|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Głośniki w samochodzie. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Głośniki Aby stworzyć dobry, nowoczesny system car audio, zainstalowanie gotowych „głośników” i podłączenie ich do radia zdecydowanie nie wystarczy. Dlatego po rozmowie o magnetofonach warto rozważyć nowoczesne konstrukcje głośników używane przez kierowców. W drugiej części artykułu zostanie podana tabela głównych parametrów głowic dynamicznych produkcji krajowej. W kolejnych numerach magazynu będziemy kontynuować opisywanie etapów doboru, rozmieszczenia i montażu elementów systemu audio w samochodzie. Wybierając głowice lub głośniki elektrodynamiczne, zwane potocznie „głośnikami”, do systemu car audio, należy pamiętać, że w naturze nie ma ideału. Każda marka będzie miała swoich zwolenników, więc sprawdzanie, które z nich są „godne wszystkich”, jest co najmniej bezcelowe. Preferowane powinny być te, które lepiej spełniają swoje funkcje. Nie zapominaj, że programiści poprawiając jakiś wskaźnik lub parametr, często idą na kompromis kosztem innych. Dlatego nie ma i nie może być rozwiązań uniwersalnych, dających się jednakowo zastosować we wszystkich przypadkach. Należy również pamiętać, że nie ma jednej metodologii testowania samochodowych systemów głośnikowych (AC). Oprócz szeregu zestandaryzowanych metod, wielu producentów stosuje własne, wyolbrzymiając swoją godność, a nawet uciekając się do jawnych kłamstw przy ocenie własnych produktów. Co jest warte na przykład fantastyczna moc setek watów wskazywana na niektórych skromnie wyglądających głowach wątpliwego pochodzenia. Ze wszystkich znanych typów przetworników akustycznych w samochodowych systemach audio, masowe zastosowanie znalazły dynamiczne głowice emitujące bezpośrednie promieniowanie oraz piezoceramiczne głośniki średniotonowe i wysokotonowe. Głośnik dynamiczny został wynaleziony i opatentowany przez Amerykanów Rice'a i Kellogga w 1925 roku, a najbardziej zauważalne zmiany w jego konstrukcji wiążą się z pojawieniem się nowych materiałów do produkcji dyfuzorów i układów magnetycznych. Pomimo swoich nieodłącznych wad jest dość uniwersalny, a wszystkie inne typy emiterów (taśmowe, elektrostatyczne itp.) mają ograniczony zakres. Używanie ich w samochodzie jest obarczone problemami, ale może się przydać przy tworzeniu unikalnych systemów audio. Aby ułatwić nawigację przy wyborze emiterów akustycznych, przypomnijmy ich główne parametry i przyjęte angielskie oznaczenia stosowane przez większość zagranicznych producentów. Impedancja, om - całkowita rezystancja elektryczna głowicy głośnika, najczęściej znormalizowana w wartości bezwzględnej przy częstotliwości 1 kHz i równa 4 omach, rzadziej - 8 omów. Są też głowice o impedancji 10 lub 6 omów (ta ostatnia wartość jest typowa dla produktów japońskich firm). Kiedyś głośniki samochodowe o impedancji 2 omów były dość powszechne (dzięki temu można było uzyskać znaczną moc przy niskim napięciu zasilania), ale teraz stały się rzadkością. Mniej popularne emitery piezoelektryczne w paśmie częstotliwości roboczej (powyżej 5 kHz) mają dość wysoką impedancję pojemnościową - od kilkudziesięciu do setek omów. Należy o tym pamiętać przy wyborze wzmacniacza - niektóre z nich są niestabilne przy obciążeniu pojemnościowym. Charakterystyczny poziom czułości (SPL) to średnie ciśnienie akustyczne wytwarzane przez głośnik. Pomiar odbywa się w odległości 1 m przy mocy wejściowej 1 W (zwykle przy stałej częstotliwości 1 kHz, chyba że w dokumentacji głowicy określono inaczej). Rzeczywista czułość kierowców samochodów wynosi około 90 dB/W 1/2 m, chociaż niektóre głośniki niskotonowe i tuby