Na rysunku 7-1 b przedstawiono większy uniwersalny zestaw głośnikowy. Jest to również zestaw dwudrożny, wyposażony w wielki głośnik niskotono-wy o średnicy 38 cm i tubowy głośnik średnio-wysokotonowy. Do wylotu tuby jest przymocowana soczewka akustyczna zwiększająca kąt promienio­wania częstotliwości większych. Działanie tego rodzaju soczewek polega na wydłużeniu (o kilka centymetrów) drogi, którą rozprzestrzenia się fala akus­tyczna w lewo i w prawo w stosunku do głównej osi promieniowania głośnika. Wskutek wydłużenia drogi fale biegnące w kierunkach bocznych nieco się opóźniają w stosunku do fali biegnącej na wprost. Dzięki tym różnicom czoło fali akustycznej wybrzusza się, co jest równoważne zwiększe­niu szerokości kąta promieniowania dźwięku. Urządzenie takie jest więc akustycznym odpowiednikiem rozpraszającej soczewki optycznej.

a)

b)

Zasadnicza różnica między profesjonalnymi zestawami głośnikowymi a zesta­wami do użytku domowego polega na większej sprawności energetycznej przetwarzania zestawów profesjonalnych i na ich dużej wytrzymałości na długotrwałą pracę przy wysokich poziomach mocy. W odniesieniu do zesta­wów do użytku domowego, zwłaszcza zaś zestawów Hi-Fi dobrej jakości, kładzie się nacisk na bardzo wierne przetwarzanie, realizowane często kosz­tem sprawności energetycznej, wynoszącej niekiedy ułamek procenta. W odniesieniu do zestawów profesjonalnych rozwiązanie takie prowadziłoby do potrzeby stosowania wzmacniaczy o absurdalnie dużej mocy. Odsłuch audy­cji w pomieszczeniu mieszkalnym odbywa się przy umiarkowanej głośności. Zestaw głośnikowy pracuje z dużym zapasem mocy. Konstruktorzy zestawów profesjonalnych muszą się liczyć z forsowną pracą zestawów głośnikowych. Profesjonalne zestawy głośnikowe można podzielić na następujące zasadni­cze grupy:

— dyskotekowe;

— estradowe;

— do nagłośniania pomieszczeń użyteczności publicznej i obiektów ot­wartych.

Podział ten nie obejmuje niektórych specjalnych zestawów głośnikowych

wąskim zakresie zastosowań; należą do nich m.in. kontrolne zestawy głośnikowe dla rozgłośni radiofonicznych i studiów fonograficznych, nazywa-ie także monitorami, zestawy głośnikowe do sieci dyspozytorskich w zakla-lach przemysłowych, a także przenośne tuby wzmacniające głos.

Zamieszczone w tym rozdziale ilustracje ułatwią zapoznanie się z obecnie itosowanymi rozwiązaniami profesjonalnych zestawów głośnikowych.

Na rysunku 7-la widzimy mały zestaw głośnikowy o uniwersalnym zasto-owaniu. Nadaje się on do małych sal dyskotekowych, do nagłośniania sal anecznych, do świetlic. Może także służyć jako zestaw głośnikowy do lomowych organów elektronicznych i gitar elektrycznych. Zestaw ma obudo­wę z otworem (z prawej strony są widoczne dwa okrągłe otwory), do której vmontowano mocny głośnik nisko-średniotonowy o średnicy 30 cm i bardzo lobry tubowy głośnik wysokotonowy.

50

Rys. 7-1. Dyskotekowe zestawy głośnikowe: a) o mocy 100 W i wymiarach 58 x 34 x 26 cm (głośniki firmy Goodmans); b) — o mocy 200 W i wymiarach 80 x 50 x 42 cm (głośniki firmy RCF)

Na rysunku 7-2 widzimy bardzo interesujący zestaw głośnikowy dwu­drożny. Głośnik niskotonowy jest umieszczony w obudowie o dość skompli­kowanej konstrukcji, która działa jako obudowa z otworem w zakresie '.yęstotliwości najmniejszych i jako obudowa tubowa w zakresie częstotli­wości nieco większych (do 500-1-800 Hz). Zakres tonów średnich i wysokich (••okrywa głośnik tubowy. Obudowa ta, opracowana przed wielu laty do /estawu głośnikowego przeznaczonego do teatrów i kinoteatrów, ma tak /nakomite własności, że jest wciąż oferowana przez firmy zaopatrujące rynek •v sprzęt elektroakustyczny. Jest znanych kilka odmian tej obudowy, dostoso­wanych do głośników o różnej mocy.

Na rysunku 7-3 przedstawiono następujące estradowe zestawy głośni-

;<owe:

51

— 1

— 2

-3

Rys. 7-3. Estradowe zestawy głośnikowe firmy Dy-nacord

Rys. 7-2. Zestaw głośnikowy firmy

Altec do sal teatralnych, kinowych

i dyskotek, o mocy 100 W

— zestaw szerokopasmowy o mocy 100 W, wyposażony w dwa głośniki nisko-średniotonowe i jeden tubowy głośnik wysokotonowy;

— zestaw głośnikowy o mocy 60 W, wyposażony w dwa głośniki szero­kopasmowe;

— zestaw szerokopasmowy o mocy 80 W, wyposażony w otwarty głoś­nik szerokopasmowy i tubowy głośnik wysokotonowy;

— zestaw szerokopasmowy o mocy 80 W, zawierający cztery głośniki szerokopasmowe i cztery głośniki wysokotonowe.

Na rysunku 7-4 mamy estradowy zestaw głośnikowy trójdrożny. Zastoso­wano w nim wielki głośnik niskotonowy o średnicy 38 cm i dwa głośniki tubowe. W celu zapewnienia dobrej sprawności w zakresie najmniejszych przenoszonych częstotliwości zastosowano obudowę z otworem.

\

Rys. 7-5. Estradowe zestawy głoś­nikowe firmy Dynacord (głośniki firm JBL, RFC, Gauss i in.) l — superwysokotonowy (pas­mo 8 do 25 kHz, moc 40 W); 2 -średnio-wysokotonowy (pasmo 800 do 8000 Hz, moc 100 W); 3

— średnio-wysokotonowy (pasmo 800 do 8000 Hz, moc 100 W); 4

- średniotonowy (pasmo 400 do 2000 Hz, moc 80 do 200 W, zależ­nie od typu zastosowanego głośni­ka); 5 — niskotonowy (pasmo 30 do 400 Hz, moc 100 do 150 W, zależnie od typu zastosowanego głośnika); 6 — niskotonowy (pas­mo 30 do 800 Hz, moc 120 do 200 W, zależnie od typu zastoso­wanego głośnika)

Rys. 7-6. Tubowe zestawy głośnikowe firmy Dynacord przeznaczone do dużych dyskotek (głośniki firm JBL,

Gauss, Electro-Yoice i in.)

/ - superwysokotonowy (pasmo 8 do 25 kHz, moc 20 W); 2 — średnio-wysokotonowy (pasno 500 do 15000 Hz, moc 80 W); 3 - średniotonowy (pasmo 250 do lOOOHz, moc 120 W); 4 - niskotonowy (pasmo 40 do 800 Hz, moc 300 W; wylot tuby zestawu ma wymiary 108x174 cm)

Rys. 7-4. Estradowy trójdrożny zestaw głośniko­wy firmy Dynacord, o mocy 110 W

53

52

Gdy jest konieczne zapewnienie równomiernego nagłośnienia wielkich sal, w których występują orkiestry estradowe, nie wystarczają zestawy głośniko­we przedstawione na rys. 7-3 i 7-4. Trzeba wówczas użyć baterii zestawów głośnikowych o różnych własnościach, które współdziałając, zdołają zapew­nić potrzebne natężenie dźwięku przy dobrej jakości przenoszenia. Na rysun­ku 7-5 przedstawiono sześć zestawów głośnikowych służących do tego celu. Do objaśnień podanych w podpisie do rysunku dodamy kilka wyjaśnień dodatkowych. Zestaw l jest wyposażony w dwa specjalne głośniki wysokoto-nowe, tzw. szczelinowe. Dwa następne zestawy 2 i 3 to zestawy z typowymi głośnikami tubowymi dużej mocy. Pierwszy z tych zestawów wyposażono w soczewkę akustyczną powiększającą kąt promieniowania dźwięku. Zestaw średniotonowy (4) zawiera otwarty głośnik szerokopasmowy dużej mocy oraz krótką tubę, polepszającą efektywność głośnika. Następny zestaw, 5, niskoto-nowy, ma obudowę o podwójnym działaniu. Jest to zarazem obudowa z otworem (są w niej widoczne dwa otwory) i obudowa tubowa poprawiająca sprawność działania głośnika przy częstotliwościach 100 do 250 Hz. W zestawie zastosowano wielki głośnik niskotonowy o średnicy 38 cm. Ostatni zestaw, 6, jest również zestawem niskotonowym o złożonej obudowie tubo­wej, przystosowanej do wmontowania wielkiego głośnika niskotonowego.

Wszystkie te zestawy są, jak widać z rysunku, przystosowane do przeno­szenia i przewożenia.

Przy występach estradowych w obiektach otwartych (na stadionach, w otwartych amfiteatrach) tworzy się grupy złożone z kilku lub kilkunastu zestawów głośnikowych. Najczęściej łączy się po kilka zestawów niskotono-wych, ustawiając je obok siebie, co polepsza skuteczność promieniowania basów. Są znane muzyczne zespoły big-beatowe, które dysponują aparaturą i zestawami głośnikowymi o łącznej mocy kilkunastu tysięcy watów.

Bardzo wielkie moce dźwięków są konieczne do nagłośniania wielkich sal dyskotekowych. Równocześnie są potrzebne: wielkie natężenie dźwięku, rów­nomierne nagłośnienie sali i znakomita jakość. Okazało się, że najlepsze rozwiązanie zapewniają zestawy tubowe rozmieszczone grupami znacznie powyżej głów tańczących. Cztery takie zestawy przedstawiono na rys. 7-6. Zestawy ] i 2 zawierają głośniki tubowe. W zestawie 3 zastosowano głośnik otwarty o średnicy 30 cm, wbudowany do tuby o wylocie prostokątnym. Zestaw niskotonowy 4 zawiera dwa wielkie głośniki niskotonowe o średnicy 38 cm współpracujące z krótką tubą, do której przystawia się przedłużenie tuby mocowane zatrzaskowymi wiązaniami.

Z nagłośnianiem za pomocą urządzeń elektroakustycznych spotykamy się bardzo często: w poczekalniach hotelowych i dworcowych, na peronach dworców kolejowych i autobusowych, w dużych biurach i na terenie zakła­dów przemysłowych, w salach odczytowych i audytoriach uniwersyteckich oraz w wielu innych obiektach.

Ostatnio technika nagłośniania bardzo się rozwinęła. Stosuje się duży asortyment zestawów głośnikowych przystosowanych do różnych warunków.

Przy nagłośnianiu wymienionych wyżej obiektów nie są potrzebne wysokie poziomy natężenia dźwięku, chodzi bowiem głównie o zapewnienie zrozumia­łości mowy i wystarczającą słyszalność dźwięków muzyki stanowiącej często tło akustyczne pomieszczenia. Stąd umiarkowane moce stosowanych zesta­wów, wynoszące od kilku do kilkudziesięciu watów. Tylko w przypadku kolumn dźwiękowych przeznaczonych do nagłośniania bardzo wielkich po­mieszczeń lub obiektów otwartych moc zestawu głośnikowego niekiedy przekracza 100 W.

Q)

Rys. 7-7. Zestawy głośnikowe do nagłośniania pomieszczeń: a) sufitowy (plafonowy); b) kulisty do zawieszania

Na rysunku 7-7 pokazano dwa zestawy głośnikowe przeznaczone do instalowania na stałe w hotelach, restauracjach, salach klubowych itp. Stosu­je się w nich głośniki szerokopasmowe o mocy 4 do 10 W.

Do nagłośniania tarasów, ogródków kawiarnianych, małych otwartych parkietów tanecznych stosuje się zestawy głośnikowe o mocy 30 do 50 W; przystosowane do działania poza pomieszczeniami, są odporne na wpływy atmosferyczne. W tym miejscu warto dodać, że wiele normalnych zestawów głośnikowych może także przez parę dni pozostawać na otwartej przestrzeni; trzeba je jednak wówczas osłonić szczelnymi workami igelitowymi. Wpływ takiego worka na działanie zestawu jest niezauważalny.

Do nagłośniania peronów kolejowych i terenów sportowych, gdy ma być przekazywana wyłącznie mowa, stosuje się głośniki tubowe o mocy 5 do 50 W. Głośniki te nie przenoszą częstotliwości mniejszych niż 300 do 400 Hz, nie nadają się więc do transmitowania muzyki.

Na rysunku 7-8 przedstawiono trzy różnej wielkości kolumny głośniko­we; mają one odmienną liczbę głośników, długość i moc. W najmniejszej z tych kolumn zastosowano cztery głośniki szerokopasmowe, w największej — osiem. Moc głośników wynosi 5 W.

Kolumny głośnikowe należą do tzw. grupowych źródeł dźwięku. Mają one kilka zalet. Pierwszą z nich, najważniejszą, jest kierunkowe promieniowa-

55

54

nie podstawowej części energii dźwiękowej, co bardzo ułatwia nagłośnianie audytoriów i sal. Skupianie dźwięku wzdłuż płaszczyzny poziomej poprowa­dzonej w połowie kolumny jest tym silniejsze, im jest dłuższa sama kolumna.

W celu uzyskania szczególnie duże­go skupienia dźwięku ustawia się kolumny głośnikowe jedną na dru­giej, otrzymując grupowe źródło dźwięku o długości (wysokości) 250 do 300 cm.

