Osnovno o zvučnicima

Sve o zvučnicima, koaksijalni, sistemi, ...
Post Reply
sonny
Registered User
Registered User
Posts: 3615
Joined: Fri Feb 10, 2006 4:30 pm
Location: Rijeka/Gorsky kotar
Contact:

Osnovno o zvučnicima

Post by sonny »

Princip rada zvučnika by sonny

Što je zvučnik ?

Zvučnik je elektroakustični pretvarač, koji električnu energiju pretvara u akustičnu, odnosno zvučnik električni signal pretvara u zvučne valove.

Malo povijesti....

Prvi zvučnik je bila telefonska slušalica koju je patentirao Alexander Graham Bell 1876. godine. Nedugo zatim uslijedila je poboljšana verzija Ernsta Siemensa u Njemačkoj i Engleskoj 1878. Vjeruje se da je sličnu napravu stvorio 1881. i Nikola Tesla. Modernu konstrukcija zvučnika s pomičnom zavojnicom ostvario je Oliver Lodge u Engleskoj 1898.
Princip pomične zavojnice patentirali su 1924. dva Amerikanaca, Chester W. Rice i Edward W. Kellog. Postoji dvojba kako je Britanac Paul Voigt prije njih podnio patentni zahtjev koji je tek naknadno prihvaćen. Voigt je 1928. napravio prvi zvučnik koji je mogao učinkovito reproducirati cijeli raspon frekvencija, a također je razvio i prvi sustav za kućnu upotrebu, međutim koristio je elektromagnete umjesto permanetnih magneta.
Prvi su zvučnici koristili elektromagnete jer je u to doba cijena permanentnih magneta potrebne veličine i snage bila prevelika. Elektromagnet se pobuđivao istosmjernom strujom kroz zavojnicu koja je obično služila i kao prigušnica u ispravljaču pojačala na koje je zvučnik bio priključen.

Prema načinu pretvaranje električnih signala u zvučne valove, zvučnike možemo podijeliti na nekoliko osnovnih tipova :
  • Dinamički zvučnik
  • Elektrostatski zvučnici
  • Piezoelektrični zvučnici
  • Ionski zvučnici
Postoji još nekoliko tipova zvučnika, međutim kako se isti koriste u vrlo malom broju slučajeva, ili u eksperimentalne svrhe, o njima nećemo trošiti puno riječi.

Dinamički zvučnik

Dinamički zvučnici rade na principu pomaka vodiča kojim protječe promjenjiva ( izmjenična ) struja, a koji se nalazi u jakom konstantnom magnetskom polju.
Kada kroz vodič - zavojnicu poteče struja, stvara se magnetsko polje, koje zajedno sa zavojnicom, u skladu s promjenom smjera struje, mijenja svoj polaritet, odnosno orijentaciju. Zavojnica je smještena u polje permanentnog ( trajnog ) magneta. Polja trajnog magneta i zavojnice međusobno djeluju jedno na drugo, kao i svaka druga dva magneta. Kako je trajni magnet stacionaran, a zavojnica pokretljiva, mijenjanje polarizacije zavojnice i polja s promjenom struje rezultira titranjem zavojnice ( polje gura ili privlači zavojnicu, ovisno o trenutku ). Zavojnica potiskuje membranu, što proizvodi zvuk jer se širi zvučni val. Frekvencija zvučnog vala, odnosno dobivenog zvuka podudara se sa frekvencijom titranja zavojnice.

Ova vrsta zvučnika je najčešće primjenjivana u audio području jer daje visoku kvalitetu zvuka. Dinamički zvučnici izrađuju se za sva frekvencijska područja pa se mogu naći u niskopojasnim, širokopojasnim, srednjepojasnim pa i visokotonskim skupinama zvučnika.

Presjek dinamičkog zvučnika


ImageImage



Image


[FONT=Arial]Elektrostatski zvučnici

Ovi zvučnici rade na principu elektrostatičkog izbijanja naboja. Sastoje se od dva statora između kojih se nalazi membrana. Statori su konstantno nabijeni istosmjernim visokim naponom ( nekoliko tisuća V ), dok se na membranu dovodi zvučni signal. Izmjenični zvučni signal uzrokuje titranje membrane između statore, te proizvodnju zvučnih valova.

