Сделай Сам Свою Работу на 5

Головки громкоговорителей





 

Головкой громкоговорителя, или динамиком, называется элек­троакустическое устройство, преобразующее электрические сигналы звуковой частоты в колебания воздуха.

Электроакустические параметры.К важнейшим параметрам, ха­рактеризующим функциональные свойства динамиков, относятся: полное электрическое сопротивление, коэффициент нелинейных искажений, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ), номи­нальный диапазон частот, выходная мощность и чувствительность.

Полное электрическое сопротивление головки громкоговорите­ля — это сопротивление переменному току при частоте 1000 Гц, измеренное на зажимах головки. Иногда полное электрическое сопротивление называют импедансом.

Коэффициент нелинейных искажений (коэффициент гармоник) представляет собой отношение (в процентах) суммарного звуко­вого давления новых гармоник ко всему звуковому давлению, раз­виваемому головкой громкоговорителя. Нелинейные искажения обусловлены появлением в выходном сигнале аппарата частот (но­вых гармоник), отсутствовавших во входном сигнале. Искажения до 2 % слушателем не ощущаются, до 6 % практически незамет­ны, до 8 % становятся заметными.



Амплитудно-частотная характеристика выражает зависимость звукового давления от частоты подводимого сигнала и обычно выражается графически. Одним из качественных показателей амп­литудно-частотной характеристики является ее неравномерность, выражающаяся в децибелах и представляющая собой соотноше­ние максимального и минимального звукового давления в задан­ном диапазоне частот.

Номинальный диапазон частот полоса воспроизводимых зву­ковых частот, в пределах которой неравномерность АЧХ не превы­шает заданной величины. Чем ближе диапазон воспроизводимых частот к полосе 20...20000 Гц, тем выше естественность и вер­ность звучания. Если этот диапазон шире, чем 30... 15000 Гц, то воспроизведение музыкальных произведений считается отличным, если не уже 50... 10000 Гц — хорошим, если не уже 100...6000 Гц — удовлетворительным.

Следует учитывать, при какой неравномерности АЧХ задается номинальный диапазон частот. Если неравномерность АЧХ 2... 3 дБ, то сигналы на всех частотах в пределах этого диапазона будут про­слушиваться нормально, если же неравномерность 15... 16 дБ, то крайние частоты не будут прослушиваться.



Номинальная мощность (иногда называемая музыкальной мощ­ностью) — наибольшая электрическая мощность, при которой излучатель воспроизводит звук без превышения заданного коэф­фициента нелинейных искажений. Выходная мощность измеряет­ся в ваттах (Вт) или в вольт-амперах (В-А). Считается, что 1 Вт выходной мощности громкоговорителя достаточен для нормаль­ного озвучивания помещения площадью 10 м2. Большой запас но­минальной мощности позволяет воспроизводить сигнал при по­ниженной громкости, но с меньшими искажениями. Неудивите льно поэтому, что многие любители музыки приобретают колонки мощностью 30...50 Вт и более. Обычно номинальную мощность зарубежной аппаратуры обозначают аббревиатурой DIN — это выходная мощность при коэффициенте нелинейных искажений, равном 1 %.

Максимальная мощность это мощность, при которой головка громкоговорителя может работать, но без каких-либо гарантий хорошего качества звучания. По ОСТ 4.383.001—85 «Головки гром­коговорителей динамические. Общие технические условия» основ­ным параметром принята не номинальная, а максимальная мощ­ность головок. Она же указывается и в обозначении модели. Обычно этот показатель характеризует не громкость звучания, а кратковременно допустимую перегрузку головки громкоговорителя.

Частота основного резонанса частота собственных колебаний механической системы головки. Она обычно определяет предел колебаний на низкой частоте.



Маркировка головок.Наименование головок состоит из цифр и букв: первые цифры указывают их паспортную (максимальную) электрическую мощность в ваттах; буквы ГД — головка динамическая; далее следует буква, соответствующая виду головки: Н — низкочастотная, С — среднечастотная, В — высокочастотная, Ш — широкополосная; последующие цифры обозначают порядковый ] номер разработки головки. Затем могут быть указаны номинальное электрическое сопротивление и частота основного резонанса.

