Az akusztikai rendszerek története. A fém diffúzorral szerelt „Electronics” hangszórók létrehozásának története. Hogyan működik a hangszóró

Ma már nem tudjuk elképzelni az életünket hangok, zene, fejhallgató, olcsó hangszórókés márkás hangszórórendszerek egyenként több száz watt, ami megrémíti a szomszédokat. Merüljünk el az akusztikai rendszerek fejlődésének csaknem két évszázados történetében, és kövessük nyomon életünk ezen szerves tulajdonságának fejlődésének nehéz útját. A csend egyre hangosabb lett. Terry Pratchett Elektromosság és hang: első kísérletek 1831-ben a világ korunk egyik legnagyobb felfedezésére várt: Michael Faraday angol kísérleti fizikus olyan jelenséget figyelt meg, mint az elektromágneses indukció. Három év múlva megjelenik az elektromos és mágneses mező, az elektromágnesesség, majd kicsit később a piezoelektromosság fogalma. Az ember fokozatosan belép az elektromosság korszakába. Az akkori élet kissé unalmasnak tűnhet számunkra: a televízió, a rádió és az elektromos világítás hiánya. Szórakozáshoz - bálok és színházak, léleknek - élőzene, munkához - kézi erő, vízikerekek, szélmalmok és mechanikus eszközök. Még több évtizednek kell eltelnie a modern akusztikai rendszerekre még távolról is emlékeztető eszközök megjelenéséig, de egyelőre az olasz Antonio Meucci „beszélő távírót” fejleszt. 1849-ben Meuchi megszerkeszti a modern telefon elődjének teljesen működő prototípusát, de hiányzik belőle. Pénz nem engedi, hogy fizessen 250 dollárt a szabadalom megszerzéséért. 11 évvel később a feltaláló bemutatja, hogyan lehet távíró segítségével több mérföldes távolságra is énekes hangot továbbítani, és már 1861-ben Johann Philipp Reis is bekapcsolódott a kutatásba. Johann Reis „Az elektromos áramon keresztüli telefonálásról” című jelentését közzétéve egy olyan eszközt mutat be a nyilvánosságnak, amelyet méltán nevezhetünk első hangszórónak. Reis azonban jobban szereti a „zenetelefon” nevet. Membránként Reis egy higanyba merített disznóbelet választott.A vevő réztekercset a belőle érkező áram befolyásolja. galvanikus akkumulátor , a vevő acélrúdjának mágnesezettségét és lemágnesezését okozta. A Reis hangszórója akár 100 méteres távolságból is hallható volt, megjelenése pedig szilárd alapot teremtett az elektrodinamikus akusztikai rendszerek kiépítéséhez vezető úton. Sajnos a tervezés tökéletlensége és az anyagok sajátossága csak nagyon hangos hangok reprodukálását tette lehetővé. A hangszóró nem volt alkalmas emberi beszédre. Néhány hónappal később Johann Reis találmányát „vicces játéknak” fogják nevezni, és a német szerelő, Albert személyesen szervezi meg ennek a „haszontalan találmánynak” a gyártását. Az egyik ilyen eszköz Alexander Graham Bell kezébe kerül. Miután tanulmányozta a Race hangszóró működési elvét, Bell elkezdte fejleszteni saját „know-how-ját” - egy siketek számára készült eszközt, amely a hangot fényjellé alakítja. A következő 16 évben Bell telefont fejlesztett, és 1876-ban, február 14-én végre szabadalmaztatta készülékét. Miután több száz kísérletet végzett a távíró üzenetek továbbításában, és több tucat különféle konstrukciót fejlesztett ki, Bell eljutott következő találmányának megalkotásáig, amelyből Bell telefonját egy mágneses rendszerhez csatlakoztatott feszített bőrmembránnal ellátott cső és egy induktív tekercs képviselte. Mikrofonként egy hasonló kialakítású „hangszórót” használtak, ezért az emberi hang által keltett elektromos rezgések túl kicsik voltak ahhoz, hogy leküzdjék a hosszú vezetékek ellenállását. A maximális hangátvitel Bell telefonján mindössze 500-600 méter volt. A kürt hangszórók korszaka Annak ellenére, hogy a hangerősítés alapjait még az ie 3. században fektették le, és egy olyan hangszer megjelenésével hozták összefüggésbe, mint az orgona (Alexandriában a „hydraulos” nevet kapta), az akusztika területén a fúvós hangszerekhez hasonló kürt csak a 19. század második felében jelent meg. 1877-ben Thomas Edison amerikai feltaláló befejezte a munkát az első hangrögzítésre és -visszaadásra képes