Ein großer Nachteil moderner dynamischer Lautsprecher ist die scharfe Richtwirkung im Hochtonbereich, die beim Hören von monophonen Programmen gewisse Unannehmlichkeiten verursacht und den Bereich des Stereoeffekts bei der Verwendung von konventionellem einschränkt Akustiksysteme im Stereomodus.
In der diversen in- und ausländischen Literatur wurde immer wieder eine Abbildung vorgestellt (Abb. 1), die den Einfluss der Anordnung der Lautsprecher auf die Stereo-Effektzone illustriert.
Reis. 1. Zone mit spürbarem Stereoeffekt: a - bei Aufstellung einzelner Lautsprecher in den Ecken des Raumes, b - bei Aufstellung eines Systems von drei Lautsprechern in jedem Kanal entlang der Schmalseite des Raumes.
Um die Stereo-Effektzone zu erweitern, verwenden viele Fans der Stereo-Klangwiedergabe einen oder zwei geschlossene Lautsprecher in jedem Kanal und platzieren sie in den Ecken des Raums, wie in Abb. 2.
Reis. 2. Aufstellung von Lautsprechern in den Ecken des Raumes.
Hochfrequenz-Akustikeinheiten, die von einer Reihe ausländischer Unternehmen hergestellt werden, werden in Form eines Würfels hergestellt, an dessen Innenseiten sich jeweils ein Lautsprecher (insgesamt 6) befindet.
Die Verwendung von omnidirektionalen Strahlern erweitert nicht nur die Fläche des Stereoeffekts, sondern reduziert auch die erforderliche Raumfläche von 18-20 auf 12-15 qm erheblich. In den Materialien der ausländischen Werbepresse gibt es Berichte, dass die Verwendung von omnidirektionalen Strahlern es ermöglicht, einen zufriedenstellenden Stereoeffekt sogar im Fahrgastraum eines Personenkraftwagens zu erzielen.
Das Design verwendet Haushaltslautsprecher 1GD-3 PP3 mit den folgenden Hauptparametern: durchschnittlicher Standardschalldruck 0,3 N / m2, Eigenfrequenz der mechanischen Resonanz 4,5 ± 1 kHz, Modul des elektrischen Gesamtwiderstands bei Frequenz 630 Hz - 12,5 Ohm, Nennleistung 1 W, Betriebsfrequenzbereich 5-18 kHz.
Eine allgemeine Ansicht der Akustik ist in Abb. 3. Die sphärische Front der Schallwelle des Lautsprechers 1 (die Abbildung zeigt einen Ausschnitt des Lautsprecherdiffusors) fällt auf die Streulinse 2. Die von der Linse reflektierten Schallschwingungen haben eine kreisförmige Richtwirkung in der horizontalen Ebene. Die formgebende Linse ist so konstruiert, dass die Richtcharakteristik des Lautsprechers auch in der vertikalen Ebene erscheint. Das Gerät verwendet zwei Lautsprecher, um den Schalldruck zu erhöhen und die Richtwirkung zu erweitern.
Reis. 3. Gesamtansicht der Akustikeinheit: 1 - Lautsprecher, 2 - Kunstlinse, 3 - Gehäuse, 4 - Duraluminiumlinse, 5 - Ring, 6 - Nylonstapel, 7 - Gestelle, 8 - Sockel, 9 - Kupplungen.
Beim Zusammenbau der Einheit wird ein Lautsprecher mit einem Nylongewebe, der sie vor Staub schützt, auf die Platte 4 geklebt und ein Ring 5 eingepresst. Anschließend wird die gesamte Baugruppe mit Hilfe von Gestellen 7 am Korpus 3 befestigt 7 halten auch die Basis 8 mit darauf aufgeklebten Linsen 2 .
Die Skizzen der Geräteteile sind in Abb. 4. Der Korpus 3 und der Sockel sind furniert, Sie können Kunststoff mit einem Muster verwenden, das wertvolle Holzarten imitiert. Der Rest der Teile besteht aus D16 Duraluminium. Die Außenflächen dieser Teile sind poliert.
Reis. 4. Skizzen der Geräteteile.
Die elektrische Ansteuerung der Lautsprecher des Gerätes wird durch die Parameter des Verstärkers und der Subwoofer bestimmt. Für Single-Band-Verstärker mit einer Nennausgangsleistung von 5-10 W empfehlen wir die Möglichkeit, das Gerät einzuschalten, wie in Abb. 5, a.
Reis. 5. Stromkreise Einschalten der Lautsprecher der Akustikeinheit.
Bei Stereoverstärkern mit einem einzelnen Subwoofer ist die Schaltung vereinfacht. In Abb. 5, b, zum Beispiel ein Diagramm zum Anschluss des Geräts an Tonspalte Tonbandgerät "Yauza-10". Drosseln sind auf Kunststoffrahmen mit einem Durchmesser von 25 mm gewickelt. Wickelbreite 30 mm. Drossel Dr1 (Abb. 5, a) enthalten 150 und Dr1 (Abb. 5, b) - 100 Windungen des Drahtes PEV-2 1.04.
Abschließend möchte ich Funkamateure warnen, dass der Einsatz der beschriebenen Akustikeinheit nur dann ratsam ist, wenn das Betriebsfrequenzband des Verstärkers 8-10 kHz überschreitet. Bei geringerer Bandbreite wird der Einsatz ungerechtfertigt und wirkungslos.
Radio S. 39-40, Nr. 4, 1973
Üblicherweise werden akustische Systeme in der Amateur- und Fachliteratur im Hinblick auf die Erzielung einer möglichst großen Bandbreite an reproduzierbaren Frequenzen und minimalen Verzerrungen betrachtet, dh unter dem Gesichtspunkt der Klangverbesserung. Auch diese Aspekte sind uns wichtig, aber wir brauchen auch die maximale Leistung des Akustiksystems, also die maximale Effizienz der Umwandlung von elektrischer Leistung in Schallleistung.
Ein dynamischer Kopf ohne akustisches Design hat eine sehr niedrige Resonanz und reproduziert die unteren Frequenzen des Audiospektrums sehr schlecht. Die Erklärung ist einfach: Mit der Vorwärtsbewegung des Diffusors wird die Luft einfach von der Vorderseite des Diffusors nach hinten destilliert und umgekehrt, die sogenannte Akustik Kurzschluss, und nur ein kleiner Bruchteil der Energie wird in eine Schallwelle umgewandelt.
