Mai întâi, să punem i-urile și să înțelegem terminologia.

Difuzor electrodinamic, difuzor dinamic, difuzor, cap dinamic cu radiație directă sunt diverse denumiri pentru același dispozitiv care servește la transformarea vibrațiilor electrice ale frecvenței sunetului în vibrații ale aerului, care sunt percepute de noi ca sunet.

Ați văzut difuzoare de sunet sau, cu alte cuvinte, capete dinamice cu radiație directă de mai multe ori. Ele sunt utilizate în mod activ în electronicele de larg consum. Este difuzorul care convertește semnalul electric de la ieșirea amplificatorului audio în sunet audibil.

Este de remarcat faptul că eficiența (eficiența) difuzorului audio este foarte scăzută și se ridică la aproximativ 2 – 3%. Acesta, desigur, este un minus imens, dar până acum nu s-a inventat nimic mai bun. Deși este de remarcat faptul că, pe lângă difuzorul electrodinamic, există și alte dispozitive pentru transformarea vibrațiilor electrice ale frecvenței sunetului în vibrații acustice. Acestea sunt, de exemplu, difuzoare de tip electrostatic, piezoelectric, electromagnetic, dar difuzoarele de tip electrodinamic sunt utilizate pe scară largă și utilizate în electronică.

Cum funcționează difuzorul?

Pentru a înțelege cum funcționează un difuzor electrodinamic, să ne uităm la figură.

Difuzorul este format dintr-un sistem magnetic - este situat pe partea din spate. Include un inel magnet. Este realizat din aliaje magnetice speciale sau ceramică magnetică. Ceramica magnetică este pulbere special presată și „sinterizată” care conțin substanțe feromagnetice – ferite. Sistemul magnetic include și oțel flanseși un cilindru de oțel numit miez. Flanșele, miezul și magnetul inel formează circuitul magnetic.

Există un spațiu între miez și flanșa de oțel în care se formează un câmp magnetic. Bobina este plasată în gol, care este foarte mic. Bobina este un cadru cilindric rigid pe care este înfășurat un fir subțire de cupru. Această bobină se mai numește bobină vocală. Cadrul bobinei vocale este conectat la difuzor- apoi „împinge” aerul, creând compresia și rarefierea aerului din jur - unde acustice.

Difuzorul poate fi realizat din diferite materiale, dar cel mai adesea este fabricat din pastă de hârtie comprimată sau turnată. Tehnologiile nu stau pe loc și în uz puteți găsi difuzoare din plastic, hârtie cu un strat metalizat și alte materiale.

Pentru a preveni ca bobina să atingă pereții miezului și flanșa magnetului permanent, aceasta este instalată exact în mijlocul spațiului magnetic folosind şaibă de centrare. Saiba de centrare este ondulata. Datorită acestui fapt, bobina vocală se poate mișca liber în gol, fără a atinge pereții miezului.

Difuzorul este montat pe un corp metalic – coş. Marginile difuzorului sunt ondulate, ceea ce îi permite să oscileze liber. Marginile ondulate ale difuzorului formează așa-numitele suspensie de sus, A suspensie inferioară- Aceasta este o şaibă de centrare.

Firele subțiri de la bobină sunt conduse în exteriorul difuzorului și se asigură cu nituri. Și în interiorul difuzorului, un fir de cupru este atașat de nituri. În continuare, acești conductori multinucleu sunt lipiți de petale, care sunt montate pe o placă izolată de corpul metalic. Datorită petalelor de contact, la care sunt lipite cablurile multinuclee ale bobinei, difuzorul este conectat la circuit.

Cum funcționează difuzorul?

Dacă treceți un curent electric alternativ prin bobina vocală a unui difuzor, câmpul magnetic al bobinei va interacționa cu câmpul magnetic constant al sistemului magnetic al difuzorului. Acest lucru va face ca bobina să fie fie trasă în gol într-o direcție a curentului din bobină, fie împinsă din ea în cealaltă. Vibrațiile mecanice ale bobinei sunt transmise difuzorului, care începe să oscileze în timp cu frecvența curentului alternativ, creând unde acustice.

Desemnarea difuzorului pe diagramă.

Simbolul grafic pentru difuzor este următorul.

Literele sunt scrise lângă desemnare B sau B.A. , iar apoi numărul de serie al difuzorului din schema de circuit (1, 2, 3 etc.). Imaginea convențională a difuzorului din diagramă transmite foarte precis designul real al difuzorului electrodinamic.

Parametrii de bază ai difuzorului audio.

Principalii parametri ai difuzorului audio cărora ar trebui să le acordați atenție:

Dar pe lângă rezistența activă, bobina are și reactanță. Reactanța se formează deoarece bobina vocală este, de fapt, un inductor obișnuit, iar inductanța sa rezistă la curent alternativ. Reactanța depinde de frecvența curentului alternativ.

