dodatek1 glosniki i tuby

BeL

acoustic

BIBLIA DŹWIĘKOWCA

WG. ELECTRO-VOICE

DODATEK 1 GŁOŚNIKI I TUBY

RYSUNEK 1 - Schemat prostego głośnika i tuby

Nie, to nie o zatorach ulicznych w śródmieściu dużego miasta. To jest pierwszy dodatek do „BIBLII DŹWIĘKOWCA”. Przedstawimy w nim właściwości głośników tubowych (driver’ów), tub z którymi się je łączy oraz zasady rozsądnego ich wyboru dla Twojego systemu nagłośniającego.

WPROWADZENIE NA TEMAT DRrVER’A

„Driver”, zwany niekiedy głośnikiem kompresyjnym — średnio lub wysokotonowym — jest urządzeniem przeznaczonym do połączenia z tubą i przetwarza moc wytworzoną przez wzmacniacz w dźwięk. Rys. 1.

Driver może wytwarzać dźwięk bez tuby, ale będzie on brzmieć ciszej i gorzej. Tuba „sprzęga” niewielkie ruchy małej membrany z powietrzem, przyczyniając się do charakterystycznej wysokiej sprawności głośnika tubowego. Oznacza to, ze stosunkowo znaczna część mocy wzmacniacza przetwarzana jest w moc akustyczną. Driver’y wytwarzane są tak, aby najlepiej pracowały z przyłączoną odpowiednią tubą o dopasownej „gardzieli” (otworze wlotowym).

Driver’y zostaną w dalszej części podzielone na dwie klasy. Będą więc to driver’y rozgłoszeniowe — megafonowe „średniotonowe” oraz driver’y „wyczynowe”, które ogólnie charakteryzują się zdolnością odtwarzania częstotliwości powyżej 5-8 kHz. Użyteczna odpowiedź częstotliwościowa czyli ch-ka przenoszenia tych ostatnich sięga powyżej tego zakresu, a więc reprezentują one klasę przetworników wysoce wyspecjalizowanych i trudnych do zaprojektowania.

Membrana

Sercem driver’a jest membrana, której powierzchnia porusza się wprzód i wstecz, produkując dźwięk. Przymocowana jest do napędzającej ją cewki głosowej, której końce przyłączone są do wzmacniacza. Rys. 2.

Membranę driver’ów wykonuje się często z impregnowanej tkaniny fenolowej zaś w driver’ach wyczynowych używa się membran aluminiowych. Membrany fenolowe są zwykle trwalsze, jednakże często są one cięższe i nie tak sztywne jak aluminiowe. Wynika stąd ograniczenie jakości działania na wysokich częstotliwościach choć może być akceptowane w syrenach policyjnych, głośnikach rozgłoszeniowo —przywoławczych w zakładach pracy oraz innych miejscach gdzie głównym zadaniem jest uzyskanie wysokiej zrozumiałości mowy.

Membrany aluminowe są często stosowane w driver’ach ponieważ ich lekkość pozwala na odtwarzanie znacznie szerszego pasma częstotliwości w porównaniu do osiągalnego — przy użyciu membran fenolowych Niektóre membrany driver’ów wyczynowych mają konstrukcję bardziej złożoną, w której część główna wykonana jest z aluminium zaś zewnętrzna część zawieszenia z bardziej trwałego materiału. Takie rozwiązanie pozwala na podniesienie trwałości przy zachowaniu pożądanych właściwości aluminium w głównej części membrany. W wyrafinowanych konstrukcjach driver’ów membrana wraz z przymocowaną do niej cewką mogą ważyć zaledwie 1 gram a jednak przenosić moc rzędu 30 watów!!!

Korektor fazy

Dla zwiększenia sprawności głośnika i umożliwienia dotarcia do tuby energii przetwarzanej przez membranę niezbędnym jest uwzględnienie w konstrukcji głośnika elementu zwanego „korektorem fazy^. Rys. 2. Korektor w driver’ze rozgłoszeniowym jest nieskomplikowanym przyrządem o niewielkiej ilości kanałów, których zadaniem jest należyte przeniesienie częstotliowości w zakresie 5 do 8 kHz. W drivei'ach wyczynowych konstrukcja korektora jest bardziej złożona, a liczne otwory pozwalają na rozszerzenia zakresu aż do 20 kHz.