Der einfachste Weg, akustische Kurzschlüsse zu eliminieren, besteht darin, den Kopf auf einem ziemlich großen Flachbildschirm oder "Reflexionsbrett" zu montieren. Welche? Seine Größe sollte mindestens ein Viertel der Wellenlänge bei der niedrigsten Schallfrequenz betragen. Bei Kenntnis der Schallgeschwindigkeit in Luft (v = 330 m / s) lässt sich die Wellenlänge leicht berechnen: λ = v / f. Selbst bei der niedrigsten Frequenz von 100 Hz beträgt die Größe des akustischen Bildschirms etwa einen Meter. Jetzt wird klar, warum kleine Transistorempfänger keine Bassfrequenzen wiedergeben können!
Die ideale Schallwand ist eine Trennwand zwischen zwei Räumen oder zwischen einem Raum und einer Veranda. Wenn Sie dort ein dynamisches Fell einfügen, werden beide Räume beschallt, und zwar mit gute Qualität... Es stimmt, die Schallleistung wird zwischen den Räumen halbiert und der Klang wird leiser. Oftmals muss nur ein Raum beschallt werden, dann ist es ratsam, den Bildschirm unter der Decke zu installieren, wie in Abb. 3.1. Dort stört es niemanden, und um den Kopf herum kann ein erhebliches Volumen geschaffen werden, das die Wiedergabe tiefer Frequenzen verbessert, außerdem bilden Decke und Wände eine Art Horn.
Der Bildschirm kann aus Sperrholz, Spanplatten und sogar Hartfaserplatten bestehen. Es sollte eng an Decke und Wänden anliegen, ohne Lücken (Sie können die Fugen mit Schaumgummi oder Watte abdichten). Dadurch werden alle Größen bis auf eine - vom Kopf bis zum Loch - erheblich reduziert. Es bildet einen Bassreflex - ein System, mit dem Sie die Reaktion bei niedrigen Frequenzen verbessern können, indem Sie die Strahlung von der Rückseite des Diffusors verwenden. Nachdem sie den Weg l passiert hat, ändert die Schallwelle ihre Phase, und unter der Bedingung l = λ / 2 ändert sich die Phase ins Gegenteil (invertiert) und addiert sich mit der von der Vorderseite des Diffusors emittierten Welle. Es ist ratsam, den Bereich der Öffnung nicht kleiner als den Bereich des Diffusors des Kopfes zu wählen.
Wenn die Kanten eines flachen rechteckigen Bildschirms nach hinten gebogen werden, erhalten Sie den bekannten Körper eines Radioempfängers, Fernsehers usw. Dies ist ein Open-Back-Lautsprecher. Auch in der Ecke des Raumes klingt es besser, und es empfiehlt sich, den Abstand zu den Wänden für die beste Lautstärke und Klangqualität zu wählen. Es ist sehr einfach, einen offenen Lautsprecher aus dem Gehäuse eines alten Fernsehers herzustellen - Sie müssen nur eine reflektierende Platte aus Spanplatten herstellen, 2 bis 8 Köpfe darauf installieren, mit seltenem Stoff abdecken und die Frontplatte ersetzen. Und ein solches Produkt sieht und klingt sehr gut (Abb. 3.2a). Es ist besser, die Köpfe asymmetrisch auf die reflektierende Platte zu legen, dann werden die Spitzen und Einbrüche der Amplituden-Frequenz-Kennlinie (AFC) etwas ausgeglichen.
Es ist aus mehreren Gründen sinnvoll, mehrere Felle in den Lautsprecher zu verbauen, auch unterschiedliche: Die Schalldrücke der einzelnen Felle addieren sich, so dass die Leistung des Lautsprechers steigt, die Spitzen und Einbrüche im Frequenzgang einzelner Felle jedoch nicht zusammenfallen, ebenso wie die mechanischen Resonanzfrequenzen, und der allgemeine Frequenzgang ausrichtet. Die Schaltung zum Einschalten der Köpfe muss so gewählt werden, dass die an ihnen abgegebene Leistung proportional zum Typenschild ist. Auch die Polarität beim Schalten an den Köpfen ist sehr wichtig: Bei Anlegen einer konstanten Spannung an den Wechselstrom (z. B. von einer galvanischen Zelle) müssen sich alle Diffusoren in eine Richtung bewegen, was einer gleichphasigen Schaltung entspricht. Mindestens ein Kopf, der gegenphasig arbeitet, reduziert den Rückstoß stark.
Als Beispiel ist Abb. 3.2b zeigt eine Schaltung zum Einschalten von sieben Lautsprechern: zwei 4GD-35 (4 W, 4 Ohm), drei 1GD-40 (1 W, 8 Ohm) und zwei Hochfrequenz ("Beeper") 2GD-36 (2 W .) , 8Ohm). Um die an jedem Kopf abgegebene Leistung zu berechnen, legen Sie gedanklich an die Wechselstromklemmen eine für Berechnungen geeignete Spannung an, z. B. 8 V. Dann beträgt der Strom im Stromkreis der leistungsstarken Köpfe 1 A, im Stromkreis von drei 1-Watt 3 A und im Hochfrequenzkreis (nur bei hohen Frequenzen) - 1/2 A. Die Leistung pro Kopf (P = I 2 R) beträgt 4 W für Hochleistungsgeräte, 0,9 W für Einzelwatt und 2 W für hochfrequente, was durchaus akzeptabel ist. Die Kapazität des Filterkondensators, der nur hohe Schallfrequenzen an die „Hochtöner“ durchlässt, ergibt sich aus der Formel C = 0,16 / f. R, wobei f die Grenzfrequenz ist, R ist der Gesamtwiderstand der Hochtöner. Nachdem wir die Parameter von 6,5 kHz und 16 Ohm eingestellt haben, erhalten wir C = 1,5 μF. Die Gesamtlautsprecherimpedanz beträgt 6 Ohm und nimmt bei hohen Frequenzen leicht ab.
