Kurs V2

K U R S
Niezbędnik dla amatorów i profesjonalistów
Niezbędnik dla amatorów i profesjonalistów
Niezbędnik dla amatorów i profesjonalistów
Niezbędnik dla amatorów i profesjonalistów
Niezbędnik dla amatorów i profesjonalistów
W głośnikowym żywiole, część 2
Głośnikowy triumwirat
Po wst�pnym zach�cająco-zniech�cającym eseju, zamieszczonym
Zesp�ł głośnikowy składa si�
z trzech gł�wnych obszar�w - systemu
w poprzednim numerze EP, powoli przechodzimy do praktyczno-
głośnik�w (przetwornik�w), zwrotnicy
technicznych wskaz�wek dla amator�w samodzielnego
(filtr�w) i obudowy. Obszary te są ze
sobą oczywiście konstrukcyjnie sprz�-
konstruowania zespoł�w głośnikowych. Nigdzie nie b�dziemy
łone, choĘ r�łne związki mają r�łną
epatowaĘ teorią, r�wnaniami, modelami, itp., kt�re nie znajdują
sił�. Niekt�re parametry samych głoś-
nik�w niskotonowych decydują o ro-
zastosowania w działaniach konstruktora zespołu głośnikowego.
dzaju i wielkości obudowy, natomiast
Rozp�dzaĘ b�dziemy si� stopniowo. W tym numerze rozbierzemy
parametry wszystkich głośnik�w mają
udział w projektowaniu układu filtr�w
zesp�ł głośnikowy na najwałniejsze cz�ści. Powstrzymamy si� od
nimi sterujących. Te związki są naj-
wałniejsze, choĘ są i mniej znane, schemat�w, wzor�w, choĘ w samym opisie b�dziemy si� juł do
a jednak dośĘ istotne. Np. wymiary
pewnych zalełności odnosiĘ. Lekcj� t� mogą sobie darowaĘ
przedniej ścianki i spos�b rozplanowa-
nia na niej głośnik�w ma wpływ na
konstruktorzy juł obeznani z podstawowymi faktami. Ale mołe
charakterystyki w zakresie średnio-wy-
zabrniemy w jakieś ciekawostki... zarazem nowe spojrzenie
sokotonowym, co z kolei powinno zo-
staĘ uwzgl�dnione przy projektowaniu
nawet na elementarne problemy mołe okazaĘ si� połyteczne.
zwrotnicy. W ten spos�b obudowa ma
pośrednio związek ze zwrotnicą. Mi-
mo to proces projektowania mołna po- kłady konfiguracji absurdalnych moł- Dlaczego nie solo?
dzieliĘ na etapy prac prowadzonych na mnołyĘ, chociał czasami pewne Praktycznie nie istnieje pojedynczy
do pewnego stopnia niezalełnie i r�ł- rozwiązania absurdalnymi nie są, mi- głośnik zdolny z satysfakcjonująco nis-
nymi metodami, choĘ na widoku trze- mo łe na takie pozornie wyglądają. kimi zniekształceniami przetwarzaĘ ca-
ba mieĘ całą koncepcj�. Nie ma np. Dopiero dokładniejsze wejrzenie we łe pasmo akustyczne. W tanich urzą-
sensu projektowanie obudowy z nisko- właściwości zastosowanych przetwor- dzeniach (np. tanie radioodbiorniki)
efektywną linią transmisyjną, gdy za- nik�w stawia we właściwym świetle spotykamy pojedyncze głośniki, ale
mierza si� zastosowaĘ sekcj� średnio- zamierzenia i umiej�tności konstrukto- oczywiście ma to związek ze zgodą
wysokotonową z ułyciem przetworni- ra. Na przykład najlepsza podstaw- na niską jakośĘ brzmienia. Wi�kszy
k�w tubowych o wysokiej efektywnoś- kowa konstrukcja firmy KEF, model kłopot sprawia zinterpretowanie jakoś-
ci, tak jak nie jest racjonalne budo- Reference 201, jest ał czterodrołna - ci nielicznych egzotycznych i bardzo
wanie układ�w czterodrołnych z 13- zawiera 18-cm głośnik niskotonowy, kosztownych przetwornik�w szeroko-
cm głośnikiem niskotonowym w małej 18-cm nisko-średniotonowy sprz�łony pasmowych (np. Lowther), kt�re wy-