Spadek ch-ki na wysokich częstotliwościach

Trzeba zauważyć, że mimo najbardziej wyrafinowanych konstrukcji, driver’y wyczynowe nie są w stanie dostarczyć na wysokich częstotliwościach mocy wyjściowej o wyrównanym poziomie. Ten stan maskowany jest często przez ch —ki przenoszenia głośników połączonych z tubami o kierunkowości rosnącej z częstotliwością, jednakże spadek na wysokich częstotliwościach występuje wyraźnie na ch —kach przenoszenia zdejmowanych albo na odpowiednio zakończonych rurach akustycznych (prawie standardowa metoda pomiaru wyjściowej ch —ki częstotliwościowej driver’a bez zniekształcającego oddziaływania tuby) albo — co wżniejsze dla użytkownika w tym przypadku — na tubach o pożądanej ch —ce równomiernej kierunkowości przy wzroście częstotliwości.

W tych warunkach płynny spadek mocy zaczyna występować w zakresie powyżej 3 do 6 kHz. Jest to objaw naturalny, spowodowany głównie trudnością zredukowania masy memebrany do wartości pomijalnie małych

ⁿ Pierwsza

DŹWIĘK

•DkIYEk-

I

KOREKTOR FAZY

DŻWIĘK

DR1VER WYSOKIEGO PRZETWARZANIA

RYSUNEK 2 - Części driver’a (te wymiary mogą się różnić od naturalnych)

a równocześnie gwarantującej jej trawałość. W praktyce, naturalny spadek mocy, o ile tylko płynny może być łatwo skompensowany poprzez korekcję elektrycznąw postaci uwydatnienia wzmocnienia wysokich częstotliwości za pomocą eąualizera. Większość poprawnie zaprojektowanych głośników jest dostatecznie wytrzymała aby znieść skutki takiej korekty.

Wybór driver’a wyczynowego

Widać teraz, dlaczego do odtwarzania pełnego zakresu muzyki sąwysoce pożądane drivery wyczynowe (np. takie jak EV, DH1012 i DH1506 lub BEYMA CP 600Ti) Zagadką dla wielu użytkowników driver’ów wyczynowych jest sposób wyboru najkorzystniejszego typu spośród wielu ofert. Liczne ich odnmiany można pogrupować na przetworniki duże i małe kierując się średnicą membrany i ciężarem, uwzględniając wybór membrany fenolowej, aluminiowej czy tytanowej. Z reguły duże driver’y bardziej nadają się do przenoszenia niższych częstotliwości, przenoszą większą moc i mają bardziej ograniczone pasmo w ząkresie wyższych częstotliwości niż drivery małe.

Cechy te są konsekwencją założeń leżących u podstaw koncepcji samego driver’a. Wybór większego driver’a jest prawdopodobnie lepszym wyjściem kiedy istotnymi są niższa częstotliwość podziału zwrotnicy i większa moc wyjściowa. Natomiast mniejszy driver jest wskazany, jeśli na czoło wymagań wysuwa się zakres przenoszonych wysokich częstotliwości. Należy posługiwać się danymi poszczególnych producentów, żeby dokonać inteligentnego wyboru w każdej sytuńcji. Informacje o kilku driver’ach EV zawarte są w tablicy 1.

Z danych tych wynika, że DH1012 należy do bardziej trwałych driver’ów i jest zdolny zejść do niższych częstotliwości kosztem przeniesienia wysokich częstotliwości. Nie oznacza to by nie mógł być użyty przy częstotliwości podziału 800 Hz lub wyżej. Jako zasadę, należy przyjąć określanie najwyższej możliwej w danych warunkach częstotliwości rozdziału, co zwiększa jego trwałość w pracy.

Driver’y wyczynowe stanowią najlepsze rozwiązanie problemu wyboru w wysokosprawnych zestawach dwudrożnych gdzie przetwarza on pasmo 800 Hz do

i

i

«

l

<

i

*

20 kHz podczas gdy głośnik niskotonowy pracuje w zakresie 75 Hz do 800 Hz.

Chociaż w niniejszym artykule ten typ nie miał być omawiany, to jednak drivery z membraną fenolową i prostym korektorem fazy, (np. EV 1824M czy BEYMA CP140) stanowią dobry wybór dla zestawów trój drożnych, w których wyższe częstotliwości są obsługiwane przez osobny głośnik wysokotonowy — czyli do zastosowań jako średniotonowe.

Zalecana minimalna częstotliwość podziału dla.

