O reproduktorech

• Přidáno: 20.04.2005
• Doplněno: 21.10.2008 - Crashpc
• Autor: LuKyss - administrátor

Reproduktor:

Reproduktor řadíme mezi elektroakustické měniče (konkrétněji mezi elektrodynamické měniče). Reproduktor pracuje na principu vzájemného působení sil magnetického pole trvalého magnetu s magnetickým polem cívky, kterou protéká střídavý proud. Síla je tím větší, čím silnější je pole magnetu, čím větší proud teče vodičem a čím delší je vodič (více závitů cívky) v magnetickém poli.

Podle způsobu vyzařování dělíme reproduktory na přímovyzařující a nepřímovyzařující - tlakové. Velká většina reproduktorů patří k první skupině, kde membrána bezprostředně sousedí s okolním prostředím - vzduchem a je jím do určité míry (málo) zatěžována. Této skupině věnujeme pozornost.

Popis reproduktoru:

a) membrána
b) horní závěs membrány
c) těsnění
d) koš
e) svorky pro připojení vodičů
f) elektrické přívody ke kmitací cívce
g) středící prvek
h) vrchlík
i) horní deska
j) magnetický obvod
k) zadní deska
l) pólový nástavec
m) otvor pro odvod tepla
n) kostra kmitací cívky
o) kmitací cívka
p) mezera
q) zkratovací prstenec (slouží proti přetížení reproduktoru)

Koš reproduktoru:

Je to plechový výlisek, který je zpevněn prolisy, při větších rozměrech je odlitý z hliníku. Koš reproduktoru tvoří nosnou část reproduktoru. Na obvodu zevnitř je uchycena membrána, v zúžené části uprostřed je připevněn magnetický obvod.

Magnetický obvod:

Základem je permanentní magnet, vyrobený z magnetických slitin, nebo z magneticky tvrdých feritů. Doplňují ho pólové nástavce z magneticky měkkých materiálů. Účinnost magnetického obvodu závisí na intenzitě magnetického toku, soustředěného do vzduchové mezery, kde se pohybuje kmitací cívka. Tato mezera prstencového tvaru těsně obklopuje střední válcovou část magnetického obvodu.

Membrána reproduktoru:

Přenáší axiální pohyb cívky, čímž předává akustickou energii okolí. Od membrány se šíří akustické vlny do prostoru. Membrána má tvar kužele s kruhovou, nebo eliptickou základnou. Stěny jsou rovné, nebo exponenciálně se rozvírající (nerozvinutelný tvar). Takový průběh zabraňuje subharmonickému kmitání. Přesto s membránou bezprostřeně souvisí vznik dalších druhů zkreslení.

Kmitací cívka:

Bývá navinutá tenkým drátkem (o průměru 0,15 až 0,2 mm) obvykle ve dvou vrstvách nebo čtyřech, aby začátek a konec vinutí byl na stejné straně. Kvůli vysokým nárokům na pevnost a tuhost se opatřuje speciálním lakem. Vývody směřují do pájecích bodů na membráně blízko místa, kde je cívka spojena s membránou. Odtud se velmi ohebnou přívodní licnou propojuje s pájecími očky na destičce koše. Přívody nesmí omezovat pohyb membrány (vzniklo by zkreslení). Jiné zkreslení mívá původ v rozkmitu cívky, jestliže se při pohybu dostává mimo působení magnetického pole. Záleží na vzájemné délce kmitací cívky a velikosti vzduchové mezery, v které se pohybuje.

Středící prvek:

Je uchycen sou-ose a zajišťuje bezchybný axiální pohyb cívky. Zabraňuje jejímu vybočení z osy, které by způsobilo tření (drhnutí) v úzké dutině magnetického obvodu, a zastává hlavní vratnou sílu membrány, aby nezůstávala permanentně vychýlená. V praxi se jedná o tzv. středící membránu z řídké textilie nebo z plastu. Zároveň chrání vzduchovou mezeru, směrem od zadní části reproduktoru, před nečistotami. Nejškodlivější jsou drobné železné piliny. Cívka s připojenou papírovou membránou je uchycena uvnitř středícího prvku. Okolní mezikruží vytváří drobné a pružné vlnky.

Základní údaje reproduktoru:

Jmenovitá impedance:

Je vždy větší než ohmický (činný) odpor cívky. Přesto je to nejmenší impedance, zjištěná při jmenovitém kmitočtu. Obecně platí, že impedance je kmitočtově závislá, protože reproduktor pracuje se střídavým proudem různých frekvencí a to současně. U hranice nízkých kmitočtů vykazuje reproduktor výrazné maximum impedance v úzkém kmitočtovém pásmu. Maximum odpovídá rezonančnímu kmitočtu.