Классификация головок.Головки громкоговорителей классифицируются: по виду преобразователя электрических колебаний в звуковые сигналы; ширине диапазона воспроизводимых звуковых частот; номинальной мощности излучения и др.

Изодинамические излучатели выполнены в виде тонкопленоч­ной системы проводников, расположенных на тонкой диэлектри­ческой мембране, находящейся в поле плоского магнита.

В бытовой радиоэлектронной аппаратуре нашли применение в основном электродинамические головки (динамики).

В зависимости от ширины диапазона воспроизводимых звуко­вых частот головки громкоговорителей подразделяют на широко­полосные, низко-, средне- и высокочастотные.

Широкополосные головки обычно встраиваются в портатив­ную радиоаппаратуру и телевизоры..

Создать один динамик с более широким звуковым диапазоном частот практически очень сложно. Для воспроизведения низких частот необходимы массивные диффузоры больших размеров. Вы­сокие частоты лучше воспроизводят диффузоры небольших раз­меров — «пищалки», твитеры.

Диаметр низкочастотных головок от 150 до 300 мм. Среднечастотные динамики отличаются от низкочастотных лишь размерами. Они имеют диффузор диаметром от 40 до 120 мм.

Диаметр диффузора или излучающей мембраны высокочастот­ных динамиков «пищалок» лежит в пределах 10...50 мм. Особен­ностью высокочастотных динамиков является высокая направлен­ность излучения, или малый угол рассеивания, находящийся в пределах 15... 30° относительно центральной оси, что позволяет рас­ширить стереофоническую базу малогабаритной радиоаппаратуры.

По номинальной мощности головки располагаются в ряд (по ГОСТ 9010 - 78): 0,1; 0,25; 0,5; 1; 2 и т.д. до 100 Вт.

 

Акустические системы

 

Недостатком громкоговорителей является ограниченный диапазон воспроизводимых звуковых частот. Отдельный громкогово­ритель не может передать звуковое поле, которое в природе со­здается множеством источников звука.

Современная высококачественная звуковоспроизводящая аппаратура немыслима без излучателей нового поколения — акустических систем (АС), или колонок.

Конструкционные особенности АС.Акустическая система обычно состоит из нескольких динамиков и акустического оформления. Чтобы обеспечить равномерное воспроизведение всего диапазона звуковых частот, в колонках применяют совместно низкочастотные (30... 1000 Гц), среднечастотные (200...5000 Гц) и высокоча­стотные (2000...25000 Гц) головки.

В электрическую цепь каждого динамика включены электри­ческие полосовые фильтры — кроссоверы, которые осуществляют калибровку поступающих с усилителя сигналов по частоте и в зависимости от этого направляют их на соответствующий дина­мик. Наиболее высококачественные колонки могут раздельно вос­производить до четырех полос звуковых частот. Суммарная мощ­ность динамиков в колонке составляет ее номинальную мощность.

Акустическое оформление АС включает корпус, звукопогло­щающие материалы, различные перегородки и лабиринты. Кон­структоры, разрабатывающие колонки, стремятся всячески умень­шить резонансную частоту, которая определяется объемом воз­душной массы внутри колонки. Резо­нансная частота определяет нижнюю границу диапазона воспро­изводимых колонками звуковых частот, т. е. основной фактор их конкурентоспособности.

Чем больше размер колонки, тем ниже ее резонансная частота. Чтобы снизить резонансную частоту акустической колонки до 20...30 Гц, объем колонки доводят иногда до 200 л. Заполнение корпуса звукопоглотителями дает возможность уменьшить объем колонки на 30 %, не ухудшая их акустических свойств. В качестве звукопоглотителей используют обычно пористую резину, поро­лон, стекловату.

Чтобы избежать дребезжания, колонки комплектуют звукопог­лощающими стойками. Это специальные подставки, приподни­мающие колонки до уровня человеческого роста, что обеспечива­ет наилучшее восприятие звука.