készüléken. A fonográf forradalmi találmány lett, aminek köszönhetően a következő harminc évben a világ látni fogja a gramofont, gramofont, lemezeket, és találkozni fog egy olyan fogalommal, mint a hangfelvétel (további részletekért lásd a „Hangfelvétel története” című cikket). És bár Edisont mindig is vonzotta az elektromosság, akusztikai kísérletei során mégis úgy döntött, hogy találmánya kizárólag mechanikai képességeire épít. A fonográfos hangvisszaadás elve az volt, hogy a fóliával borított hengeren a felvétel során keletkező bemélyedések és egyenetlenségek (hangsáv) mentén tűvágót csúsztattak. A tű mechanikai rezgéseit a kürttel ellátott emitter membránra továbbították. A hang fizikája lehetővé tette, hogy a legegyszerűbb akusztikus eszközzel jelentősen fokozzuk a tű apró rezgését. Egy ilyen tisztán mechanikus akusztikai rendszernek azonban számos hátránya volt. A hangerő és az erősítés nem volt megfelelő, a hangminőség pedig sok kívánnivalót hagyott maga után. Ezenkívül a kürt hangszórói túl terjedelmesek voltak, és a mobilitás szóba sem jöhetett. Népszerűségük csúcspontja 1880 és 1920 között volt, éppen abban az időben, amikor a világ minden tájáról érkező érdeklődő elmék elektrodinamikus akusztikus rendszereket találtak ki és sajátítottak el. A gyártók a jövőben visszatérnek a hangsugárzók kürtös kialakításához, és már a 21. században is az ilyen típusú, de az elektrodinamika törvényei szerint működő emitterek számítanak majd a hangminőség egyik szabványának. A távírótól és a tekercstől az elektrodinamikus hangszórókig A hangszóró Alexander Bell által lefektetett működési elve közel fél évszázada változatlan. 1874-ben Ernst Siemens szabadalmat kapott egy „elektromos tekercs mechanikus mozgásának áram hatására történő mechanikus mozgásának elérésére szolgáló mágneselektromos berendezés” használatára. A szabadalom szerzője szerint egy mágneses térben elhelyezett speciális támasztékú tekercsnek hangot kellett volna reprodukálnia. Sajnos a Siemens nem tudta megerősíteni a szabadalmat a gyakorlatban. Csak 1898-ban az angol fizikus és feltaláló Oliver Lodge szabadalmaztatta az első elektrodinamikus hangszóró kialakítását. Miután lefektette a bemeneti váltakozó áramú jelek hangképzésre való átalakításának elvét, a Siemens tulajdonképpen a kerekek megjelenése előtt feltalálta a kerékpárvázat: a német feltalálónak nem volt olyan megoldása, amivel felerősíthette volna a hanghullámot, és a hangszórófejet a hangszóró fejére forgatta volna. A 19. század végén elképzelhetetlen volt, hogy megfelelő hangerőt szerezzenek. A következő 25 évben az „elektromos hangzás” ipar gyakorlatilag megállt, és az Edison analóg fonográfja eléri népszerűsége csúcsát. A vezető fizikusok és kísérletezők által végzett kutatások végül lehetővé teszik számunkra, hogy megoldásokat találjunk a hangszórótekercs és a fej megfelelő teljesítményére. A General Electric laboratóriumában végzett kísérletek sorozata után Chester Rice és Edward Kellogg feltalálók 1924-ben szabadalmaztatták az elektrodinamikus emitter működési elvét. Egyszerű fizikán alapul: az akusztikus teljesítmény a bemeneti jel frekvenciájának négyzetével arányosan nő. A membrán rezgéseinek felhasználásával a frekvenciatartományban, a mozgó rendszer rezonanciájának maximális feleslegével, enyhén torzított hangvisszaadás érhető el. A két elvet összekapcsolva Rice és Kellogg hangtekercs-membránnal felszerelt jelátalakítót kapott. Az 1926-os év fordulópont volt az akusztikai rendszerek további fejlődésében. Piacra lép az első ipari rádiómodell, a Radiola Model 104, beépített 1 W-os erősítővel. Értéke 1926-ban 260 dollár volt, ami 2015-ben 3000 dollárnak felel meg. A fogyasztók számára elérhetővé válik a Radiola 28 rádióvevő is, amelyre a Szovjetunióból a Központi Rádiólaboratóriumban kifejlesztett vezetékes műsorszórási „Record” hangszóró („rádiópont”) és a „TM” négyzetekben történő sugárzásra alkalmas kürt analógja volt. Petrográdról. Az első elektrodinamikus hangszórók kialakítása nagy ellenállású tekercseket