Kod elektrostatskih zvučnika bitno je skrenuti pozornost na nekoliko činjenica.
  • Istosmjerni napon kojima su nabijeni statori potpuno je bezopasan. Kako se ostvarivanje visokog napona najčešće ostvaruje takozvanim kaskadnim spojevima za povećanje napona, struja koja može proteći tijelom prilikom slučajnog dodira statora, jednaka je peckanju koje se osjeća prilikom skidanja pamučne majice.
  • Elektrostatski zvučnici u pravilu predstavljaju kapacitivni otpor za pojačalo, te se stoga ne spajaju izravno na izlazne priključke pojačala, već preko izlaznog audio transformatora, kojem je zadatak podići izlazni napon na dovoljno veliku vrijednost za pobudu membrane.
  • Frekventni opseg reprodukcije elektrostatskog zvučnika u velikoj je mjeri ovisan o površini membrane ( između ostalog ). Na tržištu postoje elektrostatski zvučnici koji su sposobni reproducirati puni frekventni opseg ljudskog sluha ( 20 – 20000 Hz ) međutim, membrane tih zvučnika imaju izuzetno veliku površinu ( > 2 m2 ). Stoga se elektrostatski zvučnici najčešće izrađuju za određeni frekventni opseg, dok brigu za najniže oktave preuzima klasični dinamički zvučnik.
Image Image
Image




[align=left]Piezoelektrični zvučnici


[LEFT]Piezolelektrični zvučnici rade na principu titranja piezoelektričnog kristala kada se isti pobudi električnim signalom. Zbog svoje izrazito jednostavne konstrukcije te načina rada, širu primjenu našli su u jeftinijim HiFi sustavima, slušalicama, "zujalicama" itd. Kako se radi o kapacitivnom otporu, ovi zvučnici ne zahtijevaju posebne skretnice, te se kao takvi mogu direktno priključiti na izlazno pojačalo. Zbog svojeg izrazito nelinearnog frekventnog odziva, te relativno male osjetljivosti, nisu našli širu primjenu u kvalitetnijim zvučničkim sustavima, odnosno upotrebljavaju se za reprodukciju, uobičajeno, samo jedne frekvencije.




Image Image



Ionski zvučnici


Ova vrsta zvučnika odstupa od svih ostalih principa i djeluje fascinantno. Njihov princip rada se zasniva bez mehaničkog pokretanja bilo kakve membrane. Zvučni potisak u njima se stvara zagrijavanjem "plina" ili drugim riječima promjenjivim zagrijavanjem određenog volumena zraka čime se postiže izravno pokretanje molekula zraka. Dakle ovi zvučnici su jedina vrsta koja električni signal pretvara direktno u zvučni signal kretanjem iona u blizini elektrode koja im daje veliku kinetičku energiju koja uzrokuje međusobno sudaranje čestica što je u fizici povišenje temperature, a povišenje temperature je fizikalno širenje plina. Najpoznatiji proizvođači su: "Magnat", "IML", "Plasmatronics" i dr..



Image Image



Image



Eto, kratki sažetak nekih uobičajenih i neuobičajenih konstrukcija zvučnika naših svagdašnjih.
[/LEFT]
[CENTER]
U autoakustici se najčešće upotrebljavaju dinamički zvučnici, dok neki naši članovi izlaze iz okvira uobičajenog i u svoje vozilo pokušavaju utrpati nešto što se ne viđa svaki dan. Poželimo im ( mu ) sreću ;)

O parametrima zvučnika, njihovom radu u određenom frekventnom opsegu u nekom budućem članku, temi, postu…..[/FONT]

[/align]
[/CENTER]
Last edited by sonny on Fri Sep 28, 2007 12:13 pm, edited 1 time in total.
Image
User avatar
terrordrome
Registered User
Registered User
Posts: 9157
Joined: Thu Dec 28, 2006 10:40 pm
Location: Rijeka

Osnovno o zvučnicima

Post by terrordrome »

Magnetostatski zvučnici

Radi se o zvučnicima čiji je ustroj i izvedba vrlo slična elektrostatima a često se nazivaju i kvazi ribon. Tipičan primjer takvog zvučnika su Magneplanari proizvođača Magnepan.

Image

Image[/

Magneplanari su zvučnici iz grupe magnetnih planara.Njihova dipolna konstrukcija podrazumijeva da podjednako emitiraju s prednje i stražnje strane ali je signal na stražnjoj strani u obrnutoj fazi prema onome koji emitira prednja.