Wenn es möglich ist, Lautsprecher unterschiedlicher Bauart herzustellen, ist es besser, mehrere Lautsprecher vertikal übereinander zu platzieren, um die Abstrahlung in der horizontalen Ebene auf Kopfhöhe der Zuhörer zu konzentrieren (Abb. 3.3a .). ). Es ist besser, Hochtöner in dieser Höhe in der Mitte und kräftige Tieftöner - an den Rändern der Säule - zu platzieren, da die Strahlungsrichtwirkung bei den unteren Frequenzen geringer ist. Die Platzierung der Säule in der Raumecke erhöht den Rückstoß (Horneffekt) und ermöglicht die Herstellung nur einer Prallplatte. In den Ecken der Decke und des Bodens können Sie versuchen, dreieckige Sperrholz- oder Kunststoffplatten anzubringen - "akustische Spiegel", die die Strahlung von der Rückseite des Lautsprechers zu den Zuhörern reflektieren (Abb. 3.3b).
Dieser Artikel entstand als Ergebnis einer Korrespondenz mit einem der Stammautoren der amerikanischen Zeitschrift "STEREOFILE". Es ist keine Kaufempfehlung für bestimmte Lautsprechersysteme. Der Leser findet hier interessante Anregungen zur Übertragung des Klangraums durch moderne Akustiksysteme.
Die Position des Audio-Rezensenten für das STEREOFILE-Magazin ist mit dem Hören fast aller Lautsprechersysteme (AC) auf dem Markt verbunden. Ich hatte auch lange Zeit mit professionellen Musikaufnahmen zu tun, sowohl als Ingenieur als auch als Musiker. All dies hat mich zu der Annahme geführt, dass eine der wichtigsten Eigenschaften hochwertiger Lautsprecher die korrekte Wiedergabe des bei der Aufnahme entstandenen Klangraums ist. Allerdings gibt es gängige Lautsprechermodelle, die diesem Anspruch definitiv nicht gerecht werden – und das gleichzeitig bewusst.
Klangraum ist der Raum, den unsere Vorstellungskraft hinter und zwischen zwei in Stereo arbeitenden Lautsprechern schafft. Manchmal wird auch der Begriff "Klangbühne" verwendet. Beim Aufnehmen von Musik wird viel Arbeit in die Schaffung seines Klangraums investiert, so dass beim Abspielen der Aufnahme zu Hause auf einer haushaltsüblichen Stereoanlage die Musiker in einer bestimmten Reihenfolge "sitzen". Das Schlagzeug kann irgendwo in der Mitte zwischen den Lautsprechern "schweben", der Gitarrist steht leicht rechts, das Klavier leicht links und die Sänger sind um die Bühne herum platziert, sodass jeder seine eigene Position einnimmt. Wenn eine Stereoanlage den Klangraum korrekt wiedergibt, können Sie durch Schließen der Augen jeden Interpreten „sehen“.
Die Schallraumübertragung steht in direktem Zusammenhang mit der Richtcharakteristik des Lautsprechers. Traditionell strahlen Frontlautsprecher den Schall nur in eine Richtung ab – zum Hörer. Ein paar solcher Systeme haben ihre ganze Schallleistung an den Hörer sendet, ohne den Klangraum zu verzerren, der durch Reflexionen von Wänden, Möbeln in der Nähe von Lautsprechern usw. Das Hören unter solchen Bedingungen ermöglicht es Ihnen, die Aufnahme so zu vermitteln, wie es der Toningenieur und die Musiker wollten.
Es gibt jedoch Lautsprecher, die bewusst darauf ausgelegt sind, den Klangraum zu verzerren. Die Lautsprecher solcher Lautsprecher befinden sich nicht nur an der Frontplatte, sondern auch an der Seite und an der Rückseite. Ein solcher Lautsprecher gibt Schall in alle Richtungen gleichzeitig ab. Fast der gesamte Schall, der die Ohren des Hörers erreicht, wird von den Wänden reflektiert. Um diese Klangwiedergabe zu rechtfertigen, wird die irrige Aussage gemacht, dass, da echte Musikinstrumente den Klang in alle Richtungen abstrahlen, das Lautsprechersystem für einen "natürlichen" Klang dasselbe tun muss. Das ist absolut falsch, denn während echte Instrumente Schall in alle Richtungen abstrahlen, "hören" Mikrofone, die diesen Schall empfangen, ihn nur aus einer Richtung. Um Schall aus allen Richtungen zu übertragen, müssen Sie das Instrument vollständig mit einer unendlichen Anzahl von Mikrofonen umgeben. Dies ist unmöglich. Und es ist nicht notwendig - Tatsache ist, dass ein auf ein Musikinstrument gerichtetes Mikrofon seinen gesamten Klang wahrnimmt, da die Mikrofonmembran sowohl den Direktschall als auch die vom Instrument erzeugten Reflexionen im Konzertsaal (Nachhall) wahrnimmt. Das menschliche Ohr hört Musik genauso! Bei Direct-Emission-Lautsprechern nimmt der Hörer das wahre Verhältnis von direktem und reflektiertem Schall wahr - das zum Zeitpunkt der Aufnahme. Ein Lautsprecher, der Schall in alle Richtungen abgibt, ändert dieses Verhältnis. Gleichzeitig ist die Aufnahme nicht mehr so zu hören, wie sie gedacht war – Sie hören die Reflexionen des original reflektierten Schalls von den Wänden Ihres Zimmers. Hall Hall. Stimmen Sie zu, dass dies eine völlig unnatürliche, künstliche Klangbearbeitung ist.
In alle Richtungen abstrahlende Akustiksysteme verzerren den Klangraum: Die Klangbilder der Instrumente sind unbestimmt, das Klangbild hat nichts mit dem Original zu tun. Ich musste meine eigenen Aufnahmen auf solchen Lautsprechern anhören und war unangenehm erstaunt, wie verzerrt sie im Vergleich zu Direktstrahlungslautsprechern klingen. Auf dem Massenkonsumentenmarkt sind amerikanische multidirektionale Lautsprecher ziemlich beliebt, aber ihre einzige Popularität besteht darin, dass vielen Menschen das Wissen und die Erfahrung in Bezug auf den Klangraum, die Wiedergabetreue und den tatsächlichen Ton der Aufnahme fehlt. Für uninformierte Menschen erscheint die Verzerrung durch solche Lautsprecher attraktiv, weil sie den Klang wie bei der elektronischen Klangverarbeitung "erweitern". Da jede über den Lautsprecher abgespielte Aufnahme dieser Verarbeitung unterzogen wird, wird es mühsam und nervig. Schallfeldverzerrungen bei solchen Lautsprechern zwingen Sie oft dazu, Ihren Kauf schnell zu verkaufen und gute Direktstrahlungslautsprecher zu kaufen, die jahrelanges Musikhören treu bringen.