Activul și reactanța bobinei formează impedanța totală a bobinei. Se notează prin literă Z(așa-numitul impedanta). Se dovedește că rezistența activă a bobinei nu se modifică, dar reactanța se modifică în funcție de frecvența curentului. Pentru a aduce ordine, reactanța bobinei difuzorului este măsurată la o frecvență fixă ​​de 1000 Hz și la această valoare se adaugă rezistența activă a bobinei.

Rezultatul este un parametru numit rezistența electrică nominală (sau totală) a bobinei. Pentru majoritatea capetelor dinamice, această valoare este de 2, 4, 6, 8 ohmi. Sunt disponibile și difuzoare cu o impedanță de 16 ohmi. De regulă, această valoare este indicată pe carcasa difuzoarelor importate, de exemplu, astfel - 8Ω sau 8 ohmi.

Este de remarcat faptul că rezistența totală a bobinei este undeva cu 10 - 20% mai mare decât cea activă. Prin urmare, poate fi determinat destul de simplu. Trebuie doar să măsurați rezistența activă a bobinei cu un ohmmetru și să creșteți valoarea rezultată cu 10 - 20%. În cele mai multe cazuri, numai rezistența pur activă poate fi luată în considerare.

Rezistența electrică nominală a bobinei este unul dintre parametrii importanți, deoarece trebuie luată în considerare atunci când se potrivește amplificatorul și sarcina (difuzor).

Gama de frecvente este gama de frecvențe de sunet pe care un difuzor le poate reproduce. Măsurată în Herți (Hz). Să ne amintim că urechea umană percepe frecvențe în intervalul 20 Hz – 20 kHz. Și, aceasta este doar o ureche foarte bună :).

Niciun difuzor nu poate reproduce cu acuratețe întreaga gamă de frecvențe audibile. Calitatea reproducerii sunetului va diferi în continuare de ceea ce este necesar.

Prin urmare, gama audibilă de frecvențe sonore a fost împărțită în mod convențional în 3 părți: frecvență joasă ( LF), frecvență medie ( gama medie) și de înaltă frecvență ( HF). Deci, de exemplu, wooferele reproduc cel mai bine frecvențele joase - bas și cele de înaltă frecvență - „scârțâit” și „sunet” - de aceea sunt numite tweetere. Există și difuzoare full-range. Ele reproduc aproape întreaga gamă audio, dar calitatea lor de redare este medie. Câștigăm într-un lucru - acoperim întreaga gamă de frecvență, pierdem în altul - în calitate. Prin urmare, difuzoarele de bandă largă sunt încorporate în radiouri, televizoare și alte dispozitive, unde uneori nu este necesar să obțineți un sunet de înaltă calitate, ci au nevoie doar de o transmisie clară a vocii și a vorbirii.



Pentru o reproducere a sunetului de înaltă calitate, difuzoarele bass, midrange și tweeter sunt combinate într-o singură carcasă și echipate cu filtre de frecvență. Acestea sunt sisteme de difuzoare. Deoarece fiecare difuzor reproduce doar o parte din gama de sunet, munca totală a tuturor difuzoarelor crește semnificativ calitatea sunetului.

De obicei, wooferele sunt proiectate pentru a reproduce frecvențe de la 25 Hz la 5000 Hz. Wooferele au de obicei un con de diametru mare și un sistem magnetic masiv.

Difuzoarele midrange sunt proiectate pentru a reproduce un interval de frecvență de la 200 Hz la 7000 Hz. Dimensiunile lor sunt puțin mai mici decât wooferele (în funcție de putere).

Tweeterele reproduc perfect frecvențele de la 2000 Hz la 20.000 Hz și mai mari, până la 25 kHz. Diametrul difuzorului unor astfel de difuzoare este de obicei mic, deși sistemul magnetic poate fi destul de mare.

Putere nominală (W) - aceasta este puterea electrică a curentului de frecvență audio care poate fi furnizată difuzorului fără amenințarea de deteriorare sau deteriorare. Măsurată în wați ( W) și miliwați ( mW). Amintiți-vă că 1 W = 1000 mW. Puteți citi mai multe despre notația prescurtată a valorilor numerice.

Cantitatea de putere pe care un anumit difuzor este proiectat să o suporte poate fi indicată pe carcasa acestuia. De exemplu, așa - 1W(1 W).



Aceasta înseamnă că un astfel de difuzor poate fi utilizat cu ușurință împreună cu un amplificator a cărui putere de ieșire nu depășește 0,5 - 1 W. Desigur, este mai bine să alegeți un difuzor cu o anumită rezervă de putere. Fotografia arată, de asemenea, că este indicată rezistența electrică nominală - 4Ω(4 ohmi).

Dacă aplicați difuzorului mai multă putere decât pentru care este proiectat, acesta va funcționa cu supraîncărcare, va începe să „șuieră”, va distorsiona sunetul și în curând va eșua.