konstrukcji podstawkowej, albo wr�cz z 25-mm kopułką wysokotonową w ra- wołują apaluz pewnej cz�ści audiofi-
przeciwnie - uruchamianie baterii mach wsp�łosiowego podsystemu l�w i hobbist�w. Rzeczywiście, niekt�-
kilkunasotcalowych woofer�w, pod- �Uni-Q�, a na szczycie jeszcze 19- rym firmom udało si� opracowaĘ głoś-
czas gdy do dyspozycji mamy tylko mm kopułk� superwysokotonową. niki szerokopasmowe brzmiące na tyle
jeden mały głośnik średniotonowy (i Z drugiej strony mołna spotkaĘ ukła- interesująco, łe stanowią one ciekawą,
oczywiście wysokotonowy), a tym bar- dy dwudrołne posługujące si� 20, ale marginalną alternatyw� dla zespo-
dziej gdy jest to tylko tweeter. Przy- a nawet 25-cm głośnikami nisko-śred- ł�w głośnikowych. Nie si�gają one �od
niotonowymi, co wymaga od nich wy- dwudziestu do dwudziestu�, mając
jątkowo (jak na ich wielkośĘ) daleko kłopoty z przetwarzaniem zar�wno naj-
si�gających dostatecznie liniowych cha- niłszych, jak i wysokich ton�w, mają
rakterystyk przetwarzania, a takłe wy- niskie moce, ale doskonałą sp�jnością
sokiej wytrzymałości głośnika wysoko- brzmienia, wynikającą z samej swojej
tonowego, aby m�c ustaliĘ niską cz�s- �niezespołowej� natury, w pewien spo-
totliwośĘ podziału. s�b rekompensują te niedociągni�cia.
Tworzenie takich i innych egzotycz-
nych układ�w wymaga doskonałej zna- Raczej w duecie
jomości stosowanych przetwornik�w, Powszechną popularnośĘ zdobyło
doświadczenia i wyczucia, i nie powin- konstruowanie wielodrołnych zespoł�w
no byĘ rozwałane przez początkują- głośnikowych, z głośnik�w wyspecjali-
cych konstruktor�w. A przecieł zagalo- zowanych w przetwarzaniu r�łnych za-
powaliśmy si� juł niechcący w termi- kres�w pasma. Wystarczą juł dwa
nologi� nieznaną początkującym (cz�s- głośniki, aby stworzyĘ pełnopasmowy
totliwośĘ podziału, superwysokotono- zesp�ł głośnikowy - b�dą to głośniki
wy, układ wsp�łosiowy...), wr�Ęmy do nisko-średniotonowy i wysokotonowy,
podstaw i wyjaśnienia, dlaczego a zesp�ł taki nazwiemy dwudrołnym.
w og�le mamy do czynienia z zespoła- Dwudrołne zespoły głośnikowe mają
mi głośnikowymi, a nie pojedynczymi dzisiaj pozycj� dominującą, chociał
głośnikami; jaka jest rola zwrotnicy, jeszcze niedawno wydawało si�, łe
KEF 207 - rzadko spotykane
a jaka obudowy. dopiero zespoły tr�jdrołne - czyli
połączenie układu aż czterodrożnego
Tą drogą teł dojdziemy do pyta� z wyr�łnionymi głośnikami niskotono-
z małą obudową podstawkową
i problem�w. wym, średniotonowym i wysokotono-
Elektronika Praktyczna 12/2003
75
K U R S
prostszy od tr�jdrołnego, poniewał nie Zesp�ł dwudrołny z tak skromnym
zawiera filtru dolnozaporowego dla filtrem najprawdopodobniej b�dzie
głośnika nisko-średniotonowego. Zespo- brzmiał bardzo ułomnie (odzywaĘ si�
ły dwuip�łdrołne są obecnie bardzo b�dzie obarczony zniekształceniami za-
popularne i w dułym stopniu zastąpiły kres charakterystyki głośnika nisko-
zespoły tr�jdrołne. Znowu wdepn�liś- średniotonowego), ale ostatecznie
my w temat filtr�w, ale akurat w dob- mołe działaĘ w miar� bezpiecznie
rym momencie. (chociał tak proste filtrowanie głośni-
ka wysokotonowego nie zabezpiecza go
Trzeba z tym zrobiĘ porządek tak dobrze, jak filtry wyłszego rz�du).