Ich hoffe, dass ich dazu beigetragen habe, den Zusammenhang zwischen der korrekten Schallfeldübertragung und dem Lautsprecherdesign besser zu verstehen. Das Glück eines Audiophilen liegt in der Informativität - ich wünsche Ihnen viel Erfolg beim Einkaufen!
Aus dem höheren Preissegment sind sie längst keine einfachen Lautsprecher mehr, eine Art Boxen, die über ein Lautsprecherpaar den Ton abgeben. Ingenieure täuschen sich von Jahr zu Jahr selbst und machen die Branche und jedes Gerät zu einem kleinen Kunstwerk, das nicht jeder wiederholen kann. Es gab neue Arten von Lautsprechern, neue Möglichkeiten der Tonausgabe, Änderung der Leistung und Amplitude und so weiter und so weiter. Im Laufe der Zeit entstand eine ganze Mehrkomponentenstruktur, die beschreibt verschiedene Typen akustische Systeme. Tatsächlich wird dies im folgenden Material besprochen.
Lautsprecherkategorisierung
Lassen Sie uns also zuerst die grundlegenden Aspekte dessen herausfinden, was sie sind, und erst dann herausfinden, was sie sind und wie sie sich voneinander unterscheiden.
Es gibt folgende Arten von Lautsprechern:
- Regal- und Bodensysteme. Aus dem Namen wird deutlich, dass sie sich im Prinzip der Installation im Raum und in ihrer Größe unterscheiden.
- Auch die Lautsprecher sind unterschiedlich nach der Anzahl der Bands (eigentlich nach der Anzahl der Sprecher) - von eins bis sieben.
- Existiert dynamische, elektrostatische, planare und andere Lautsprechersysteme, je nach Lautsprecherdesign, die möglicherweise in keine Kategorie fallen (alles hängt von der Vorstellungskraft der Ingenieure ab).
- Je nach akustischem Design der Gehäuse sind die Lautsprecher unterteilt in Systeme mit offenem Gehäuse, geschlossenem Gehäuse, mit Bassreflex-Design, mit akustischem Labyrinth usw.
- Auch die Spalten sind unterteilt in passiv und aktiv, je nachdem, ob sie über einen eingebauten Tonverstärker verfügen.
Einweg- und Mehrweg-Lautsprechersysteme
Einseitenbänder sind mit einem einzigen Emitter ausgestattet, und da es unmöglich ist, einen Emitter auf eine gute Wiedergabe aller Frequenzen gleichzeitig abzustimmen, müssen die Hersteller mehrere unterschiedlich abgestimmte Emitter gleichzeitig verwenden.
Es gibt auch 2-Wege-Lautsprechersysteme (auch 3-Wege, 4-Wege). In solchen Systemen werden zwei Strahler installiert. Einer übernimmt die Wiedergabe der tiefen und mittleren Frequenzen, während der andere nur die hohen Frequenzen wiedergibt. Dieser Ansatz erreicht bei 2-Wege-Lautsprechern eine ideale Klangbalance, die mit einem einzelnen Lautsprecher nicht möglich ist (wenn auch sehr gut). Der Klang solcher Lautsprecher reicht normalerweise für unerfahrene Leute, die keine fortschrittlicheren Systeme besitzen, aber es gibt akzeptablere Optionen, zum Beispiel 3-Wege-Systeme. 3-Wege-Lautsprechersysteme teilen alle drei Frequenztypen gleichzeitig. Ein Sender ist mit der Wiedergabe von niedrigen Frequenzen beschäftigt, der zweite - hohe, der dritte - mittlere. 3-Wege-Lautsprechersysteme sind häufiger als andere, da dank dieses Designs höchste Qualität Wiedergabe von Frequenzen, die für das menschliche Ohr hörbar sind.
Passive und aktive Lautsprechersysteme
Aktive und passive Systeme unterscheiden sich durch das Vorhandensein einer integrierten Endstufe im Design der Lautsprecher selbst.
Aktivlautsprecher verfügen über einen solchen Verstärker, können also über ein Verbindungskabel direkt mit dem Vorverstärker verbunden werden und jeder einzelne Lautsprecher wird ohne Anschluss zusätzlicher Netzteile aus dem Netz gespeist.
Passive Lautsprecher, obwohl komplizierter im Gerät, sind immer noch viel häufiger zu finden und haben Priorität bei Benutzern, die es schätzen hochwertiger Klang... Diese Lautsprecher sind über ein spezielles Crossover-Filter mit einem Leistungsverstärker verbunden. Die Verbindung erfolgt über Akustikdrähte. Viele Hersteller (Firmen) von Lautsprechersystemen bevorzugen die Produktion solcher Lautsprecher, weil sie großen Gewinn bringen und den Ingenieuren ermöglichen, ihre Klangideale zu verwirklichen. Neben gewissen Installationsschwierigkeiten gibt es auch ein finanzielles Problem, denn guter Verstärker und Lautsprecherkabel kosten viel Geld, und ohne sie bekommt man ein solches System nicht.
Hornakustiksysteme
Dies ist ein besonderer Lautsprechertyp. Ihr Merkmal ist die Horninstallation über dem Strahler. Der Vorteil dieser Lautsprecher ist ihre hohe Lautsprecherempfindlichkeit. Damit sind sie eine ideale Ergänzung für preiswerte Röhrenverstärker mit geringer Leistung, die ihrem Besitzer keine ausreichende Lautstärke bieten. Solche akustischen Systeme erfordern eine kompetente Platzierung in dem Raum, in dem sie verwendet werden sollen, aber wenn Sie etwas Zeit damit verbringen, können Sie das realistischste und sattere Stereobild erzielen.