Să ne amintim că eficiența difuzorului este de aproximativ 2 – 3%. Aceasta înseamnă că, dacă difuzorului este furnizat o putere electrică de 10 W, atunci acesta va converti doar 0,2 - 0,3 W în unde sonore. Destul de puțin, nu? Dar urechea umană este foarte sofisticată și este capabilă să audă sunetul dacă emițătorul reproduce o putere acustică de aproximativ 1 - 3 mW la o distanță de câțiva metri de acesta. În acest caz, emițătorului trebuie să fie furnizată o putere electrică de 50 - 100 mW - în acest caz, difuzorul. Prin urmare, nu totul este atât de rău și pentru a suna confortabil într-o cameră mică este suficient să furnizați 1 - 3 W de putere electrică difuzorului.

Aceștia sunt doar trei parametri de bază ai difuzorului. Pe lângă acestea, există și nivelul de sensibilitate, frecvența de rezonanță, răspunsul amplitudine-frecvență (AFC), factorul de calitate etc.

Când creați un sistem audio de înaltă calitate într-o mașină, trebuie avut grijă să reproduceți toate frecvențele din gama audio. Acest lucru se realizează prin utilizarea diferitelor tipuri de difuzoare: frecvență joasă, frecvență medie și frecvență înaltă. Aici vom vorbi despre partea de înaltă frecvență a sistemului audio - difuzoarele, care sunt adesea numite tweetere sau „tweetere”.

Scopul capetelor de înaltă frecvență („tweetere”)

Este imposibil să construiți un sistem audio auto de înaltă calitate bazat pe două difuzoare - datorită caracteristicilor de design, un cap de difuzor nu poate reproduce toate frecvențele din gama audio (de la 20 la 20.000 Hz) simultan. Partea de înaltă frecvență a gamei suferă în special: difuzoarele reproduc bine frecvențele joase și medii, dar frecvențele înalte se pierd - acest lucru duce la o scădere generală a calității redării, scena muzicală devine „eterică”, iar ascultarea compozițiilor muzicale. pur și simplu nu este plăcut. Cum se rezolvă această problemă?

Există o soluție - trebuie să aveți încredere în reproducerea frecvențelor înalte la difuzoare speciale de înaltă frecvență. Astfel de difuzoare sunt numite „tweeter” sau tweetere, care reflectă bine esența lor.

De obicei, tweeterele pentru sistemele audio auto sunt realizate sub formă de difuzoare compacte (literal trei până la cinci centimetri în diametru), care pot fi amplasate convenabil pe panoul frontal sau pe stâlpii din față. De asemenea, difuzoarele de înaltă frecvență fac parte din sistemele de difuzoare coaxiale, dar ele nu diferă fundamental de tweeterele vândute separat.

Tipuri și principiu de funcționare a capetelor HF

Reproducerea frecvențelor înalte are propriile sale caracteristici, așa că astăzi există o mare varietate de „tweetere” și foarte des în designul lor sunt folosite soluții care practic nu sunt folosite în medii și, mai ales, în woofer-uri. Motivul pentru aceasta nu este greu de înțeles.

În mod convențional, intervalul de înaltă frecvență începe cu frecvențe de 3-5 kHz, iar la 4 kHz lungimea de undă este de aproximativ 8,5 cm, iar la frecvența maximă accesibilă auzului uman (20 kHz) lungimea de undă este chiar de 1,7 cm Pentru a reproduce astfel de frecvențe, dispozitivul emițător al difuzorului trebuie să aibă dimensiuni mici și, în același timp, să aibă o inerție foarte mică (adică să fie foarte ușor) - doar așa se poate face ca acest dispozitiv să oscileze cu o frecvență de unități și zeci de kiloherți.

Deci, indiferent de tip și dispozitiv, totul capete HF au dimensiuni mici (de obicei 1-2 inci, adică nu mai mult de 5 cm) și greutate redusă.

Tweeterele pot fi construite pe diferite principii, acestea vin în următoarele tipuri:

• Dinamic (electrodinamice, difuzoare convenționale);
• Piezoelectric (sunetul este emis de un element piezoelectric căruia i se aplică un curent de frecvență audio);
• Condensator (sunetul este emis de una dintre plăcile condensatorului; pentru a funcționa, placa trebuie să fie alimentată cu un curent continuu de înaltă tensiune, astfel încât acest tip de tweeter nu este folosit la mașini);
• Electret (la fel ca un tweeter cu condensator, dar placa este deja încărcată, deci nu necesită o sursă DC);
• Bandă (sunetul este emis de o bandă metalică ondulată plasată între doi magneți);
• Izodinamic (sunetul este emis de o membrană cu piste conductoare metalizate, plasate între două plăci perforate cu șiruri de magneți subțiri - un astfel de „sandwich” emite sunet în ambele direcții);
• Ortodinamic (la fel ca izodinamic, dar membrana, plăcile și magneții sunt rotunde; acum astfel de tweetere sunt destul de populare în unele cercuri de pasionați de audio auto).