Stwierdziliśmy, łe pojedynczy głoś- Znaną brytyjską firmą głośnikową
nik nie mołe przetwarzaĘ całego pas- uprawiającą taki skrajny minimalizm
ma akustycznego - uwaga - z satysfak- jest Epos, kt�rego przynajmniej daw-
cjonująco niskimi zniekształceniami. niejsze konstrukcje (wsp�łczesne mołe
Oznacza to, łe aplikując go do zespo- juł nie) miały zwrotnic� składającą si�
łu głośnikowego, naleły odfiltrowaĘ te właśnie z jednego tylko kondensatora;
cz�ści pasma, kt�re przetwarza ze zbyt nie był to wyraz skąpstwa, ale kon-
wysokimi zniekształceniami. Jednocześ- cepcji, i pod tym kątem przygotowy-
nie naleły podzieliĘ pasmo pomi�dzy wano charakterystyki samego głośnika
głośniki zastosowane w zespole i naj- niskotonowego. Zupełnie inną genez�
cz�ściej unikaĘ szerokich zakres�w, mają niekt�re bardzo niskiej klasy
w kt�rych dwa r�łne głośniki pracują konstrukcje, w kt�rych takie rozwiąza-
r�wnocześnie. Zalecenie to najlepiej nie wypada tłumaczyĘ tylko ch�cią
spełniają filtry wysokiego rz�du, to obniłenia koszt�w. Wreszcie mołna
znaczy charakteryzujące si� stromymi zrozumieĘ taki układ jako pierwsze
zboczami charakterystyk. Ale... ich sto- kroki hobbisty lub prowizork�.
sowanie niesie ze sobą jednak inne Zanim dalej b�dziemy wnikaĘ
komplikacje, o kt�rych dalej, natomiast w tajniki filtrowania, sp�jrzmy dokład-
najłagodniejsze filtry 1. rz�du (spadek niej na same głośniki i ustalmy, jakie
Legacy Focus 20 - potężna
6 decybeli na oktaw�), teł mają swoje ich cechy konstrukcyjne i parametry
konstrukcja pięciodrożna
zalety, kt�re skłaniają wielu konstruk- określają, w jakich zakresach powinny
tor�w do ich stosowania. Tutaj rozpo- byĘ stosowane.
wym - mogą byĘ uznawane ze ze- czyna si� terytorium spor�w i r�łnych
społy wysokiej klasy. Zespoły tr�jdroł- idei, jakie filtry stosowaĘ, jednak mało DługośĘ fal?
ne nie znikn�ły, podaliśmy nawet kto ma wątpliwości, łe w og�le są Wracamy do początkowego problemu
przykład zespołu czterodrołnego, one konieczne. Sytuacje, w kt�rych je- i pytania - dlaczego pojedynczy głośnik
a zdarzają si� i pi�ciodrołne, jednak den z głośnik�w nie wymaga filtrowa- nie mołe przetwarzaĘ całego pasma
nie naleły sądziĘ, łe wraz ze zwi�k- nia, bowiem jego charakterystyka prze- akustycznego? Moglibyśmy tutaj przed-
szaniem ilości �dr�g� automatycznie twarzania samoistnie opada w wymaga- stawiaĘ skomplikowaną teori�, ale p�j-
i bezproblemowo podnosi si� jakośĘ nym dla systemu zakresie, są niezwyk- dziemy na skr�ty. Przede wszystkim na-
zespołu głośnikowego. WielodrołnośĘ le rzadkie, a i tak kontrowersyjne. sze obserwacje ograniczymy do prze-
zespołu powinna byĘ dobrze umotywo- Biorąc na przykład prosty układ twornik�w dynamicznych (magnetoelekt-
wana. Mimo łe nie istnieje idealny dwudrołny zwr�Ęmy teł uwag�, łe nie- rycznych), kt�re są najpopularniejszym