[URL=http://imageshack.us]Image



Konstrukcija upućuje na to da zvučnici rade bez ikakve "uobičajene" kutije pa se s obzirom na to i činjenicu da je čitava površina izvor, zvuk širi prostorom bez koloracija a krase ga artikulirano srednjetonsko područje, veoma brzi tranzijenti i koherentan gornji bas.

Image
Image


Slično elektrostatima, magnetostat uključuje ravnu i vrlo tanku membranu velike površine čija je namjena prenositi određeni dio frekventnog opsega zvučnika. No, za razliku od elektrostata (kod kojih membrana titra u stalnom električnom polju) ovdje se membrana nalazi u konstantnom magnetskom polju. Velik broj stalno okomito položenih magneta u zajedničkoj ravnini preko koje je prevučena mylar membrana (0.5mm) tvori magnetostat. Za pobudu membrane koriste se vrlo tanke aluminijske trake (na bas panelu je deblja žica) na samoj membrani koja prolaskom audio signala bivaju kontrolirano privučene magnetima. Ovako stvorene vibracije membrane stvaraju zvuk.

Image[/

Osim gore spomenutog Magnepan-a, još neki proizvođači zvučnika i zvučničkih jedinica koriste sličnu konstrukciju.
MBL je jedan od poznatijih (tweeteri su u nekim modelima magnetostati):

[URL=http://imageshack.us]Image


Analysis (sa svojom perjanicom Amphitryon-om):

Image

i nama u autoakustici najbliži a to je Monacor:

Image
Last edited by terrordrome on Wed Jun 10, 2009 3:17 pm, edited 1 time in total.
sonny
Registered User
Registered User
Posts: 3615
Joined: Fri Feb 10, 2006 4:30 pm
Location: Rijeka/Gorsky kotar
Contact:

Osnovno o zvučnicima

Post by sonny »

Mala nadopuna threada....

Koaksijalni i komponentni zvučnici

Dakle, kako je već prije spomenuto, na svijetu do sada nije proizvden zvučnik koji bi bio sposoban reproducirati cjelokupni frekventni opseg ljudskog sluha ( 20 Hz - 20 kHz ). Naravno postoje širokopojasni zvučnici koji su sposobni odraditi ovaj posao i kako treba, međutim uvijek su limitirani u najdonjim i najgornjim oktavama.... O njihovoj cijeni ne bih ovdje :vamp:

Zbog najvećeg broja, fokusirati ću se samo na dinamičke zvučnike, koji se danas mahom izrađuju na način da pokrivaju cijeli frekventni opseg. Kako ? Za reproduciranje bas područja, membrana zvučnika mora imati ili veliku površinu membrane ili veliki pomak iste. Međutim takvi zvučnici kvalitetno pokrivaju bas i srednjotonsko područje, ali ne i vidokotonsko. Stoga se u počecima izrade zvučnika na veliku membranu učvršćivala još jedna ( obično konusna ) manja, koja je bila zadužena za viskokotonsko područje. Ovakvi zvučnici nazivaju se i koaksijalni jer su obje membrane u istoj ravnini. Bitno je napomenuti da se neki od vrhunskih drivera izrađuju na ovakav način.

Image

Nadalje, koaksijalni zvučnici mogu biti izrađeni i na način da se za svako frekventno područje koristi zaseban driver, pa tako razlikujemo dvostazne ( 2-way ), trostazne ( 3-way ) ili u novije vrijeme vrlo popularne n-way koaksijalne zvučnike :vamp:

Primjer 2-way koaksijalnog zvučnika


Image

Primjer 3-way koaksijalnog zvučnika

Image

U autoakustici koaksijalni zvučnici ne predstavljaju najbolje riješenje jer mjesta za prednje zvučnike postavljena najčešće u donji prednji rub vozačkih i suvozačkih vrata, što ne pruža dobru usmjerenost koaksijalnih zvučnika, što rezultira narušavanjem kompletne zvučne slike. Iz tog razloga upotrebljavaju se komponentni ( sistemski ) zvučnici, koji imaju fizički odvojene drivere radi lakšeg smještaja unutar vozila, te boljeg pozicioniranja zvučne pozornice. Hvala Bogu da su današnji dizajneri interijera vozila shvatili ovo ozbiljno pa se u većini modernih vozila tvornički nalaze mjesta za komponentne zvučnike.
Vrlo slično kao i kod koaksijalnih zvučnika, driveri se izrađuju za određeni frekventni opseg, pa tako opet razlikujemo dvostazne, trostazne....