Электроакустические параметры АС.

Потребительские свойства АС в основном зависят от электроакустических парамет- ров головок громкоговорителей, из которых она состоит, а также от свойств, формируемых конструкционными осо­бенностями самой колонки. К ним отно­сятся: частота основного резонанса, чув­ствительность, число воспро­изводимых звуковых полос и др.

Частота основного резонанса — часто­та собственных колебаний механической системы колонки. Чем ниже резонансная частота, тем более низкие звуковые час­тоты способна воспроизводить акустичеcкая система.

Чувствительность АС, или ее отдача, — это громкость в де­цибелах при мощности 1 Вт на расстоянии 1 м от динамика. Чем выше чувствительность, тем громче звучание АС при одной и той же излучаемой мощности. Хорошими считаются колонки с чув­ствительностью около 85...90 дБ/(Вт .м).

Число воспроизводимых звуковых полосзависит от вида АС. Для наиболее совершенных АС характерно наличие трех и даже четы­рех звуковых полос. Каждая полоса частот может воспроизводить­ся одним или двумя динамиками.

Классификация и ассортимент АС.Эти системы подразделяют­ся по оформлению, по степени герметичности корпуса, по харак­теру функционирования, по числу полос, по сложности, по но­минальной мощности.

По оформлению корпуса колонки могут быть напольные, на­стенные и подвесные, прямоугольной, шарообразной или эллип­совидной формы.

По степени герметичности колонки подразделяются на откры­тые, закрытые и с фазоинвертором.

В открытых АС задняя стенка имеет отверстия. Обычно это са­мые дешевые колонки с одним широкополосным громкоговори­телем. Недостатком их является склонность к акустическому ко­роткому замыканию и низкая чувствительность (отдача).

Корпус колонки закрытого типа свободен от этих недостат­ков, однако в нем из-за упругости воздуха резонансная частота заметно возрастает, что ограничивает воспроизведение низких частот. Такая конструкция колонки существенно снижает резо­нансную частоту системы и повышает ее отдачу при самых низких частотах.

По характеру функционирования колонки могут быть актив­ные и пассивные.

Активными называют колонки, внутри которых размещен свой усилитель мощности.

Большой спрос на активные колонки возник в связи с внедре­нием миниатюрных проигрывателей (плееров) и компьютеров (мультимедиа), которые обычно не имеют собственных мощных усилителей.

К недостаткам активных колонок относится то, что разме­щенный в них мощный усилитель занимает часть активного объема ящика, увеличивая его резонансную частоту, тем самым «сре­зая» низшие частоты со спектра воспроизводимых звуковых час­тот.

Пассивные колонки предназначены для работы совместно с усилителем сигналов звуковой частоты.

По числу полос акустические системы подразделяются на двух-, трех- и четырехполосные. Чем больше полос, тем выше качество звуковоспроизведения.

По сложности, которая зависит от величины параметров, АС подразделяют на три группы: высшую — полоса частот 40... 25000 Гц, первую — 50... 12500, вторую — 100...8000 Гц.

По номинальной мощности АС могут быть: 3, 6, 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100 Вт (ГОСТ 23262 — 88). По техническим условиям допускается изготовление АС большей мощности.

Одной из разновидностей акустических систем являются саб­вуферы. Сабвуфер (в свободном переводе «ухатель») представляет собой акустическую колонку с одним или двумя низкочастотны­ми динамиками. Основное назначение сабвуфера — дать мощное и сочное воспроизведение басов на частотах 16...30 Гц. Сабвуфер позволяет не только прослушать, но и прочувствовать всем организмом звучание самых низких регистров органа, натуральные раскаты грома и рев морского шторма.

Так как направленность звучания на низкой частоте незаметна, то в стереофонической аппаратуре используют не два, а один сабвуфер, который имеет два входа для низких частот с обоих стереоканалов.

В сочетании с недорогими миниатюрными колонками, хорошо воспроизводящими средние и высокие частоты, сабвуфер обеспечивает высокое качество звучания во всем диапазоне звуковых частот.