Kolumny głośnikowe otwarte od tyłu promieniują część energii w kierunku przestrzeni znajdującej się za kolumną. Ich charakterystyka kierunkowości ma kształt niesymet­rycznej ósemki, a przestrzennie — dwóch grubych lub spłaszczonych dysków. Kolumny dźwiękowe zam­knięte promieniują w kierunku tyl­nym bardzo słabo.

Drugą ważną zaletą kolumn głośnikowych jest rzadsze występo­wanie — podczas wzmacniania gło­su mówców lub dźwięków orkiestry — sprzężenia elektroakustycznego między urządzeniami głośnikowymi i mikrofonem lub mikrofonami.

Trzecią zaletą kolumn głośniko­wych jest dość dobre przenoszenie zakresu małych częstotliwości akus­tycznych, dzięki czemu kolumny te nadają się do transmitowania mu­zyki.

Rys. 7-8. Kolumny głośnikowe przeznaczone do nagłośniania pomieszczeń zamkniętych (sal widowiskowych, kościołów, hal dworco­wych itp.). Wymiary najdłuższej kolumny 120 x 16 x 11 cm, moc maksymalna 40 W

Wytwarza się również kolumny głośnikowe odporne na wpływy at­mosferyczne, przeznaczone do na-głośniania przestrzeni otwartych (stadionów, placów, ulic). Są to ko­lumny o długości 120 do 160 cm i mocy 40 do 60 W. Przy dużych wymaganiach co do jakości i równomierności nagłośnienia wielkich prze­strzeni otwartych stosuje się kolumny i głośniki tubowe, umieszczone razem na wysokich masztach.

8. Konstruowanie obudów

Podstawą konstruowania dobrych obudów do zestawów głośnikowych jest poznanie najważniejszych zasad i zależności. Rozważmy obudowę zamkniętą. Przy najmniejszych częstotliwościach i dużej mocy doprowadzanej do głośni­ka obudowa ma skłonność do pulsowania. Jeżeli ścianki obudowy są zbyt elastyczne, zostaje zniweczony cały efekt zastosowania obudowy zamkniętej, gdyż jej ścianki wyginają się w fazie zgodnej z drganiami tylnej strony membrany głośnika. Stąd wniosek — obudowa powinna być dostatecznie sztywna. Osiągniemy to, jeżeli jej ścianki będą dostatecznie grube i mocno z sobą połączone, a w razie potrzeby usztywnione dodatkowymi listwami.

Sztywność ścianek nie zapobiega pojawianiu się w nich przy określonych częstotliwościach drgań wynikających z geometrycznych wymiarów obudowy i własności materiału, z którego zrobiono ścianki. Te szkodliwe drgania można znacznie osłabić wykonując obudowę z materiału o dużej stratności, a więc takiego, przy którego zginaniu powstaje tarcie wewnętrzne powodujące wydzielanie się ciepła.

Wytwórnie zestawów głośnikowych dobrej jakości stosują odpowiednio dobrane materiały. W warunkach amatorskich najlepszym materiałem jest wielowarstwowa sklejka. Gorsze niż sklejka są prasowane, twarde płyty wiórowe. Miękkie płyty wiórowe są materiałem konstrukcyjnym zbyt mało wytrzymałym. Przy braku odpowiedniej, dostatecznie grubej sklejki, ścianki obudowy można wykonać jako dwuwarstwowe, łącząc z sobą obie warstwy dobrym klejem i dodatkowymi wkrętami.

Materiałem mniej odpowiednim niż sklejka są deski drewniane, głównie z powodu mniejszej stratności w odniesieniu do drgań.

Materiałami o dużej stratności są: linoleum podłogowe, ruberoid (dobrej jakości papa do pokrywania dachów) i twardy wojłok. Materiały te mogą być stosowane tylko jako druga warstwa przyklejona do właściwego materia­łu konstrukcyjnego, w celu zwiększenia jego stratności.

Przy częstotliwościach średnich i wielkich długości fal są mniejsze niż wymiary obudowy. Pojawiają się więc odbicia i fale stojące. Są one najbar­dziej szkodliwe, gdyż powstają między membraną głośnika i ścianką tylną obudowy oraz między górną i dolną ścianką obudowy. Pochłanianie energii

57

wykończanie obudowy typu meblowego jest pracochłonne. Wymaga ono sporej wprawy przy oklejaniu odudowy ozdobną warstwą drewna i później­szym lakierowaniu. Łatwiej jest obudowę ze sklejki tylko dobrze wyszlifować, zabejcować dla nadania ciemniejszej barwy i pokryć bezbarwnym lakierem.

l/-²

VV łIŁ*.

Aby zapewnić dostęp do wnętrza obudowy, jednej ze ścianek się nie jrzykleja, lecz tylko przytwierdza kilkoma wkrętami, używając przy tym podkładki z gąbki poliuretanowej, takiej jak do uszczelniania okien. Jeśli ;łośniki są osadzone od zewnętrznej strony płyty czołowej obudowy, można irzyklejać wszystkie ścianki obudowy, ale wówczas prace wykończeniowe

przyłączenie głośników wykonuje się przed ich zamocowaniem.

Ważne jest dobre przygotowanie kleju do sklejenia ścianek obudowy. Cazeinowy klej stolarski (Certus) przyrządza się według przepisu podanego la opakowaniu. Jeśli takiego przepisu brak, to trzeba postąpić następująco: lwie części kleju (wagowo) miesza się z jedną częścią wody o temperaturze >okojowej, aż do całkowitego zaniku kłaczków. Drewniane powierzchnie imaruje się dość obficie klejem, składa i ściska mocno na 24 godziny. Nie należy przygotowywać zbyt dużej ilości kleju, gdyż rozpuszczony w wodzie jiie nadaje się do przechowywania.

Klej stolarski kostny przyrządza się w następujący sposób: połamane )łytki kleju moczy się w niewielkiej ilości wody przez kilka godzin. Gdy klej lapęcznieje, wówczas wstawia się naczynie z klejem do garnka z wodą

podgrzewa do 80-90° C, ciągle mieszając, aż do rozpuszczenia się kleju, 'losuje się go w stanie ciepłym. Sklejane przedmioty ściska się na 48 godzin. Klejenie obudowy trwa kilka dni, gdyż równoczesne składanie i ściskanie [vszystkich części składowych nie jest możliwe. W pierwszym etapie przykle-

a się listwy do przygotowanych ścianek bocznych. W drugim etapie skleja ię ścianki boczne. W ostatnim etapie przykleja się ściankę czołową tylną.

Zewnętrzne wykończenie obudowy może być wykonane rozmaicie,

tosownie do posiadanych materiałów. Najprostsze jest użycie oklein ozdob-

fiych z tworzywa sztucznego. Okleiny bywają samoklejące się lub zwyczajne,

przeznaczone do przyklejenia klejem specjalnie do nich przewidzianym lub

Jniwersalnym (np. Butaprenem B).

58

Rys. 8-1. Sposób wykonania małej obudowy Rys. 8-2. Regałowa obudowa zamknięta

zamkniętej ; _ _otwór do głośnika nisko-średnio-

/ — płyta czołowa z otworami na głośniki; 2 tonowego; 2 — otwór do głośnika

- ścianka tylna; J — listwy przytwierdzone do wysokotonowego; 3 — wgłębienie od

ścianek bocznych strony czołowej obudowy przeznaczone

do osadzenia maskownicy; 4 — ramka maskownicy; 5 — tkanina; 6 - płaskie sprężynki utrzymujące maskownicę w

obudowie zestawu głośnikowego

Na rysunku 8-1 pokazano sposób wykonania małej obudowy zamkniętej, wymagający minimum umiejętności stolarskich. Do wszystkich ścianek bocznych przykleja się listewki, tak umieszczone, aby ścianka tylna i płyta czołowa dobrze pasowały. Płyta czołowa jest nieco zagłębiona, dzięki czemu pozostaje miejsce na ramkę z tkaniną ozdobną, maskującą głośniki.

Sposób wykonania ramki z tkaniną ozdobną wynika z rys. 8-2, na którym przedstawiono gotową obudowę zamkniętą i ramkę z tkaniną. Na tym rysunku nie uwidoczniono listew wewnątrz obudowy.

Na rysunku 8-3 widzimy konstrukcję amatorskiej obudowy głośnikowej, zalecaną przez firmę Goodmans. Według proponowanego rozwiązania mogą być konstruowane obudowy o objętości od 15 do 50 dcm³. Od objętości obudowy zależy grubość jej ścianek. Małe obudowy, o objętości od 7 do 12 dcm³, wykonuje się ze sklejki o grubości 13 do 15 mm. Do zrobienia dużej obudowy, o objętości od 40 do 50 dcm³, używa się sklejki o grubości 20 mm. Do wykonania płyty czołowej używa się z zasady najlepszego materiału, często o grubości większej niż pozostałe ścianki obudowy.

Dobre wykonanie obudowy polega na właściwym i dokładnym określeniu wymiarów poszczególnych jej elementów i starannym przycięciu ich piłą, a następnie dopasowaniu (pilnikiem i papierem ściernym). Elementy dopasowa­ne odpowiednio się oznacza, co ułatwia montaż.

59

ów.

Rys. 8-3. Konstrukcja obudowy zamknię­tej zalecana przez firmę Goodmans

Jeżeli głośniki mają być osadzone od strony zewnętrznej, to w płycie tłowej, wokół otworu, należy wyciąć dodatkowo wgłębienie dokładnie pasowane do kosza głośnika. Wgłębienie to powinno być wykonane rdzo starannie, tak aby mocowany kosz głośnika nie uległ wypaczeniu. W u zapewnienia szczelności stosuje się podkładki z gąbki poliuretanowej, my lub tworzyw skóropodobnych.

Na rysunku 8-4 widzimy szkice obudów z otworem. Sposób ich wykona-i jest taki sam, jak obudów zamkniętych, z tym że wewnątrz obudowy isuje się mniej materiału dźwiękochłonnego. Jest wskazane takie zaprojek-

b)

Rys. 8-4. Obudowy z otworem: a) klasyczna; b) przekrój tej obudo­wy z zaznaczeniem rozmieszczenia materiału dźwiękochłonnego; c) obudowa z otworem wyposażonym w tunel wykonany ze sklejki

V c b a V
150	•	53		150
		' cm	37
dcm^3	72	• 51	• cm	dcm^3
120	- cm	" 49	35	•120
	68
100	.	. 47	• 33	•100
	64	• 45	.	•
80	60	'. ^43	31	'. ^80
		• 41	• 29
60	. 56	'. ^39		60
			27
50	- 52	- 37	-	- 50
		' 35	. 25	.
40	• 48			. 40
		33	' 23
30	- 44	• 31	.	• 30
25	40	I 29	21	' 25
20		- 27	- 19	. 20
15	35	" 25	17	" 15
12	32	23		. 12
10		- 21	- 15	10
	28			- 8
9		19	13	7

Rys. 8-5. Nomogram pomocniczy do ok­reślania wymiarów obudów zestawów głośnikowych o objętości V (brutto)

Rys. 8-6. Sposób wzmacniania obudowy

głośnikowej listwami w celu usztywnienia

jej ścianek

towanie obudowy, aby przy dostrajaniu obudowy do częstotliwości rezonan­sowej było można zmieniać wielkość otworu głośnika. W przypadku otworu z tunelem można zastosować tunel wykonany z dwóch rur połączonych teleskopowo. Rurę o większej średnicy nasuwa się na rurę o mniejszej średnicy. Nadają się do tego celu grubościenne rury tekturowe i winidurowe bądź wykonane z blachy aluminiowej. Nie jest trudno wykonać tunel kwad­ratowy ze sklejki o grubości 10 mm. Funkcję otworu może także spełniać szczelina między płytą czołową i ścianką boczną obudowy.

Zaleca się, aby obudowy o kształcie prostopadłościanu nie miały jedna­kowych wymiarów podstawowych. Chodzi o to, aby rezonanse własne obu­dowy były liczne, lecz słabo się zaznaczające. Na rysunku 8-5 podano nomogram umożliwiający ustalenie korzystnych wymiarów obudowy w za­leżności od potrzebnej jej objętości wewnętrznej V (brutto, tj. razem z objętością zajmowaną przez listwy, głośniki itp.). W praktyce zachowanie takich proporcji nie jest często możliwe, ze względu na wymiary głośników lub określone miejsce przeznaczone do ustawienia zestawu głośnikowego w pomieszczeniu mieszkalnym. Gdy nie uda się przyjąć optymalnych proporcji, trzeba jednak unikać identycznych wymiarów sąsiadujących z sobą ścianek. Pod względem rozkładu rezonansów dobre są obudowy o kształcie nieregu-

61

larnym (por. rys. 3-1) z pochyloną ścianką przednią, stożkowate i inne. Są one jednak trudniejsze do wykonania, co zniechęca wielu amatorów.

Duże obudowy powinny być dodatkowo wzmacniane listwami. Istnieje ogólna zasada, że jeśli jakiś wymiar ścianki obudowy jest większy niż 40 cm, [o należy się zastanowić nad potrzebą dodatkowego usztywnienia tej ścianki lub połączenia z sobą dwu ścianek przeciwległych. Takie dodatkowe połącze­nie ścianek przeciwległych wykonuje się listwą o przekroju np. 4x4 cm, mocno przytwierdzoną do obu ścianek. Ściankę tylną lub boczną można dodatkowo usztywnić, dodając listwę biegnącą po przekątnej. Wielkie obudo­wy wzmacnia się listwami w sposób przedstawiony na rys. 8-6. Takie wzmocnienie może być celowe także w obudowach wykonanych z cieńszej sklejki. Dotyczy to przede wszystkim zestawów głośnikowych przeznaczo­nych do przenoszenia, które nie powinny być zbyt ciężkie.