Astăzi, cele mai răspândite sunt „ tweetere» tip electrodinamic, adică difuzoare obișnuite, dar doar de dimensiuni reduse și cu un design deosebit. Alte tipuri de tweetere din sistemele audio auto găsesc o utilizare foarte limitată, așa că vom vorbi aici în mod special despre capete de tip electrodinamic.

Dispozitiv tweeter

Baza capului HF este o bobină cu un conductor plasat în spațiul dintre magnetul inel și miez. Bobina este conectată rigid la un dispozitiv care emite sunet - o membrană, care are de obicei o formă emisferică (dom). Când un curent de frecvență audio este aplicat bobinei, în jurul acesteia apare un câmp magnetic, care interacționează cu câmpul magnetic al magnetului și, prin urmare, începe să se miște de-a lungul miezului în timp odată cu schimbarea curentului - așa este sunetul care este emisă de membrană apare.

Forma de cupolă a membranei se datorează faptului că undele sonore de înaltă frecvență au o direcționalitate ascuțită, iar membrana emisferică vă permite să extindeți unghiul de propagare a sunetului. Adesea, în capetele HF, pentru a extinde modelul de radiație, în fața membranei este instalat un con special - un divizor.

Membranele tweeterelor moderne pot fi realizate din următoarele materiale:

• Hârtie (cea mai ieftină opțiune, nu este folosită des);
• Mătase (cea mai bună opțiune în ceea ce privește prețul și calitatea, astăzi va deveni cea mai răspândită; mătasea este impregnată cu o compoziție specială care crește rigiditatea domului);
• Aluminiu, titan (membranele metalice subțiri oferă calitate înaltă, dar sunt și scumpe și au o serie de dezavantaje care pot fi transformate în avantaje doar cu construcția profesională a unui sistem audio).

În ceea ce privește magneții, aceștia sunt cel mai adesea din neodim puternic, deși tweeterele simple din gama de prețuri mai mici au cei mai simpli magneți.

În cele din urmă, observăm că acum sunt comune două tipuri de tweetere, care diferă ca design:

• Capetele plasate într-o carcasă simplă sunt de obicei tweetere plate sau ușor convexe de dimensiuni mici;
• Capetele așezate într-un con de corn au dimensiuni sporite (în special lungime), datorită cornului este asigurat modelul direcțional necesar.

Tweeterele cu corn sunt mai scumpe decât tweeterele convenționale, așa că sunt cele mai des folosite în sistemele audio profesionale de nivel înalt.

Caracteristicile tweeterului

Din caracteristici capete HF Următoarele sunt de cea mai mare importanță:

• Gama de frecvente;
• Sensibilitate;
• Rezistenta nominala (impedanta);
• Putere;
• Calibru.

Gama de frecvente. Această caracteristică este cea mai importantă pentru un tweeter, care arată ce frecvențe este capabil să reproducă capul și, prin urmare, în ce sisteme poate fi utilizat. De obicei, gama de frecvențe reproduse se află în intervalul 2-20 kHz, dar cel mai adesea limita inferioară a tweeterelor începe de la 2,5-3 kHz, iar limita superioară poate ajunge la 22-30 kHz.

Sensibilitate. Datorită caracteristicilor de design (membrană ușoară, dimensiuni mici), tweeterele au o sensibilitate foarte mare în comparație cu difuzoarele convenționale - se află în intervalul 102-109 dB. Aceasta înseamnă că, chiar și la puteri mici, ele oferă nivelul necesar de volum. Cu toate acestea, cele mai ieftine tweetere au o sensibilitate de 92-96 dB, care trebuie luată în considerare la crearea unui sistem audio.

Impedanta. Rezistența bobinei tweeterului poate avea aceleași valori ca și impedanța altor difuzoare - 2, 3, 4, 6, 8 și 16 ohmi.

Putere. Acest parametru nu este la fel de important pentru capetele de înaltă frecvență ca și pentru frecvențele medii și joase - pentru a asigura o scenă muzicală normală la frecvențe înalte, există o putere suficientă, aproape cu un ordin de mărime mai mică decât pentru frecvențele medii și joase. Dar, în ciuda acestui fapt, piața oferă tweetere cu o putere de 50-80 W (deși în majoritatea cazurilor acest lucru nu este adevărat).

Calibru. Tweeterele au dimensiuni mici, iar cele mai comune calibre sunt 1, 1,5 și 2 inci, adică 2,5, 3,8 și 5 cm.

Alege tweetere Există mulți parametri care pot fi utilizați într-o mașină, dar trei dintre ei sunt cei mai importanți.

Gama de frecvențe reproduse - limita inferioară a capului HF și limita superioară a difuzorului midrange (sau midrange-bass) trebuie să se intersecteze. De exemplu, dacă limita superioară a frecvențelor reproduse ale unui difuzor de frecvență medie este de 4,5 kHz, atunci este mai bine să luați un tweeter cu o limită inferioară de 3-4 kHz sau chiar mai mică - acest lucru asigură că sistemul audio va reproduce întregul spectru de frecvențe fără scăderi.