Primjer 2-way komponentnog zvučnika

Image

Kako se za komponentne zvučnike u pravilu biraju kvalitetniji materijali za njihovu izradu, to je i njihova cijena u pravilu viša od koaksijalnih zvučnika.

Bitno je napomenuti da zbog veličine drivera koji se upotrebljavaju za reprodukciju visokotonskog ili srednjetonskog područja, ovi zvučnici nisu sposobni odsvirati niže oktave ( bas područje ) i takav signal za njih znači preranu smrt. Iz tog razloga za srednjotonske i visokotonske drivere upotrebljavaju se ( najčešće ) pasivne skretnice, koje služe za sprečavanje prolaska zvučnog signala određene frekvencije na određeni zvučnik. Kao što je vidljivo iz gornje slike, pasivne skretnice su sastavni dio komponentnih zvučnika. Više o skretnicama u nekom budućem postu.....

Pozz
Image
bamboklaat
Registered User
Registered User
Posts: 4942
Joined: Wed Mar 05, 2008 11:13 pm
Location: Rijeka-Sušak

Odg: Osnovno o zvučnicima

Post by bamboklaat »

sonny, daj nastavi tu i tamo sa ovakvim stvarima. vrlo je korisno :respect:
User avatar
edvin
Newbie
Newbie
Posts: 38
Joined: Sun Apr 26, 2009 6:55 pm
Location: Vardarac

Odg: Osnovno o zvučnicima

Post by edvin »

WOW  :respect:
lastnight
Newbie
Newbie
Posts: 39
Joined: Tue Dec 22, 2009 1:35 am
Location: Zagreb

Odg: Osnovno o zvučnicima

Post by lastnight »

Napišite nešto o impedancijama zvučnika...
sonny
Registered User
Registered User
Posts: 3615
Joined: Fri Feb 10, 2006 4:30 pm
Location: Rijeka/Gorsky kotar
Contact:

Odg: Osnovno o zvučnicima

Post by sonny »

A što ?
Odnosno, u zadnje vrijeme imam premalo vremena za pisanje dugačkih postova....
Jedva da pogledam forum....
Tako da ste svakako dobrodošli sa nadopunom threada ;)
Image
Brzi pu1225
Posts: 14
Joined: Mon May 07, 2012 8:17 pm
Location: Istra

Odg: Osnovno o zvučnicima

Post by Brzi pu1225 »

Evo da i ja budem koristan

Impendancija zvučnika-to je promijenjivi otpor zvučnika ovisan o frekvenciji. u pravilu su zvučnici niskoomski sa vrijednostima 4,8,16 Ohma
impendancija zvučnika je u radu po pravilu 25% veca od nazivne i s porastom frekvencije poprima induktivni karakter.
Impendancija zvučnika je važna zbog prilagođenja na izlazni stupanj pojačala.
S@ki
Registered User
Registered User
Posts: 3114
Joined: Fri Feb 10, 2006 1:45 am
Location: Zagreb
Contact:

Odg: Osnovno o zvučnicima

Post by S@ki »

hmm.. da si došao na primjerice forum.hr i tako nešto napisao vjeroajtno bi bilo više nego dobrodošlo.
Obzirom da ovdje više manje svi dobro debelo znaju o ćem pričaju upravo si otkrio toplu, čak bolje reć hladnu vodu :)

Ideja je super, samo nastavi ali morat ćeš potkrijepiti sa slikama, primjerima i detaljnjim objašnjenjima u ovom threadu jer mu je i namjena strogo edukativna ;)
The quieter you become the more you are able to hear
Brzi pu1225
Posts: 14
Joined: Mon May 07, 2012 8:17 pm
Location: Istra

Odg: Osnovno o zvučnicima

Post by Brzi pu1225 »

trenutno nemogu pomoci vise od tog ..ovo sam prepisao iz skripte iz Elektro akustike. kad nabavim skener bit ce i slika 
User avatar
Brucci
Administrator
Administrator
Posts: 2141
Joined: Wed Feb 08, 2006 1:48 am

Odg: Osnovno o zvučnicima

Post by Brucci »

Svaki podatak je dobrodošao, a kada se skupi dovoljno teksta, moglo bi se posložiti u neki pdf. Moram ja pronaći one svoje škole auto akustike iz Overdrivea i Maxija.
Post Reply

Return to “Zvučnici”