Rys. 8-7. Szkic konstrukcyjny obudowy tubowej przeznaczonej do zestawu dyskotekowego

Różne firmy opracowały kilkadziesiąt rozwiązań obudów tubowych do [omowych i profesjonalnych zestawów głośnikowych. Na rysunku 8-7 przed-tawiono szkic konstrukcyjny obudowy tubowej, niskotonowej, do dwóch łośników o średnicy 30 cm. Obudowa ta zapewnia znakomite przenoszenie Irzez głośniki zakresu częstotliwości 50 do 300 Hz. Jest ona przeznaczona do estawu dla dyskotek i sal tanecznych. Ścianki obudowy są wykonane z rubej sklejki. Dolną część tuby utworzono z odpowiednio wygiętych kawał­ów cieńszej sklejki, przymocowanych do ścian obudowy. Tę część tuby lożna wykonać także z kilku warstw tektury utwardzonej lakierem po kształtowaniu.

Do wykonania osłon ścianki czołowej (maskownicy) powinny być używa-e bardzo cienkie i rzadkie tkaniny. Najlepsze są tkaniny z włókien sztucz-ych (stylon, nylon, perlon itp.). Należy je dobrze naciągnąć i zamocować inezkami kreślarskimi lub stalowymi zszywaczami biurowymi. Zamiast tka-iny można użyć siatki z tworzywa sztucznego.

9. Filtry elektryczne zestawów głośnikowych

W wielodrożnych zestawach głośnikowych jest konieczne zastosowanie odpo­wiednich filtrów elektrycznych, rozdzielających między głośniki składowe zmienne o różnych częstotliwościach doprowadzanego do zestawu przebiegu. Używa się filtrów górnoprzepustowych, środkowo przepustowych i dolnoprze-pustowych.

Filtry znajdujące się w torze elektrycznym łączącym głośniki ze wzmac­niaczem mocy przenoszą energię (moc) zasilającą głośniki. Powinny one powodować jak najmniejsze straty tej energii (mocy). Filtry te są często nazywane zwrotnicami prądowymi.

dB

0

1 -'

• ~2

3

S,

-*—

*•*

, , — —

^

£^N

t

-7* {_

J

,

f HO

2

T

/

y

|

\

>

\

/

\

P

/

\

^

/

t

-20

l

f

^

_ . i

f-

/

' ,

-30

2

JJjU

V

1C

)

m^ł

f .

10^3

m*

Hz

in

_f_>'^p2.

Rys. 9-1. Charakterystyki filtrów: dolnoprzepustowego /, środkowoprzepustowego 2 i górnoprzepustowego 3, two­rzących zwrotnicę prądową trójdrożnego zestawu głośni­kowego

fpi > fp2 ~ częstotliwości podziału zwrotnicy

Najprostszym filtrem górnoprzepustowym jest kondensator. Najprost­szym filtrem dolnoprzepustowym jest cewka indukcyjna. Do otrzymania prostego filtru środkowoprzepustowego są potrzebne dwa elementy — kon­densator i cewka.

Na rysunku 9-1 przedstawiono przykładowe charakterystyki przenoszenia trzech filtrów (dolnoprzepustowego, środkowoprzepustowego i górno-

63

L

Wartości elementów LC oblicza się korzystając z następujących wzorów: Zwrotnica 6 dB/okt

159000 f,'* '

159-R

L =

C =

Zwrotnica 12 dB/okt

112500 '

225 -R

L =

C =

o)

6dB/okt

l

b)	12 dB/okt
		j 1 Ikl ^1 I
			— r l

Rys. 9-2. Schematy klasycznych zwrotnic dwudrożnych:

a) 6dB/okt; b) 12 dB/okt

N — głośnik niskotonowy; W — głośnik wysokotonowy; L — indukcyjność; C — pojemność

b) 6 dB 0 -6 t-,, p -18 -24 -30
					^s V	/^
						v
					/	\
				-f			5d
			4	ajw			v	.
		0,125 Q25 ą5 1 2 4 8 '/' p *

Na rysunku 9-2 przedstawiono schematy zwrotnic prądowych do dwu-Irożnego zestawu głośnikowego. Pierwsza zwrotnica zawiera tylko dwa :lementy, a jej charakterystyki mają nachylenie 6 dB/okt. Druga zwrotnica awiera cztery elementy, a jej charakterystyki mają nachylenie większe, ówne 12 dB/okt. Charakterystyki te zamieszczono na rys. 9-3.

dB 0
					>	s^~ N
	-12 -18 -24 -?n			/	^X	^x	N
			X	X			^x	s
			^W					u^s

0,125 025-05 1 f/fp-

Rys. 9-3. Charakterystyki zwrotnic dwudrożnych 6 dB/okt i 12 dB/okt f p — częstotliwość podziału; U_N — napięcie na rezystancji przyłączonej zamiast głośnika iskotonowego; U_w — napięcie na rezystancji przyłączonej zamiast głośnika wysokotonowego

w których:

C — pojemność elektryczna kondensatora (uF); L — indukcyjność cewki (mH); R — impedancja znamionowa cewki głośnika (Q)_; f_p — częstotliwość podziału (Hz).

Przyjęto, że głośniki mają jednakową wartość impedancji znamionowej. Jeżeli stosuje się głośniki o różnych jej wartościach, należy to uwzględnić przy obliczaniu gałęzi dolnoprzepustowej i grónoprzepustowej zwrotnicy.

Przedstawione wzory są słuszne, gdy obciąże_nie zwrotnicy stanowi czysta rezystancja. W pewnym zakresie częstotliwości, leżącym powyżej rezonansu układu drgającego, składowa indukcyjna impedancji głośnika nie daje o sobie znać i wobec tego głośnik może być z dostatecznym przybliżeniem uważany za obciążenie czysto rezystancyjne. Niestety, gdy wartość impedan­cji przyjmuje wartości większe niż znamionowa, co jest skutkiem wpływu indukcyjności cewki głośnika, głośnik nie może być traktowany jako obciąże­nie czysto rezystancyjne. Producenci głośników i zestawów głośnikowych uwzględniają to przy projektowaniu zwrotnic prądowych. Amatorzy, nie dysponujący odpowiednimi możliwościami wykonania pomiarów, są zmusze­ni korzystać z podanych wzorów i ew. wprowadzania pewnych poprawek przy próbach zestawów głośnikowych. Z tego głównie względu zaleca się stosowanie prostych układów zwrotnic prądowych, kryjących mniej niespo­dzianek. Jeżeli na przykład zastosowanie klasycznej zwrotnicy 6 dB/okt (rys. 9-2a) nie jest możliwe ze względu na cechy głośnika wysokotonowego, który byłby zbytnio obciążony, to można użyć zwrotnicę 6 dB/okt i 12 dB/okt przedstawioną na rys. 9-4.

6dB/okt i 12 dB/okt

Rys. 9-4. Schemat zwrotnicy prądowej 6 dB/okt i 12 dB/okt

N — głośnik niskotonowy; W — głośnik wysokotonowy; L, j

L₂ — indukcyjności; C₂ — pojemność

Przy określaniu częstotliwości podziału i rodzaju zwrotnicy należy brać pod uwagę zakres częstotliwości, w którym oba głośniki skutecznie promie­niują. Z rysunku 9-3 wynika, że w przypadku zwrotnicy 6 dB/okt zakres ten

65

4

3 — Zestawy głośnikowe...

t znacznie szerszy niż dla zwrotnicy 12 dB/okt. Orientacyjnie przyjmuje , że przy filtrze 6 dB/okt głośnik pracuje w zakresie 2 oktaw powyżej bądź niżej częstotliwości podziału (od f_p do 4/_p lub od f_p do 0,25/_p). Przy filtrach dB/okt zakres ten maleje do jednej oktawy (od f_p do 2f_p lub od f_p do

/p)-Teoretycznie powinno się unikać ustalania częstotliwości podziału w

kresie częstotliwości średnich, gdyż w tym właśnie zakresie słuch nasz jest jbardziej czuły i zdolny do precyzyjnej analizy zjawisk dźwiękowych. Jest ęc pożądane, aby częstotliwości podziału leżały poza zakresem 800 do 100 Hz. W praktyce jednak, ze względu na parametry głośników, którymi 'sponujemy, a także inne czynniki, zachodzi konieczność naruszenia tej

sady. Częstotliwości podziału ustala się zazwyczaj w następujących przedziałach

ęstotliwości:

- 3000 do 5000 Hz dla zestawów dwudrożnych;

- 300 do 1500 Hz i 4000 do 7000 Hz dla zestawów trójdrożnych. lotyczy to przede wszystkim zestawów głośnikowych Hi-Fi, w których psuje się kopułkowe głośniki wysokotonowe, źle znoszące obciążenie ich ększą mocą przy mniejszych częstotliwościach. Stąd bardzo wielkie często-wości podziału gałęzi górnoprzepustowej zwrotnicy. W zestawach dyskote-pwych i innych zestawach profesjonalnych, w których stosuje się tubowe pśniki średnio-wysokotonowe, jest inaczej. Spotyka się zestawy dwudrożne zwrotnicą o częstotliwości podziału 500 do 800 Hz.

6dB/okł

[6dB/okt

6dB/okt

b) ,——————«—————

500-SOOOHz >5000Hz <1200Hz

KSOOHz

?)

6dB/okt

12dB/okt 6dB/okt

6dB/okt

12pF

120(H6000Hz >6000Hz

Rys.' 9-5. Schematy trzech trójdrożnych

W

1,2 mH

zwrotnic prądowych

[Na podstawie materiałów firm: Philips. Tonsil i Audax.]

C1000 Hz

1000*6000Hz~ >6000Hz

Na rysunku 9-5 zamieszczono schematy zwrotnic trójdrożnych. Charakte­rystyki zwrotnicy z rys. 9-5a przedstawiono na rys. 9-1. Gałąź dolnoprzepus-towa zapewnia nachylenie charakterystyki 6 dB/okt. Gałąź górnoprzepusto-

wa z głośnikiem wysokotonowym zapewnia nachylenie 12 dB/okt. Gałąź środkowoprzepustowa ma zbocza charakterystyki o nachyleniu 6 dB/okt.

Inna jest struktura zwrotnicy na rys. 9-5b. W tym przypadku gałąź górnoprzepustowa (6 dB/okt) jest obciążona głośnikami średniotonowym i wysokotonowym. Ten ostatni jest przyłączony przez kondensator, pełnią­cy rolę drugiego filtru górnoprzepustowego o większej częstotliwości po­działu.

Oba te schematy zwrotnic trójdrożnych należą do rozwiązań prostszych, bardziej przydatnych dla konstrukcji amatorskich.

Dla określenia pojemności C_s i indukcyjności L_s gałęzi środkowoprze-pustowej zwrotnicy z rys. 9-5a można się posłużyć wzorami dotyczą­cymi zwrotnicy 6 dB/okt. W praktyce może okazać się celowe zastosowanie cewki o nieco większej wartości indukcyjności, z odczepami umożliwiającymi dobranie najlepszej wartości w czasie prób. Do obliczenia wartości indukcyj­ności L_s przyjmuje się za podstawę częstotliwość podziału f_p2. Wartość pojemności C_s oblicza się przyjmując do obliczeń częstotliwość podziału f_pl (por. rys. 9-1).

Na rysunku 9-5c przedstawiono schemat zwrotnicy zabezpieczającej głoś­nik średniotonowy przed składowymi o małych częstotliwościach.

Jeżeli w zestawie stosuje się dwa głośniki (np. niskotonowe) połączone równolegle, to do obliczenia zwrotnicy przyjmuje się wartość wypadkową irhpedancji, a więc — przy jednakowych głośnikach — 0,5 wartości impedan-cji jednego głośnika. Łączenie szeregowe głośników nie jest zalecane, ale może być stosowane. Wówczas impedancja ma wartość równą sumie impe-dancji obu głośników.

Gdy jeden ze stosowanych głośników ma bardzo dużą efektywność, co powoduje, że dźwięki emitowane przez ten głośnik są zbyt silne, to szerego­wo z głośnikiem można włączyć rezystor zmniejszający pobieraną moc. Do obliczenia zwrotnicy przyjmuje się wówczas większą wartość rezystancji, równą sumie impedancji znamionowej głośnika i wartości dodatkowego rezystora.

Rys. 9-6. Schemat układu do kompensacji składowej indukcyjnej głośnika

W celu polepszenia działania zwrotnicy stosuje się niekiedy układ kom­pensacyjny RC przyłączony równolegle do głośnika (rys. 9-6). Jego działanie jest następujące. Przy bardzo małych częstotliwościach układ kompensacyjny nie wpływa na działanie zwrotnicy i głośnika. Przy większej częstotliwości, gdy wartość impedancji głośnika się zwiększa, układ kompensacyjny już przewodzi, powodując, że obciążenie zwrotnicy jest mniej więcej stałć. Rezys­tor kompensacyjny R_k ma najczęściej wartość równą 1,0 do 1,5 wartości

67

wosci jeanaKową wartość, a membrany głośników włączonych identycznie poruszają się w przeciwnych kierunkach, działanie wypadkowe jest teoretycz­nie równe zeru. W praktyce nie występuje zupełny brak promieniowania fali dźwiękowej, a tylko jej znaczne osłabienie o kilka lub kilkanaście decybeli. Aby temu zapobiec, głośniki przyłącza się inaczej — w przeciwfazie wzglę­dem siebie. Przy takim połączeniu w strefie częstotliwości podziału f_p wystę­puje pełna zgodność faz, co powoduje pewne faworyzowanie tych częstotli­wości (teoretycznie o +3 db). Na rysunku 9-2b prawidłowe przyłączenie głośników zaznaczono kropkami przy ich końcówkach.

Na rysunku 9-5 przedstawiającym schematy zwrotnic trójdrożnych rów­nież zaznaczono sposób przyłączenia głośników. Taki sposób ich przyłącze­nia można spotkać także i w innych układach zwrotnic trójdrożnych. Stosuje się również i inne sposoby przyłączenia głośników, podyktowane wartościami elementów zwrotnicy i własnościami samych głośników. Producenci zesta­wów głośnikowych poświęcają wiele uwagi problemowi zniekształceń fazo­wych i starają się zmniejszyć ich wartość do minimum, nawet kosztem komplikowania układu zwrotnicy lub zwiększenia liczby głośników w zesta­wie głośnikowym. Dotyczy to przede wszystkim zestawów głośnikowych wysokiej i najwyższej klasy.