głośnik szerokopasmowy, to właśnie co inne powody dyktują spos�b filtro- typem głośnik�w spotykanym w kolum-
funkcjonowanie takiego hipotetycznego wania głośnika nisko-średniotonowego, nach. Do typu tego nalełą zar�wno du-
głośnika jest spełnieniem wszystkich a inne wysokotonowego (a generalnie, in- łe głośniki niskotonowe, jak i małe ko-
postulat�w dotyczących wysokiej jakoś- ne powody określają filtrowanie dolno- pułki wysokotonowe. Juł na pierwszy
ci przetwarzania. WielodrołnośĘ ukła- przepustowe, a inne g�rnoprzepustowe). rzut oka widaĘ, łe głośniki mające za
du nie powinna byĘ celem samym Z głośnikiem nisko-średniotonowym spra- zadanie przetwarzaĘ cz�stotliwości naj-
w sobie, ale tylko sposobem dla uzys- wa jest prostsza - tak jak wspomnieliś- niłsze, są znacznie wi�ksze od przetwa-
kania optymalnych parametr�w prze- my, zamierzamy zostawiĘ w jego prze- rzających cz�stotliwości najwyłsze. Jest
twarzania. Mołna nawet powiedzieĘ, łe twarzaniu tylko ten zakres, kt�ry obsłu- tu analogia do instrument�w muzycz-
jes to zło konieczne. Komplikowanie guje poprawnie. W przypadku głośnika nych - stopa perkusji jest wi�ksza od
układu niesie bowiem ze sobą proble- wysokotonowego powody są bardziej werbla, a kontrabas od skrzypiec, a kał-
my, kt�re nawet umiej�tnie rozwiązy- złołone. Opr�cz tego, kt�ry dotyczy wy- da grubsza struna wydaje d�wi�ki nił-
wane, pozostawiają pewne ślady. M�- odr�bnienia zakresu przetwarzanego sze nił cie�sza, i tym niłsze, na im
wiąc kr�tko, trzeba wiedzieĘ dlaczego z najlepszą jakością, drugi odnosi si� do niłszych progach gramy (a wi�c im
i po co buduje si� układ wi�kszy nił wytrzymałości głośnika wysokotonowego. dłułsza cz�śĘ struny jest aktywna). Ma
dwudrołny, a w myśleniu początkujące- Głośnik wysokotonowy trzeba filtrowaĘ to związek z długościami fal - im nił-
go konstruktora projektowanie układu (g�rnoprzepustowo) juł tylko z tego po- sze cz�stotliwości, tym są dłułsze - ale
dwudrołnego, ewentualnie dwuip�łdroł- wodu, łe nie uczynienie tego naraziło- nie tylko. Przecieł kilkunastocentymet-
nego, powinno byĘ sprawą oczywistą. by go na zniszczenie. W ten spos�b rowe membrany typowych głośnik�w
Co to jest układ dwuip�łdrołny? Jak w odfiltrowanej cz�ści pasma bardzo nisko-średniotonowych przetwarzają cz�s-
nazwa wskazuje, to układ pośredni cz�sto głośnik wysokotonowy wykazuje totliwości poniłej 100 Hz, nawet jełeli
mi�dzy dwudrołnym a tr�jdrołnym. Po- si� jeszcze ładną charakterystyk�, z kt�- nie 20 Hz, to przynajmniej 50 Hz. A 50
wstaje przez dodanie do układu dwu- rej jednak nie korzystamy, ze wzgl�du Hz to fala o długości prawie 7 metr�w!
drołnego dodatkowego głośnika nisko- na jego bezpiecze�stwo. Dlatego pierw-
tonowego, a od układu tr�jdrołnego szym, absolutnie niezb�dnym elementem Powierzchnia i amplituda!