DH1012:

500 Hz DH1506:

800 Hz

Dopuszczalna moc (patrz: dane techniczne driver’a) DH1012:

40 watów DH1506:

30 watów

Sposób zamocowania tuby DH1012:

nakręcany (bolt-on)

DH1506:

przykręcany (screw-on)

Naiwyzsza używalna częstotliwość DH1012:

10.000    Hz DH1506:

20.000    Hz

Tablica 1 -

Podstawowe zestawienie rodzajów driver’ów (E-V)

WPROWADZENIE NA TEMAT TUBY

Tuba jest przyrządem pełniącym funkcję - akustycznego sprzężenia dźwięku wytwarzanego    przez driver

z otaczającym powietrzem. Tuby są nieodzownymi relementami systemów z przetworniakmi kompresyjnymi (driver’ami). W przeciwieństwie    do układów

promieniujących bezpośrednio (np. membrana stożkowa w odgrodzie), tuby mają zdolność do kontrolowania swej kierunkowości należy przez to rozumieć możliwość jednolitego i kontrolowanego pokrycia energią dźwiękową strefy „napromieniowywanej” przez tubę w dostatecznie szerokim zakresie częstotliwości. Stanowi to wielce użyteczną właściwość przy projektowaniu systemów wysokiej jakości, zwłaszcza, kiedy istotnym jest wyraźne i naturalnie brzmiące odtwarzanie głosu ludzkiego. Tuby mogą być projektowane dla pokrycia różnorodnych kątów np. 90 stopni w poziomie i 40 stopni w pionie (EV HR9040A i HR90, BEYMA TD400, TD250 i TD235).

Podstawowe formy tub

Najprostsze projety tub biorą pod uwagę tkwiące w nich właściwości wysokiej sprawności nie troszcząc się o kontrolę zasięgu pokrycia. Takie tuby są zwykle stosunkowo małymi, o zwykłym wyglądzie przyrządami, które zostały zaprojektoawne jedynie dla osiągnięcia wysokiej sprawności. Trzeba zauważyć, że nawet w przypadku najprostszej tuby można osiągnąć, w ograniczonym zakresie, kontrolę kierunku — zwłaszcza jeśli zamierza sięją ograniczyć tylko do zakresu średnich częstotliwości. Kontrolę taką osiąga się w postaci prawie równomiernego, szerokokątowego pokrycia, jeżeli w fazie projektowania poświęcono temu zagadnieniu należytą uwagę. Jednakże kontrola szerokopasmowa, zwłaszcza dla wąskich stref pokrycia, może byc osiągnięta w praktyce jedynie dzięki zastosowaniu dużych i starannnie zaprojektowanych struktur tubowych.

Dodatkową atrakcją projektowania prostej, zwykłej tuby jest uzyskanie pewnego stopnia kontroli kierunkowej przy realizowaniu podstawoej funkcji tuby czyli sprawności. Jedną z wcześniejszych realizacji tego typu, wciąż jeszcze dzisiaj spotykanych jest tuba wielodrożna (Rys. 3).

Tuba taka, zwykle dużych rozmiarów zbudowana jest z kilku (czasami 10 lub więcej) małych tub wykładniczych. Jest to więc metoda usiłująca uzyskać kontrolę kierunkowości. Działa ona nieźle na niskich i średnich częstotliwościach, ale przy częstotliwościach wysokich powstają liczne palcowate „listki”, bowiem każda sekcja stwarza własny problem „promieniowy” (kierunkowy).

Inną formą jest tuba sektorowa zwana czasami „promieniową” lub „radialną” pokazana w dwóch rzutach na rys. 4. Tuba taka wykonana jest z sektora (jakby z wycinka toru). Kąt sektora ma za zadanie określić strefę pokrycia tuby w poziomie. Praktycznie może być to realizowane z rozsądną dokładnością — zwłaszcza jeśli zwraca się uwagę na istotne szczegóły projektowania, włączając tu troskę o kształt i wymiary gardzieli (wlotu).

RYSUNEK 3 - Tuba wieloczłonowa "MULTICELL"

RYSUNEK 4 - Prosta tuba sektorowa

W pozostałym widoku, kształt jest wyznaczony przez wzory matematyczne, które określają przyrost powierzchni przekroju tuby w miarę posuwania się od wlotu ku wylotowi (ujściu). Dlatego właśnie powierzchnie tuby pokazane w rzucie bocznym tworzą kształt krzywych, łagodnie zakrzywionych.

Zakrzywione powierzchnie nie dają sposobności do kontrolowania kąta pokrycia tuby w pionie, wobec czego w tym kierunku kąt pokrycia zależy od częstotliwości przenoszonej przez tubę. Kąt ten maleje wraz ze wzrostem przenoszonej częstotliwości. Z tej przyczyny stałe pokrycie, możliwe do uzyskania w kierunku poziomym nie ma odpowiednika w pionie.