Elektrostatische Akustiksysteme
Solche Systeme zeichnen sich durch ihr ungewöhnliches Design aus. Statt klassischer Lautsprecher kommt eine leitfähige Folie zum Einsatz, die vertikal entlang des Lautsprechers gespannt wird. Das Funktionsprinzip ist wie folgt: An die Folie wird ein Tonsignal mit einer bestimmten Frequenz angelegt und an die seitlich befindlichen Leiter wird eine konstante Spannung angelegt (in einigen Fällen wird die umgekehrte Reihenfolge beobachtet, wenn eine konstante Spannung angelegt wird) zum leitfähigen Film). Zwischen der Folie und den Leitern entsteht ein elektrostatisches Feld, dem ein Wechselfeld überlagert wird. Dadurch treten Schwingungen der Folie auf, die Schallstrahlung wiedergibt. Der Klang solcher Lautsprechersysteme zeichnet sich durch hohe Detailtreue und klare Übertragung jeder einzelnen Frequenz aus. Musik wirkt freier und offener. Von den Minuspunkten ist der unzureichende Bassanteil hervorzuheben, der nicht die volle Tiefe vermitteln kann, insbesondere wenn es um Genres wie Hip-Hop oder Trap geht.
Center-Kanal-System
Selbstverständlich werden Sets mit 5 Lautsprechern und einem Subwoofer verwendet. Das klassisches System, das sich bewährt hat und von den meisten Amateuren verwendet wird guter Klang... Das Schlüsselelement dieses Systems ist der Center-Lautsprecher, der die Dialoge in den Filmen und die wichtigsten Musikfragmente wiedergibt. Diese Säule ist direkt in der Mitte installiert. Einige Benutzer verwenden es in Lautsprechersystemen für einen Computer, seit sie einen Film darauf sehen.
Front- und Hecklautsprecher
Das Frontsystem ist ein klassisches Lautsprecherpaar, das einen Stereoeffekt erzeugt. Solche Spalten bilden oft eine vollwertige (da normalerweise nichts anderes benötigt wird). Wenn wir über Heimkino sprechen, dann sitzt ein Center-Kanal-Lautsprecher zwischen den beiden Frontlautsprechern (oder unter dem Fernseher). Wenn Sie sich auf das vordere Lautsprecherpaar verlassen, müssen Sie die Überreste des 5.1-Lautsprechersystems sammeln, da diese die Hauptklänge wiedergeben.
Die Rückseite des Systems besteht aus zwei kleinen Lautsprechern, die sich hinter dem Publikum befinden. Sie sind optional, werden jedoch immer mit 5.1-Lautsprechern geliefert, um ein maximales Eintauchen in die Atmosphäre der abgespielten Filme zu ermöglichen. Wenn der Soundtrack des Films die Tontechnik unterstützt, werden einige Ereignisse und Szenen im Film nur über die hinteren Lautsprecher wiedergegeben (dies passiert, wenn sich jemand hinter den Helden des Films schleicht). Bei Verwendung von Akustikständern können Sie dieses System in die Computerakustik integrieren.
Subwoofer
Dies ist ein separater Lautsprecher, der nur reproduzieren kann niedrige Frequenzen und Bass. Er wird oft in Verbindung mit gepaarten Lautsprechern verwendet und ergänzt ein Lautsprechersystem für einen Computer, da die Frontlautsprecher nicht das gesamte Klangspektrum abdecken. Der Subwoofer bringt Balance in das Lautsprechersystem. Optisch gleicht der Subwoofer einem normalen Lautsprecher, allerdings ist in ihm ein massiver Radiator in offener Form verbaut. Der Subwoofer wird in einer Raumecke oder unter einem Computertisch installiert. Darunter leiden übrigens oft Nachbarn.
Regal- und Standlautsprecher
Solche Lautsprecher können auch als Desktop- und Standlautsprecher (oder Computer- und Heimkinos) bezeichnet werden. Regallautsprecher nehmen viel weniger Platz ein und wiegen viel weniger, wodurch sie höher installiert werden können. Wenn Sie beispielsweise ein Heim-Audiosystem zusammenbauen, das an einen Fernseher angeschlossen wird (um Klangtiefe zu erzeugen), können Sie Regallautsprecher sogar auf dem Schrank (dadurch wird eine maximale Abdeckung des Bereichs gewährleistet). Um das maximale Potenzial aus solchen Kompaktlautsprechern herauszuholen, werden sie meist auf speziellen Lautsprecherständern montiert.
Standsysteme eignen sich viel besser für große Räume (oft auch als Kinolautsprechersysteme bezeichnet). In ihnen sind größere Lautsprecher installiert, deren Anzahl von eins bis sieben variiert. Die Installation dieser Lautsprecher in einem kleinen Raum kann eine übermäßige Bassanhebung und ein sehr wahrnehmbares Brummen verursachen. Bodenstehende Systeme sind deutlich teurer als Regalsysteme und erfordern von den Designern bei der Erstellung viel mehr Aufmerksamkeit bei der Berechnung.
Bassreflex-Lautsprecher
Ein Phasenwender ist ein Loch im Gehäuse, von dem aus ein Rohr ins Innere des Lautsprechers führt. Dank dieses Designs kann die Akustik tiefe Frequenzen wiedergeben, die für Standardlautsprecher ohne Bassreflex nicht zugänglich sind. Beim Entwerfen einer Säule muss der Ingenieur den Durchmesser und die Länge des Rohrs entsprechend der Frequenz wählen, die die Zukunft wiedergeben soll. Im Moment der Musikwiedergabe schwingt das Luftvolumen im Bassreflexrohr und verbessert die Wiedergabe der Frequenz, auf die der Rohrdurchmesser ursprünglich abgestimmt war. Die Größe des Lautsprechers selbst spielt keine Rolle, der Bassreflex ist sowohl in riesigen Home-Audio-Systemen als auch in kompakten Kopfhörern verbaut. Das Luftauslassrohr kann zu jedem Teil des Lautsprechers oder Kopfhörers führen, aber die Position des Lautsprechers im Raum hängt davon ab (das Rohr sollte durch nichts blockiert werden).
Akustiksysteme mit Akustiklabyrinth
Im Kern ist ein akustisches Labyrinth der gleiche Bassreflex. Der Unterschied besteht darin, dass das Rohr, das in den Körper führt, viele Biegungen hat und viel länger ist. Die Aufgabe der Pfeife ist dieselbe - die Lautstärke und Sättigung des Klangs niedriger Frequenzen zu erhöhen. Leider sind solche Lautsprecher deutlich teurer als Optionen mit konventionellem Bassreflex, da ihre Herstellung viel länger dauert und gleichzeitig besondere Präzision der Ingenieure erfordert und die Materialien teurer sind. Wie bei Bassreflex-Lautsprechern kann die Größe des Tonausgabegeräts beliebig sein, bei Kopfhörern findet man ein solches System jedoch nicht.
