko tyle przetworników i gałęzi, ile jest rzeczywiście potrzebnych. W zasadzie dzięki konstrukcjom trójdrożnym można zajść bardzo daleko. W obszarze nagłośnienia nagłośnieniowego i estradowego zwykle pracuje się ze zoptymalizowanymi pod względem wydajności konstrukcjami trójdrożnymi.

Klasyfikacja według rodzaju obudowy

Oprócz prostej funkcji podparcia obudowy, obudowa służy do wpływania na charakterystykę odtwarzania głośników; szczególnie w celu wzmocnienia zakresu niskich częstotliwości:

  • Zamknięte obudowy ograniczają się w dużej mierze do zapobiegania zwarciom akustycznym
  • Obudowy Bass Reflex wykorzystują również element dźwiękowy wypromieniowany do tyłu, wykorzystując kanał bass reflex jako rezonator ; można je rozpoznać po typowej „dziurce”
  • Obudowy linii transmisyjnych są wbudowane wewnątrz jako kanał, który zwęża się za podwoziem; wąski otwór poprzeczny odtwarza dodatkowy składnik basowy
  • Obudowy klaksonu osiągają cel w odwrotnej kolejności: prowadzenie dźwięku zaczyna się wąsko od wewnątrz i rozszerza się coraz bardziej, aż do dużego, widocznego otworu klaksonu

W tym drugim przypadku jednak zwykle chodzi o „klakson z tylnym ładunkiem”. Inne typy mogą również znacznie różnić się strukturą i wyglądem.

Z kolei oddziaływanie na dźwięk emitowany z przodu jest wykorzystywane nie tylko – do wzmocnienia – przez różne konstrukcje tubowe, ale także np. radiatory dookólne : Chodzi o równomierne zachowanie promieniowania, co zwykle osiąga się za pomocą stożków dyspersyjnych.

Klasyfikacja według specjalnego zastosowania

  • Subwoofery to specjalne głośniki obsługujące bardziej kompaktowe głośniki pełnozakresowe na niższym końcu częstotliwości.
  • Głośniki PA (PA oznacza Public Address) służą do nagłośnienia koncertów i imprez.
  • Głośniki studyjne wykorzystywane są w produkcji muzycznej do słuchania niedokończonych miksów i pojedynczych sygnałów.
  • Głośniki bryzgoszczelne lub podwodne to głośniki odporne na wilgoć lub zoptymalizowane pod kątem wymagań dotyczących promieniowania dźwięku pod wodą.

Karmić

Pudełka pasywne

Typowe głośniki pasywne odbierają sygnał z zewnętrznego wzmacniacza do gniazd wejściowych i rozprowadzają go do swoich głośników przez zwrotnicę. Dwudrożne i wielodrożne głośniki pasywne separują sygnał z zewnętrznego wzmacniacza mocy za pomocą kondensatorów, cewek i rezystorów, rzadziej transformatorów. Rzadko zdarza się znaleźć sieć korekcyjną, która jest zapętlona przed wzmacniaczem mocy.

Częściowo aktywne pudełka

Kolumny częściowo aktywne to kolumny z wbudowaną dodatkową końcówką mocy, zwykle dla zakresu basu lub głębokiego basu, natomiast średnica i głośniki wysokotonowe sterowane są zewnętrznie. W ten sposób z jednej strony odciążasz końcówkę mocy, a z drugiej masz możliwość wyrównania zakresu basów.

Kolumny pasywne z dodatkowym aktywnym subwooferem działają na tej samej zasadzie, tylko że zakres głębokich basów nie jest w tej samej obudowie.

Pudełka aktywne

Ponieważ głośniki zasilane nazywane są głośnikami, wszystkie niezbędne wzmacniacze mocy mają wbudowane (więc potrzebują dodatkowego zasilania).

Jest sterowany za pomocą małych sygnałów (Cinch) lub cyfrowo przez kabel / światłowód / interfejs komputerowy / bezprzewodowy. To ostatnie jest możliwe tylko z głośnikami aktywnymi.