Различают сабвуферы пассивного и активного типа. Сабвуфер активного типа имеет свой встроенный усилитель мощности, поэтому его можно подключать к источникам слабых сигналов, например к музыкальному микроцентру.

Маркировка АС.Сокращенное обозначение колонок состоит из четырех элементов: числа, которое определяет номинальную мощность (Вт); букв АС, означающих «акустическая система»; числа, отражающего группу сложности; числа, указывающего порядковый номер разработки.

Например, обозначение колонки 25АС-021 расшифровывается следующим образом: 25АС — акустическая система мощностью 25 Вт, 0 — высшей группы сложности, 21-я разработка.

Наушники

 

Характеристика наушников.Наушники — это головки громкоговорителей, уменьшенные до миниатюрных размеров. Для плотного прилегания к ушным раковинам наушники комплектуются мягкими прокладками — амбушюрами. Наушники имеют ряд преимуществ по сравнению с громкоговорителями. Корпуса наушников непосредственно соприкасаются сушной раковиной, поэтому для получения даже самых громких звуков требуется незначи­тельная мощность в пределах нескольких милливатт. Это позволя­ет подключать наушники не только к выходу усилителя, но и не­посредственно к источникам электрических сигналов (тюнерам, плеерам и др.).

В наушниках используется очень легкая мембрана. Это дает воз­можность излучать звуковые колебания во всем акустическом ди­апазоне с минимальным коэффициентом нелинейных искажений. Однако с помощью наушников невозможно добиться натураль­ности звучания на самых низких частотах, потому что такие звуки человек воспринимает не столько ушами, сколько всем телом.

Стереоэффект, создаваемый наушниками, выявляется намно­го сильнее, чем при прослушивании звуковых колонок, так как сигнал с левого излучателя не слышен правым ухом и наоборот. С помощью наушников можно полностью реализовать высокое качество звучания магнитофонов или электрофонов. Например, если частотная характеристика усилителя кассетного магнитофо­на от 50 до 16000 Гц, а встроенного динамика от 80 до 12000 Гц, то в этом случае высококачественные наушники с диапазоном частот 20...20000 Гц, подключенные непосредственно к усилите­лю, могут существенно повысить качество звуковоспроизведения. К недостаткам наушников относятся:

– невозможность коллективного пользования ими; некоторый дискомфорт: давление амбушюров на ушные рако­вины и недостаточный приток воздуха вызывают у человека чув­ство тесноты и раздражения;

– определенная опасность для органов слуха: звуковое давление, создаваемое наушниками даже при небольшой подводимой мощ­ности, может превышать уровень 120... 130 дБ, что приводит к серьезной травме слуховых органов;

– ощущение у слушателя привязанности соединительным шну­ром к аудиокомплексу.

Последний недостаток отсутствует у беспроводных радиотеле­фонов с ИК- или УКВ-системой передачи звуковых сигналов. Бес­проводная система передачи сигналов всегда ухудшает качество звучания, однако при прослушивании телепередач эти шумы прак­тически незаметны на фоне шумов самого телевизора.

Классификация наушников.Наушники классифицируются по конструкции, по качеству звуковоспроизведения и по назначению.

По конструкции наушники подразделяются на наушники от­крытого типа, закрытого типа и сверхминиатюрные в виде вкла­дышей в уши.

По качеству звуковоспроизведения наушники могут быть мо­нофонические с регулятором громкости, стереофонические с ре­гуляторами громкости и баланса и псевдостереофонические с двумя парами излучателей.

По назначению наушники могут использоваться для комплектования носимой аудиотехники с коротким шнуром, для инди­видуального прослушивания телевизионных передач с удлинен­ным шнуром и радиотелефоны.

 

Контрольные вопросы

 

1. Как классифицируются микрофоны?

2.Какие микрофоны используются в видеокамерах?

3.Как характеризуются электроакустические свойства микрофонов?

4.Каковы конструкционные особенности динамиков?

5.Каковы конструкционные особенности и технические параметры акустических систем?

6.Каковы основные достоинства и недостатки наушников?

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.