Geschlossene und offene Lautsprechersysteme
Einige Hersteller von Lautsprechern stellen offene Lautsprecher her. Das akustische Design solcher Lautsprecher zeichnet sich durch das Fehlen einer Rückwand aus. Dies gibt Diffusoren eine gewisse Freiheit. Dieser Ansatz liefert einen ähnlichen Klang wie elektrostatische Audiolautsprechersysteme.
Es gibt auch geschlossene Lautsprecher. Tatsächlich unterscheiden sie sich genau darin, dass ihre Hüllen keine Löcher aufweisen. Dieser Ansatz macht den Klang "elastischer". Dies liegt daran, dass die Luft nirgendwo entweichen kann, die Bewegung des Diffusors wird eingeschränkt. Um den negativen Effekt einer solchen Konstruktion zu vermeiden, werden Lautsprecher dieser Art sehr groß ausgeführt, damit der Diffusor mehr Bewegungsfreiheit hat. Großes Plus ähnliche Systeme ist das Fehlen von unnötigem Lärm, Knistern und Ähnlichem.
Akustiksysteme mit Passivstrahler
Ein Passivstrahler übernimmt beispielsweise die gleiche Aufgabe wie ein Bassreflex. Es ist notwendig, um das normale Erklingen niedriger Frequenzen zu gewährleisten. In solchen Spalten gibt es keine Rohre. Es wird einfach ein Loch in die Säule gebohrt und im Inneren ein passiver Lautsprecher installiert (ein Lautsprecher ohne Magnetsystem, der aus einem einzigen Konus, Aufhängung und Rahmen besteht). Der Vorteil passiver Emitter ist die Fähigkeit, Bässe und alle, sogar die niedrigsten Frequenzen wiederzugeben. Diese Arten von Lautsprechern sind sehr wertvoll und erfordern große Ingenieurskunst.
Der Chef der Firma Valankon, einer der Initiatoren und aktiver Teilnehmer der russischen Hi-End-Ausstellung, spricht in einem Artikel über die Eigenschaften akustischer Systeme mit kreisförmiger Richtcharakteristik sowie deren Gestaltungsmöglichkeiten.
Die Hauptaufgabe der elektroakustischen Schallwiedergabe (in ihrer idealisierten Version) besteht darin, sicherzustellen, dass das sekundäre Schallfeld am Hörplatz mit dem primären am Ort der Handlung selbst übereinstimmt. Auf der Straße, im Wald, auf dem Feld oder an einem anderen Ort sind wir nach dem Zuhören völlig frei, die Quellen dieser Geräusche von allen Seiten zu lokalisieren. Die meisten Schallquellen in der Welt um uns herum befinden sich in der Nähe von Punktquellen (im Vergleich zu den Wellenlängen von Schallschwingungen). Von diesen Quellen geht ein sich dynamisch änderndes Frequenzspektrum aus und je nach Lage der Schallquelle über dem Boden oder Bodenniveau bildet sich eine Halbkugel- oder Kugelwelle. Es könnte mit einem Beispiel einer oszillierenden Saite argumentiert werden, aber nehmen wir eine E-Gitarre, die einen Tonabnehmer nahe dem Ende der Saiten hat. Es scheint, dass es nur hohe Frequenzen geben sollte, aber der Tonabnehmer überträgt einen breiten Frequenzbereich. Fast das gesamte Spektrum der Schwingungsfrequenzen kann aus jedem Abschnitt der Saite entfernt werden.
Stellen Sie sich folgendes Experiment vor: In die Wand eines fensterlosen Raumes werden im Abstand von zB 2 m zwei straßenseitige Öffnungen mit einem Durchmesser gleich dem Lautsprecherdiffusor geschnitten. Somit erhalten wir das Äquivalent eines Lautsprechersystems mit einem anderen Abstrahlmuster für verschiedene Frequenzen, und für hohe Frequenzen wird das Diagramm schmaler. Wir sitzen in einem Raum und versuchen zu verstehen, was auf der Straße passiert. Jetzt gehen wir nach draußen - die Geräusche werden uns umgeben.
Auf die Wiederherstellung des räumlichen Schallfeldes richten sich die Bemühungen der Entwickler der akustischen Systeme des räumlichen Feldes (ASP). Die meisten der existierenden Systeme sind Vektorsysteme, das heißt gerichtete Strahlung zumindest in einem Teil des Audiofrequenzbandes.
Die Beschallung eines Raumes hat die Aufgabe, ihn an allen Punkten ohne Maxima und Einbrüche mit einem gleichmäßigen Schallfeld (Druck) zu füllen. Stellen wir uns ein solches Experiment vor - einen Spiegelraum, der gleichmäßig beleuchtet werden muss. Wenn wir Laternen mit gerichtetem Licht (Vektorstrahler) nehmen, erhalten wir separate Lichtstrahlen, die von verspiegelten Wänden reflektiert werden, es gibt Höhen und Tiefen. Wenn wir eine omnidirektionale undurchsichtige Lampe (oder zwei beabstandete Lampen) nehmen, erhalten wir einen gleichmäßiger mit Licht gefüllten Raum. Aus diesem Experiment ziehen wir die Schlussfolgerung: Weniger gerichtete Schallabstrahlung des Lautsprechers erzeugt ein gleichmäßigeres Schallfeld.
Die verwendeten dynamischen Köpfe als Schallquellen erlauben es nicht, den gesamten hörbaren Frequenzbereich ohne merkliche Verzerrungen wiederzugeben. Um dieses Problem zu lösen, werden Bandköpfe hergestellt, die für ihr Frequenzband optimiert sind. Somit bestehen die Lautsprecher aus mehreren Treibern, die auf der Frontplatte der Lautsprecher beabstandet sind, und jedem der Bandpasstreiber wird nur ein Teil des Spektrums zugeführt. Tonsignal, und jeder dieser Köpfe hat sein eigenes Richtungsmuster.