Impedanță - Trebuie să achiziționați tweetere a căror impedanță nominală este egală cu impedanța de ieșire a crossover-ului. Dacă tweeterele sunt pur și simplu conectate în paralel cu difuzoarele principale, atunci impedanța lor ar trebui să fie mai mare sau puteți utiliza un rezistor puternic de unități de ohmi (la urma urmei, când difuzoarele sunt conectate în paralel, rezistența lor totală scade în funcție de formula (R1+R2)/2).

Putere - puterea nominală a tweeterelor nu trebuie să fie mai mică decât puterea de ieșire a amplificatorului radio auto.

Alegerea tweeterelor pe baza altor parametri poate corespunde preferințelor personale, capacităților financiare și capacităților vehiculului, deoarece acestea nu joacă un rol precum caracteristicile tehnice menționate mai sus.

Caracteristicile instalării tweeterului

Instalare corectă capete HF- una dintre cele mai dificile sarcini la construirea unui sistem audio auto. Chiar și un subwoofer cu multă suferință este mai ușor de instalat și de făcut să funcționeze, iar motivul constă în particularitățile undelor din partea de înaltă frecvență a gamei de sunet:

• Datorita lungimii lor mici (cativa centimetri), valurile sunt bine reflectate de obstacole;
• Datorită tiparului de tweeter extrem de direcțional, o scenă sonoră completă se formează într-un spațiu limitat și depinde foarte mult de locația și direcția tweeterelor.

Reflectarea undelor sonore este plină de un efect negativ - formarea de unde staționare în interiorul cabinei cu vârfuri de volum maxim și minim. Dacă undele sunt suprapuse în fază, sunetul este amplificat, iar frecvențele înalte „iese” din scena generală, dacă undele sunt suprapuse în antifază, atunci frecvențele înalte dispar de fapt. Prin urmare, tweeterele trebuie instalate astfel încât să minimizeze posibilitatea unor reflexii inutile a sunetului și a formării de unde staționare.

După cum arată practica, poziția optimă a capetelor HF este pe stâlpii din față. În acest caz, este posibil să se asigure o distanță față de cele mai apropiate obiecte (ferestre) mai mare de 5 cm, ceea ce este suficient pentru a rezolva problema undelor staționare. În ceea ce privește poziția spațială a tweeterelor, aceasta trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

• În plan vertical, tweeterele ar trebui să fie amplasate la nivelul gurii ascultătorului;
• În plan orizontal, tweeterele trebuie poziționate astfel încât axele lor să se intersecteze aproximativ între scaunele șoferului și pasagerului.

Cu toate acestea, o întrebare mult mai dificilă nu este cum se instalează tweetere, dar despre cum să le conectăm la radioul auto. Există trei opțiuni posibile aici:

• Conectarea capetelor HF în paralel cu difuzoarele principale LF-MF fără piese suplimentare;
• Conectarea tweeterelor la difuzoare printr-un filtru simplu;
• Conectarea tweeterelor prin crossovere pasive.

În primul caz, întregul spectru de sunet va fi furnizat tweeterului, dar datorită caracteristicilor de design, va fi reprodusă doar gama de înaltă frecvență. Aceasta este departe de a fi cea mai bună opțiune, deoarece capul va fi supraîncărcat și va trebui să funcționeze în modul dificil. Prin urmare, este mai bine să folosiți filtre (încrucișări) care taie componenta joasă-medie și alimentează tweeter-ul numai cu frecvențe înalte.

Când utilizați un crossover, este foarte important să selectați corect frecvența de tăiere - aici este necesar să alegeți o frecvență, astfel încât să nu depășească limita inferioară a gamei de frecvențe reproduse ale tweeterului, altfel o parte a spectrului. pur și simplu va fi pierdut. Astăzi pe piață puteți găsi crossover-uri cu o frecvență de tăiere de la 1,8 la 5 kHz, dar mai des această frecvență se află la nivelul de 2,5-3 kHz.

Trebuie remarcat faptul că în crossover-urile pasive, o parte din energia curentă a frecvenței audio se pierde, ceea ce înseamnă că difuzoarele sunt furnizate mai puțină putere. Aici vine în ajutor sensibilitatea ridicată a tweeterelor, datorită căreia pierderea puterii este aproape de neobservat.

Cu instalarea și conectarea corectă a tweeterelor, în mașină va fi creat un sistem audio de înaltă calitate, care poate aduce plăcere de la ascultarea muzicii.