piezoelektryczne mają czułość wyższą niż 100 dB/W 1/2 m. Należy jednak pamiętać, że niektórzy producenci stosują pomiar przy stałym napięciu wynoszący 2,8 B, co daje bardziej imponujące liczby w przypadku głowic o niskim oporze. Ponieważ emitery piezoelektryczne mają dość wysoką impedancję, przy bardzo wysokich napięciach rozwija się na nich moc 1 W, często przekraczającą maksymalne dopuszczalne, dlatego ich czułość mierzy się przy wyższym poziomie napięcia (zwykle od 5 do 12 V). Odległość, z której mierzone jest ciśnienie akustyczne, dla niektórych emiterów może wynosić nawet 0,5 m. Dlatego rada: aby nie popełnić błędu w wyborze, zwróć uwagę na przypis, który wskazuje warunki pomiaru tego parametru. Zakres odpowiedzi częstotliwościowej, Hz, kHz, wskazuje granice częstotliwości, w których odchylenia ciśnienia akustycznego nie przekraczają pewnych granic. Czasami wskazywana jest wyraźna nierówność pasma przenoszenia, w innych przypadkach można to oszacować na podstawie harmonogramu dołączonego do produktu. Często nie ma w ogóle żadnych dodatkowych informacji. Znamionowa moc elektryczna (obsługa mocy nominalnej), W - długoterminowa moc wejściowa. Oznacza ilość mocy, jaką głośnik może wytrzymać przez dłuższy czas bez uszkodzenia otoczki stożka, przegrzania cewki drgającej lub innych problemów. Szczytowa moc elektryczna (Obsługa mocy szczytowej), W to maksymalna moc wejściowa, jaką głośnik może wytrzymać przez krótki czas bez ryzyka uszkodzenia. Współczynnik zniekształceń harmonicznych (całkowite zniekształcenie), %, jest wskazywany bardzo rzadko. Ponieważ parametr ten jest zależny od częstotliwości, wartości podawane są dla kilku stałych częstotliwości lub w formie wykresu. Istnieje jeszcze kilka parametrów naciągów średniotonowych i basowych, które w pełni opisują ich właściwości elektryczne i mechaniczne podczas pracy w trybie tłokowym (więcej na ten temat poniżej). Parametry te po raz pierwszy wprowadził A. Thiele, a później R. Small. Na cześć autorów nazwano je parametrami Thiela-Small. Ich pełna lista jest dość obszerna, ale minimalny wymagany zestaw obejmuje następujące elementy. Częstotliwość rezonansu własnego (Fs), Hz, głowice głośników w otwartej przestrzeni. W tym momencie jego impedancja jest maksymalna. Równoważna objętość (Vas), m3 . Jest to zamknięta objętość powietrza wzbudzana przez głowę, posiadająca elastyczność równą elastyczności układu ruchomego głowy. Całkowity współczynnik jakości (Qts - wielkość bezwymiarowa) głowica głośnika przy częstotliwości rezonansowej uwzględnia wszystkie straty. Poniższe parametry są składnikami pełnego współczynnika jakości i są stosunkowo rzadkie w dokumentacji. Mechaniczny współczynnik jakości (Qms - wielkość bezwymiarowa) głowica głośnika przy częstotliwości rezonansowej uwzględnia straty mechaniczne. Współczynnik jakości elektrycznej (Qes - wielkość bezwymiarowa) głowica głośnika przy częstotliwości rezonansowej uwzględnia straty elektryczne. Całkowity współczynnik jakości głowy jest mniejszy niż 0,3 ... 0,35 uważa się za niski, ponad 0,5 ... 0,6 - wysoki. Znając pełny współczynnik jakości i częstotliwość rezonansową głowicy możemy stwierdzić, że wymaga ona konstrukcji akustycznej. Jeżeli stosunek Fs/Qts wynosi 50 lub mniej, głowica jest zaprojektowana do pracy w zamkniętej obudowie. Do pracy w falowniku fazowym zaleca się stosowanie głowic, w których wskaźnik ten wynosi 90 lub więcej. Głowice samochodowe montowane w drzwiach lub na tylnej półce pracują niemalże w zamkniętej skrzyni. Aby pracować w takich warunkach, należy wybrać głowicę o wysokim współczynniku jakości całkowitej (nie mniejszym niż 0,5) i częstotliwości rezonansowej co najmniej 45 Hz. Jedną