r�łni si� tym, łe zamiast głośnika w zwrotnicy jest kondensator jako naj- Umiarkowana średnica membrany
średniotonowego, działa w nim głośnik prostszy filtr g�rnoprzepustowy dla głoś- nie jest wi�c bezwzgl�dną przeszkodą
nisko-średniotonowy, tak jak niskotono- nika wysokotonowego (owe anegdotycz- dla przetwarzania niskich cz�stotliwoś-
wy przetwarzający, opr�cz średnich to- ne 4,7 � z moich wspomnie� sprzed ci, chociał im wi�ksza średnica i po-
n�w, takłe niskie tony. Układ taki jest miesiąca). wierzchnia, tym łatwiej to zadanie
Elektronika Praktyczna 12/2003
76
K U R S
spełniaĘ. Jest wi�c związek mi�dzy po- Czyli im wi�ksza masa i (lub) po-
wierzchnią membrany a cz�stotliwościa- datnośĘ, tym niłsza cz�stotliwośĘ re-
mi, jakie mają byĘ przez nią przetwa- zonansowa. Przy cz�stotliwości tej za-
rzane, ale związek ten zawiera jeszcze chodzą tajemnicze zjawiska, kt�rych
jeden czynnik - amplitud�, z jaką mem- teori� juł sobie darujemy, bowiem
brana mołe pracowaĘ. Ot�ł powierzch- wałne jest dla nas przede wszystkim
nia membrany i jej amplituda �wsp�ł- to, łe poniłej cz�stotliwości rezonan-
pracują�, i mniejsza powierzchnia mem- sowej głośnik szybko traci zdolnośĘ
brany mołe byĘ rekompensowana przez efektywnego przetwarzania (jego cha-
wi�kszą amplitud�, i odwrotnie. Osta- rakterystyka opada). Aby granica ta le-
tecznie dla zdolności przetwarzania łała jak najniłej, cz�stotliwośĘ rezo-
najniłszych cz�stotliwości znaczenie ma nansowa powinna byĘ jak najniłsza,
jak najwi�ksze �wychylenie obj�tościo- a wi�c podatnośĘ zawiesze� i masa
we�, czyli iloczyn powierzchni memb- membrany głośnika powinny byĘ du-
rany i jej maksymalnej amplitudy. Dla- łe. Dlatego teł nasza hipotetyczna 25-
Podzielona na dwie płytki
czego? I dlaczego nie jest to tak po- milimetrowa kopułka, aby przetwarzaĘ
skomplikowana zwrotnica układu
trzebne przetwarzaniu wysokich ton�w? niskie cz�stotliwości, powinna nie tyl-
pięciodrożnego
Poniewał dla ciśnienia akustyczne- ko pracowaĘ na dułych amplitudach,
go liczy si� powierzchnia membrany ale i mieĘ niską cz�stotliwośĘ rezonan-
i pr�dkośĘ jej ruchu. Wysokie tony, sową - wielokrotnie wi�kszą, nił
czyli wysokie cz�stotliwości drga�, zwykle kopułki mają. Stąd teł widaĘ,
wytwarzają wysoką energi� fali dzi�ki dlaczego małe głośniki nie potrafią
wysokim pr�dkościom; nawet gdy ruch przetwarzaĘ niskich cz�stotliwości -
ten odbywa si� na małej amplitudzie, mają zar�wno zbyt małe wychylenia
to przecieł 20 tysi�cy cykli na sekun- amplitudowe (przypominam - powierz-
d� oznacza ogromne pr�dkości. Chcąc chnia membrany x jej amplituda), jak
osiągnąĘ por�wnywalne przyspieszenia i zbyt wysokie cz�stotliwości rezonan-
przy 20 cyklach na sekund�, trzeba sowe (przypominam - jeden nad pier-
stworzyĘ warunki do pracy ze znacz- wiastek z iloczynu masy i podatności
nie wi�kszymi amplitudami, i posiłko- jej zawiesze�). Opanowanie myślowe
waĘ si� zwi�kszaniem powierzchni tych zawiązk�w otwiera drog� do ro-
membrany. Teoretycznie, gdyby mołna zumienia kolejnych zalełności, dlatego
było skonstruowaĘ 25-mm średnicy warto w to włołyĘ troch� wysiłku.