Bei Mehrwegelautsprechern mit beabstandeten dynamischen Köpfen gibt es einige Probleme: unterschiedliche Signalverzögerungen in den Bändern durch die Verzögerung in den Frequenzweichenfiltern, ungenaue Abstrahlung des Schallspektrums, was zu einer Verschiebung der Richtcharakteristik in der Bandtrennung führt Bereich. Das unterschiedliche Richtdiagramm der Bandpassstrahler, je nach Standort der Hörer, führt zur Klangfärbung des Klangs von Musikinstrumenten.
Fazit: Das sekundäre Schallfeld kann dem primären grundsätzlich nicht entsprechen - Abb. 1. Es stellt sich unweigerlich die Frage - was tun?
Reis. 1. Das sekundäre Schallfeld kann im Prinzip nicht dem primären entsprechen
Zuerst eine kleine Geschichte. 1898 erfand Oliver Lodge den dynamischen Lautsprecher, dessen Design bis heute weitgehend erhalten ist. 1948 wurde Tannoys erster "DualConcentric"-Lautsprecher auf der London Radio Show präsentiert, der erste koaxiale Zweiwege-Emitter, der einem Spot entspricht.
Dies war zwar ein Durchbruch, der seine Vorteile bis heute bewahrt hat, aber ein Koaxiallautsprecher mit Hornhochtöner hat durch die Schärfung der Richtwirkung mit steigender Signalfrequenz einen sehr kleinen Hörbereich. Bei koaxialer Bauweise sitzt der Hochtöner oben auf dem Konus des Tieftöners, der als bewegliches (!) Horn wirkt und je nach Position des Hörers die Klangfarbe beeinflusst.
Der nächste Schritt zur Entwicklung des automatischen Kontrollsystems wurde vom Ingenieur V.I.Shorov gemacht. Das von ihm entwickelte Akustiksystem 30AS103P wurde im Werk Yantar hergestellt und in beschrieben. Dies ist ein Zweiwege-Lautsprechersystem, bei dem zwei dynamische Köpfe in einer horizontalen Ebene installiert sind und jeder auf seinen eigenen Streukegel gerichtet ist, wodurch Vektorstrahlung in skalare (ungerichtete) umgewandelt wird. Da der Hochfrequenzsender (Kopf) über dem Niederfrequenzsender installiert ist, erhalten wir keine absolut punktförmige Quelle, sondern in der horizontalen Ebene eine Quelle mit kreisförmiger Richtcharakteristik.
Ein weiterer Schritt zur Schaffung einer punktförmigen omnidirektionalen (genauer gesagt mit einem Strahlungsmuster) Schallquelle war das von Yu Gribanov und A. Kljachin vorgeschlagene Design (Abb. 2).
Reis. 2. Das Design der AS von Y. Gribanov und A. Klyachin
Darin sind sechs Kopfpaare an sechs Seiten des Lautsprechergehäuses verbaut. Dieses AS kann nicht als ASP bezeichnet werden, da es eine Vektorkomponente der Strahlung gibt. Aber es ist eine punktförmige omnidirektionale Schallquelle. Es gibt noch einen weiteren Nachteil: Das gleiche Signal wird von mehreren Köpfen ausgegeben und es ist unmöglich, deren Synchronlauf und identische Parameter zu erreichen. Dies kann zum Verlust der feinsten Nuancen des Soundtracks führen.
Die von A. Vinogradov und A. Gaidarov vorgeschlagene sogenannte Gegenapertur-AS (Abb. 3) entspricht besser der Ideologie der ASPP.
Reis. 3. Gegenperture-Sprecher vorgeschlagen von A. Vinogradov und A. Gaidarov
Erzeugt eine virtuelle punktförmige omnidirektionale Schalldruckquelle in der vollen AF-Bandbreite. Die vertikale Komponente der Schallwelle wird etwas unterdrückt. Aber wir kehren wieder zum gleichen Problem wie im vorherigen Fall zurück – eine absolut symmetrische Struktur wird nicht erhalten. Bei hohen Frequenzen sind die von den beiden Fellen emittierten Schallwellen möglicherweise nicht in Phase, und die resultierende Interferenz verzerrt das ursprüngliche Timbre. Die Verzerrung ist natürlich geringer als in der vorherige Weg(weniger Köpfe), aber das Problem bleibt. Es gibt ein weiteres Problem bei diesem Design. Die Verwendung von zwei Breitbandtreibern ermöglicht nicht immer die Wiedergabe des erforderlichen Frequenzbereichs, auch wenn Sie koaxial (Zwei-Wege) verwenden. Die geforderte Dreispurigkeit ist in einem solchen Bauwerk nicht realisierbar.
Das Funktionsprinzip des dritten Typs eines automatischen Steuersystems ist aus der herkömmlich in Abb. 4. Das Eliminieren der Hälfte des Lautsprechersatzes des Lautsprechers mit Gegenöffnung vermeidet seine inhärenten Nachteile. Es sendet auch Schallwellen mit einem kreisförmigen Richtcharakteristikmuster im gesamten Frequenzbereich aus.
Reis. 4. Das Funktionsprinzip des dritten Typs des automatischen Kontrollsystems
Gegenwärtig produziert unser Unternehmen, das über eine Reihe von Patenten für ähnliche AUs verfügt, automatische Steuerungssysteme in zwei Strukturen. Zweispurig, hergestellt nach Abb. 5, sind in drei Volumina erhältlich: 5, 10 und 40 Liter für den häuslichen Gebrauch in Wohnräumen. Für kleine Kinos wird eine spezielle 1000 W automatische Steuerung produziert, die für hohen Schalldruck sorgt. Der Aufbau des automatischen Kontrollsystems in Abb. 6, implementiert das Dreibandprinzip der Spektrumsteilung, was das Problem der Kopfauswahl stark vereinfacht. Zu den Produkten des Unternehmens gehört auch ein ASPP mit einem Körpervolumen von 70 Litern, das für die hochwertige Wiedergabe von Stereo-Phonogrammen ausgelegt ist.
Reis. 5. Automatisches Zwei-Wege-Kontrollsystem
Reis. 6. Dreispuriges automatisches Kontrollsystem
Wenn wir über die Eigenschaften von AMS sprechen, können wir im Vergleich zu Direktstrahlungslautsprechern von einer gewissen Abschwächung des Attacks im Klang von Instrumenten ausgehen, da der Schall in alle Richtungen abgestrahlt wird und nicht auf die Hörer gerichtet ist.