z najważniejszych cech konstrukcyjnych naciągu dynamicznego jest materiał stożka, od którego w największym stopniu zależy jakość dźwięku. Idealna głowica powinna posiadać całkowicie sztywny i bezmasowy dyfuzor osadzony na całkowicie elastycznym zawieszeniu. Wszystkie istniejące konstrukcje są od tego dalekie. Wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału, zaczynając od częstotliwości zwanej częstotliwością odcięcia strefy działania tłoka, stożek przestaje drgać jako całość. Powstała interferencja fal dźwiękowych z różnych sekcji dyfuzora prowadzi do pojawienia się lokalnych szczytów i spadków w paśmie częstotliwości, koloryzując dźwięk. Odkształcenia rzeczywistego dyfuzora spowodowane niewystarczającą sztywnością prowadzą do pojawienia się naturalnych oscylacji w materiale dyfuzora. Należy je skutecznie stłumić, w przeciwnym razie pojawienie się zniekształceń intermodulacyjnych (podtekstów) i „rozmycia” ataku sygnału impulsowego jest nieuniknione. Nieliniowość zawieszenia powoduje również zniekształcenia intermodulacyjne. Zatem materiał dyfuzora musi łączyć niską masę właściwą z dużą sztywnością i wysokim tłumieniem. Poszukiwanie kompromisu przy tak sprzecznych wymaganiach zmusza projektantów do stosowania nowych materiałów, które skutecznie współistnieją ze starymi. Jednocześnie rozwiązanie jednego problemu często prowadzi do pojawienia się nowych. Choć może się to wydawać paradoksalne, ale dyfuzory papierowe jak dotąd najskuteczniej łączą wszystkie niezbędne cechy. Dyfuzory papierowe stosowane są w głowicach od ich „narodzin”. Początkowo były klejone, obecnie wykonywane są głównie metodą odlewania i prasowania z impregnacją związkami syntetycznymi. Dyfuzory stożkowe tłoczone są tanie i zaawansowane technologicznie, mają jednak szereg wad (głównie niską sztywność) i są stosowane tylko w niedrogich konstrukcjach. Dyfuzory wyższej jakości produkowane są metodą odlewania. Płynną masę papierniczą nakłada się na matrycę, zwykle z metalowej siatki, która po stwardnieniu tworzy preformę dyfuzora. Dzięki tej technologii, dzięki zastosowaniu krzywoliniowej tworzącej i zmiennej grubości dyfuzora, zmniejszającej się od środka do krawędzi, możliwe jest częściowe rozwiązanie problemu sztywności. Dyfuzory papierowe można stosować w niemal wszystkich typach głowic. Zaletami takich dyfuzorów są doskonałe tłumienie wewnętrzne, prawie całkowity brak lokalnych rezonansów oraz płynne przejście od pracy tłokowej do strefowej. Płynna charakterystyka częstotliwościowa pozwala nie martwić się zachowaniem głowicy poza pasmem częstotliwości roboczej, co pozwala na zastosowanie najprostszych filtrów zwrotnicowych o niskim nachyleniu i minimalnych zniekształceniach fazowych. Subiektywna ocena jakości dźwięku jest wysoka. Główną wadą membran papierowych jest ich stosunkowo niska sztywność, co może mieć wpływ na dopracowanie najdrobniejszych szczegółów dźwięku. Wytrzymałość mechaniczna jest niska, co ogranicza maksymalną moc wejściową. Rozrzut technologiczny parametrów głowic serii mas jest stosunkowo duży, co przy wysokich wymaganiach co do jakości dźwięku może wymagać ich wstępnego doboru. Parametry zmieniają się w czasie i pod wpływem atmosfery, pomimo impregnacji masy papierniczej i powłok ochronnych. Ta ostatnia okoliczność ogranicza stosowanie głowic z papierowymi membranami w samochodowych systemach audio bez konieczności podejmowania specjalnych środków. Niestety utrudnia to zastosowanie w samochodzie wysokiej jakości głowic przeznaczonych do „domowych” systemów audio. Polipropylen został po raz pierwszy użyty jako materiał na membrany podczas opracowywania monitorów dla studiów dźwiękowych BBC w 1975 