Maximální příkon (výkon):

Vzhledem k proměnné impedanci reproduktoru je i příkon kmitočtově závislý. Největší je při jmenovité impedanci (nejnižší impedance), směrem k vyšším kmitočtům klesá. Jeho velikost se proto stanoví se zřetelem na kmitočtové rozložení signálu při reprodukci. Zjednodušeně platí: P = U² : Z [VA; V; OHM].
Z uvedeného vyplívá, že výkon roste s druhou mocninou napětí. Přitom je nutné vzít na vědomí, že nelze srovnávat hudební příkon (výkon) s příkonem sinusového signálu. Průměrný hudební příkon je podstatně menší, takže sinusovým signálem v dolní části frekvenčního pásma je možné reproduktor přetížit a poškodit. A to přesto, že maximální příkon nebude překročen.
Maximální příkon nelze zaměňovat s maximálním špičkovým příkonem. V druhém případě se jedná o krátkodobé zatížení (výkonové špičky), které reproduktor snese bez poškození. Závisí to také na konstrukci reproduktoru.

Kmitočtový rozsah, kmitočtová charakteristika:

Týká se oblasti kmitočtů, v které reproduktor účinně vyzařuje akustickou energii. Kritickým místem pro posuzování jsou hraniční (krajní) kmitočty, při nichž vždy nastává pokles akustického tlaku. Proto je nutné znát útlum v decibelech při konkrétním kmitočtu. Jednoduše to zjistíme z frekvenční charakteristiky reproduktoru, kde kromě sklonu charakteristiky na krajních pásmech, je vidět i její zvlnění v celém přenášeném rozsahu. Podle kmitočtového rozsahu posuzujeme vhodnost reproduktoru, a to jak pro samostatné požití, tak i do vícepásmových reproduktorových soustav.

Charakteristická citlivost:

Udává průměrný akustický tlak v ose reproduktoru, ve vzdálenosti 1 m, s příkonem 1 VA v určitém kmitočtovým pásmu. Jinak řečeno, různé reproduktory se mohou ozývat různě hlasitě, ačkoliv budou pracovat se stejným přikonem. Rozhoduje konstrukce reproduktoru a hlavně kvalita magnetického obvodu. Charakteristická citlivost se udává v decibelech (dB). Obvyklá hodnota je mezi 90 a 100 dB.

Rezonanční kmitočet:

Závisí na hmotnosti a poddajnosti kmitacího systému. Leží při dolním kraji přenášeného pásma a projevuje se velkým rozkmitem membrány, provázeným značným zkreslením. Zároveň prudce vzrůstá impedance reproduktoru. O rezonanční kmitočet se zajímáme hlavně u basových reproduktorů, kde požadujeme, aby byl co nejnižší. Svůj význam má i při konstrukci bassreflexové ozvučnice (z něho vypočítáme délku a průměr otvoru). Obecně platí, že rezonanční kmitočet vymezuje použitelnost každého reproduktoru směrem k nízkým kmitočtům.

Více informací týkajících se Thielle-Small parametrů naleznete zde.

Charakteristika reproduktorů:

Vysokotónové (výškové) reproduktory:

Hrají většinou v pásmu od 2000 Hz (případně více) až do zhruba 20 000 Hz. Jsou konstruovány tak, že mají co nejtužší membránu. Tyto reproduktory jsou vysoce citlivé. Vysokotónový reproduktor se musí zapojit s výhybkou jinak dojde (většinou) ke zničení reproduktoru přepálením kmitací cívky. Směrovost reproduktorů je veliká, to znamená že reproduktorové soustavy musí být natočeny vysokotónovým reproduktorem k posluchači (reproduktor "míří" přímo na posluchače). Díky tomuto jevu se uplatňují dvě soustavy při stereofonní reprodukci. A my rozeznáme z jakého kanálu (levý, pravý) zvuk vychází.

Středotónový reproduktor:

Tento reproduktor hraje účinně v pásmu 500 až 4000 Hz. V tomto rozmezí je nejvíce hudebního signálu, proto tyto reproduktory jsou nejvíce namáhány. K těmto účelům se používá také někdy širokopásmový reproduktor (hraje celé slyšitelné pásmo kmitočtů). Musí být odstíněn od basového reproduktoru, jinak by velký rozkmit membrány basového rep. rozkmitala i středový a to by způsobilo zkreslení. Nejvhodnější je ho umístit do samostatné skříňky, která má velikost přesně podle použitého reproduktoru.

Hlubokotónový (basový) reproduktor:

Podle něho se odvíjí velikost ozvučnice i celkové podání hudby. Hraje již od nejnižších slyšitelných kmitočtů, (asi 20 Hz) do zhruba 1000 Hz, podle použití. Platí: čím větší plocha membrány, tím větší účinnost u nejnižších kmitočtů. Tento typ reproduktoru má uzpůsobenou membránu tak, že dosahuje velkého rozkmitu membrány (velký akustický tlak), který se pohybuje od 3 do 20 mm (má tzv. volný závěs). Při stavbě ozvučnice je důležité, aby tento reproduktor měl co nejnižší rezonanční kmitočet.

Širokopásmový reproduktor:

Dokáže přednést celé pásmo slyšitelných kmitočtů. Užívá se všude tam kde nejsou kladeny až tak veliké nároky na kvalitu hudby (rádia, televize, levnější reprobedýnky k počítači, atd.). Od tohoto reproduktoru proto neočekávejte moc kvalitní zvuk. Jeho užití je především jako středotónový reproduktor do vícepásmových reprosoustav.

Související články

nahoru