Doch was bringt der Einsatz solcher Lautsprecher in realen Räumen? Es entsteht ein gleichmäßiges räumliches Klangfeld – wo immer Sie sich befinden, der Klang ist überall gleich. Vor dem Lautsprecher stehend oder von der Seite – der Klang ändert sich nicht, Sie sind von einem homogenen Schallfeld umgeben. Das Ergebnis ist eine sehr angenehme Beschallung großer Flächen: Ein außergewöhnliches Gefühl von Komfort und emotionaler Beteiligung schafft eine Umgebung, die mit herkömmlichen Lautsprechern nicht erreichbar ist. Die hier gezeigten drei Arten von Geldautomaten schöpfen die Vielfalt der verschiedenen Möglichkeiten nicht aus.
Eindeutig zu argumentieren, dass ein Klang bei Überschreiten einer bestimmten Qualitätsschwelle besser oder schlechter ist als ein anderer, ist weitgehend bedeutungslos: Die Wahrnehmung ist das Reich der Emotionen, und sie sind unterschiedlich, daher gibt es viele Verstärker und akustische Systeme. Aber was ist eindeutig - dieser Klang ist näher an der uns umgebenden Natur.
Betrachten Sie als Beispiel das von unserem Unternehmen hergestellte Lautsprechersystem AC200. Dieses System wird in einer Tisch- und Pendelversion unter Verwendung von dynamischen Köpfen hergestellt, die von "Laboratory ASA" LLC hergestellt werden. Als Tieftöner verwenden wir das Modell B1602.8 und als Hochtöner den T252.4. In Abb. 7 zeigt eine vereinfachte Zeichnung des AC.
Reis. 7. Vereinfachte Zeichnung des AC
Ein solches vertikales Design des Lautsprechers ermöglicht die Verwendung eines Rohrs als Körper, der im Vergleich zu kubischen Standardkörpern günstig ist. Als Körper 11 (Abb. 8) wurde ein PVC-Kunststoffrohr 200x4,9x2000 gewählt, das insbesondere in Kanalsystemen verwendet wird. Ein 2 m Rohr reicht für zwei Lautsprecher. Die Ringe 1, 2, 6, 10 bestehen aus 16 mm dickem MDF. In Abb. Fig. 9 zeigt eine Zeichnung der Teile 2, 6. Die Befestigung der Teile an der Karosserie erfolgt mit Senkkopfschrauben 3x19 mm (3-4 Stk.). An Teil 2 ist ein Filter 9 angebracht, der im unteren Teil des Gehäuses installiert ist und ein Loch zum Ausgeben einer Signalleitung aufweist. Teil 6, auf dem die dynamischen Köpfe montiert sind, wird in das Gehäuse 11 montiert mit der Maßgabe, dass die obere Ringebene bündig mit der Unterkante der Gehäusefenster 11 abschließt. in einem der Befestigungslöcher des LF-Kopfes 5 wird eine selbstschneidende Schraube angebracht, und der Draht wird zum HF-Kopf geführt, der in irgendeiner Weise befestigt ist (auf Bonks, auf einer aus Kupferdraht gelöteten Struktur mit einem Durchmesser von 1 ... 1,5 mm) und mit selbstschneidenden Schrauben befestigt, die den LF-Kopf sichern. Die Hauptanforderung besteht darin, den erforderlichen Abstand zwischen dem Diffusor des Hochtönerkopfes und dem Diffusorkonus 3 bereitzustellen. Der in Abb. 10, kann aus MDF oder dickem Kunststoff hergestellt werden. Der Kunststoffkegel kann zur Versteifung aufgeschäumt werden.
Reis. 8. Lautsprechergehäuse - Kunststoff-PVC-Rohr 200x4,9x2000
Reis. 9. Detailzeichnung 2, 6
Reis. 10. Kunststoffkegel
Eine glänzend lackierte Konusoberfläche ist wünschenswert, um Hochfrequenzverluste zu reduzieren. Der Konus wird mit Kleber an Teil 2 befestigt.
Als Schallabsorber kommt ein dünner synthetischer Winterizer zum Einsatz, der dicht gepackt ist; Kriterium für die Packungsdichte ist die Blasenfreiheit im niederfrequenten Register. Sie können versuchen, eine 5 ... 10 cm dicke Schicht feiner Aktivkohle zu gießen, die mit einem Polsterpolyester darüber bedeckt werden muss.
Teil 1 und 10 definieren Aussehen, sie können lackiert oder furniert werden. Teil 1 wird mit Dübeln oder kleinen selbstschneidenden Schrauben an Teil 2 befestigt und Teil 10 - mit selbstschneidenden Schrauben, unter Lösen des Anschlusskabels.
Um dem Lautsprecher ein marktfähiges Aussehen zu verleihen, können Sie aus einem dünnen Synthetikgewebe einen „Strumpf“ nähen und mit einem Tacker am Ober- und Unterteil 2 befestigen.
Die Crossover-Filterschaltung ist in Abb. elf.
Reis. 11. Diagramm eines Crossover-Filters
Der Induktor L1 ist mit einem Lackdraht mit einem Durchmesser von 0,5 ... 0,8 mm auf ein Kunststoffrohr mit einem Durchmesser von 25 mm gewickelt, die Breite der Spule beträgt 20 mm. 120 Drahtwindungen von 10,2 m Länge erzeugen eine Induktivität von 0,3 mH. Kondensator C1 - K73-17 oder K78-2 (besser). Der Widerstand R1 mit einem Widerstand von 0,2 Ohm besteht aus hochohmigem Draht: Sie nehmen ein mehrere Meter langes Stück, messen seinen Widerstand und beißen den Teil ab, der dem erforderlichen Widerstand entspricht. Der Drahtdurchmesser muss mindestens 0,2 mm betragen. Die Phase (Polarität) des Einschaltens der Köpfe wird empirisch bestimmt. Das Diagramm hier zeigt die Polarität optimiert bei Messung mit rosa Rauschen.
Literatur
1. Shorov V., Yankov V. Akustisches System zur Eigenproduktion. - Rundfunk, 1997, Nr. 4, S. 12-14.