roku, a obecnie jest szeroko stosowany w głowicach do szerokiej gamy zastosowań. Ze względu na dość duże tłumienie wewnętrzne, odpowiednio zaprojektowany stożek polipropylenowy może zapewnić płaską i gładką charakterystykę częstotliwościową przy wysokich poziomach SPL. Aby zwiększyć sztywność, stosuje się dodatki mineralne - kwarc, mikę, krzemian magnezu. Zaletami głowic z membranami polipropylenowymi jest bardzo płynne pasmo przenoszenia, neutralny dźwięk, dobra charakterystyka impulsowa, płynne przejście do trybu strefowego, odporność na warunki atmosferyczne. Najlepsze próbki dyfuzorów polipropylenowych nie ustępują papierowym pod względem przejrzystości dźwięku, jednak przez ograniczoną sztywność tracą na „szczegółowości” obrazu dźwiękowego. Głównym obszarem zastosowania są głowice szerokopasmowe i niskoczęstotliwościowe. Kompozyty z tkaniny z włókna węglowego charakteryzują się unikalną kombinacją niskiego ciężaru właściwego z bardzo wysoką sztywnością. Jednak ze względu na niewystarczające tłumienie wewnętrzne i złożoną anizotropową strukturę materiału przejściu do reżimu strefowego towarzyszą liczne szczyty i spadki odpowiedzi częstotliwościowej w pobliżu górnej krawędzi zakresu roboczego. Aby skutecznie stłumić niepożądane podteksty, wymagane są filtry zwrotnicowe o dużym nachyleniu zaniku, czasami wymagane jest zastosowanie selektywnych łańcuchów korekcyjnych lub specjalnych korektorów. To znacznie komplikuje konstrukcję systemu i stwarza problemy ze zniekształceniami fazowymi. Głównym obszarem zastosowania są subwoofery. Kevlar jest szczególnie znany jako materiał na kamizelki kuloodporne. Pierwsze głowice kevlarowe zostały wyprodukowane w połowie lat 80-tych przez francuską firmę Focal i niemiecki Eton. Sztywność stożków kevlarowych jest niezwykle duża, dlatego problemy typowe dla stożków o dużej sztywności ujawniają się z całą mocą. Przy częstotliwościach 3 ... 4 kHz i wyższych pojawia się charakterystyczny dźwięk „Kevlaru” - postrzępiona charakterystyka częstotliwościowa, będąca konsekwencją ostrego przejścia supersztywnego stożka do trybu strefowego. Na ucho odbierane jest to jako dźwięk twardy, agresywny, wyraźnie dysharmonijny z dźwiękiem tej samej głowy w dolnej części zakresu średnich częstotliwości. Projektanci takich systemów zmuszeni są do instalowania dość skomplikowanych filtrów zwrotnicowych czwartego rzędu (24 dB/okt.), uzupełnionych torem korekcyjnym dostrojonym do częstotliwości rezonansowej „Kevlaru” – zwykle w zakresie 5...7 kHz. Efekt brzmienia „Kevlaru” jest konsekwencją połączenia dużej sztywności z niskimi stratami wewnętrznymi. Aby poprawić tłumienie, Eton opracował trójwarstwowy materiał składający się z dwóch warstw kompozytu Kevlar i wklejonej pomiędzy nimi sztywnej warstwy „plastra miodu”. Podobny materiał stosuje firma Focal pod nazwą Aerogel. Inni producenci stosują tłumiącą gumową powłokę na spodniej stronie stożka lub szeroki kołnierz zawieszenia, aby stłumić niepożądane rezonanse. Główny zakres - głowice niskotonowe i subwoofery. Próby zastosowania dyfuzorów metalowych nie można uznać za udane, gdyż ich znaczna masa zmniejsza czułość głowic do 84...87 dB. Brak wewnętrznego tłumienia prowadzi do pojawienia się wyraźnych wartości szczytowych przy częstotliwościach 5...10 kHz. Przenikliwy, ochrypły dźwięk rogowych „dzwonków” zainstalowanych w parkach czy na placach to koszmar melomana. Metalowe dyfuzory są stosowane tylko w niektórych modelach subwooferów i kopułkowych głośników wysokotonowych. Sztywne struktury trójwymiarowe z płaską powierzchnią promieniującą i wewnętrznym wypełniaczem w postaci plastrów miodu lub spienionego polimeru są znane od początku lat 