Tuby o ustalonej kierunkowości („CD HORN”)

Bardziej równomierną kontrolę kierunkowości w obydwu kierunkach, poziomym i pionowym można uzyskać dzięki stosowaniu kombinacji różnych stopni przyrostu przekroju tuby. W takiej konstrukcji, dostateczna część musi mieć odpowiedni kształt, tak aby zapewnie odpowiednią ch—kę wysokiej sprawności tuby w odpowiednnim zakresie częstotliwości. Dodatkowe sekcje tuby o innym stopniu przyrostu mogą być dołączone w celu osiągnięcia ściślejszej kontroli kierunkowości w obydwu kierunkach Tuby budowane w oparciu o tę właśnie koncepcję posiadają łatwo kontrolowane ch —ki kierunkowe, stanowiące ważną cechę wyrafinowanego systemu tubowego mającego odpowiednie zastosowania, przykładem produkcyjnym jest szeregtub HR f—my EV, w których wprowadzono w 1974 roku koncepcję „ustalonej kierunkowości” posługując się kombinacją odpowiednich profili wykładniczych i stożkowych (pat. USA Nr 407112).

Wybór tuby

Tuby HR f—my EV wytwarzane są w siedmiu odmianach, a więc wybór stanowi już pewien problem. Rozważenie jednej z właściwości prowadzi szybko do podzińłu tej grupy na dwie kategorie:

Zalecane „częstotliwości podziału” (ograniczenie pasma)

Modele    Podział

HR9040A, HR6040A, HR4020A    500 Hz

HR120, HR90, HR60, HR40    800 Hz

Należy zaznaczyć, że „ograniczona szerokość promieniowania” wyznacza zalecany punkt podziału. Wynika to z małych rozmiarów HR120, Hr90 itd , wskutek czego nie ma możliwości komntrolowania ich ch —k pokrycia poniżej 800 Hz. Duże tuby (HR9040A itp.) mogą utrzymywać kąty pokrycia — zwłaszcza w pionie dla zakresu o oktawę niżej. Stąd właśnie najlepszy wybór do wysoce wyrafinowanych systemów, stanowią duże tuby o odpowiednich rozmiarach.

Trzeba przyznać, że małe tuby HR zapewniają należyte obciążenie dla membrany w dół do 500 Hz tak, że mogą być stosowane dla nich częstotliwości podziału 500 Hz pod warunkiem, że można dopuścić do zmniejszenia kontroli kierunku a sam driver może funkcjonować do tak niskiej częstotliwości.

Dla uzyskania pożądanych kątów pokrycia przez system głośnikowy stosuje się tuby o odpowiednich kątach pokrycia. Jeśli potrzebne są wąskie ch —ki dalekiego zasięgu dla wypromieniowama dźwięku do tylnej części dużego pomieszczenia zaleca się użycie HR 40 lub HR402UA (40 x 20 stopni). Dobrym rozwiązaniem dla bardzo szerokiego kąta pokrycia będzie wybór HR120, HR90 lub HR9040A (90/120 x 40 stopni). Dla średniej wielkości pomieszczeń, gdzie pewien stopień projekcji dźwięku jest potrzebny zaleca się HR60 lub HRó040A (60 x 40 stopni). Ta, stosunkowo krótka dyskusja, nie da oczywiście całokształtu wskazań dla wyboru tuby ale pewna ocena właściwości wchodzącego w grę pomieszczenia (lub pomieszczeń) wraz z arkuszami odpowiednich danych, a nade wszystko egzemplarz „BIBLII” mogą wskazać Ci właściwą drogę postępowania.

SPECJALNA UWAGA DLA CZYTELNIKA!

„BIBLIA DŹWIĘKOWCA” i niniejszy dodatek zostały opracowane, aby dopomóc w rozwiązywaniu problemów nagłośniania i kompletowania systemów dźwiękowych. Prosimy o powiadamianie nas o mnych problemach, którymi powinniśmy się zająć w kolejnych dodatkach.

Jeśli me posiadasz egzemplarza Biblii i pragniesz go otrzymać oraz znaleźć się na naszej wysyłkowej hscie dla otrzymywania dalszych dodatków, prosimy o wypełnienie załączonej ankiety i wpłacenie odpowiedniej kwoty na adres podany niżej.

Jeśli masz już BIBLIĘ, ale pragniesz otrzymywać kolejne dodatki, wystarczy przysłać tylko wypełnioną ankietę a pieniądze zatrzymać. Cóż za interes?!!

BBL acoustrc    ^33d/36

■

ll

H

■

a

a

a

a

a

a

■

a

a

a

a

a

a

a

a

Strona Czwarta