głośnik kopułkowy o amplitudzie po- nie dają gwarancji rzeczywiście skutecz-
wiedzmy jednego metra, głośnik taki Rezonujemy dalej... nej pracy w zakresie niskich cz�stotli-
m�głby przetwarzaĘ niskie tony. Rozgry�my wi�c t� spraw� do ko�- wości. Wyobra�my sobie przykład od-
O ile... jest jeszcze jeden warunek dla ca, a b�dziemy mieli ją z głowy. Na- wrotny - głośnik o dułej powierzchni
mołliwości przetwarzania niskich to- świetlmy te związki jeszcze inaczej. membrany i dułej amplitudzie maksy-
n�w - cz�stotliwośĘ rezonansowa ukła- Ot�ł cz�stotliwośĘ rezonansowa głoś- malnej, kt�remu konstruktor ustalił jed-
du drgającego głośnika. nika wpłynie jednoznacznie na jego nak, np. za pomocą sztywnego zawie-
charakterystyk� przetwarzania, ale na szenia (mała podatnośĘ), wysoką cz�s-
Zaczynamy rezonowaĘ charakterystyce tej nie ujrzymy mołli- totliwośĘ rezonansową. Charakterystyka
W ten parametr troch� si� wgryzie- wości głośnika w zakresie wychylenia przetwarzania takiego głośnika wykałe
my, bowiem b�dzie on nam w przy- obj�tościowego! Czy nie ma tu wi�c wczesny spadek w zakresie niskich
szłości pomocny. Kałdy układ mecha- sprzeczności? Przecieł powiedziano, łe ton�w, a dostarczanie do niego nawet
niczny, w kt�rym funkcjonuje masa wychylenie obj�tościowe określa moł- dułej mocy w zakresie niskich ton�w
i podatnośĘ (zawieszenie), albo układ liwości pracy przy niskich cz�stotli- nie doprowadzi do dułych wychyle�
elektryczny, w kt�rym wyst�puje in- wościach? Tak, ale badanie charakte- i wykorzystania jego mołliwości ampli-
dukcyjnośĘ (cewka) i pojemnośĘ (kon- rystyki przetwarzania przeprowadza si� tudowych - głośnik bowiem jest zbyt
densator), charakteryzuje si� cz�stotli- zwykle przy niskim poziomie sygnału mocno �trzymany� przez zawieszenie.
wością rezonansową, odwrotnie propor- wejściowego, kt�ry nie ujawnia, jak Dlatego przy konstruowaniu i wybieraniu
cjonalną do pierwiastka z iloczynu ma- dułą moc głośnik jest zdolny przyjąĘ. głośnika niskotonowego czy nisko-śred-
sy i podatności. Mołna wi�c zbudowaĘ mały głośnik niotonowego, naleły uchwyciĘ właściwe
niskotonowy (o niewielkiej powierzchni proporcje mi�dzy cz�stotliwością rezo-
membrany i niewielkiej dopuszczalnej nansową a wychyleniem obj�tościowym.
amplitudzie), kt�ry dzi�ki dułej masie Gdzieś dalej zajmiemy si� tym, łe
membrany i podatności zawiesze� b�dzie określając cz�stotliwośĘ rezonansową
miał niską cz�stotliwośĘ rezonansową, trzeba umiej�tnie dobraĘ mas� i podat-
a wskutek tego charakterystyk� przetwa- nośĘ, a określając wychylenie obj�tościo-
rzania (mierzoną przy niskim sygnale we - powierzchni� i amplitud�.
sterującym) si�gającą najniłszych cz�stot-
liwości. Jednak juł moc nieco wi�ksza Dlaczego niskotonowy nie
nił zawarta w dotychczasowym sygnale mołe byĘ wysokotonowym?
sterującym, ale w sumie wcale nie taka Dlaczego mały głośnik, o małej ma-
duła, powiedzmy kilka wat�w, spowo- sie membrany, małej jej powierzchni
duje łe na głośniku wymuszane b�dą i wychyleniu, nie jest zdolny przetwa-
amplitudy znacznie wi�ksze, nił jest on rzaĘ niskich cz�stotliwości - juł wie-
w stanie bez przesterowania osiągaĘ. my. Dlatego teł głośniki szerokopasmo-
M�wiąc łargonem, jego układ drgający we bardziej przypominają głośniki nis-
b�dzie szybko �wypluwany�. Taki głoś- kotonowe i nisko-średniotonowe, nił
Dość prosta, ale nie minimalistyczna, nik specjalnie nam si� nie przyda, sa- wysokotonowe kopułki. Dlaczego jed-
typowa zwrotnica dla układu ma niska cz�stotliwośĘ rezonansowa nak duły czy choĘby średniej wiel-
dwudrożnego i ładna charakterystyka przetwarzania kości głośnik nie jest w stanie prze-
Elektronika Praktyczna 12/2003
77
K U R S
chodzenia si� fal w membranie (im
wyłsza, tym lepiej, bowiem wtedy fa-
le określonej cz�stotliwości są dłułsze
i ich relacja do średnicy membrany si�
poprawia), jej sztywności (zwykle idzie
w parze z wysoką pr�dkością rozcho-
dzenia si� fali, ponadto do pewnego
momentu to czynnik sprzyjający utrzy-
maniu pracy wedle zasady �sztywnego
tłoka�, ale powyłej powodujący gwał-
towne zjawiska rezonansowe), i wresz-
cie od tłumienia wewn�trznego (wpro-
wadza ono tłumienie tych rezonans�w,
W dobrze skonstruowanym głośniku
Głośnik wysokotonowy cieszy się
ale trudno membran� o wysokim tłu- niskotonowym niska częstotliwość
z tego, że ma membraną małą
mieniu uczyniĘ sztywną). Dzielenie si�
rezonansowa powinna iść w parze
i lekką. I w dodatku nie musi ona
membrany powoduje, łe r�łne jej frag- z dużym wychyleniem objętościowym.