70-tych. Często nadano im kształt prostokątny lub wielościenny z zaokrąglonymi narożnikami. W jednym z wariantów głośników S-90 zastosowano głowice dynamiczne niskich częstotliwości z płaskimi radiatorami. Duża masa dyfuzora w tym przypadku również znacznie zmniejsza czułość głowicy, a drgania zginające konwencjonalnych dyfuzorów w strefie zasięgu promieniowania ustępują drganiom objętościowym i poprzecznym narostom ciężkiego dyfuzora. Tłumienie tego ostatniego jest bardzo trudne. Głośniki wysokotonowe z miękkimi kopułkami wykonanymi z jedwabiu lub materiałów syntetycznych praktycznie wyparły obecnie radiatory HF z dyfuzorem. Cechą konstrukcyjną głowic kopułkowych jest to, że cała powierzchnia promieniująca znajduje się wewnątrz cewki, a nie na zewnątrz, jak w przypadku głowic stożkowych. Zaleta miękkich kopułek – doskonałe tłumienie wewnętrzne stwarza warunki do uzyskania gładkiej charakterystyki częstotliwościowej z płynnym zanikiem w górnej części zakresu roboczego i dobrą charakterystyką przejściową. Ich wadą jest ograniczona zdolność przeciążania, co nakłada zwiększone wymagania na częstotliwość i/lub nachylenie filtra zwrotnicy (zwrotnicy). Wysoki profil kopułki (ze względu na sztywność) pogarsza charakterystykę promieniowania w porównaniu z bardziej płaskimi kopułkami metalowymi i często wymaga od projektantów stosowania rozbieżnych soczewek akustycznych, co jest potencjalnym źródłem dyfrakcyjnych zniekształceń charakterystyki częstotliwościowej. Wraz z pojawieniem się głośników wysokotonowych kopułkowych podjęto próby wdrożenia koncepcji twardej kopułki. Po eksperymentach z polimerami projektanci zdecydowali się na metal. W połowie lat 80. zaczęto wprowadzać na rynek ultracienkie kopułki wykonane z tytanu i aluminium; do ich wytwarzania wykorzystano metody precyzyjnej elektrolizy i osadzania próżniowego. Jak przystało na głowy ze sztywnymi dyfuzorami, „głośniki wysokotonowe” z metalowymi kopułkami charakteryzują się charakterystycznym szczytem przenoszenia w zakresie częstotliwości 25...30 kHz do 3...12 dB. W pewnych warunkach mogą zaistnieć warunki intermodulacji tych komponentów z innymi w zakresie audio. Przez ucho można to odebrać jako „metaliczną” barwę dźwięku. Warto zaznaczyć, że brzmienie najlepszych przykładów kopułek metalowych jest przejrzyste, klarowne, zbliżone do brzmienia emiterów elektrostatycznych. Zaletą twardej kopułki jest to, że pracuje ona bez deformacji w całym zakresie częstotliwości pracy, zapewniając wysoką szczegółowość i przejrzystość dźwięku. Kierunkowość wynikająca z niskiego profilu takiej kopułki jest znacznie lepsza niż w przypadku kopułek miękkich, jednakże charakterystyczny pik ultradźwiękowy w paśmie przenoszenia może prowadzić do nieprzyjemnych podbarwień dźwięku. Niestety zasięg istniejących emiterów wysokiej częstotliwości z ceramicznymi dyfuzorami jest niewystarczający. Kompaktowe ceramiczne „głośniki wysokotonowe” do samochodów były pierwszymi wypuszczonymi na rynek przez Infinity. W rzeczywistości są to ceramika-metal: jeszcze cieńsza (5...10 mikronów) warstwa czystej ceramiki tlenkowej, która ma wyjątkową twardość, osadzona jest na cienkim metalowym podłożu. Sztywność kopuły ze względu na małą grubość powłoki nieznacznie wzrasta, ale brak „metalicznych” podtekstów przyczynia się do najdokładniejszego odtwarzania dźwięku o wysokich częstotliwościach. Głowice samochodowe mają kilka standardowych rozmiarów w oparciu o system calowy: 7,5 cm (3"), 8,7 cm (3,5"), 10 cm (4"), 13 cm (5"), 16 cm (6"), 20 cm ( 8"), 25 cm (10"), 30 cm (12"). Oprócz okrągłych głów szeroko rozpowszechnione są eliptyczne 4x6, 5x7, a zwłaszcza 6x9 cali (nazywa się je również „łopianami”). Ten projekt nie ma żadnych specjalnych zalet, z wyjątkiem układu. Większość producentów w oznaczeniu modelu podaje obwód głowy w calach lub centymetrach, co w pewnym stopniu ułatwia im „korespondencyjny” wybór. W zestawie znajdują się siatki ochronne na głowę oraz elementy mocujące. Głowice przeznaczone do zastąpienia fabrycznych w standardowych miejscach samochodu, dostarczane są bez siatek („custom fit”). Głośniki stosowane w samochodach można podzielić na kilka grup ze względu na ich funkcje i cechy konstrukcyjne. Głośniki szerokopasmowe budowane są w oparciu o głowice elektrodynamiczne z pojedynczą membraną lub z dodatkową membraną przyklejoną do wspólnej cewki drgającej. Dodatkowo w głośnikach szerokopasmowych zastosowano głowice z promiennikami współosiowymi lub dodatkowymi promiennikami wysokiej częstotliwości zamontowanymi na wspólnym uchwycie dyfuzora. W droższych samochodowych systemach audio stosuje się głośniki komponentowe (oddzielne): niskotonowe, średniotonowe, a czasem łączone w dwa pasma - LF-MF, „głośniki wysokotonowe” o wysokiej częstotliwości. W większości systemów szerokopasmowych stosowane są również subwoofery (subwoofery). Konstrukcja akustyczna głowic polega na ich osadzeniu w elementach karoserii lub wykonaniu w osobnych obudowach. Teraz bardziej szczegółowo o cechach głośników w różnych pasmach częstotliwości audio. W wyniku przejścia dyfuzora z trybu pracy tłokowej do trybu strefowego, charakterystyka promieniowania konwencjonalnych głowic szerokopasmowych zawęża się wraz ze wzrostem częstotliwości, a powrót maleje. Aby skompensować to zjawisko, do konstrukcji wprowadzono dodatkowy stożkowy dyfuzor o mniejszym kącie otwarcia. Efekt jego wprowadzenia najbardziej widać w głowicach z dużym dyfuzorem. Materiałem dodatkowego dyfuzora jest papier lub folia aluminiowa. Główny dyfuzor głowic szerokopasmowych jest zwykle wykonany z papieru lub polipropylenu. Większość samochodowych głowic szerokopasmowych reprezentowana jest przez modele z okrągłymi dyfuzorami o średnicy 7,5…10 cm, zdarzają się również głowice z dyfuzorami eliptycznymi. Powtarzalne pasmo częstotliwości prostych głowic szerokopasmowych jest faktycznie ograniczone od góry wartościami 8...12 kHz, głowic z dodatkową membraną - 12...16 kHz. Dolna granica odtwarzalnych częstotliwości, w zależności od wielkości głowy, waha się od 100 ... 120 Hz dla małych rozmiarów do 40 ... 60 dla większości niskich częstotliwości. Aby zredukować różne zniekształcenia, do samochodowych głowic szerokopasmowych wprowadza się dodatkowe emitery MF-HF (do czterech). Zarówno producenci, jak i sprzedawcy całkowicie błędnie nazywają takie głowice wielopasmowymi. W rzeczywistości pasmo częstotliwości głównego promiennika nie jest niczym ograniczone, a dodatkowe promienniki podłączane są poprzez najprostsze filtry pierwszego rzędu (często są to kondensatory tlenkowe). Aby uniknąć przeciążenia dodatkowych promienników mocnym sygnałem, częstotliwość odcięcia takiego „filtra” jest stosunkowo wysoka (6...10 kHz). Większość głowic tego typu reprezentują modele z dyfuzorem okrągłym (średnica 10...16 cm) lub eliptycznym (około 15x23 cm). Pasmo częstotliwości odtwarzane przez głośniki tej grupy rozciąga się do 18...25 kHz. Dolna granica powtarzalnego pasma częstotliwości jest taka sama jak w przypadku podobnych głowic z pojedynczą membraną. Jako dodatkowe emitery średniotonowe zastosowano małe głowice dynamiczne oraz emitery piezoelektryczne z dyfuzorem. Emitery wysokiej częstotliwości wykonywane są najczęściej w oparciu o małogabarytowe głowice dynamiczne kopułkowe lub płytki piezoceramiczne (w niedrogich modelach). Ponieważ dodatkowy grzejnik