tartalmazott, amelyek lényegében egy papír- vagy szövetmembránt meghajtó mágnesként működtek. Abban az időben az erős mágneseket már aktívan használták az iparban, és 1927-ben Harold Hartley javasolta a terjedelmes tekercs állandó mágnessel való helyettesítését. A résben lévő mágneses tér stabilitása miatt az állandó mágnes kis torzítást tudott biztosítani (a hangszórók evolúciós időszakában a XX. század első felében). Az ilyen „high fidelity” (angolul „fidelity” - hűség) érdekében az elektrodinamikus hangszórók állandó mágnessel történő generálása új osztályba sorolható - Hi-Fi (High Fidelity - angol „high fidelity”), amelynek szabványa a múlt század 60-as éveiben hagyták jóvá. „Closed Box” Meglepő módon az elektrodinamikus emitterek Oliver Lodge által lefektetett és Rice és Kellogg által finomított működési elve a mai napig változatlan maradt. A hangszórók, amelyeket az íróasztalodon látsz, és azok, amelyek a szobában állnak, vagy a szüleid gardróbján porosodnak – ezek ugyanazon az elven működnek, mint a csaknem 90 éve megjelent Radiola Model 104 rádió hangszórói. Az elv ugyanaz marad, de az akusztikai kialakításuk drámaian megváltozott. Ha egy Edgar Vilchur nevű zseniális feltaláló nem jelent volna meg az akusztikai rendszerek evolúciójában, nem lenne könnyű egyértelműen megválaszolni, hogy pontosan mit hallgatnál ma, és hogyan néznének ki a modern hangszórók. De Vilchur nemcsak 1917-ben született, hanem igazi forradalmat is tudott végrehajtani az elektromos akusztika világában. A 20. század 50-es évek közepéig a mérnököket az elektrodinamikus hangszórók hangminőségének javítása foglalkoztatta. Ebből a célból kutatásokat végeztek a „szent grál” megtalálására: kísérleteket végeztek membránanyagokkal, feszültséggel és tekercsekkel. Sajnos a hang továbbra is durva maradt, és a „mély basszus” jelenléte szóba sem jöhetett. A hangszóróház hátsó része nyitva maradt, ami „rövidzárlathoz” vezetett alacsony frekvenciákon. A hangszóró másik tervezési lehetősége a basszusreflex alkalmazása volt, amely azonban szintén csekély hatással volt a fej rezonanciafrekvenciájára, viszont lehetővé tette a karakterisztika kiterjesztését az alacsony frekvenciás tartományba. 1954-ben Edgar Vilchur amerikai feltaláló szabadalmi kérelmet nyújtott be egy „zárt doboznak” nevezett eszköz bejegyzésére. 2,5 év elteltével a Szabadalmi Hivatal kielégíti a kérelmet, és a szerző engedélyt kap találmányára, amely hamarosan forradalmasítja az egész akusztikai világot. Az elektrodinamikus hangszórók rugalmas felfüggesztésének kialakításának megkönnyítése és a rá ható (jelentős hangtorzítást okozó) terhelés csökkentése érdekében a Vilchur azt javasolja, hogy a munkába vegyék be a levegőt. Az ötlet hihetetlenül egyszerűnek tűnhet, de a zsenialitás titka mindig az egyszerűségben rejlik. Ötletének megvalósításához Vilchur zárt használatát javasolja fadoboz, amelybe elektrodinamikus hangszórót kell helyezni. Ahogyan az ókorban Arkhimédész egyszer azt kiáltotta, hogy „Eureka”, úgy az egész világnak azt kellett volna kiáltania: „Megtaláltam”! A zárt burkolat használata nemcsak a hangszóró hangjának jelentős gazdagítását, alacsony frekvenciákkal való telítését és „húsosság” hozzáadását tette lehetővé, hanem a hangszórórendszerek méretének csökkentését is a hatalmas, nehéz szekrényektől a kis éjjeliszekrényekig. . Edgar Vilchur másik, hasonlóan zseniális találmánya joggal tekinthető a dóm magassugárzó (HF emitter vagy magassugárzó) használatának. A nagyfrekvenciás reprodukcióhoz különálló hangszóró első alkalmazása a legendás AR3 hangszórórendszerben található, amely az Acoustic Research által kiadott AR1 és AR2 rendszerek logikus evolúciós folytatása lett. Ma az AR3 oszlop a washingtoni Smithsonian Múzeumban díszes helyet foglal el. Megtalálható az „Információs korszak” kiállításai között, a Morse távírókulcs és Steve Jobs első PC-je, Apple I között. És megyünk... Az elektrodinamikus emitterek működési alapelveit még 1924-ben fektették le, a A Vilchur által javasolt zárt doboz tervét 1956-ban jegyezték be. Elérkezett a kísérletezés ideje, a hangszórórendszer meglévő kialakításának javítása és a kiváló minőségű hangkiadás új szint . Az akusztikai rendszerek fejlődésének leggyorsabb időszaka 1970 és 1985 között volt, amikor a vezető gyártók valódi technológiai versenyt rendeztek. 