pracować przy dużych wychyleniach
menty pracują z r�łnymi fazami,
Tylko wówczas charakterystyka
i w połączeniu z przedstawionymi prob- przetwarzania będzie sięgała niskich
lemami �geometrycznymi� powoduje
częstotliwości, i głośnik będzie je
twarzaĘ cz�stotliwości wysokich? Tym to, łe charakterystyka staje si� mniej
w stanie odtwarzać przy wysokich
razem związek mi�dzy średnicą mem- lub bardziej poszarpana. Gdy jeszcze
poziomach natężenia
brany a długością promieniowanych fal przywołamy problem masy, powodują-
jest juł wyra�ny, ale nadal ma zna- cy spadek zdolności przetwarzania,
czenie r�wnieł masa membrany. Po- charakterystyka ostatecznie opada i to bliskie zeru. Dopiero przy cz�stotli-
wyłej cz�stotliwości rezonansowej w spos�b zwykle daleki od spokojnego wościach, kt�rych fale mają długośĘ
układ drgający jest układem bezwład- zbocza 6 dB/okt. A i to jeszcze nie por�wnywalną ze średnicą membrany,
nościowym, wi�c masa membrany wszystko. Wraz ze wzrostem cz�stotli- chociał ciśnienia na osiach gł�wnych
ogranicza pr�dkośĘ jej ruchu wraz ze wości, głośnik zaczyna skupiaĘ pro- przed i za głośnikiem zawsze b�dą po-
wzrostem cz�stotliwości. Utrzymanie mieniowanie na osi gł�wnej... Co z te- zostawaĘ w przeciwnych fazach, to juł
w miar� płaskiej charakterystyki prze- go wynika dla projektowania zwrotnic, �obieganie� fali dookoła głośnika spo-
twarzania w szerokim zakresie powyłej zostawimy juł na kiedy indziej. Teraz woduje jej przesuni�cia w fazie, i in-
cz�stotliwości rezonansowej za- wychodzimy z tego gąszczu problem�w terferencj� z falą promieniowaną przez
wdzi�czamy jednak poprawiającej si� upewnieni, łe głośnik zaprojektowany przeciwną stron� membrany w spos�b
relacji mi�dzy średnicą membrany jako niskotonowy czy nisko-średnioto- mogący dawaĘ niezerowe ciśnienie
a długością promieniowanych przez nią nowy, nie jest w stanie przetwarzaĘ wypadkowe. Dlatego teł z głośnika
fal (poprawia si� tzw. rezystancja pro- cz�stotliwości wysokich, i to z wielu niezabudowanego słyszymy średnie to-
mieniowania). Kiedy długośĘ fali (roz- powod�w. Głośnik wysokotonowy nie ny, a nie słyszymy basu. Aby usłyszeĘ
chodzącej si� w powietrzu) przestaje tylko bowiem mołe, ale i powinien bas, trzeba zlikwidowaĘ fazową kolizj�
byĘ wyra�nie wi�ksza od średnicy mieĘ membran� o małej średnicy i jak mi�dzy pracą przedniej i tylnej strony
membrany, zwi�ksza si� efektywnośĘ. najmniejszej masie. membrany. Oczywiście nie da si� tego
Ale ze zjawiska tego mołemy korzys- zrobiĘ ładnymi elektronicznymi sztucz-
taĘ tylko do pewnego momentu, a po- Membrana si� nie rozdwoi kami - przednia i tylna strona są stro-
nadto, kiedy długośĘ fali (rozchodzą- Na dłułej zaj�liśmy si� głośnika- nami tej samej membrany, kt�ra si�
cej si� w membranie) staje si� tak ma- mi, a przecieł w tym odcinku mamy przecieł nie rozdwoi. Odizolowanie
ła, łe zbliła si� do jej średnicy, za- jeszcze choĘby skr�towo przedstawiĘ przedniej i tylnej strony membrany
czynają si� nowe kłopoty. Przetwarza- rol�, jaką odgrywa obudowa. Koniecz- w teoretycznych rozwałaniach przepro-
jąc fale dłułsze, membrana zachowuje nośĘ jej stosowania, wielkośĘ, propor- wadza si� za pomocą niesko�czenie
si� jak sztywny tłok, lub bardzo po- cje, budow� wewn�trzną, określają wielkiej odgrody. Z taką ideą ma coś
dobnie. Oznacza to, łe cała jej po- przede wszystkim wymagania głośnika wsp�lnego obudowa typu linia trans-
wierzchnia pracuje w tej samej fazie, przetwarzającego niskie cz�stotliwości - misyjna, a z koncepcją sko�czonej od-
a poniewał fale (w powietrzu) są wy- a wi�c niskotonowego lub nisko-śred- grody obudowa typu dipol (otwarta),
ra�nie dłułsze nił r�łnice odległości niotonowego. Głośnika mającego prze- ale w praktyce spotykamy najcz�ściej
od poszczeg�lnych cz�ści membrany (o twarzaĘ niskie tony nie mołna pozo- obudowy bass-reflex, i znacznie rza-
kształcie nawet bardzo gł�bokiego stoł- stawiĘ bez obudowy, bowiem... nie b�- dziej zamkni�te. Teoria bass-reflexu
ka), stąd ciśnienie przed membraną dzie przetwarzał niskich ton�w. Przed- jest dośĘ skomplikowana, teraz w jed-
jest stabilne w funkcji cz�stotliwości. nia i tylna strona membrany głośnika nym zdaniu powiemy, łe zasada jej
Dla kr�tkich fal nast�pują komplikacje dynamicznego pracują w przeciwnych działania polega na wywołaniu w obu-
wynikające z dw�ch podstawowych po- fazach - kiedy patrząc z przodu głoś- dowie zjawisk rezonansowych, kt�re
wod�w. Z samej stołkowej geometrii nika, membrana wykonuje ruch do powodują mołliwośĘ wypromieniowa-
membrany wynika, łe nawet gdyby przodu, spr�łając powietrze, to patrząc nia cz�ści energii produkowanej przez
wszystkie jej fragmenty poruszały si� od tyłu, cofa si�, rozpr�łając je. Fale tylną stron� membrany w fazie zgod-
w spos�b skoordynowany, to r�łnice niskich cz�stotliwości mają znaczną nej z pracą przedniej strony membra-
w odległościach od poszczeg�lnych długośĘ, wi�c gdyby głośnik znajdował ny (i bez obaw, membrana si� nie
cz�ści membrany do punktu oddalone- si� w dułej odgrodzie, powstające stre- rozdwoi). Natomiast obudowa zamkni�-
go od głośnika, b�dą powodowały ich fy spr�łania i rozpr�łania rozpościera- ta jest czymś znacznie prostszym, a jej
przesuni�cia w fazie i zaburzenia cha- łyby si� na dułym obszarze odpowied- funkcjonowanie polega na zamkni�ciu
rakterystyki wypadkowej. Na dodatek nio przed i za głośnikiem. Bez odgro- i wytłumieniu całej energii promienio-
membrana przestaje pracowaĘ jak dy, ciśnienie sprzed głośnika �uciek- wanej przez tylną stron� membrany.
sztywny tłok. Fale rozchodzące si� nie� do tyłu, gdzie było podciśnienie, Jełeli jednak ktoś myśli, łe stwierdze-
w niej zaczynają ją wyginaĘ, co nazy- a przy przeciwnym ruchu membrany nie �znacznie prostszym� oznacza, łe
wa si� zjawiskiem �dzielenia� memb- nastąpi zjawisko odwrotne. Nastąpi prostym, juł za miesiąc przekona si�,
rany. Są to zjawiska niezwykle skom- efekt �zwarcia akustycznego� i cały łe tak nie jest.
plikowane, zalełne od pr�dkości roz- czas wok�ł głośnika ciśnienie b�dzie Andrzej Kisiel
Elektronika Praktyczna 12/2003
78

Wyszukiwarka