Jaki jest skutek fizyczny i akustyczny zniekształceń fazowych? Wyobraź­my sobie, że do zestawu głośnikowego doprowadzamy zmienny przebieg prostokątny. Wiadomo, że przebieg taki składa się z nieskończonej liczby przebiegów sinusoidalnych. Mikrofon pomiarowy ustawiony przed zestawem głośnikowym i połączony z oscyloskopem wykaże, że emitowany sygnał dźwiękowy nie jest już przebiegiem prostokątnym, lecz ma inny kształt, często znacznie odbiegający od kształtu przebiegu pierwotnego. Winę za to ponoszą głównie zwrotnice, aczkolwiek nieunikniony jest także wpływ sa­mych głośników. Warto dodać, że słuch jest mało czuły na zniekształcenia fazowe, gdyż sam proces odbioru dźwięku za pomocą „czujników" znajdują­cych się w uchu wewnętrznym przebiega drogą analizy składowych zawar­tych w zmiennym przebiegu ciśnienia akustycznego. Zauważono jednak, że nadmierne zniekształcenia fazowe są zauważalne i obecnie dąży się do ich maksymalnego zmniejszenia — na tyle, na ile to jest tylko możliwe w danej klasy zestawie głośnikowym.

Cewki i kondensatory filtrów elektrycznych

Cewki do zwrotnic zestawów głośnikowych wykonuje się najczęściej jako powietrzne. Niektórzy producenci zestawów głośnikowych stosują cewki z rdzeniem ferrytowym, w celu uzyskania potrzebnej indukcyjności przy względnie małej rezystancji uzwojenia i małych wymiarach cewki. Dla amato­rów takie rozwiązanie jest jednak mało przydatne wobec trudności ustalenia parametrów tak wykonanych cewek. Cewka powietrzna o pożądanej induk-

69

a)

b „

b) a

5

1 2

L —

c

>

10 2

0 m

H

5

3 1350

i-450

1200

400

/

/

900

300 t

s

/

t

z

/

z 600

/

'

^

'

^

300

100

.- -

^^

150 -

50 0,

05

0,1 q

2

L —

0,

5 >

1 2

! nr

H

i

Rys. 9-7. Parametry ułatwiające wykonanie cewek indukcyjnych: a) wymiary szpuli do nawijania cewek; b) zależność między liczbą zwojów z i indukcyjnością cewki L

Do nawijania cewek używa się drutów nawojowych o średnicy od 0,7 do ,6 mm. Im większa jest potrzebna indukcyjność cewki, tym więcej ma ona (wojów i tym grubszy drut stosuje się do jej nawinięcia. Do nawinięcia cewki lajlepiej jest zastosować szpulę o kształcie pokazanym na rys. 9-7. Wymiary puli zależą od liczby zwojów i grubości użytego drutu nawojowego.

Wymiary szpul są następujące:

— cewki do 0,3 mH: a = 20 mm, b = 12 mm, c = 50 mm, drut o średni­cy 0,7 lub 0,8 mm; 0,1 mH - 60 zwojów, 0,2 mH - 85 zwojów, 0,3 mH -J02 zwojów;

— cewki do 2 mH: a = 25 mm, b = 25 mm, c = 70 mm; liczba zwojów 'edług krzywej na rys. 9-7 i podziałki naniesionej z lewej strony wykresu;

— cewki do 10 mH: a = 25 mm, b = 40 mm, c = 100 mm; liczba zwojów ['edług krzywej na rys. 9-7 i podziałki naniesionej z prawej strony wykresu.

Cewki indukcyjne można nawijać na rozbieranej szpuli z założonymi na liej tasiemkami, które przed zdjęciem cewki ze szpuli mocno się zawiązuje; apobiega to rozluźnieniu się i poplątaniu zwojów cewki. Cewkę owija się astępnie taśmą izolacyjną, aby ją wzmocnić i chronić uzwojenie przed mechanicznymi uszkodzeniami.

Jest warto zmierzyć indukcyjność wykonanych cewek, zwłaszcza wówczas, gdy się je nawija na gotowe szpule o innych niż podano wymiarach. Jeżeli przewiduje się doświadczalne dobieranie parametrów zwrotnicy prądowej, to można zalecić wykonanie cewki o większej liczbie zwojów z odczepami.

Przed nawinięciem cewki zaleca się obliczenie rezystancji jej uzwojenia, gdyż można wykonać cewkę o zbyt dużej wartości rezystancji. Dla przykładu można podać, że cewka o 300 zwojach nawiniętych drutem o średnicy l mm na szpuli o szerokości 25 mm ma rezystancję ok. 0,85 Q. Z tego przykładu widać, że jest trudno wykonać cewki o indukcyjności większej niż 2 do 3 mH i o małej rezystancji.

Dla ułatwienia obliczeń podano poniżej rezystancje l m drutu nawojowe­go o różnych średnicach.

Średnica drutu mm

0,69

0,8

1,0

1,2

1,45

1,56

Rezystancja l m drutu

n

0,0469

0,0349

0,0224

0,0155

0,0106

0,0092

W zwrotnicach prądowych zaleca się stosowanie dobrej jakości kondensa­torów z izolacją poliestrową (np. typu MKSE) lub papierową. W celu otrzymania odpowiedniej pojemności można łączyć kilka kondesatorów rów­nolegle, tworząc baterię kondensatorów.

~25>jF A
47uF/63V "* o-. II Dl
	-IU+ +111-47pF/63V II

Kondensatory elektrolityczne mogą być stosowane tylko wówczas, gdy jest potrzebna wyjątkowo duża pojemność: zaleca się przy tym stosowanie niepolarnych kondensatorów elektrolitycznych przeznaczonych do pracy w obwodach prądu zmiennego o napięciu 60 V lub większym. Zwyczajne kondensatory elektrolityczne (polarne) należy łączyć po dwa jednakowe kondensatory (tego samego typu, o takiej samej pojemności, tego samego producenta, z tego samego roku produkcji) szeregowo i dołączyć równolegle

Rys. 9-8. Sposób łączenia kondensatorów elektrolitycznych w

celu ich zastosowania w zwrotnicach prądowych zestawów

głośnikowych (przykład)

1*2,2pF/160V

kondensator poliestrowy (rys. 9-8). Pojemność takiego zestawnego kondensa­tora jest w przybliżeniu równa połowie pojemności kondensatora elektro­litycznego. Wiadomo, że rzeczywiste pojemności kondensatorów elektrolitycz­nych odbiegają znacznie od wartości nominalnych uwidocznionych na obudowie; należy o tym pamiętać przy konstruowaniu zwrotnic prądowych. Dołączony równolegle kondensator poliestrowy polepsza przewodność ukła­du dla przebiegów zmiennych o większych częstotliwościach.

71

try aktywne

rozdziale 3 opisano strukturę zestawów wzmacniająco-głośnikowych oraz edstawiono korzyści, które daje stosowanie oddzielnych wzmacniaczy do ilania poszczególnych torów głośnikowych. W takim przypadku filtry są czone w tor elektroakustyczny przed wzmacniaczami mocy, które łączy z głośnikami bezpośrednio. Filtry stosowane do tego celu są filtrami ywnymi, to jest zawierającymi elementy czynne (tranzystory, scalone macniacze operacyjne) oraz niezbędne elementy RC. Filtry te nie zawierają nentów indukcyjnych, co jest ich wielką zaletą.

₀₁

M'.Q 2,2 kil

. ,, U ' 8,2k£l 8₇2k.Q
-L J-II-—»-CZIl-HCZ:

0^500*5000 H z

15k£i| | 15kfl| | 33kQJJ

WijF

— 47_UF --

>5000Hz

Na rysunku 9-9 przedstawiono schemat filtru aktywnego o częstotliwości Iziału wynoszącej ok. 500 Hz. Stopień z tranzystorem Ti pełni funkcję macniacza wstępnego i nie stanowi części zasadniczej filtru. Można go tąpić innym stopniem, o małej wartości rezystancji wyjściowej. Stopień z

4'

1,8 kil

i T₂J₃ -BC107, BC108/ BC109, BCU9/BC413

Rys. 9-9. Schemat filtru dwu- lub trójdrożnego zestawu wzmacniająco-głośnikowego [Wg F. Śtepan: Amaterske Radio, 1981, nr 6]

tranzystorem T₂ jest filtrem aktywnym dolnoprzepustowym, a stopień z tranzystorem T₃ — górnoprzepustowym. Do wyjść układu mogą być przyłą­czone wzmacniacze mocy o znamionowym napięciu wejściowym 0,5 do 1,0 V i rezystancji wejściowej 47 kQ lub większej.

Filtr ten można stosować w dwudrożnych i trójdrożnych zestawach głośnikowych z dwoma wzmacniaczami mocy. W tym przypadku jeden wzmacniacz mocy zasila głośnik średniotonowy i wysokotonowy przez odpo­wiedni filtr bierny. Skonstruowanie filtru biernego (zwrotnicy prądowej) do zasilania głośnika średniotonowego i wysokotonowego jest łatwe. Potrzebne są cewki o indukcyjnościach 0,2 do 0,5 mH i pojemności rzędu kilku mikrofaradów. Zbędna jest duża cewka z grubego drutu nawojowego w filtrze dolnoprzepustowym głośnika niskotonowego, który jest połączony bezpośrednio z wyjściem wzmacniacza mocy.

Takie rozwiązanie można zalecić przede wszystkim konstruktorom zesta­wów głośnikowych dużej mocy z głośnikiem niskotonowym o średnicy 25 do 30 cm lub jeszcze większym. Wzmacniacze mocy nie muszą być koniecznie wmontowane do zestawu głośnikowego; mogą się one znajdować w miejscu centralnym razem z resztą aparatury. Wystarczy, że wzmacniacze mocy będą

_i r——'

-H H wkoń

, 10kQ 22k£l ^?V^F U k=Zr-K=>MM

o+15V

Rys. 9-10. Schemat filtru ak­tywnego do trójdrożnego zes­tawu wzmacniająco-głośniko­wego

^T1'^T2'^T3~^BC107' BC108,BC109,BC149

[Wg A. Fischer: Funkama-teur, 1982, nr 6.]

73

połączone z zestawem głośnikowym sznurem o trzech lub czterech przewo­dach. Filtr bierny umieszcza się oczywiście przy głośnikach.

Na rysunku 9-10 przedstawiono schemat filtru aktywnego do trójdrożne-go zestawu wzmacniająco-głośnikowego o częstotliwościach podziału 350 i 3500 Hz. Napięcie wejściowe układu wynosi 100 mV, a napięcie wyjściowe 200 mV. Układ powinien być poprzedzony stopniem tranzystorowym o małej rezystancji wyjściowej (wtórnikiem emiterowym). Za pomocą potencjometru R₁₂ można regulować „podbicie" basów, a więc uwypuklić najmniejsze częstotliwości akustyczne.

Filtr ten został zaprojektowany z myślą zastosowania jako wzmacniaczy mocy odpowiednich układów scalonych (np. UL 1440T, TDA 2020, TDA 2030), co umożliwia dość łatwe skonstruowanie dobrego zestawu wzmacniająco-głośnikowego małej lub średniej mocy. W tym celu przyjęto bardzo małą częstotliwość podziału między głośnikiem niskotonowym i średniotowym, co zmniejsza nieco obciążenie energetyczne kanału niskoto-nowego i zwiększa obciążenie kanału średniotonowego. Jest to celowe przy zastosowaniu w obu kanałach takich samych układów scalonych o niezbyt dużej mocy (10 do 20 W). Stosując głośniki o dużej sprawności oraz obudo­wę z otworem można niewielkim kosztem skonstruować zestaw wzmacniają-co-głośnikowy o dobrych parametrach. Do takiego zestawu nadają się m.in. głośniki krajowe GD 30/15, GDS 16/15 i GDW 9/15 lub lepiej GDWT 9/40.

^r-12-15V

Najdogodniejszym elementem do konstruowania filtrów aktywnych są scalone wzmacniacze operacyjne. Układy filtrów są nadzwyczaj proste i wykazują dobrą zgodność charakterystyk z założonymi, pod warunkiem dokładnego doboru wartości elementów R i C.