Aktywne głośniki mogą obejść się bez pasywnej zwrotnicy (s), jeśli każdy zakres częstotliwości ma swój własny wzmacniacz mocy. Możliwe jest jednak również odseparowanie obudowy za pomocą pasywnej zwrotnicy. Ogólnie rzecz biorąc, aktywne głośniki są również aktywnie wyrównywane. Wyrównanie, takie jak separacja podwozia, może odbywać się elektronicznie za pomocą aktywnego filtra lub za pomocą DSP.

Najbardziej znanym przykładem skrzynki aktywnej jest (aktywny) subwoofer, stosowany w konwencjonalnych systemach surround. Skrzynki radiowe - które nie odbierają sygnału przez kable - mają również wbudowane wzmacniacze mocy.

Jednak technicznie poprawne rozróżnienie na „aktywne” i „pasywne” jest bardziej skomplikowane. Głośnik nazywany jest „aktywnie sterowanym”, jeśli nie ma elementów zwrotnicy między wyjściem wzmacniacza mocy – niezależnie od tego, czy jest on wbudowany w głośnik, czy nie – a połączeniami w obudowie. Zaletą takiego działania jest lepsza kontrola głośnika przez wzmacniacz (większy współczynnik tłumienia ). Wszelkie przetwarzanie zakresie częstotliwości odbywa się w torze sygnału przed tym etapie wyjściowym .

Tak jest w przypadku klasycznego subwoofera: wystarczy sygnał o niskiej częstotliwości z wyjścia przedwzmacniacza lub podobnego (opcjonalne połączenia „Hi Level” przekształcają sygnały stopnia wyjściowego na poziom o niskiej częstotliwości). Następnie aktywny obwód przetwarza pasmo przenoszenia, a głośnik jest napędzany bezpośrednio z wyjścia wzmacniacza subwoofera. Z drugiej strony głośniki wielodrożne z tylko jednym wbudowanym wzmacniaczem dla wszystkich obudów wchodzą w tryb pasywny, ponieważ przed głośnikami nadal znajduje się zwrotnica.

Inne możliwe funkcje

  • pilot
  • Regulacja głośności (wymagana do odtwarzania cyfrowego)
  • Przełączanie między różnymi odpowiedziami częstotliwościowymi i wzorcami promieniowania
  • Monitorowanie temperatury głośników w celu uniknięcia zniszczenia, w razie potrzeby dostosuj częstotliwości podziału i skompensuj parametry zależne od temperatury
  • Monitorowanie ugięcia membrany w celu uniknięcia zniszczenia i, jeśli to konieczne, dostosowania częstotliwości podziału

Krzyżowanie

Zwrotnica to filtr, który dzieli pasmo przenoszenia sygnału wejściowego na różne zakresy częstotliwości dla poszczególnych obudów głośników.

Zwrotnica pasywna

Schemat podłączenia pasywnej zwrotnicy dwudrożnej
(12 dB/okt, z redukcją poziomu gałęzi wysokotonowej)

Najprostsza forma pasywnej zwrotnicy downstream w systemie dwudrożnym składa się z cewki w sygnale głośnika niskotonowego i kondensatora przed głośnikiem wysokotonowym: dwa - każdy szeregowo z podłączonym głośnikiem  - komponenty zapewniają, że komponenty o wyższej częstotliwości z głośnika niskotonowego i niżej trzymany od głośnika wysokotonowego.

W praktyce zarówno sposób działania, jak i konstrukcja przełącznika są zwykle znacznie bardziej złożone. W zwrotnicach pasywnych, poza cewkami i kondensatorami, prawie zawsze znajdują się oporniki – np. po to, by skompensować wyższą sprawność głośnika wysokotonowego, czyli dopasować jego poziom do pozostałych kolumn. Ponieważ separacja częstotliwości również nie działa jak nagłe „cięcie”, poszczególne gałęzie zawsze mniej więcej nachodzą na siebie; tutaj w grę wchodzi nachylenie filtra. Im bardziej „ostrzejsza” powinna być separacja, tym więcej elementów jest wymaganych. Jednak im bardziej stromy bok filtra, tym bardziej widoczne są efekty, takie jak przesunięcie fazowe i przeregulowania .