jest montowany wewnątrz dyfuzora głowicy głównej w pobliżu jej osi lub współosiowo z nią, głowice tego typu nazywane są „koncentrycznymi”. Konstrukcyjnie promienniki te montowane są na „mostku” osadzonym na uchwycie dyfuzora, lub na stojaku przymocowanym do rdzenia układu magnetycznego. Wszystkie samochodowe głowice szerokopasmowe wymagają do prawidłowego działania dość dużej objętości za stożkiem. Jeśli ten warunek zostanie naruszony, nierównomierność odpowiedzi częstotliwościowej w obszarze niskich częstotliwości gwałtownie wzrasta. Głośniki z tej grupy znajdują zastosowanie jako głośniki główne jedynie w podstawowych systemach car audio. W systemach wysokiej jakości jako tylne stosuje się głowice szerokopasmowe, których szerokość pasma dostarczanych do nich częstotliwości jest ograniczona do 400…2500 Hz. Możliwe jest także zastosowanie prostych głowic szerokopasmowych jako promienników średniej częstotliwości w układach trójdrożnych. W systemach audio wysokiego poziomu stosuje się kilka głowic do oddzielnego odtwarzania niskich, średnich i wysokich częstotliwości. Pozwala to na umieszczenie ich w najbardziej odpowiednich miejscach we wnętrzu samochodu, aby zapewnić najlepszą transmisję obrazu dźwiękowego. Oddzielna zwrotnica zapewnia optymalny dobór częstotliwości zwrotnicy w systemach wielopasmowych. Należy pamiętać, że zestawy głowic sprzedawane są również jako gotowy zestaw zawierający elementy filtrów separacyjnych. Zestawy te są przeznaczone do systemów audio średniej klasy. Jednak jakość elementów zwrotnicy może być bardzo różna. Kondensatory tlenkowe i cewki z obwodem magnetycznym nie są już rzadkością nawet w drogich zestawach, ale w sprzęcie z najwyższej półki stosowane są wyłącznie wysokiej jakości filtry zwrotnicowe lub stosowane jest dwu- lub trzypasmowe wzmocnienie. Głowice niskiej częstotliwości i MF-LF z reguły mają średnicę 13 ... 20 cm i podobnie jak głowice szerokopasmowe są również przeznaczone do pracy w obudowie o stosunkowo dużej objętości. Trudno wyznaczyć między nimi jednoznaczną granicę: wszystko zależy od tego, czy głowice mają pracować w kolumnie dwu-, czy trójdrożnej. Niektóre z nich sprawdzają się w obudowach zamkniętych i inwertorach fazy. Materiał dyfuzora może być bardzo różny – od papieru po kevlar, dlatego górna granica odtwarzalnego pasma częstotliwości jest bardzo indywidualna dla każdego modelu – od 2…3 do 5…8 kHz. Dolna granica najlepszych modeli naprawdę spada do 30...40 Hz, co pozwala przy odrobinie pomysłowości stworzyć wysokiej jakości samochodowy system audio bez osobnego subwoofera. Głowice subwoofera o niskiej częstotliwości mają średnicę większą niż 16 cm i do normalnej pracy wymagają specjalnej konstrukcji akustycznej (na przykład zamknięta obudowa, falownik fazowy), jeśli wykonasz to sam, musisz albo zaufać zaleceniom producenta, albo wybrać projekt i obliczyć go samodzielnie [1]. Można w tym celu także skorzystać z programów obliczeniowych udostępnianych przez dużych producentów w Internecie [2-4]. Niezbędne do tego parametry Thiela-Small'a są często dostępne w dołączonej dokumentacji głowic. Z reguły subwoofer odtwarza pasmo częstotliwości poniżej 80-90 Hz w instalacji samochodowej, chociaż znane są inne rozkłady częstotliwości. Konstrukcje subwooferów nie są tutaj omówione. Jako emitery wysokiej częstotliwości w samochodowych systemach audio stosuje się głowice z kopułkami z miękkiego materiału tekstylnego lub z twardego metalu. Według subiektywnej oceny brzmienie tych emiterów znacznie się od siebie różni, a oba typy głów mają swoich zwolenników. Jak to się mówi: „smak i kolor…”. Średnica kopułek „głośników wysokotonowych” jest bardzo zróżnicowana – od 15 do 50 mm. Większość producentów zapewnia możliwość orientowania głowic za pomocą specjalnych elementów montażowych znajdujących się w zestawie. Projektowanie emiterów wysokiej częstotliwości instalowanych w samochodowych systemach audio ma pewne cechy. Ze względu na ich niewielkie rozmiary można je umieścić niemal wszędzie, co czyni je idealnymi do ustawienia sceny dźwiękowej. Aby zwiększyć efektywność tej metody, częstotliwość odcięcia filtra górnoprzepustowego czasami obniża się do 1,5…2 kHz, natomiast moc dostarczana do emiterów wzrasta do 30…40% całkowitej mocy systemu. W takich przypadkach wypełnienie szczeliny magnetycznej „cieczą” ferromagnetyczną zabezpiecza przed przegrzaniem cewki. Przeciążenie głowic zostało wyeliminowane dzięki bardziej wyrafinowanemu filtrowi zwrotnicy i ogranicznikowi prądu opartemu na barretterze. W warunkach amatorskich stosuje się w tym celu żarówkę o napięciu 6…12 V, włączając ją szeregowo z głowicą. Promienniki tubowe na średnie i wysokie częstotliwości w samochodowych systemach audio są egzotyczne, ale zainteresowanie nimi sukcesywnie rośnie. Czułość głowic tubowych sięga 97...105 dB/W1/2m, co pozwala na zmniejszenie mocy wzmacniacza. Róg jest specjalnym typem konstrukcji akustycznej i może być wykonany samodzielnie [5]. Na przełomie lat 90., gotowe do użycia, wysokiej jakości głośniki wielopasmowe były szeroko stosowane w samochodach, ale obecnie praktycznie zniknęły ze sceny, ustępując miejsca głośnikom koncentrycznym i komponentowym. Dostępne obecnie na rynku tak zwane „głośniki samochodowe” – cienkościenne plastikowe pudełka z maleńkimi główkami – to nic innego jak zabawka. Masowe modele samochodowych głowic dynamicznych oferowanych przez firmy Kenwood, Pioneer, Sony, Clarion, Panasonic, Philips, Prology, Pyramid są obecnie szeroko reprezentowane w sprzedaży. Modele z wyższej półki produkowane są przez Focal, Infinity, Kicker, Precision Power, Rockford Fosgate, MTX, Phoenix Gold, Jensen i innych. Wysoki koszt tych produktów zmusza ich do zwracania uwagi na głowy krajowe. Dynamiczne głowice rodzimej produkcji do głośników samochodowych pojawiły się stosunkowo niedawno i jeśli nie da się takich kupić, radioamatorzy będą musieli skupić się na głowicach do ogólnego użytku. Na koniec tego artykułu - lista produkowanych w kraju głowic dynamicznych, które w miarę nadają się do zastosowania w głośnikach samochodowych. Ponieważ szynki mogą mieć przestarzałe typy dynamicznych główek, są one również ujęte w poniższej tabeli.
Informacje o parametrach autor zaczerpnął z wielu źródeł, w szczególności z [1, 5]. Nie zawsze były one jednak wyczerpujące i tylko to wyjaśnia „białe plamy” w tabeli. Niestety dla krajowych głowic dynamicznych nie podano parametrów Thiela-Small'a, dlatego część parametrów uzyskano empirycznie. Wartości alternatywne (w przypadku rozbieżności w różnych źródłach) podano w nawiasach. Autor pragnie podziękować wszystkim, którzy pomogli w przygotowaniu tabeli. literatura
Autor: A. Shikhatov, Moskwa
Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024 Klawiatura Primium Seneca
05.05.2024 Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie
04.05.2024
▪ Ciśnienie i wibracje sprawiają, że zastrzyki są bezbolesne ▪ Inteligentne okulary Tobii Okulary 2 ▪ Wino z zawartością złota smakuje lepiej ▪ Bezprzewodowy kompaktowy projektor Acer XD1520i
▪ sekcja serwisu dla lubiących podróżować - wskazówki dla turystów. Wybór artykułów ▪ artykuł Safony. Słynne aforyzmy ▪ artykuł Co to jest minerał? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł o monitorowaniu temperatury. Opieka zdrowotna
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony