Co składa się na dobrego mówcę?
Aby być precyzyjnym, powinniśmy zadzwonić"mówcy" system głośników. Jest to system złożony z kilku przetworników, dzielnika częstotliwości, obudowy i kilku dodatkowych części.
Projektant systemu głośnikowego musi zrozumieć złożone interakcje między komponentami systemu głośnikowego.
Składanie dobrych części razem nie gwarantuje dobrego systemu. (Uwaga: w następnym artykule będę odnosić się do systemu głośników po prostu jako głośnik.)
Jeśli do opisania procesu projektowania głośników trzeba użyć jednego słowa, myślę, że termin&„kompromis &”; jest najbardziej odpowiedni. Ponieważ istnieje kompromis między wydajnością głośnika a ostatecznym kosztem.
Dlatego trudno nam porównywać kolumny różnych producentów. Jeśli spojrzysz tylko na określony wskaźnik wydajności (taki jak moc znamionowa), określony głośnik może wyglądać lepiej. Ale jeśli weźmiemy pod uwagę ogólną wydajność systemu głośnikowego, może on być nieco gorszy.
Dlaczego niektóre głośniki są o wiele droższe? Aby lepiej zrozumieć ten problem,' przyjrzyjmy się podzespołom głośnika.
Prawda o przetworniku
Przetwornik to serce głośnika. Przetworniki te przekształcają energię elektryczną w energię dźwiękową. Większość przetworników nagłośnienia to przetworniki tłokowe.
W porównaniu z przetwornikami przebadanymi i wyprodukowanymi na początku ubiegłego wieku, współczesne wzornictwo w zasadzie nie zmieniło się zbytnio w zasadzie działania. Wraz z rozwojem technologii pojawiły się lepsze materiały, lekkie i tanie. Jednak zasada dźwięku głośnika polega w zasadzie na wibracji otaczających cząsteczek powietrza poprzez ruch tłoka.
Nie ma przetwornika, który mógłby dostarczyć energię potrzebną do słuchania w pełnym zakresie częstotliwości. Dlatego większość głośników jest zaprojektowana z dwu- lub trójdrożną częstotliwością, z wbudowanymi dedykowanymi przetwornikami nisko-, średnio- i/lub wysokotonowymi.
W porównaniu z konstrukcją dwudrożną, konstrukcja trójdrożna wymaga większej liczby przetworników, więc konstrukcja trójdrożna jest droższa.
Bardzo ważna część konstrukcji ramy umywalki
Proces projektowania ramy umywalki jest ważnym czynnikiem wpływającym na cenę przetworników niskoczęstotliwościowych. Rama umywalki głośnika wykonana w procesie tłoczenia ma niższy koszt ze względu na prosty proces produkcji i niskie zużycie surowców. Rama głośnika wykonana w procesie odlewania ciśnieniowego jest mniej podatna na deformację z powodu wibracji stożka.
Jednocześnie, w porównaniu z ramą umywalki typu tłocznego, rama umywalki typu odlewanego ma większą jakość i wagę, a zatem koszt produkcji jest również wyższy. Ponieważ większość energii elektrycznej załadowanej do przetwornika jest zużywana w postaci energii cieplnej, możemy zoptymalizować jego wydajność poprzez poprawę wydajności rozpraszania ciepła.
Wybór materiału na stożek musi uwzględniać jego jakość, wytrzymałość i koszt. Chociaż udało nam się użyć specjalnych materiałów (materiałów ezoterycznych) do wykonania stożków głośnikowych, nadal najczęściej używa się materiałów papierowych, ponieważ jest to dobry wybór po zważeniu różnych atrybutów. Koszt przetwornika o niskiej częstotliwości wynosi prawdopodobnie od kilkudziesięciu do setek dolarów.
Motywacja projektantów systemów głośnikowych determinuje wybór materiału na membranę. Jeśli istnieją ograniczenia cenowe i kosztowe, wybiorą jednostkę o niższym koszcie. Jeśli ma dążyć do wyższej jakości i wydajności, będą wybierali droższe modele jednostek.
Jednostka średniej częstotliwości i jednostka wysokiej częstotliwości głośnika systemu nagłośnienia zwykle przyjmują konstrukcję obciążenia klaksonu. Obciążenie klaksonu zapewnia wysoki poziom ciśnienia akustycznego, ale może również kontrolować charakterystykę promieniowania dźwięku. Róg może być wykonany z wielu materiałów, w tym drewna, metalu, włókna szklanego i plastiku.
Plastikowy róg ABS jest najczęściej używany ze względu na niski koszt, niewielką wagę i prostą produkcję. Róg z włókna szklanego jest mocniejszy, ale ponieważ jest trudny do wykonania, odpowiednio wzrasta koszt. Rozmiar tuby o niskiej częstotliwości jest duży, dlatego często stosuje się materiały drewniane.
Głośnik tubowy (przetwornik) odgrywa kluczową rolę w systemie głośników. Sterowniki piezo ze stosunkowo tanimi lub kompresyjnymi przetwornikami mogą być używane w projektowaniu obciążeń tubowych. Głośniki stożkowe mogą być również używane jako głośniki tubowe.
Driver kompresyjny to najlepszy wybór do ponownego wzmacniania średnich i wysokich częstotliwości. Sterowniki kompresyjne są lepsze od tanich sterowników piezoelektrycznych ze względu na ich wyższą wydajność i wierność.
Struktura magnetyczna przetwornika jest również ważnym czynnikiem wpływającym na koszt. Duża struktura magnesu może generować większą gęstość pola magnetycznego (na ogół odpowiada to wyższej wydajności), co odpowiednio zwiększy wagę magnesu. Ten rodzaj konstrukcji magnetycznej musi mieć odlewaną ramę umywalki jako podporę, zanim będzie można jej użyć. Pierwiastki ziem rzadkich, takie jak neodym, wymagają tylko niewielkiej części neodymu, aby wytworzyć silniejsze pole magnetyczne w porównaniu z tradycyjnymi materiałami magnetycznymi. Neodym jest również najdroższym z powszechnie stosowanych materiałów magnetycznych.
Niektórzy producenci głośników będą produkować własne przetworniki. Pozwala im to lepiej kontrolować łańcuch dostaw i optymalizować działanie komponentów w określonym systemie głośnikowym.
Większość producentów głośników będzie uważać producentów OEM za swoich dostawców przetworników. Producenci OEM są bardzo wydajni w produkcji, ponieważ są w tym dobrzy. Większość producentów OEM produkuje i sprzedaje przetworniki ogólnego przeznaczenia dla stałych klientów. Jednocześnie realizują również opatentowane projekty według specyfikacji producentów głośników.
Witalny dzielnik
Chociaż funkcja zwrotnicy nie została potraktowana poważnie, zwrotnica jest prawdopodobnie najtrudniejszą częścią konstrukcji głośników. Głównym zadaniem podziału częstotliwości jest ograniczenie pasma sygnału przesyłanego do każdego przetwornika, a przetwornik pracuje tylko w zakresie częstotliwości, w którym można go zamienić na energię dźwięku. W zasadzie dzielnik częstotliwości jest równoważny systemowi transmisyjnemu przekładni samochodowej.
Gdy płynnie rozpędzasz samochód od 0 do 60 mil na godzinę, dobry układ przeniesienia napędu może sprawić, że koła będą się kręcić szybciej (zwiększona częstotliwość). Zmiana biegów powinna być naturalna, płynna i idealna. Dobry projekt dzielnika częstotliwości powinien być taki sam. Może płynnie przechodzić między niską częstotliwością, średnią częstotliwością i wysoką częstotliwością.
Z drugiej strony pasywny dzielnik częstotliwości to sieć filtrów składająca się z pasywnych urządzeń elektrycznych, takich jak rezystory, kondensatory i cewki indukcyjne. Masowo produkowane prefabrykaty ogólnego przeznaczenia mogą być używane jako pasywne dzielniki częstotliwości, ale ostatecznie dzielnik częstotliwości musi być zoptymalizowany zgodnie z odpowiadającym mu przetwornikiem. Tę pracę najlepiej wykonuje inżynier projektu.
Niektóre dzielniki częstotliwości zostaną zamontowane na płytce drukowanej (PCB). Instalacja ta jest nie tylko prosta i piękna, ale także łatwa do masowej produkcji, co odpowiednio obniży koszty produkcji. Ta metoda instalacji jest bardzo odpowiednia dla aplikacji o niskim poborze mocy, ale jeśli sterownik jest przeciążony, płytka drukowana zostanie uszkodzona z powodu przegrzania.