Ponadto zwrotnice mogą nie tylko ustalać granice zakresów sygnału, ale także kompensować nieprawidłowości w odpowiedzi częstotliwościowej, na przykład za pomocą obwodów ssących lub pułapkowych . Nawet kolumny szerokopasmowe mają zwykle zwrotnicę – choć nazwa wydaje się w tym przypadku absurdalna, poszczególne przetworniki w takich pudłach obejmują w przybliżeniu całe spektrum.

Przy tworzeniu dobrej zwrotnicy należy wziąć pod uwagę pasmo przenoszenia przy różnych kątach promieniowania oraz impedancję głośników.

Zwrotnice pasywne to najczęstsza forma obudów głośnikowych. Pomimo jej fundamentalnego wpływu na dźwięk, producenci prefabrykowanych pudeł często oszczędzają na tej grupie komponentów: często na pierwszy plan wysuwają się niskie koszty i łatwy montaż zwrotnicy, co prowadzi do gorszych obwodów.

Aktywna zwrotnica

Jeśli każdy przetwornik w pudełku ma swój własny wzmacniacz, przed przetwornikami można również umieścić zwrotnicę. Istnieją dwa różne typy aktywnych zwrotnic: analogowe aktywne zwrotnice i cyfrowe aktywne zwrotnice. Dzięki aktywnym zwrotnicom oprócz funkcji opisanych powyżej możliwe są również pętle sterujące , takie jak monitorowanie odchylenia membrany w celu uniknięcia zniszczenia lub regulacja filtra. Prawidłowo zaprojektowana zwrotnica aktywna jest co najmniej równoważna, ale zwykle znacznie lepsza niż odpowiednia zwrotnica pasywna.

Aktywna zwrotnica analogowa

Aktywne zwrotnice analogowe wykorzystują wzmacniacze elektroniczne w stopniach filtrowania. Zaletą jest to, że złożone obwody przełączające można wdrażać łatwiej i z mniejszymi zniekształceniami.

Aktywna zwrotnica cyfrowa

W przypadku zwrotnic cyfrowych można zastosować elastyczne filtry, które nie są możliwe w przypadku analogowych zwrotnic aktywnych lub możliwe tylko przy dużym wysiłku, na przykład ustawiając czasy opóźnienia dla poszczególnych ścieżek, filtry o bardzo stromych krawędziach lub kompensując wpływ pomieszczenia.

Stabilizacja membrany

Skrzynie głośnikowe czasami posiadają stabilizację membrany, aby skompensować niepożądane zniekształcenia spowodowane drganiami membran, zwłaszcza głośników niskotonowych. Cewka drgająca symuluje ujemną impedancję obciążenia lub impedancję wejściową . Elektroniczna kontrola sprzężenia zwrotnego z pomiarem ugięcia membrany to ruchowe sprzężenie zwrotne . Jednak same układy te mają tendencję do oscylowania, dlatego nie można dobrać zbyt wysokiego współczynnika sprzężenia zwrotnego, a efekt kompensacji jest ograniczony. Ponadto takie obwody sprzężenia zwrotnego są nieskuteczne w przypadku sygnałów impulsowych, ponieważ nie ma czasu sterowania. Obwód kompensacji, który jest również skuteczny w przypadku transjentów, to opatentowany obwód korekcji TPS (Transducer Preset System) według firmy Pfleiderer, który reprezentuje całkowitą elektrodynamiczną inwersję zachowania przetwornika połączonego szeregowo. Wreszcie jest też akustyczna wersja głośnika niskotonowego dipolowego .

Izolacja i tłumienie

Te dwa środki są często mylone; nie tylko dlatego, że materiał sprzedawany jako „izolacja pudełek” większość tłumienia dźwięku jest używana.

Jeśli chodzi o izolację , celem jest zapobieganie rozprzestrzenianiu się dźwięku przez ściany obudowy, czyli zapobieganie ich wibrowaniu. Najskuteczniejsze są tu obudowy wykonane z ciężkiego ( gęstego ) materiału, które są tak masywne, jak to tylko możliwe . Dodatkowo wewnątrz można zamocować materiały izolacyjne, takie jak arkusze bitumiczne , płytki czy maty ołowiane. Dalsze opcje to usztywnienia obudowy (rozpórki wewnętrzne) oraz wielowarstwowa konstrukcja ścian, w miarę możliwości z różnych materiałów. W praktyce najczęściej stosuje się płyty pilśniowe wykonane z MDF lub preszpanu ; Ale są też obudowy wykonane z aluminium , łupka , betonu i innych rzeczy.

Tłumienia, z drugiej strony, jest przeznaczona do ochrony pewnych częstotliwości wewnętrznie odbitych emitowanego z tyłu membrany znalezienie ich wyjście - przez otwory bas wzmacniające, takie jak rurki odblaskowymi, ale także przez membranę (y) samo. Materiały tłumiące (watolina poliestrowa, wełna owcza, pianka o otwartych porach ) pochłaniają energię dźwięku zamieniając ją w ciepło. Rodzaj i ilość wybranych materiałów zależy od interakcji między głośnikami a obudową: Zbyt duże tłumienie utrudnia odtwarzanie basów (na przykład czyste pudła subwoofera nie wymagają materiałów tłumiących); Jednocześnie takie substancje powodują wirtualne zwiększenie objętości wewnętrznej obudowy, co z kolei wpływa na strojenie basów głośnika.

W przypadku niektórych materiałów obydwa efekty wchodzą w grę: na przykład wypełnione piaskiem ściany obudowy i komory izolują skrzynkę nie tylko ze względu na swój ciężar, ale także dlatego, że część energii zamieniana jest w ciepło w wyniku ruchu ziaren.

Aby uniknąć rezonansów spowodowanych geometrią obudowy ( fale stojące wewnątrz), często lepsze są inne środki niż zamocowanie materiału tłumiącego. Oprócz unikania dużych równoległych powierzchni nad pochyłymi lub zakrzywionymi ścianami, można tutaj zastosować „wewnętrzne absorbery Helmholtza ”. Szczególnie dobrze nadają się do pochłaniania głównego pionowego rezonansu w typowych prostopadłościennych kolumnach podłogowych, ale także bardzo skutecznie tłumią poszczególne fale stojące w obrębie obudów tubowych i linii transmisyjnych.

Rodzaje frontów głośnikowych

Konstrukcja frontu głośnika, re. Oznacza to, że kształt płyty czołowej oraz położenie powierzchni brzegowych (krawędzi) obudowy, jeśli nie są one znacząco większe niż długość fali, mają decydujący wpływ na bezpośrednie pasmo przenoszenia i charakterystykę kierunkową.

Wpływ frontu głośnika na pasmo przenoszenia głośnika skądinąd idealnego może być znaczny w przypadku niekorzystnych kształtów (co czasami znajduje się nawet w praktyce). Możliwe są wahania w zakresie od -1  dB do +10 dB. Zamontowany na nieskończenie dużej przegrodzie głośnik miałby dokładnie liniową charakterystykę częstotliwościową na poziomie +6 dB. Niekorzystne są małe, kanciaste obudowy symetryczne względem głośnika. Duże, zaokrąglone lub sfazowane obudowy z niewielkimi asymetriami wykazują znacznie łagodniejszą charakterystykę częstotliwościową, którą można stosunkowo łatwo wyrównać. To wyrównanie nazywa się wyrównaniem przegrody lub wyrównaniem przegrody.

Umiejętny projekt przegrody prowadzi do podobnie dobroczynnego przebiegu jak kula, co prowadzi do bezpośredniej odpowiedzi częstotliwościowej dźwięku na poziomie ± 0,5 dB. Pozostaje jednak negatywny efekt. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku wysokich częstotliwości do pomieszczenia jest emitowane mniej dźwięku niż w przypadku niskich, ponieważ przy wysokich częstotliwościach wzbudzana jest tylko przednia półprzestrzeń, podczas gdy przy niskich częstotliwościach wzbudzane jest całe pomieszczenie.