Rys, 9-11. Schematy układów filtrów aktywnych 12 dB/okt ze wzmacniaczami operacyjnymi: a) filtr górnoprzepustowy (C₁ = C₂, R₂ = 2R^; b) filtr dolnoprze­pustowy (£j = R₂, C_t = 2C₂)

R, = 10~100kfl;/₉ = l/(27r_v^/C₁-r₂-R₁-/J₂); We - wejście; Wy - wyjście

Na rysunku 9-11 przedstawiono schematy układów filtrów górnoprze-pustowego i dolnoprzepustowego o nachyleniu charakterystyk 12 dB/okt. Podano przy tym zależności potrzebne do ustalenia wartości elementów w funkcji założonej częstotliwości granicznej filtru. Konstruując filtr do zestawu iwudrożnego, wejścia filtrów łączy się równolegle; wyjścia służą do sterowa­nia wzmacniaczy mocy. Oba układy powinny być sterowane ze stopnia

tranzystorowego o małej wartości rezystancji wyjściowej (wtórnika emitero-wego). Pewną niedogodnością jest konieczność zasilania wzmacniaczy opera­cyjnych napięciem symetrycznym (dodatnim i ujemnym). Można tego unik­nąć stosując układy zmodyfikowane (rys. 9-12). W celu spełnienia wymagań co do symetrii zasilania, należy baczyć, aby napięcie na wejściu nie odwraca­jącym wzmacniacza operacyjnego miało wartość dokładnie równą połowie napięcia zasilającego.

b)

Rys. 9-12. Schematy układów filtrów aktywnych 12 dB/okt ze wzmacniaczami operacyjnymi przy zasilaniu niesymetrycznym: a) filtr górnoprzepustowy; b) filtr

dolnoprzepustowy

Układ filtrów do zestawów trójdrożnych tworzy się korzystając ze sche­matów blokowych przedstawionych na rys. 9-13. Wynika z nich, że zachodzi wówczas konieczność utworzenia filtru środkowoprzepustowego z szeregowe­go połączenia filtru aktywnego górnoprzepustowego i filtru dolnoprzepusto­wego.

a)

	FG	W —————————— o
	y^fP2
	FG	FD M
	V^fp1	V^fp2
	FD	N
	V^fPi

We

We

b)

				FG fg=fp2	W M —— O N ^
				FG ^fg=^fPi					FD w
		FD ^fg=^fPi

Rys. 9-13. Schematy układów filtrów aktywnych do zestawów trójdrożnych, two­rzonych z filtrów dolno- i górnoprzepustowych 12 dB/okt FD — filtr dolnoprzepustowy; FG — filtr górnoprzepustowy; We — wejście

Połączenie szeregowe dwóch filtrów aktywnych 12 dB/okt o takiej samej częstotliwości granicznej daje filtr 24 dB/okt o bardzo stromo przebiegają­cych charakterystykach. Jak widać, stosując filtry aktywne, nawet w warun­kach amatorskich można skonstruować filtry o dużej zgodności charakterys­tyk z założeniami i o stromo przebiegających charakterystykach podziału kanałów.

75

GDS16/15 GDS16/10

^lfi!DrT|GDWg/i5

12mH J 34:%2*V>jF

8ii L^ rr\<&&

GDS 16/15 GDS16/10 BO,

, GDW9/15

10. Projektowanie amatorskiego zestawu głośnikowego

Amator pragnący skonstruować we własnym zakresie zestaw głośnikowy powinien przedtem zastanowić się nad jego przeznaczeniem oraz ustalić dane początkowe, takie jak:

— objętość pomieszczenia odsłuchowego,

— dane wzmacniacza mocy (moc znamionowa, moc muzyczna, znamio­nowa impedancja obciążenia).

Trzeba także odpowiedzieć na pytania: do jakiego rodzaju muzyki ma służyć zestaw, jak będzie on wykorzystywany (np. w sposób stacjonarny czy prze­nośny) i jak ustawiany (na podłodze czy na regale, czy jeszcze w inny sposób).

Bardzo ważnym czynnikiem jest właściwa ocena możliwości zaopatrzenia się w odpowiednie głośniki, gdyż ich wybór przesądza o rozwiązaniu naszego zestawu głośnikowego. Kolejność czynności jest następująca: wybór koncep­cji zestawu głośnikowego, zakupienie głośników, opracowanie szczegółowego projektu konstruowanego zestawu głośnikowego, wykonanie zestawu i przep­rowadzenie prób.

Może się także zdarzyć, że głośniki już mamy, mniej lub bardziej trafnie wybrane; wówczas naszym celem jest jak najlepsze ich wykorzystanie w projektowanym zestawie głośnikowym.

W dalszych rozważaniach zajmiemy się w pierwszej kolejności domowymi zestawami głośnikowymi, na które jest największe zapotrzebowanie.

Zestawy głośnikowe o mocy do 25 W i o niewielkich wymiarach zewnętrz­nych realizuje się jako zamknięte, stosując głośniki nisko-średniotonowe lub szerokopasmowe przystosowane specjalnie do obudów zamkniętych, a więc o bardzo miękko zawieszonych membranach. Objętość wewnętrzna obudowy zestawu powinna być dostosowana do typu użytego głośnika — im mniejszej średnicy i mniejszej mocy jest głośnik, tym objętość obudowy powinna być mniejsza. W podanych tutaj przykładach zestawów wykorzystano głośniki krajowe ZWG Tonsil. Dysponując głośnikami innych producentów, można przez analogię stosować podobne rozwiązania.

Na rysunku 10-1 przedstawiono schematy układów zestawów głośniko­wych o mocy 10 do 15 W z głośnikiem o średnicy 16 cm. Objętość wewnętrz-

Rys. 10-1. Schematy układów prostych zestawów głośnikowych o mocy 10 do 15 W;

a) jednodrożnych z głośnikiem szerokopasmowym; b) z głośnikiem wysokotonowym

przyłączonym przez kondensator; c) dwudrożnych

b)

c)

a)

Rys. 10-2. Wymiary niewielkich obudów do zestawów głośniko­wych, o objętościach: a) 9 dcm³; b) lodem³; c) 14 dcm³

77

76

na obudowy zestawu może wynosić 6 do 12 dcm³. (Chodzi przy tym o objętość netto, tj. po odliczeniu objętości listew, głośników itp., lecz bez odliczenia miejsca zajmowanego przez materiały dźwiękochłonne.) Z punktu widzenia lepszego odtwarzania basów jest korzystniejsza objętość większa. Fabrycznie wykonane tego rodzaju zestawy głośnikowe mają wymiary zew­nętrzne: 188 x 200 x 186 mm, 198 x 327 x 200 mm, 205 x 355 x 155 mm. Może być wykorzystana również obudowa przedstawiona na rys. 10-2 o objętości ok. 9 dcm³.

Różnice jakościowe między zestawami zrealizowanymi według wariantów przedstawionych na rys. 10-1 są niewielkie. Godne polecenia jest rozwiązanie z głośnikiem wysokotonowym przyłączanym przez kondensator (rys. 10-lb). Unika się wówczas potrzeby wykonania cewki indukcyjnej i niekorzystnych skutków jej obecności między głośnikiem i wyjściem wzmacniacza. Zestaw wykonany według tego układu może nadmiernie uwypuklać częstotliwości średnie; mogą to skorygować regulatory barwy dźwięku wzmacniacza.

Do wnętrza obudowy należy wprowadzić dużo materiału dźwiękochłon­nego (ok. 300 g waty okiennej lub lekarskiej i warstwę gąbki poliuretanowej o grubości 2 do 3 cm równą szerokości obudowy).

a)

b)

:4,7jjF

50,6mH

GWDK9/40

4.O. >5000Hz

4 n

GWDK9/40F

GDN 20/25-4X1 <5000Hz

-l>4000Hz

2*6DN16/12-8.a <5000Hz

Rys. J0-3. Schematy układów zestawów głośnikowych o mocy 25 W: a) z dwoma głośnikami nisko-średniotonowymi; b) z jednym głośnikiem nisko-średniotonowym

Na rysunku 10-3 widzimy schematy układów zestawów głośnikowych o mocy 25 W. Objętość obudowy zestawu powinna wynosić 14 do 24 dcm³. Wymiary zestawów wykonanych fabrycznie są następujące: 246x450 x 226 mm, 240 x 400 x 175 mm, 290 x 535 x 230 mm. Mogą być również wy­korzystane obudowy, których szkice przedstawiono na rys. 10-2, bądź inne o wymaganej objętości.

Na rysunku 10-4 widzimy szkice konstrukcyjne zestwu głośnikowego o mocy 25 W o wymiarach 246 x 450 x 226 mm. Ścianki obudowy są wyłożone gąbką poliuretanową. W razie braku tego materiału można zastosować piernaciki z waty i starego płótna.

Zamiast głośników typu GDN 16/12 mogą być użyte głośniki typu GDN 16/15 lub GDN 16/10 o impedancji 8 Q. Zamiast głośnika typu GDWK 9/40 można zastosować głośnik typu GDWT 9/40 o impedancji 4 Q, dobierając odpowiednią wartość szeregowo włączonego rezystora.

Wszystkie przedstawione tutaj rozwiązania należą do typowych, wzoro-

wanych na rozwiązaniach fabrycznych, przy czym przewiduje się wykorzysta­nie zestawu w zasadzie w pełnym zakresie dopuszczalnej mocy. Amator konstruujący zestaw głośnikowy może odejść od rozwiązań typowych i postąpić inaczej, konstruując zestaw głośnikowy spełniający szczególne wymagania. Przykład takiego przypadku jest następujący. Słuchacz audycji radiowych chciałby znacznie polepszyć jakość brzmienia standardowego od­biornika UKF-FM (moc wyjściowa 3 do 5 W, 4 Q), włączając zestaw głośni­kowy o znacznie lepszych parametrach niż parametry głośnika w skrzynce odbiornika. Jest to możliwe przy użyciu jednego z opisanych zestawów o mocy 10 do 25 W lub można zastosować zestaw o obudowie z otworem o mniejszej częstotliwości granicznej niż zestawy zamknięte. Wobec małej mocy wyjściowej odbiornika nic nie zagraża głośnikom niskotonowym w warun­kach pracy w obudowie z otworem. Można więc skorzystać z układów przedstawionych na rys. 10-3, lecz zastosować większą obudowę o objętości 25 do 40 dcm³ z otworem 15 do 30 cm² (tunel).

Rys. 10-4. Szkic konstrukcyjny zesta­wu głośnikowego o mocy 25 W / — ścianka dekoracyjna z tkaniną; 2 - taśma samoprzylepna służąca do zamocowania ścianki dekoracyjnej; 3

— obudowa z płyt ze sklejki; 4 — głośniki nisko-średniotonowe; 5 — głośnik wysokotonowy; 6 — pod­kładka z cienkiej pianki poliuretano­wej uszczelniającej miejsca osadzenia głośników; 7 — kawałki taśmy samo­przylepnej; 8 — wkręty M4xl6 mo­cujące głośniki; 9 — materiał dźwię­kochłonny (pianka poliuretanowa); 10

— zwrotnica prądowa; 11 — sznur połączeniowy; 12 — szczelny prze­pust gumowy

Inny przykład rozwiązania specjalnego. Słuchacz lubi słuchać muzyki wieczorem, leżąc na tapczanie. Ze względu na innych domowników może on słuchać tylko przy niewielkim natężeniu dźwięku w pomieszczeniu. W tych warunkach najlepiej jest umieścić zestaw głośnikowy możliwie najbliżej głowy słuchacza, a więc zawiesić na ścianie na wysokości głowy lub ustawić obok tapczanu na półce. Obudowa zestawu przeznaczonego do zawieszenia na ścianie powinna być płaska (por. np. rys. 10-2a), wobec tego do słuchania z bardzo małej odległości zaleca się stosowanie jednego głośnika szerokopas­mowego. Gdy są pożądane bardzo małe wymiary zestawu, można użyć głośnika szerokopasmowego o średnicy 10 cm (typu GDS 10/5) w obudowie o objętości 3 do 4 dcm³.

78

Zestawy głośnikowe o mocy 50 do 100 W

Domowe zestawy głośnikowe dużej mocy są przeznaczone w zasadzie wy­łącznie do odbioru audycji muzycznych słuchanych przy średniej i dużej głośności. Nie zaleca się korzystania z zestawów głośnikowych dużej mocy do słuchania audycji przy bardzo niskich poziomach natężenia dźwięku (grania cichego). Wynika to ze zjawiska pewnej nieliniowości charakterystyk zestawów głośnikowych (głośników) w funkcji doprowadzanej mocy. Zestawy głośnikowe wykazują zmniejszenie się sprawności przetwarzania przy bardzo małych doprowadzonych mocach i przy mocach bliskich maksymalnym. Zestaw głośnikowy pracuje więc najlepiej w pewnym zakresie mocy o dyna­mice ok. 40 dB. W przypadku zestawu o mocy 100 W zakres ten wynosi mniej więcej 7 mW do 70 W. Zastosowanie takiego zestawu do odsłuchu audycji z małej odległości przy niewielkim natężeniu dźwięku spowoduje, że będzie on pracował przy doprowadzanych mocach 70 u W do 0,7 W lub jeszcze mniejszych. Nie jest to korzystne, gdyż głośniki zestawu wykazują jak gdyby pewien próg czułości i przy tak małych mocach ten próg znajdzie się w zakresie ich pracy. Należy o tym pamiętać przy ustalaniu potrzebnych mocy zestawów głośnikowych, przeznaczonych do różnego celu.

Na rysunku 10-5 przedstawiono schemat układu trójdrożnego zestawu głośnikowego o mocy 65 W. Zakres pasma przenoszenia wynosi od 45 do 20 000 Hz. Częstotliwości podziału są równe 1200 i 7000 Hz. Charakterys­tyczną cechą zestawu jest zastosowanie prostego układu zwrotnic elektrycz­nych o nachyleniu charakterystyki 6 dB/okt, co jest szczególną zaletą w przypadku wykonywania zestawu w warunkach amatorskich. Przełączniki P^ i P₂ umożliwiają zmianę charakterystyki częstotliwości zestawu. Zakres ich działania wynosi ok. 6 dB, niezależnie w zakresie tonów średnich i tonów wysokich. Zastosowanie wysokosprawnego, tubowego głośnika wysokotono-wego zapewnia bardzo dobre przenoszenie wielkich częstotliwości pasma

akustycznego, dzięki czemu zestaw nadaje się dobrze do odtwarzania muzyki rozrywkowej.

Szczegóły konstrukcyjne zestawu wynikają z rys. 10-6. W przedniej płycie zestawu znajduje się otwór o średnicy 5 cm. Wobec małej średnicy otworu efekty rezonansowe obudowy są słabo zaznaczone, co jest uzasadnione w przypadku zestawu klasy Hi-Fi. Zastosowanie obudowy z otworem przyczy­nia się do tego, że częstotliwość rezonansowa głośnika niskotonowego nie ulega znacznemu zwiększeniu, tak jak to się dzieje w obudowie zamkniętej. W warunkach amatorskich można sprawdzić eksperymentalnie działanie zestawu z otworem i po jego szczelnym zamknięciu.