Płytka drukowana (PCB) może również wygiąć się lub pęknąć z powodu nadmiernej indukcyjności. Dlatego wielu producentów nalega na konstrukcję dzielnika częstotliwości z przewodem twardym (Hard Wire). Projekt połączenia twardego musi być wykonany ręcznie, a efekt wyglądu po zakończeniu często nie jest zbyt dobry. Ale w porównaniu do dzielnika PCB, dzielnik projektowany na stałe jest bardziej wytrzymały (i droższy).
Niektóre systemy głośnikowe nie mają wbudowanej zwrotnicy. Ten typ systemu głośnikowego jest napędzany przez profesjonalny sprzęt do przetwarzania elektronicznego. Po wysłaniu sygnału do wzmacniacza mocy w celu zakończenia procesu przetwarzania sygnału, nazywamy go aktywnym systemem głośników zwrotnicowych.
Teoretycznie taka konstrukcja powinna być w stanie zaoszczędzić na kosztach produkcji samego głośnika (mniej komponentów), ale ten typ głośnika wymaga zewnętrznego procesora podczas budowy systemu i jeszcze większej liczby kanałów wzmacniacza mocy, więc ostateczny koszt ma tendencję być wyższy. W porównaniu z pasywnymi głośnikami zwrotnicy, aktywne głośniki zwrotnicy mogą zapewnić wyższą wierność i wyższy poziom ciśnienia akustycznego (SPL).
Niemniej jednak, w porównaniu z konstrukcją aktywnej zwrotnicy, wysokiej jakości głośnik z pasywną zwrotnicą może zapewnić doskonałą jakość dźwięku przy niższych kosztach całkowitych i jest stosunkowo prosty w podłączeniu i debugowaniu.
Skrzynka
Obudowa głośnika i jej konstrukcja to również ważne czynniki, które wpływają na cenę głośników. Szafka musi być bardzo mocna i wytrzymała. Sama skrzynka wibracyjna jest przetwornikiem, który będzie współdziałał z innymi przetwornikami i obniżył wydajność całego systemu. Solidne pudełko wymaga wysokiej jakości, wielu żeberek lub obu. Cena to duża waga szafy.
Beton to dobry wybór jako materiał obudowy, ale nadaje się tylko do niestandardowego systemu subwoofera. Płyta pilśniowa średniej gęstości (MDF) jest również bardziej odpowiednim materiałem do produkcji szafek. Płyta pilśniowa o średniej gęstości ma dużą gęstość i niski koszt, ale sam materiał jest bardzo ciężki i łatwo go zginać po zamoczeniu.
Pudełka wykonane z płyty wiórowej mają niski koszt, ale należy ich unikać w jak największym stopniu. Sklejka jest lżejsza i mocniejsza niż płyta MDF, ale między warstwami występują przerwy. Sklejka z brzozy bałtyckiej to najlepszy wybór na materiał obudowy (ponad 11 warstw i nie ma przerw między warstwami), ale jest to też najdroższe drewno w produkcji głośników.
Materiał kompozytowy ma wysoką wytrzymałość i niską wagę, ale koszt jest wysoki. Włókno szklane ma wysoką sztywność i jest odporne na warunki atmosferyczne, ale ponieważ jest trudne w produkcji, koszt jest wyższy niż koszt drewna i plastiku.
W ostatnich latach, formowane tworzywo sztuczne stopniowo stało się powszechnie używaną obudową głośnikową. Uformowane pudełko ma niewielką wagę i można je przetworzyć, aby było odporne na warunki atmosferyczne. Po latach masowej produkcji można rozcieńczyć pierwotny wysoki koszt formy. Ten rodzaj konstrukcji obudowy jest bardzo praktyczny w przypadku głośników z mniejszymi obudowami, ale głośniki z dużymi obudowami wymagają sztywniejszych materiałów.
Głośniki podnoszone nad audytorium muszą mieć specjalne elementy do zawieszania (punkty do zawieszania). I musi przejść test ciągnięcia (test ciągnięcia), aby zapewnić wytrzymałość i bezpieczeństwo pudełka i wiszących części.
Nie ma dużej różnicy w wyglądzie między głośnikami montowanymi na suficie a głośnikami montowanymi na podłodze i kolumnami. Jednak głośniki montowane na suficie mają wyższe wymagania dotyczące konstrukcji obudowy, podtrzymujących wieszaków i testowania, więc koszt jest często znacznie wyższy.