Płaska przegroda / grzejnik półprzestrzenny / grzejnik pełnoprzestrzenny

Skrzynka głośnikowa z obudową w kształcie piramidy (stara konstrukcja czterodrożna)

Głośniki można zamontować na płaskiej przegrodzie. Należy je wpuścić, ponieważ krawędzie prowadzą do dodatkowych odbić, a tym samym do falowania w paśmie przenoszenia. Jeśli przegroda jest znacznie mniejsza niż długość fali (co zwykle ma miejsce na przykład w zakresie basów), energia dźwięku jest wypromieniowana pod kątem 4 , tj. H. w pełnej przestrzeni. Jeśli przegroda jest znacznie większa niż długość fali (co ma miejsce głównie np. w zakresie wysokich częstotliwości), energia dźwięku jest emitowana pod kątem bryłowym 2 , tj. H. w półprzestrzeni. Poziom dźwięku wzrasta o 6 dB (spójne nakładanie się źródła dźwięku i lustrzanego źródła dźwięku fantomowego), ale moc dźwięku tylko o 3 dB.

Przejście między tymi dwoma zachowaniami jest znane jako baffle step ; w przypadku liniowej, bezpośredniej odpowiedzi częstotliwościowej dźwięku musi być ono wyrównane poprzez dodanie 6 dB więcej energii do głośnika dla niższych częstotliwości. Energia promieniowania emitowana do pola rozproszonego wzrasta o 3 dB.

  • Montaż na małej przegrodzie:
Jeśli głośnik jest zamontowany na małej przegrodzie, która nie jest znacząco większa niż długość fali, uzyskuje się tzw. 4- promiennik. Zwykłe głośniki pracują w tym trybie pracy w zakresie basowym i podstawowym.
  • Montaż na przegrodzie:
Montując głośnik na dużej przegrodzie, otrzymujesz 2- promiennik. Te ciśnienia akustycznego wzrasta o 6 dB, promieniowanej mocy akustycznej o 3 dB.

Wbudowana ściana

Wahania kierunkowości tonów niskich (2 ), podstawowych (4 ) i średnich (2 ) można wyeliminować montując go blisko ściany, montując na ścianie lub instalując w ścianie. W tym przypadku głośnik jest (maksymalnie) 2- promiennikiem w każdym zakresie częstotliwości , tj. tj. ma kierunkowość 3 dB. Jednak pudełko musi być wtedy dopasowane do tej konfiguracji. Monitory aktywne często mają w tym celu korektor basów (nie mylić z wycofaniem basów).

Falowód / płaski róg

  • Falowód : Nazywany również krótkim rogiem. W przeciwieństwie do 2- promiennika, promieniowanie dźwiękowe jest umieszczone w płaskim zagłębieniu. Zwiększa to charakterystyczne ciśnienie akustyczne w dB/W/m. Odpowiednie ukształtowanie zapewnia stałe wiązanie w obszarze roboczym i pozwala uniknąć problemów z dyfrakcją krawędzi na krawędziach obudowy.

Klasyczny (długi) róg

  • Klasyczne głośniki tubowe : Głośnik jest sprzężony z otoczeniem za pomocą długiej tuby, która oprócz łączenia dźwięku - w przeciwieństwie do falowodu - wiąże się z poprawą adaptacji odporności na promieniowanie. Z głośnikiem tubowym można osiągnąć bardzo wysokie charakterystyczne ciśnienia akustyczne >100 dB/W/m, ale – poza bardzo dużymi systemami – wzrasta ryzyko rezonansów i nieliniowości. Odpowiednio zwymiarowane głośniki tubowe są również w stanie generować efekt kierunkowy, który jest stały w zakresie częstotliwości, ponieważ zapewniają wszystkie średnice membran wzdłuż przebiegu tuby, od szyjki tuby do ujścia tuby, czoła fali.

Kiedyś w kinach za ekranem znajdowały się głośniki tubowe, których otwór był taki sam jak ekran. Dzięki swojej wysokiej wydajności systemy te uwzględniały niską moc wzmacniacza, ale oferowały stosunkowo wysoką jakość dźwięku. Nie nadają się do stereofonii.

Błędy reprodukcji spowodowane akustyką pomieszczenia room

Przebarwienie dźwięku bezpośredniego

Najbardziej zauważalną wadą reprodukcji głośnika jest przebarwienie dźwięku bezpośredniego. Aby móc lepiej oszacować wpływ na dźwięk, zwykle stosuje się uśrednianie powyżej 1/6 oktawy. Szczególnie interesujące są odchylenia w zakresie od 100 Hz do 10 kHz, gdzie słyszalne są wartości około ± 1 dB. Poniżej 100 Hz i powyżej 10 kHz czułość na błędy poziomu spada, pasmo przenoszenia powyżej 15 do 17 kHz ma tylko niewielkie znaczenie.

Do oceny dźwięku bezpośredniego należy również uwzględnić odbicia podłogi należące do konstrukcji w zakresie podstawowym i basowym. Choć jest to dźwięk rozproszony, to z jednej strony ta część jest tylko bardzo nieznacznie opóźniona (np. 0,3 ms przy odległości 3 metrów i 80 cm wysokości głośnika niskotonowego), a z drugiej stanowi integralną część konstrukcji przy najnowsze dla głośników podłogowych.

Błąd w czasie wykonywania

Opóźnienie grupowe pasywnego 3-drożnego systemu z 2 głośnikami niskotonowymi, nisko-średniotonowym i wysokotonowym

Odczuwalność opóźnień i błędów fazowych zależy od częstotliwości, ale wielkość, przy której są one dostrzegalne, jest sporna.

Rezonanse wąskopasmowe

Rezonanse wąskopasmowe (np. obudowy) powodują tylko niewielkie błędy w bezpośredniej charakterystyce częstotliwościowej dźwięku i opóźnienia grupowego, ale słyszalne zmiany, gdy instrumenty muzyczne oscylują.

Podwójne miejsce

Nagrania zazwyczaj „widzą” dwie przestrzenie, zanim dotrą do ucha:

  • pokój nagrań w studio/sali koncertowej,
  • Pokój zabaw w domu.

Nawet jeśli oba pomieszczenia mają ten sam dźwięk, dwoistość przestrzeni ma negatywny wpływ na dźwięk (np. samonagrywanie, które jest nagrywane w salonie, a następnie tam odtwarzane).

Odpowiedź skokowa pasywnego systemu 3-drożnego z 2 głośnikami niskotonowymi, nisko-średniotonowym i wysokotonowym
Schemat kaskadowy pasywnego systemu trójdrożnego z 2 głośnikami niskotonowymi, głośnikiem niskotonowym i głośnikiem wysokotonowym
Poziome wiązanie jako reprezentacja izobar dla pasywnego systemu 3-drożnego z 2 głośnikami niskotonowymi, głośnikiem niskotonowym i głośnikiem wysokotonowym

Bi-wiring i bi-amping

Prelegenci, którzy mają więcej niż jedną funkcję „way” (patrz powyżej) mają Terminal czasami więcej niż dwa fundamentalnie niezbędnych połączeń - dla sygnału i ziemi - na. Oznacza to, że poszczególne głośniki mogą być opcjonalnie sterowane oddzielnie. W standardowej konfiguracji gniazda homopolarne są zmostkowane (zwarte); Jeśli usuniesz złącze, masz dwie opcje, a mianowicie bi-wiring i bi-amping . Zasadniczo tryby pracy powinny być nazywane „Multi-Wiring” lub „Multi-Amping”, ponieważ pudełko może zawierać więcej niż dwa głośniki; W praktyce takie zaciski mają również więcej niż dwie pary połączeń.

  • Porównanie podłączenia głośników przy użyciu pojedynczego okablowania i bi-wiring

  • Terminal Bi-wiring (z dodatkową opcją regulacji poziomu wysokich tonów)

Bi-okablowanie

Bi-wiring („podwójne okablowanie”) oznacza podłączenie każdego głośnika do wzmacniacza za pomocą własnego kabla . Ewentualna poprawa dźwięku jest wymieniana jako zaleta takiego połączenia, ale tego nie można udowodnić.

Bi-amping

W trybie bi-amping każdy głośnik jest napędzany własnym stopniem wyjściowym wzmacniacza. Istnieją zasadniczo różne tryby działania bi-ampingu z pasywną zwrotnicą i bi-ampingu z aktywną zwrotnicą.

Bi-amping pasywny

W przypadku pasywnego bi-ampingu, pasywna zwrotnica, która przypisuje komponenty sygnału do odpowiedniej obudowy głośnika, jest odseparowana. Każda gałąź może być teraz sterowana osobnym stopniem wyjściowym. Zaletą pasywnego bi-ampingu jest to, że stosunek głośności między oddzielnymi ścieżkami można regulować za pomocą odpowiednich wzmacniaczy. Słyszalne zalety pasywnego bi-ampingu przy niezmienionych proporcjach głośności, które są często propagowane, są zwykle dostępne w zakresie technologii pomiarowej tylko w obszarach, które są ogólnie klasyfikowane jako niezauważalne. W testach odsłuchowych do tej pory nie wykryto żadnej różnicy.

Bi-amping aktywny

W przypadku aktywnego bi-ampingu aktywna zwrotnica jest umieszczana w systemie przed końcówkami mocy, a końcówki mocy są zwykle podłączane bezpośrednio do obudowy głośnika. Wysiłek wymagany do takiej konfiguracji jest znacznie wyższy niż wysiłek wymagany do pasywnego bi-ampingu. Z reguły taka konwersja prowadzi do całkowitego przestrojenia głośnika. Ponadto wszystkie zalety i wady są równoważne użyciu przełącznika aktywnego w porównaniu z użyciem przełącznika pasywnego.

Zobacz też

literatura

  • Dickason, Vance: Konstrukcja głośników . Rozszerzone i poprawione nowe wydanie. ISBN 3-89576-116-8
  • Dickreiter, Michael: podręcznik technologii studia nagrań . Bardzo obszerny, prawie 1000 stron, 2 tomy. ISBN 3-598-11320-X
  • Stark, Berndt: Instrukcja obsługi głośników . 8. wydanie poprawione. ISBN 3-7905-0904-3
  • Walz, Georg: Pomyślnie buduj samodzielnie kolumny głośnikowe . Wydanie II. ISBN 3-7723-5894-2
  • Olson, HF: Direct Radiator Loudspeaker Enclosures , Journal of the Audio Engineering Society Vol. 17, No. 1 października 1969, s. 22-29.

Indywidualne dowody

  1. ↑ Peter Strassacker: Głośnik niskotonowy, podstawy. W: lautsprechershop.de. Dostęp 18 stycznia 2019 r. (Prawidłowy termin techniczny to tweeter . Często używany kształt tweetera to skrót w żargonie).
  2. ↑ Peter M. Pfleiderer: HiFi w pigułce: technologia odtwarzania dla czystego słyszenia . Książki na żądanie , 2014, ISBN 978-3-7357-9736-0 . ( ograniczony podgląd w wyszukiwarce Google Book)
  3. ↑ Porady dotyczące Bi-Wiring ( Memento z 18 marca 2007 r. w archiwum internetowym ) stereoplay.de, 17 marca 2003 r. Dostęp 30 października 2014 r.
  4. ↑ http://www.audio.de/vergleichstest/familientest-lautsprecherkabel-atlas-cables-328441.html
  5. ^ RA Greiner: Wzmacniacz-głośnik interfejs , Journal of the Audio Engineering Society, tom 28, wydanie 5, s. 310-315, maj 1980.
  6. ↑ Fred E. Davis: Effects of Cable, Loudspeaker and Amplifier Interactions , Journal of the Audio Engineering Society, wydanie 39, nr 6, czerwiec 1991
  7. ↑ Jim Lesurf, „Bi-Wiring od wzmacniacza do głośnika”, University of St. Andrews, Szkocja, 2002, dostęp 10 listopada 2014
  8. ↑ http://www.audioholics.com/frequent-questions/the-difference-between-biamping-vs-biwiring Audioholics

linki internetowe

Commons : Głośniki  - kolekcja zdjęć, filmów i plików audio