Operațiunea tweetere nu este mult diferită de funcționarea altor difuzoare ale sistemului audio, aici trebuie să urmați câteva reguli simple:

• Noile tweetere trebuie „încălzite” - conduse la volum crescut timp de 20-30 de ore (cu pauze) folosind muzică diferită. În timpul încălzirii, capetele HF vor ajunge în modul de funcționare, piesele se vor măcina în ele, șaiba de centrare, suspensia și alte componente se vor „încălzi”;
• Tweeterele sunt mai puțin sensibile la semnalele de mare putere, dar totuși nu este recomandat să porniți sistemele audio la volume ridicate - este mai bine să porniți mai întâi muzica la volume scăzute, apoi să o aduceți la nivelul necesar;
• Tweeterele trebuie protejate de influențele mecanice (poziția lor contribuie la impacturi frecvente cu diverse obiecte, și pur și simplu apucare cu mâinile), lichide etc.

Dacă aveți grijă de beeper-uri și alte componente, sistemul audio va dura mult timp și își va îndeplini funcțiile eficient la fiecare călătorie. Și nu se cere nimic mai mult de la ea.

Există multe tipuri diferite de emițătoare de sunet, dar cele mai comune sunt emițătoarele de tip electromagnetic sau, așa cum sunt numite și difuzoare.

Difuzoarele sunt principalele elemente structurale ale sistemelor acustice (AS). Din păcate, un difuzor nu este capabil să reproducă întreaga gamă de frecvențe audibile. Prin urmare, pentru reproducerea full-range în sistemele acustice, se folosesc mai multe difuzoare, unde fiecare este proiectată să reproducă propria bandă de frecvență. Principiile de funcționare ale difuzoarelor de joasă frecvență (LF) și de înaltă frecvență (HF) sunt aceleași, diferențele constau în implementarea elementelor structurale individuale.

Principiul de funcționare al difuzorului se bazează pe interacțiunea unui câmp magnetic alternativ creat de un curent care trece prin firul unei bobine magnetice cu câmpul magnetic al unui magnet permanent.

În ciuda simplității comparative a designului, difuzoarele destinate utilizării în sisteme acustice de înaltă calitate au un număr mare de parametri importanți de care depinde sunetul final al sistemului acustic.

Cel mai important indicator care caracterizează un difuzor este banda de frecvență reprodusă. Poate fi indicat ca o pereche de valori (limită inferioară și frecvență limită superioară) sau dat sub forma unui răspuns amplitudine-frecvență (AFC). A doua opțiune este mai informativă. Răspunsul în frecvență este o dependență grafică a nivelului de presiune sonoră creat de un difuzor la o distanță de 1 metru de-a lungul axei de lucru pe frecvență. Răspunsul în frecvență vă permite să evaluați distorsiunile de frecvență introduse de difuzor în semnalul original și, de asemenea, în cazul utilizării difuzorului ca parte a unui sistem multi-bandă, să identificați valoarea optimă a frecvenței filtrului de încrucișare. Este răspunsul în frecvență care permite unui difuzor să fie clasificat ca frecvență joasă, frecvență medie sau frecvență înaltă.

Selectarea unui subwoofer

Pentru difuzoarele LF, pe lângă răspunsul în frecvență, un grup esențial de indicatori sunt așa-numiții parametri Thiel-Small. Pe baza acestora, se calculează parametrii de proiectare acustică pentru difuzor (carcasa sistemului de difuzoare). Setul minim de parametri este frecvența de rezonanță - fs, factor de calitate total - Qts, volum echivalent - Vas.

Parametrii Thiel-Small descriu comportamentul difuzorului în regiunea de acțiune a pistonului (sub 500Hz), considerându-l ca un sistem oscilant. Împreună cu designul acustic (AO), difuzorul este un filtru de trecere înaltă (HPF), care permite utilizarea instrumentelor matematice împrumutate din teoria filtrului în calcule.

O evaluare a valorilor Thiel-Small ale parametrilor difuzorului și, în primul rând, a factorului total de calitate Qts, ne permite să judecăm oportunitatea utilizării difuzorului în sisteme acustice cu unul sau altul tip de design acustic (AO) . Pentru difuzoarele cu design acustic cu fază inversată, se folosesc în principal difuzoarele cu un factor de calitate total de până la 0,4. Este de remarcat faptul că sistemele cu fază inversată sunt cele mai solicitante, din punct de vedere al designului, în comparație cu difuzoarele care au AO închis și deschis. Acest design este sensibil la erorile făcute în calcule și în fabricarea carcasei, precum și atunci când se utilizează valori nesigure pentru parametrii woofer-ului.

Atunci când alegeți un woofer, parametrul Xmax joacă un rol important. Xmax arată deplasarea maximă admisă a conului, la care un număr constant de spire ale firului bobinei vocale este menținut în golul circuitului magnetic al difuzorului (a se vedea figura de mai jos).

Pentru sistemele de difuzoare satelit sunt potrivite difuzoarele cu Xmax = 2-4mm. Pentru subwoofer-uri, trebuie folosite difuzoare cu Xmax=5-9mm. În același timp, se menține liniaritatea conversiei vibrațiilor electrice în cele acustice la puteri mari (și, în consecință, amplitudini mari de vibrație), care se manifestă prin radiații mai eficiente de frecvențe joase.