Rys. 10-6. Szkic konstrukcyjny zes­tawu głośnikowego o mocy 65 W

/ — głośnik niskotonowy; 2 — głośnik średniotonowy; 3 — głoś­nik wysokotonowy; 4 — otwór; 5

— przełącznik P,; 6 — przełą­cznik P₂\ 7 — obudowa; 8 — ścianka osłonna (maskownica); 9

— gniazdo połączeniowe; 10 — materiał dźwiękochłonny; ]/ — zwrotnica prądowa zmontowana na osłonie głośnika średniotono-wego; 12 — wkręt M4 x 20 mocu­jący głośnik

Głośnik średniotowy znajduje się w szczelnej osłonie wypełnionej materia­łem dźwiękochłonnym. Osłona ta służy równocześnie jako podstawa do zmontowania elementów zwrotnicy elektrycznej.

GDN 30/60

GDN 25/40/3

eii

<1200Hz

<1200Hz

GDM 18/80

GDM 10/60

1200+7000Hz |J^1 GDWT 9/40/5 J >7000Hz

1200+7000Hz

GDWT 9/40/5 8 ii

>7000Hz

Rys. 10-7. Schemat układu zestawu głośnikowego Tonsil-Altus 140 o mocy

100W P i i pi ~ przełączniki

Rys. 10-5. Schemat zestawu głoś­nikowego Tonsil-Altus 75 o mocy

65 W ^"i ' f2 ~ przełączniki

81

80

i i^uoiawiiFiit; wja.uiuuiic laoryczne zestawu jest przewidziane dla obudo­wy nierozbieralnej; montowanie i demontowanie zestawu odbywa się przez otwory do głośników. Głośniki są osadzone i przytwierdzone wkrętami od strony zewnętrznej obudowy. W warunkach amatorskich rozwiązaniem do­godniejszym jest wykonanie obudowy o odejmowanej ściance tylnej.

Na rysunku 10-7 przedstawiono schemat układu zestawu trójdrożnego o mocy 100 W. Zakres pasma przenoszenia wynosi od 35 do 20000 Hz. Zastosowane rozwiązania są w zasadzie identyczne jak w poprzednim zesta­wie, więc nie wymagają oddzielnego wyjaśnienia. Szczegóły konstrukcyjne zestawu widzimy na rys. 10-8.

Rys. 10-8. Szkic konstrukcyj­ny zestawu głośnikowego

o mocy 100 W Oznaczenia elementów i zes­połów jak na rys. 10-6

Wzorując się na przedstawionych dwóch rozwiązaniach, można projekto­wać także inne zestawy głośnikowe dużej mocy. Na przykład jest znany zestaw głośnikowy o mocy znamionowej 70 W, który różni się od zestawu pokazanego na rys. 10-5 tylko głośnikiem średniotonowym o nieco większej mocy (typu GDM 12/60) oraz obudową. Obudowa ta jest nieco większa niż przedstawiona na rys. 10-6. Jej wysokość wynosi 650 mm, głębokość 320 mm; w obudowie są dwa otwory o średnicy 5 cm.

Na rysunku 10-9 pokazano schemat układu zestawu głośnikowego o mocy 50 W, w którym zastosowano — jako podstawowe — głośniki o średnicy 16 cm. Zestaw taki w obudowie zamkniętej o objętości 50 dcm³ daje dobre rezultaty. Głośniki nisko-średniotonowe powinny być umieszczone blisko siebie, w kwadracie. Natomiast kopułkowe głośniki wysokotonowe powinny być umieszczone jeden nad drugim w jednej lini, blisko krawędzi obudowy. Jeżeli chce się wykonać dwa zestawy do odsłuchu stereofoniczne­go, to głośniki wysokotonowe należy umieścić w zestawie lewym przy lewej

82

krawędzi obudowy, a w zestawie prawym — przy prawej krawędzi obudowy. Zestawy są wówczas symetryczne względem słuchacza, a położenie głośników wysokotonowych sprzyja poszerzeniu sceny zdarzeń akustycznych, co jest korzystne zwłaszcza w małych pomieszczeniach mieszkalnych. Zamiana miejscami zestawów głośnikowych spowoduje zwężenie wspomnianej sceny.

/40-4,Q

Rys. 10-9. Schemat zestawu głośnikowego dwudrożnego o mocy 50 W

Zestaw ten jest przeznaczony przede wszystkim dla tych amatorów, którzy nie będą mogli zaopatrzyć się w duże głośniki niskotonowe.

Warto nadmienić, że wśród elektroakustyków są zwolennicy stosowania dużej liczby jednakowych głośników niskotonowych o niezbyt dużej średnicy (12 do 16 cm) zamiast jednego wielkiego głośnika niskotonowego. Przez pewien czas znana firma Revox wytwarzała bardzo wysokiej klasy zestaw głośnikowy z ośmioma głośnikami niskotonowymi, jednym średniotonowym i jednym wysokotonowym. Zastosowanie np. ośmiu głośników typu GDN 16/12 lub GDN 16/15 w dużej obudowie z otworem lub z elementem stratnym — jako zespołu głośników niskotonowych trójdrożnego zestawu — może dać bardzo interesujące wyniki.

Amatorzy konstruujący zestawy głośnikowe napotykają trudności w za­opatrzeniu się w pożądane typy głośników. Zachodzi wówczas konieczność zmiany wstępnie przyjętej koncepcji zestawu głośnikowego na inną. Rozważ­my teraz niektóre warianty.

Duży głośnik niskotonowy typu GDN 30/60 można zastąpić głośnikiem typu GDN 25/40 lub dwoma głośnikami typu GDN 20/25 bądź GDN 20/40. Nie są to rozwiązania równoważne, należy więc odpowiednio dobrać rodzaj i objętość obudowy. W przypadku stosowania dwóch głośników niskotono­wych warto pamiętać o tym, że nie jest pożądana praca obu głośników w zakresie częstotliwości średnich (np. 500 do 1200 Hz). Warto więc zastosować dwa oddzielne filtry dolnoprzepustowe, jeden z nich o mniejszej częstotliwoś­ci granicznej. Przy takim rozwiązaniu oba głośniki oddają w zasadzie pełną moc do częstotliwości 300 do 400 Hz, a przy częstotliwościach większych jeden z głośników (znajdujący się bliżej podłogi) przestaje promieniować.

Ze względu na interferencję fal nie zaleca się korzystania z więcej niż jednego głośnika średniotonowego. Zamiast głośnika mniejszego można zaw­sze zastosować głośnik o większej mocy. Specjalne głośniki średniotonowe

83

można zastąpić głośnikiem szerokopasmowym (typu GDS 16/15 lub GD 12/8). Zaleca się przy tym stłumienie akustyczne podstawowego rezonansu mechanicznego układu drgającego. Można to osiągnąć stosując małą obudo­wę głośnika z otworem stratnym lub obudowę zamkniętą, w kształcie rury, wypełnioną całkowicie watą. Bezpośrednio przy koszu głośnika powinien być umieszczony piernacik z waty lub wełny. Warto dodać, że głośnik średnioto-nowy pełni w zestawie trójdrożnym nadzwyczaj ważną funkcję, a więc powinien to być w miarę możliwości głośnik wysokiej klasy. Jeżeli mamy możliwość otrzymania głośnika lepszej klasy niż produkowanych w kraju, to w pierwszej kolejności należy się starać o dobry głośnik średniotonowy. Jeżeli jest konieczne zastosowanie dwóch głośników średniotonowych, należy umieścić je jeden nad drugim, w jak najmniejszej odległości od siebie.

Głośniki wysokotonowe kopułkowe odznaczają się szeroką charakterysty­ką kierunkowości i dobrym przenoszeniem osiągającym 16 do 18 kHz, co w odniesieniu do zestawów Hi-Fi jest zupełnie wystarczające. Głośniki te nie mogą być obciążane większą mocą przez dłuższy czas, gdyż nie są odporne na przeciążenia termiczne. Można polecić ich stosowanie w zestawach więk­szej mocy w postaci zespołów dwóch, czterech, sześciu lub ośmiu głośników umieszczonych blisko siebie jeden nad drugim (por. opis zestawu na rys. 10-9). Należy pamiętać o tym, że moc, którą trwale znosi wysokotonowy głośnik kopułkowy, wynosi zaledwie kilka watów (2 do 5 W, zależnie od typu i producenta). Krótki impuls (o czasie trwania 10 ms) przebiegu o wielkiej częstotliwości może mieć moc kilkudziesięciu watów, lecz nie powo­duje uszkodzenia głośnika. Zastosowanie baterii kilku wysokotonowych głoś­ników kopułkowych ma więc te zalety, że zmniejsza niebezpieczeństwo uszkodzenia głośnika i umożliwia bardziej racjonalny dobór częstotliwości podziału zwrotnicy.

Głośniki wysokotonowe tubowe odznaczają się dobrą efektywnością. Ich charakterystyka kierunkowości jest jednak wąska, co w warunkach domo­wych nie jest korzystne. Charakterystykę kierunkowości można poprawić stosując soczewkę akustyczną. Wykonanie takiej soczewki rozpraszającej z blachy aluminiowej nie jest trudne. Innym dobrym rozwiązaniem jest zasto­sowanie dwóch, trzech lub czterech malutkich głośników tubowych umiesz­czonych tak, że ich wyloty są skierowane pod różnymi kątami. Najłatwiej to uzyskać umieszczając je w nadbudówce zestawu głośnikowego, stanowiącej oddzielny zespół zamocowany na górnej płycie obudowy. Dwa głośniki tubowe mogą być wbudowane wprost do zestawu, pod warunkiem wy­konania odpowiedniej wstawki w płycie czołowej zestawu, umożliwiającej wmontowanie obu głośników pod pewnym kątem (30° między osiami głoś­ników).

Zestawy głośnikowe do instrumentów muzycznych

W kraju nie wytwarza się pełnego asortymentu głośników potrzebnych do konstruowania dobrych zestawów głośnikowych do elektrycznych i elektro­nicznych instrumentów muzycznych. Brak jest odpowiednich głośników nis-kotonowych i nisko-średniotonowych dużej mocy oraz tubowych głośników średnio-wysokotonowych i wysokotonowych większej mocy. Ograniczymy się więc do wskazówek ogólnych i paru przykładów.

Przy projektowaniu zestawów do instrumentów muzycznych należy brać pod uwagę następujące wymagania:

- zestaw głośnikowy powinien być przystosowany do przenoszenia określonej mocy (bliskiej mocy znamionowej) w zasadzie przy dowolnej częstotliwości w paśmie, na które został zaprojektowany;

- sprawność przetwarzania (energetyczna) powinna być duża, większa niż domowych zestawów głośnikowych Hi-Fi;

- w wielu przypadkach należy się liczyć z obciążeniem zestawu głośni­kowego znaczną mocą średnią, a więc z forsowną pracą zestawu (dotyczy to np. zestawów do gitar elektrycznych).

W zestawach głośnikowych do instrumentów muzycznych szerokość pas­ma przenoszenia powinna być dostosowana do instrumentu. Na przykład gitary basowe nie wytwarzają tonów wyższych, więc są zbędne głośniki wysokotonowe i średniotonowe, gdyż wystarczą odpowiednie głośniki nisko-średniotonowe wielkiej mocy. Domowe organy elektroniczne wymagają prze­noszenia szerokiego pasma częstotliwości. Często stosowanym rozwiązaniem jest wbudowanie do dolnej części organów jednego lub dwóch głośników szerokopasmowych (dwumembranowych) o mocy 30 do 50 W. Takie rozwią­zanie może zapewnić skuteczne przenoszenie w zakresie od 60 do 12000 Hz. Instrumenty elektroniczne wyposażone w automaty perkusyjne i perkusje elektroniczne wymagają dobrego przenoszenia bardzo szerokiego pasma częstotliwości, jeśli ma być zapewniony pełny efekt brzmienia. Jest przy tym konieczne stosowanie odpowiednich głośników wysokotonowych. Tanim

10jjF MKSE

/W,

0,8 m H

8.O.

Rys. 10-10. Schemat uniwersalnego zestawu głośniko­wego gitarowego o mocy 60 do 100 W W, i W₂ — wyłączniki

85

i obecnie często spotykanym rozwiązaniem w zagranicznych zestawach jest zastosowanie tubowych piezoelektrycznych głośników wysokotonowych. Ma­ją one gorsze parametry niż głośniki dynamiczne, głównie pod względem zniekształceń nieliniowych i nierównomierności charakterystyki częstotliwoś­ciowej, ale przenoszą nawet 20 do 25 kHz i mogą być przyłączane, bez zwrotnicy elektrycznej, równolegle do głośnika podstawowego.

Na rysunku 10-10 pokazano schemat układu uniwersalnego zestawu głośnikowego gitarowego o mocy 60 do 100 W, zależnie od zastosowanych głośników. Zestaw może być konstruowany jako jedna całość; wówczas głośniki średniotonowe umieszcza się w górnej części obudowy, oddzielonej od komory głośników niskotonowych. Innym rozwiązaniem jest skonstruo­wanie zestawu jako dwuczłonowego, zestawianego przed uruchomieniem. W tym przypadku jest najlepiej umieścić głośniki średniotonowe jeden nad drugim, tworząc coś w rodzaju kolumny głośnikowej.

W zestawie zaleca się zastosowanie głośników o dużej efektywności, a więc np. głośników typu GD 30/30 lub GD 30/50 umieszczonych w obudo­wie z otworem o objętości 80 do 120 dcm³. Do przenoszenia większych częstotliwości nadają się głośniki średniotonowe typu GDM 18/40, GDM 12/60, GDM 10/60. W głośnikach tych można dodatkowo usztywnić mem­branę, pokrywając lakierem jej część środkową (w promieniu 2 do 3 cm od cewki). Polepszy to przenoszenie większych częstotliwości. Przełączniki umożliwiają zmianę charakterystyki częstotliwościowej zestawu w celu dob­rania optymalnego brzmienia do zastosowanej gitary i warunków. Konstruk­cję tego zestawu da się uprościć stosując dwa głośniki typu GDS 30/30. Wówczas można zrezygnować z zespołu głośników średniotonowych.