Dacă ați decis să realizați un sistem de difuzoare cu propriile mâini, vă veți confrunta inevitabil cu problema alegerii componentelor de marcă, inclusiv a frecvenței difuzoarelor. Fără experiență în utilizarea produselor de la diverși producători, uneori este dificil să faci cea mai bună alegere. Trebuie să te ghidezi după mulți factori și să compari în funcție de mulți parametri, nu doar cei care țin de caracteristicile pașaportului. Difuzoarele ACTON vă vor completa cu succes sistemul de difuzoare deoarece, pe lângă calitatea înaltă, au o serie de avantaje:

• au un raport pret/calitate optim pe segmentul lor;
• boxele sunt special concepute pentru difuzoarele profesioniste utilizate pentru dublarea evenimentelor sociale si culturale;
• a fost elaborată documentația pentru fabricarea carcaselor pentru difuzoare;
• interacțiunea dintre consumator și producător se realizează direct fără intermediari, ceea ce evită problemele cu disponibilitatea oricăror piese de schimb și componente;
• suport informativ privind proiectarea difuzoarelor;
• fiabilitate ridicată a difuzoarelor ACTON.

Vă puteți familiariza cu gama de modele de boxe ACTON.

Selectarea unui tweeter

Atunci când alegeți un tweeter, răspunsul în frecvență determină frecvența inferioară a intervalului pe care îl reproduce. Este necesar ca banda de frecvență a tweeterului să se suprapună oarecum pe banda de frecvență a wooferului.

Unele tweetere sunt proiectate să funcționeze împreună cu un claxon. Spre deosebire de tweeterele cu radiație directă (sau tweeterele, așa cum sunt numite acestea), tweeterele cu corn, datorită proprietăților claxonului, au o frecvență de tăiere mai mică a intervalului audio reprodus. Frecvența de limitare inferioară a unui astfel de difuzor de înaltă frecvență poate fi de aproximativ 2000-3000 Hz, ceea ce face posibilă în multe cazuri abandonarea difuzorului midrange în sistemul de difuzoare.

Datorită designului lor, tweeterele tind să aibă o sensibilitate mai mare decât wooferele. Prin urmare, în etapa de proiectare a filtrului, este prevăzut un circuit atenuator (supresor), care este necesar pentru a reduce excesul de radiație, ceea ce aduce valorile de sensibilitate ale difuzoarelor de înaltă și joasă frecvență la același nivel.

Atunci când alegeți un tweeter, este important să luați în considerare puterea acestuia, care este selectată în funcție de puterea woofer-ului. În acest caz, puterea difuzorului HF este luată mai mică decât puterea difuzorului LF, ceea ce rezultă din analiza densității spectrale a semnalului audio, corespunzător zgomotului roz (care are o scădere spre frecvențe înalte). Pentru un calcul practic al puterii disipate de dinamica de înaltă frecvență în difuzoare cu o frecvență de încrucișare de 3-5 kHz, puteți folosi calculatorul de pe site-ul nostru.

Să vă reamintim că difuzoarele HF nu pot fi folosite fără un filtru trece-înalt (HPF), care limitează pătrunderea părții de frecvență joasă a spectrului.

Factori de deteriorare a difuzorului

În cazul unor condiții anormale de funcționare, este posibilă deteriorarea mecanică și electrică a difuzoarelor. Deteriorarea mecanică apare atunci când amplitudinea vibrațiilor difuzorului depășește amplitudinea admisă, care depinde de proprietățile mecanice ale elementelor sistemului în mișcare. Zona de frecvență cea mai critică pentru o astfel de deteriorare este aproape și sub frecvența de rezonanță mecanică a difuzorului, de exemplu. unde amplitudinea oscilaţiilor este maximă. Deteriorările electrice apar ca urmare a supraîncălzirii ireversibile a bobinei. Cea mai critică bandă de frecvență pentru deteriorarea de acest fel corespunde benzii situate în apropierea rezonanței electro-mecanice a difuzorului. Ambele tipuri de daune apar ca urmare a depășirii puterii electrice maxime permise furnizate difuzorului. Pentru a evita astfel de consecințe, valoarea maximă a puterii este standardizată.

Există mai multe standarde, cu ajutorul cărora producătorii își normalizează puterea produselor. Cel mai apropiat din punct de vedere al condițiilor reale în cazul utilizării unui sistem acustic pentru sunetul evenimentelor publice este standardul AES. Puterea conform acestui standard este definită ca pătratul tensiunii rms într-o anumită bandă de zgomot roz pe care difuzorul o poate rezista timp de cel puțin 2 ore, împărțit la valoarea minimă a impedanței Zmin. Standardul reglementează prezența difuzorului în „aer liber” fără carcasă. La testare, unii producători plasează difuzorul într-o carcasă, aducându-i astfel condițiile de funcționare mai aproape de condițiile reale, ceea ce, din punctul lor de vedere, duce la rezultate mai obiective. Valoarea cunoscută a puterii difuzorului servește drept ghid atunci când alegeți un amplificator a cărui putere ar trebui să corespundă valorii puterii difuzorului AES.

Este de remarcat faptul că valoarea reală a puterii furnizate difuzorului este dificil de estimat fără măsurători speciale și poate varia foarte mult chiar și cu aceeași setare a controlului volumului pe dispozitivele de cale sonoră.

Acest lucru poate fi influențat de mulți factori, cum ar fi:

• Spectrul semnalului reprodus (gen muzical, frecvență și interval dinamic al operei muzicale, instrumente muzicale predominante);
• Caracteristici ale circuitelor de filtrare pasive și crossover-uri active care limitează spectrul semnalului original care intră în difuzoare;
• Utilizarea unui egalizator și a altor dispozitive de corecție a frecvenței în calea audio;
• Modul de funcționare a amplificatorului (apariția distorsiunii neliniare și a tăierii);
• Proiectarea carcasei sistemului acustic;
• Funcționare defectuoasă a amplificatorului (apariția unei componente constante în spectrul semnalului amplificat)

Următoarele măsuri cresc fiabilitatea funcționării sistemelor de difuzoare:

• Reducerea frecvenței limită superioară a difuzorului woofer folosind un filtru trece-jos (LPF). În acest caz, partea din spectrul de semnal care are o contribuție semnificativă la încălzirea bobinei este limitată;
• Limitează banda de frecvență sub frecvența de reglare bass reflex utilizând circuite LOW-PASS (filtru trece-înalt). Această măsură limitează amplitudinea vibrațiilor difuzorului în afara domeniului de funcționare a difuzoarelor pe partea de joasă frecvență, prevenind deteriorarea mecanică a woofer-ului;
• Reglarea difuzorului de înaltă frecvență de înaltă frecvență la o frecvență mai mare;
• Design de carcase pentru difuzoare care oferă cele mai bune condiții pentru convecția naturală a difuzoarelor;
• Eliminarea funcționării difuzoarelor cu un amplificator care funcționează în modul de distorsiune neliniară și tăiere;
• Prevenirea apariției clicurilor puternice de comutare, „închiderea” microfonului;
• Utilizarea unui limitator în calea audio.

Rețineți că sistemele de difuzoare care sunt utilizate pentru înregistrarea profesională a sunetului (în special în discoteci) sunt adesea forțate să funcționeze la putere mare. În timpul funcționării, încălzirea bobinei difuzorului poate ajunge la 200 de grade, iar elementele circuitului magnetic - 70 de grade. Funcționarea pe termen lung în condiții extreme duce la faptul că difuzoarele „ard”. Acest lucru poate fi cauzat de depășirea puterii electrice permise furnizate difuzorului, precum și de o defecțiune a amplificatorului. În multe privințe, siguranța setului depinde de calificările DJ-ului. Din acest motiv, indiferent de difuzorul pe care îl alegeți, trebuie să luați în considerare disponibilitatea truselor de reparații. În același timp, situația este și mai complicată de faptul că, de regulă, nu se arde un difuzor în același timp, ci mai multe, ceea ce dezactivează întregul set. Având în vedere toate cele de mai sus, ajungem la concluzia că problema momentului și costului livrării truselor de reparații este, de asemenea, extrem de importantă în etapa de selectare a difuzoarelor pentru difuzoare.

Tweetere profesionale Proiectat pentru instalare în instalații multidirecționale și acustică de concert. Difuzoarele profesionale de înaltă frecvență trebuie să aibă un sunet sporit, oferind difuzoarelor în care sunt instalate capacitatea de a acoperi complet încăperi mari, precum și o fiabilitate ridicată. Acustica profesională este folosită în mod tradițional cu putere de intrare crescută pentru o lungă perioadă de timp. Acest mod de funcționare este deosebit de periculos pentru difuzoarele de înaltă frecvență, care, datorită dimensiunilor relativ mici ale sistemelor magnetice, sunt predispuse la supraîncălzire și defecțiuni. În plus, amplificatoarele care funcționează la puterea de ieșire aproape maximă generează o cantitate mare de distorsiuni, de asemenea, în regiunea de înaltă frecvență.

Difuzoarele HF pentru acustică profesională, de regulă, au dimensiuni mai mari decât, iar pentru a crește sunetul sunt echipate. Golurile magnetice ale bobinelor lor mobile sunt adesea umplute cu lichid de răcire, iar carcasele au elemente speciale care le permit să disipeze eficient căldura. În caz contrar, alegerea unui tweeter pentru acustică profesională ar trebui tratată la fel ca și pentru cele obișnuite, pe baza intervalului de frecvență necesar de frecvențe reproduse, rezistență și sensibilitate. Desigur, este necesar să porniți un difuzor profesional de înaltă frecvență printr-un filtru de izolare adecvat, care poate conține și elemente care să o protejeze.