Rys. 10-11. Obudowy zestawów głośnikowych do gitar basowych Do gitar basowych konstruuje się zestawy podwójne lub poczwórne, np. według koncepcji przedstawionej na rys. 10-11. Objętość obudowy zestawu powinna wynosić ok. 50 dcm³ na jeden głośnik typu GD 30/50 lub GD 30/30.

11. Badanie i ocena zestawów głośnikowych

Zestawy głośnikowe są urządzeniami bardzo trudnymi do obiektywnego określenia ich jakości. Cechuje je znaczna liczba parametrów elektroakustycz­nych których pomiary wymagają kosztownego wyposażenia laboratoryjnego i dużej komory bezechowej potrzebnej do wykonania wielu pomiarów. Jak wykazało doświadczenie nagromadzone w laboratoriach badawczych dużych wytwórni głośników, nawet wprzęgnięcie najnowszych metod pomiarowych i komputerowego przetwarzania danych pomiarowych, mimo że wzbogaca zasób informacji o badanych głośnikach i zestawach, wciąż nie daje jedno­znacznych wyników. Nie rezygnuje się więc z subiektywnej oceny jakości zestawów głośnikowych i przywiązuje się do niej duże znaczenie. Amator konstruujący zestaw głośnikowy jest zdany prawie wyłącznie na wyniki subiektywnej oceny, gdyż dysponuje on zazwyczaj bardzo skromnymi możli­wościami pomiarowymi.

Ważnymi pomiarami, których jednak me zastąpi subiektywna ocena

_głośni_kowego w funkcji częstotli-

^S-'charakterystyk przenoszenia filtrów elektrycznych (zwrotnicy prądo­
wej) zestawu głośnikowego; „n^n
- zmian impedancji zestawu głośnikowego w zakresie rezonansu układu
drgającego głośnika niskotonowego, pomiar ten ułatwia dostrojenie obudowy

^{Ł 0}Do°^revJykonania tych pomiarów są potrzebne: przestrajany generator akustyczny, wzmacniacz mocy i dwa woltomierze prądu zmiennego (do

¹⁰ ^Na rysunku 11-1 przedstawiono schemat układu do pomiaru impedancji zestawu głośnikowego (zdejmowania charakterystyki impedancji). Rezystan­cja R_w powinna być od 5 do 20 razy większa niż impedancja ™ainwnowa zestawu Wartość rezystancji powinna nam być dokładnie znana^ Ponadto powinien to być rezystor bezindukcyjny o dostatecznej mocy. Najprościej jest wykonać go z kilku rezystorów połączonych równolegle, zanurzonych na czas pomiaru w naczyniu z wodą.

87

W trakcie pomiaru należy starać się utrzymywać stałą wartość napięcia tĄ. Po każdej zmianie częstotliwości zapisuje się wskazania woltomierzy. Następnie korzystając z prawa Ohma, oblicza się impedancję zestawu głośni­kowego. Różnica napięć [Ą i U₂, przy znanej wartości rezystancji R_w, umożliwia określenie natężenia prądu płynącego w obwodzie. Wartość napię­cia U₂ podzielona przez wartość natężenia prądu daje poszukiwaną wartość impedancji Z zestawu głośnikowego ZG.

Rys. 11-1. Schemat układu do pomiaru impedancji zesta­wu głośnikowego

G — generator akustyczny (przestrajany); W — wzmac­niacz mocy; V_l i V₂ — woltomierze prądu zmiennego do pomiaru napięć [Ą i 17₂; R_w - rezystor wzorcowy; Z -impedancja zestawu głośnikowego; ZG — zestaw głośni­kowy

Po naniesieniu wyników na siatkę otrzymuje się charakterystykę podobną do przedstawionej na rys. 11-2. Cóż wynika z tej przykładowej charakterysty­ki dwudrożnego zestawu głośnikowego o impedancji znamionowej 8Q? Rezo­nans układu drgającego głośnika niskotonowego występuje przy częstotliwoś­ci 75 Hz i jest słabo tłumiony, gdyż wartość impedancji zestawu przy tej częstotliwości jest 4,5 razy większa niż wartość znamionowa impedancji. Należy się zastanowić — po porównaniu z wynikami subiektywnej oceny działania zestawu — czy nie warto zwiększyć tłumienia akustycznego głośni­ka niskotonowego dodając otulinę z waty bezpośrednio na koszu głośnika. Warto przy tym jednak pamiętać o tym, że w warunkach rzeczywistych, gdy zestaw głośnikowy będzie bezpośrednio połączony z wyjściem wzmacniacza mocy, rezonans będzie bardziej stłumiony wskutek „zwierania" głośnika małą wartością impedancji wyjściowej wzmacniacza.

Rys. 11-2. Charakterystyka impedancji Z dwudrożnego zestawu głośnikowego (przy­kład)

Z charakterystyki wynika, że — poczynając od częstotliwości 500 Hz — impedancja zestawu szybko się zwiększa. Jest to wpływ indukcyjności cewki

Q. z 20 10 °3

:

li

E

E

l

|

li

,x

&*•

-v

S

1

=

0 50 100 200 , 500 1000 5000Hz10

samego giosniKa i mauKcyjnosci cewKi nitru włączonej w szereg z głośnikiem niskotonowym. Tego, która z tych indukcyjności wywiera przeważający wpływ, nie da się stwierdzić bez dodatkowych rozważań i obliczeń. Warto dodać, że indukcyjność cewki głośnika niskotonowego może mieć znaczną wartość, od 0,5 do 2 mH. Często właśnie ona ma wpływ większy, co można zbadać zwierając cewkę indukcyjną filtru i powtarzając pomiar. Obserwując przebieg charakterystyki można łatwo zauważyć, że od częstotliwości 1500 Hz zaznacza się wpływ głośnika wysokotonowego przyłączonego przez kondensator. Powyżej częstotliwości 2000 Hz wpływ tego głośnika staje się dominujący. Przy częstotliwości 6000 Hz o wartości impedancji zestawu głośnikowego decyduje tylko głośnik wysokotonowy (impedancja głośnika niskotonowego ma wartość bardzo dużą, a wpływ kondensatora filtru jest pomijalnie mały).

Z charakterystyki wynika, że w zakresie od 1000 do 4000 Hz zestaw pobiera ze wzmacniacza tylko około połowę mocy. Czy jest to szkodliwe, czy korzystne, nie da się ustalić bez przeprowadzenia pomiarów ciśnienia akus­tycznego wytwarzanego przez zestaw głośnikowy lub subiektywnej oceny przenoszenia częstotliwości średnich.

Z charakterystyki przedstawionej na rys. 11-2 wynika jeszcze jeden wnio­sek: w całym paśmie częstotliwości akustycznych impedancja zestawu głośni­kowego nie przyjmuje bardzo małych wartości, mniejszych, lub znacznie mniejszych niż wartość znamionowa równa 8 Q.

Pomiaru elektrycznych charakterystyk filtrów dokonuje się przyłączając wyjście wzmacniacza do wejścia zestawu, a drugi woltomierz — do zacisków głośnika (kolejno niskotonowego, średniotonowego i wysokotonowego). Przestrajając generator akustyczny i dbając o utrzymanie określonej stałej wartości napięcia na wejściu zestawu, zapisujemy wyniki pomiaru, a następ­nie wykreślamy charakterystyki zmian napięcia na głośniku w zależności od częstotliwości.

Przy wykonywaniu tego pomiaru należy pamiętać o tym, że zbyt silnym sygnałem sinusoidalnym otrzymywanym na wyjściu wzmacniacza można uszkodzić głośniki wysokotonowy i średniotonowy. Na przykład w odniesie­niu do trójdrożnych zestawów głośnikowych Altus, ZWG Tonsil zalecają niestosowanie sygnału sinusoidalnego o mocy większej niż:

0,5 mocy znamionowej zestawu w zakresie od 45 do 1500 Hz (głośnik niskotonowy);

0,1 mocy znamionowej zestawu w zakresie od 1500 do 7000 Hz (głośnik średniotonowy);

0,02 mocy znamionowej powyżej 7000 Hz (głośnik wysokotonowy). Dla zestawu głośnikowego o mocy 100 W i impedancji znamionowej 8 Q wartości maksymalne napięcia sygnału na wejściu zestawu wynoszą odpo­wiednio 20, 9 i 4 V. Pomiar charakterystyk przenoszenia tego zestawu można wykonać przyjmując stałą wartość napięcia doprowadzanego sygnału ,w zakresie od l do 3 V.

89

88

S'28 £1 24

J20

116

12

8

Analogicznie należy postąpić w odniesieniu do zestawu własnej konstruk­cji, określając największe moce dopuszczalne i wybierając do celów pomiaro­wych odpowiednią wartość doprowadzanego sygnału. Podczas pomiarów zestaw głośnikowy powinien być ustawiony na balkonie, na tarasie lub, jeśli się nie da inaczej w otwartym oknie. Ma to na celu uniknięcie wpływu rezonansów akustycznych pomieszczenia na wyniki pomiarów. Wyznaczone charakterystyki odbiegają od idealnych (por. rys. 9-3) lub otrzymanych przy obciążeniu filtrów rezystancją o wartości równej liczbowo impedancji zna­mionowej głośników (por. rys. 9-1). Jest to spowodowane złożonością para­metrów głośników, przede wszystkim zaś wpływem indukcyjności cewek drgających. W miarę zwiększania się częstotliwości, napięcie na zaciskach głośnika niskotonowego nieznacznie maleje, wskutek znacznego zwiększania się impedancji głośnika. Na przykład w dobrze działającym zestawie głośni­kowym dwudrożnym o rzeczywistej częstotliwości podziału 4000 Hz napięcie na głośniku nisko-średniotonowym maleje do 0,35 wartości doprowadzanego napięcia przy częstotliwości 10000 Hz i do 0,25 - przy częstotliwości 20 000 Hz. Jednak moc pobierana przez głośnik niskotonowy maleje kilka-dziesięciokrotnie, a wytwarzane ciśnienie akustyczne zmniejsza się jeszcze bardziej, wobec utraty zdolności do przetwarzania tak wielkich częstotli­wości.

ZG

W 50+200.O,				"Tiz U. j rr
G T^6		t>	9
30-150 H z

Rys. 11-3. Schemat układu do badania zmian impedancji zestawu głośnikowego podczas „nastrajania" obudowy z

otworem

G - generator akustyczny; W - wzmacniacz; V — woltomierz; ZG - zestaw głośnikowy; Z - impedancja zestawu głośnikowego

Do dostrojenia obudowy z otworem do głośników wystarczy prostszy układ, przedstawiony na rys. 11-3. Zmieniając częstotliwość generatora w zakresie od 20 do 150 Hz i obserwując wskazania woltomierza, wykreśla się przybliżony przebieg charakterystyki impedancji zestawu głośnikowego. Przykładowe wyniki przedstawiono na rys. 11-4. Charakterystyka w części a) rysunku odpowiada dobrze dostrojonej obudowie z dość dużym otworem. Są widoczne dwa mniej więcej równe sobie maksima impedancji; znajdują się one na prawo i na lewo od częstotliwości rezonansowej f_r głośnika niskoto­nowego. W części b) rysunku jest przedstawiony przebieg odpowiadający zbyt dużej częstotliwości rezonansowej obudowy. Aby otrzymać charakterys­tykę zbliżoną do pożądanej, należy zmniejszyć otwór lub zastosować tunel (bądź też wydłużyć tunel już istniejący). W przypadku małych otworów i słabo wyrażonych zjawisk rezonansowych obudowy otrzymanie dwóch

°'28 O 24 J20 116 Z 12 8 /.
				l < f
				/	\ V
			rf\		\ jA
		/	'/	^		^	^				____

O 20 40 60 80 100 120 140 160 Hz 200 O 20 40 60 80 100 120 140 160 Hz 200
C) 'r——* f———>

<:» a 24 l^20 M6 12 8 /.
				S~
			^		^
						V	^__^

20 40 60 80 100 120 140 160 Hz 200 f——»•

Rys. 11-4. Charakterystyki impedancji zestawów głośnikowych o obudowach z otworem; a) obudowa z otworem dobrze dostrojona; b) częstotliwość rezonansowa obudowy z otwo­rem jest większa niż częstotliwość rezonansowa głośnika (takie „nastrojenie" stosuje się w zestawach Hi-Fi wyposażonych w głośnik o bardzo małej częstotliwości rezonansowej); c) obudowa wyposażona w tunel o małej średnicy, poprawnie dostrojona (wpływ obudowy spowodował rozpłaszczenie maksimum rezonansowego, lecz parametry obudowy nie pozwalają

na otrzymanie dwóch maksimów

wyraźnych maksimów impedancji może okazać się trudne lub niemożliwe. W takim przypadku dostrojenie obudowy spowoduje rozpłaszczenie szczytu na charakterystyce impedancji (rys. ll-4c). Analiza kształtu charakterystyki oraz kilka dodatkowych prób z odpowiednio zmienionymi parametrami otworu dadzą nam pogląd na współdziałanie obudowy z głośnikiem.

Inny sposób ułatwiający dostrojenie obudowy z otworem do głośnika, nie wymagający przyrządów pomiarowych, polega na wykonaniu pomocniczego, małego generatora tranzystorowego według schematu przedstawionego na rys. 11-5. Do generatora tego przyłącza się głośnik niskotonowy (bezpośred-

Rys. 11-5. Schemat pomocnicznego generatora tranzystorowego służącego do dostrajania obu­dów z otworem

Ą i T₂ - tranzystory (BD 135 lub BC 211); r! i R₂ — rezystory nastawne

91

90

mo, z pominięciem eiememow miru; i po dołączeniu oaieru zasilającej usiłuje się wzbudzić układ, pukając lekko w membranę głośnika i przestawiając skokami rezystory nastawne J?j i R₂, tak aby ich rezystancja malała. W pewnej chwili układ powinien się wzbudzić i głośnik zacznie emitować niski ton odpowiadający częstotliwości rezonansowej głośnika. Należy teraz zbli­żyć ucho do otworu i przysłuchiwać się, czy jest emitowany ten sam ton. Gdy w drodze odpowiednich eksperymentów uzyska się najsilniejsze promie­niowanie otworu przy jednoczesnym zmniejszeniu się amplitudy drgań mem­brany głośnika, wówczas dostrojenie obudowy z otworem do głośnika jest optymalne.

Na częstotliwość drgań głośnika wmontowanego do obudowy może mieć pewien wpływ zarówno obudowa jak i otwór. Zdarza się niekiedy, że przy zmianach parametrów otworu głośnik z generatorem pomocniczym jak gdy­by się przestraja i trudno jest określić, w jakich warunkach otwór promieniu­je najsilniej. Wówczas można dostroić obudowę słuchając samego głośnika i równocześnie zmieniając parametry otworu (jest do tego potrzebna druga osoba). Słuchając uważnie dźwięku emitowanego przez głośnik, przy równo­czesnym przestrajaniu obudowy od częstotliwości większych ku mniejszym, zauważa się pewne osłabienie dźwięku spowodowane zmniejszeniem się amp­litudy drgań membrany głośnika przy dostrojeniu obudowy. Dalsze przestra-janie może dać różne efekty, niekiedy trudne do wyjaśnienia. Szczelne zamknięcie otworu powinno dać zawsze znaczne zwiększenie się częstotliwoś­ci drgań głośnika. Po kilku eksperymentach ustala się najlepsze dostrojenie. Próby te pozwalają się zorientować, jaka jest częstotliwość drgań rezonanso­wych głośnika niskotonowego w obudowie. Jeżeli dysponujemy generatorem, to przyłączając do niego głośnik pomocniczy i przestrajając generator może­my z dużą dokładnością określić słuchem, kiedy oba głośniki emitują dźwięki o identycznej częstotliwości. W razie braku generatora głośnik pomocniczy można zasilić przez transformatorek napięciem przemiennym sieci (50 Hz) i ocenić, czy częstotliwość rezonansowa głośnika niskotonowego jest mniej­sza czy większa niż częstotliwość prądu w sieci, i mniej więcej o ile. Częstotliwość rezonansową można, oczywiście, badać z pożytkiem we wszel­kiego rodzaju zestawach głośnikowych.

Zestaw głośnikowy można sprawdzać sygnałem sinusoidalnym o częstotli­wości zmienianej od najmniejszej (20 do 30 kHz) do największej (15 do 20 kHz) przy doprowadzanej mocy nie przekraczającej dopuszczalnej dla głośników wysokotonowych. Próba ta nazywa się „przegwizdaniem". Nie daje • ona wielu informacji o własnościach zestawu, ale pozwala wykryć częstotliwości, przy których powstają jakieś silne rezonanse. Jeżeli chcemy określić najmniejsze przenoszone częstotliwości, to należy zwiększyć dopro­wadzoną moc do wartości wynoszącej 0,25 do 0,5 mocy znamionowej zestawu i przestrajać generator tylko w zakresie od 30 do 200 Hz. Odsłuch kontrolny przeprowadza się z odległości od l do 1,5 m przy zestawie ustawionym na balkonie lub otwartym oknie. Zdolność przenoszenia więk-

szych częstotliwości sprawdza się przy odpowiednio małej doprowadzanej mocy, z uchem zbliżonym do głośnika wysokotonowego. Zazwyczaj nie znamy własności naszego słuchu i może się okazać, że dźwięków bardzo wysokich nie słyszymy, mimo że głośnik je emituje. Jeśli dysponujemy innym, porównawczym zestawem głośnikowym, możemy jeszcze wykonać próbę odsłuchu szumu. Za źródło szumu może służyć odbiornik UKF-FM odstro-jony od stacji. Łatwo się ustala, który z zestawów przenosi szersze pasmo częstotliwości.

Próby odsłuchu muzyki najlepiej jest wykonywać korzystając z płyt dobrej marki, nie zniszczonych wielokrotnym używaniem. Jest pożądane, aby to były utwory nam znane. Lepiej zacząć próby od utworów muzyki symfo­nicznej, gdyż przy nagraniach współczesnej muzyki rozrywkowej trudno jest się zorientować, jakie efekty dźwiękowe zawiera sam utwór, a jakie powstają w zestawie głośnikowym. Do takich prób można polecić m.in. następujące utwory muzyczne:

J. S. Bach: Trio sonaty na organy oraz koncert włoski i inne utwory

organowe;

N. Paganini: Koncerty skrzypcowe;

Ch. Gounod: Opera „Faust" (śpiew z orkiestrą);

A. Chaczaturian: Balet „Gąjane" - taniec z szablami (orkiestra);

F. Liszt: Rapsodia węgierska (fortepian z orkiestrą);

Zespoły „Śląsk" i „Mazowsze" — chóry z orkiestrą.

Poprawność odtwarzania oceniamy zwracając szczególną uwagę na brzmie­nie wybranych instrumentów; oto one:

— organy, kontrabas, fagot, wielki bęben — odtwarzanie basów;

— pikolo, ksylofon, dzwoneczki, talerze, werble, szmery smyczków — tony najwyższe;

— saksofon, kornet, flet, głos sopran — tony średnie i wysokie;

— forte orkiestry i chórów - zniekształcenia nieliniowe;

— wielki bęben, kotły, talerze — przetwarzanie impulsów duża moc. Główne związki między parametrami obiektywnymi a wrażeniami subiek­tywnymi w czasie odsłuchu są następujące:

a) szerokość pasma przepustowego - odtwarzanie basów (organy, kon­trabas, gitary basowe) i składowych o największych częstotliwościach (szme­ry, dzwonki, kołatki itp.);

b) kąt promieniowania — brzmienie tonów wysokich przy zmianie poło­żenia słuchacza względem osi głównej promieniowania zestawu głośnikowego oraz właściwa „perspektywa" obrazu dźwiękowego;

c) zniekształcenia nieliniowe — chrypienie, przykre „nieczystości" brzmie­nia dźwięku złożonego (chóry, duża orkiestra) oraz ogólna jakość dźwięku;

d) przetwarzanie przebiegów impulsowych — przejrzystość obrazu dźwię­kowego, współobecność zdarzeń dźwiękowych i ogólna „atmosfera" akus­tyczna:

92

93

e) nadmierny i dość wysoko leżący rezonans głośnika niskotonowego — brzmienie „beczkowate", podbarwianie i częściowe maskowanie muzyki jed­nym niskim tonem; jest to duża wada zestawu wymagająca podjęcia kroków zaradczych;

f) uwydatniający się rezonans głośnika średniotonowego — podbarwia­nie dźwięków tonem leżącym w zakresie od 150 do 400 Hz;

g) niedostateczny poziom odtwarzania tonów średnich — pogorszony efekt współobecności zdarzeń dźwiękowych, głosy sopranowe słyszane jakby z oddali;

h) niedostateczny poziom basów — brak soczystości dźwięków muzycz­nych, muzyka brzmi „płasko", tak jak przy słuchaniu muzyki przy małej głośności;

i) nadmierny poziom tonów wysokich — przejaskrawione brzmienie instrumentów wytwarzających tony wysokie, zgrzyty.

Teoretycznie rzecz biorąc, dąży się do skonstruowania idealnych zesta­wów głośnikowych, które byłyby „przezroczyste" elektroakustycznie, tj. prze­nosiły doprowadzany sygnał elektryczny wiernie, bez wnoszenia jakiś swoich cech. Przy zastosowaniu najnowocześniejszych rozwiązań udaje się dużym kosztem zbliżyć do tego ideału w przypadku zestawów kontrolnych do celów profesjonalnych (koszt zestawu głośnikowego wynosi tyle, co dobrego samo­chodu). W przypadku zestawów głośnikowych przeznaczonych do użytku domowego nie można uniknąć dość silnie wyrażonych ich cech indywidual­nych. W związku z tym jedne z nich nadają się lepiej do odtwarzania muzyki symfonicznej, a inne — muzyki rozrywkowej. Jedne brzmią dobrze w pomieszczeniach małych i średnich, inne zaś tylko w dużych. Jedni słuchacze uwielbiają silne odtwarzanie basów nawet kosztem naturalności muzyki, a inni tego nie lubią, przedkładając wierne przenoszenie szerokiego pasma częstotliwości przy umiarkowanej głośności odsłuchu. Z przytoczonych po­wodów dany zestaw głośnikowy, użytkowany w określonym pomieszczeniu, może się jednym podobać, a innym nie. Poważną rolę odgrywa przy tym przyzwyczajenie. Może się okazać, że konstruktor nowego zestawu głośniko­wego jest z niego niezadowolony. Po pewnym czasie dochodzi on często do przekonania, że nowy zestaw jest jednak lepszy niż ten, którego dotychczas używał. Z tego względu nie należy zniechęcać się zbyt pochopnie, na podsta­wie pierwszych wrażeń.

Dodatek

Dane techniczne głośników ZGW Tonsil

Oznaczenia: GD - głośnik dynamiczny; N — niskotonowy; M - średniotonowy; W — wy-sokotonowy; 5 - szerokopasmowy; K - kopułkowy; T - tubowy; ZC - zestaw o obudowie zamkniętej (compact)

Uwaga: Częstotliwości rezonansowe głośników o miękko zawieszonych membranach są mierzone po zmontowaniu w obudowie zamkniętej (ZC)

Typ	Moc W	Impedan­cja zna­mionowa 0.	Częstotli­wość rezo­nansowa Hz	Górna czę­stotliwość graniczna Hz	Efek­tywność dB	Dane uzupełniające i uwagi
GD 12/5	5	4; 8	120	9000	92	uniwersalny; odbiorniki samocho-
						dowe
GD 12/8 GDS 16/10 GDN 16/12	8 10 12	4; 8 4; 8 4; 8; 15	110 80 85	12000 12000 5000	90 88 90	uniwersalny; ZC < 6 dcm^3szerokopasmowy; ZC < 9 dcm^3nisko-średniotonowy ;
						ZC < 10 dcm^3
GDN 16/15	15	4; 8; 15	90	7000	88	nisko-średniotonowy ;
						ZC«12dcm^3
GDS 16/15 GDN 16/20 GD 20/10	15 20 10	4; 8; 15 8 4; 8; 15	90 65; 80 70	15000 6000 10000	88 88 93	szerokopasmowy; Z C sŁ 12 dcm^3niskotonowy; ZC < 15 dcm^3uniwersalny
GDN 20/25 GDN 25/40	25 40	4; 8 4; 8	80 65	6000 4000	90 91	niskotonowy; ZC < 24 dcm^3niskotonowy; ZC < 35 dcm^3
GDN 25/40	40	8	40	4000	91	niskotonowy; ZC ^ 35 dcm^3
GD 30/15	15	4; 15	50	8000	96	uniwersalny
GD 30/30	30	4; 8	70	5000	95	zestawy do instrumentów muzycz-
						nych i estradowe
GDS 30/30	30	4	65	12000	94	szerokopasmowy; uniwersalny
GDN 30/60	60	4; 8	52	3000	93	niskotonowy; ZC < 70 dcm^3
GDN 30/80	80	8	45	2000	93	niskotonowy; ZC < 80 dcm^3
GDM 10/60	60"	8	300	12000	88	średniotonowy; pasmo użyteczne
						od 1000 Hz
ODM 12/60	60"	8	200	11000	90	jak wyżej
GDM 18/40	40"	8	110	10000	92	średniotonowy; pasmo użyteczne
						od 500 Hz
GDM 18/80	80"	8	110	8000	91	jak wyżej
GDW 9/15	15^b	4; 8; 15	>800	18000	90	wysokotonowy; nie obciążać cew-
						ki mocą większą niż 1,5 W;
						impedancja mierzona przy 3000 Hz
GDWK
9/40	40=	4; 8	>800	20000	89	wysokotonowy kopułkowy; nie ob-
						ciążać cewki mocą większą niż
						2 W; impedancja mierzona przy
						7000 Hz
GDWK
14/40	40=	4; 8	>800	20000	91	jak wyżej
GDWT
9/40	40=	8; 15	1600	15000	98	wysokotonowy tubowy; wytwarza-
						ny w kilku odmianach do zesta-
						wów głośnikowych o mocy od 40
						do 100 W
GDWT
10/40	40=	4; 8	1500	15000	98	jak wyżej

^a Moc zestawu, do którego dany głośnik jest przeznaczony.

^b Moc przy zwrotnicy 3000 Hz, 6 dB/okt.

^c Moc przy zwrotnicy 4000 Hz, 12 dB/okt.

95

T

y
				m V.
		4 ——	—— <!

c)

b)

O)

*²⁰⁰

Rys. Dl. Szkice i wymiary głośni­ków niskotonowych: a) typu GDN 16/12 i GDN 16/15 (identy­czne wymiary kosza ma głośnik typu GDS 16/15); b) typu GDN 20/25 (identyczne wymiary ma głośnik typu GD 20/10); c) typu GDN 25/40 i GDN 25/40/3; d) typu GDN 30/60 (identyczne wymiary koszy mają głośniki typu: GD 30/15, GD 30/30, GDS 30/30 i GDN 30/80)

470

/ i=L ————		^v "' 1 ——— ^=,'

„B" /.otw. min 05

4otw.

d)

	=jl ——— j
	7	0 J

Rys. D2. Szkice i wymiary głośników wysokotonowych i głośnika o średnicy 12 cm: a) typu GD 12/5 i GD 12/8; b) typu GDW 9/15; c) typu GDWK 9/40; d) typu GDWK 14/40

96

---