1972-ben a Sansui bemutatta az első SF1 hangszórót 360 fokos hangkibocsátással. A japán Pioneer gyártó azonnal megadja a választ, bemutatva a CS-3000 modellt dóm hangszórókkal. A rendkívüli kialakítású kürtnek és a diffúzor hátsó oldaláról érkező sugárzáselfogó kürtnek köszönhetően a kis Victor FB-5-2 hangszóró lehetővé teszi, hogy egy szabványos nappalit szólaltasson meg, mindössze 1 W-ot fogyasztva. Az első igazán lenyűgöző basszussal rendelkező hangszóró (az alacsonyabb lejátszási frekvencia 20 Hz-nél kezdődik) 1973-ban jelent meg. Technics SB-1000: 22 cm-es mágnesek, 10 cm-es tekercsek és 52 kg tömeg. Egy évvel később piacra kerül az iparág történetének egyik legnépszerűbb hangszórója. 1974-ben a Yamaha bemutatta az NS 1000 akusztikus rendszert.A diffúzorok gyártásában berilliumot használva a japán mérnökök szinte minden tulajdonságban felülmúlták a piacot. Az akusztikus rendszerek hangmegbízhatóságának vizsgálatát megkezdve a Technics ismét technológiai áttörést hajt végre ezen a területen. 1975 márciusában egy tokiói sajtótájékoztatón bemutatta a Technics SB-7000 háromutas hangszórót, amely a maga korában a legjobban eladó. A Szovjetunióban csak a 70-es évek végén döntöttek úgy, hogy erőteljes hangzással kedveskednek a fogyasztóknak. A 35 AC-1 és 35 AC 212 hangszórók sorozata, amelyeket „hangos és dübörgő S-90-nek” neveznek, a szovjet állampolgárok figyelmébe került. Míg a nyugati gyártók a koncerttermekbe tervezett nagy és erős hangsugárzórendszereket népszerűsítik, a japán vállalatok az „otthoni hangsugárzórendszerek” fejlesztését választják prioritásként. Nem lehet felsorolni azt a rengeteg akusztikus rendszert, amely a 70-es évek elejétől a 80-as évek közepéig ömlött a piacra. A gyártók mindennel kísérleteznek, amit csak tudnak: a hangszórók elhelyezésétől, formájuktól és hangszigetelésüktől kezdve egészen a legkülönlegesebb anyagok felhasználásáig a fejek gyártása során. 1976-ban az angol Bowers & Wilkins cég először kezdett el középkategóriás hangszórókúpot gyártani Kevlarból. Így kerül a piacra a B&W DM6 modell. A hangszórórendszerek gyártóinak további kutatásai már arra irányulnak, hogy a hallgatót maximálisan elmerítsék a zene atmoszférájában. De a kísérletek a hangzás terén a végtelenségig folytatódhatnak, de csak a precíz felszereltség, a szükséges technikai felszereltség és annak megértése, hogy valójában mire is törekszik minden hangszórógyártó, meghozhatja a gyümölcsét. 1981-ben a Bowers & Wilkins társalapítója, John Bowers úgy döntött, hogy külön kutatólaboratóriumot nyit az angol kisvárosban, Steyningben. Néhány évvel később Bowers agyszüleménye az Egyesült Királyságon túl is híressé válik, és a „University of Sound” lenyűgöző felfedezések listáját készíti, amelyek a hangszórókat a hangzás teljesen új szintjére emelik. Az általánosan elfogadott 2.0 sztereó formátum után a 3, 5, 7, sőt 9 hangszóróból álló hangsugárzórendszerek is megjelennek a piacon, így a hallgató élvezheti a többcsatornás hangzást és a 3D térhangzás érzetét. A Bluetooth technológia bevezetése 1994-ben vezeték nélküli átvitel az adatok csak befolyásolhatták az akusztikai rendszerek területét. 2009 októberében a Creative bemutatta az első 2.1-es hangszórórendszert, amely Bluetooth technológiát használ a hang továbbítására hangforrásból. Egy évvel később, 2010. szeptember 1-jén egy San Francisco-i előadás keretében Apple cég bemutatja saját technológiáját az eszközök közötti vezeték nélküli adatátvitelhez – az AirPlay-t. Az AirPlay követése kezdődik új oldal az elektroakusztika történetében - a vezeték nélküli hangszórórendszerek korszaka, amely ötvözi a csodálatos dizájnt, kiváló hangzásés csodálatos funkcionalitás. De ez egy külön cikk témája. http://iphones.ru

Irina Aldoshina

Első megjelenés dátuma:

2007 szept

Fogalmak, definíciók, fejlődéstörténet.

A huszadik század egyik leghíresebb találmánya az hangszóró. A megjelenése (a mikrofonnal együtt) tette lehetővé hangrögzítő és hangvisszaadó rendszerek kifejlesztését. Jelenleg a hangszórók az audioberendezések legnépszerűbb típusai közé tartoznak (durva becslések szerint ipari termelésük eléri az évi 500 millió darabot). A hangszórók hangminősége nagymértékben befolyásolja a hangminőséget a hangerősítő rendszerekben, a rádióadásban, a televíziózásban, a hangrögzítésben és az otthoni lejátszásban.

Éppen ezért a hangszórókban zajló hangátalakítás fizikai folyamatainak tanulmányozása, létrehozása matematikai modellekés algoritmusok, szoftver termékek Számításukkal és tervezésükkel egyetemek és kutatóközpontok tucatjai foglalkoznak, gyártásukban több száz legnagyobb vállalat vesz részt. Nem meglepő, hogy az AES (Audio Engineering Society) szinte minden nemzetközi kongresszusán külön tudományos szekciók és szemináriumok foglalkoznak ezekkel a problémákkal, és e kongresszusok keretében kiállításokon mutatják be az új modelleket és műszaki megoldásokat.

Ebben a hangszóróknak szentelt cikksorozatban a modern hangszórók működési elveiről, kialakításáról és technológiájáról, valamint számítási módszereiről lesz szó.

Az első cikk alapvető kifejezéseket és definíciókat tartalmaz, valamint Elbeszélés hangszóró fejlesztés.

Terminológia
Mindenekelőtt a nemzetközi és hazai szabványokban és szakirodalomban jelenleg elfogadott terminológián kell elidőzni (hiszen itt nagy a zűrzavar). A nemzetközi és hazai szabványoknak megfelelően a „hangszóró” kifejezés azokra az eszközökre vonatkozik, amelyeket úgy terveztek, hogy levegőben hatékonyan sugározzanak hangot a környező térbe, és amelyek egy vagy több akusztikus kialakítású hangszórófejet és elektromos eszközöket (szűrőket, szabályozókat stb.) tartalmaznak. )". Így ez a kifejezés minden olyan akusztikus átalakítóra vonatkozik, amely hangot bocsát ki a levegőbe. A GOST 16122-87 hazai szabvány egyetlen emittert „hangszórófejnek” jelöl (a külföldi katalógusokban a „hangszóró egység”, a „hangszóró meghajtó elem” vagy a „meghajtó” kifejezéseket néha használják).

A szakirodalomban (tankönyvek, cikkek stb.) azonban a „hangszóró” kifejezést főként egyetlen hangszóróra használják. A hangszórókat, szűrőket, házat és egyéb részeket tartalmazó eszközt "hangszórórendszernek" nevezik. Az alkalmazási területtől függően „hangszórórendszer” (főleg otthoni használatra), „akusztikus stúdióegység” („vezérlőegység”, „monitor”), „ hangszóró" stb. A külföldi szakirodalomban gyakran használják az "akusztikus rendszer" vagy a "hangszórórendszer" kifejezéseket. Ezért minden alkalommal meg kell érteni a tartalomból, hogy miről van szó arról beszélünk: a hangszórófejekről vagy hangszórórendszerekről.

Az alkalmazási területtől függetlenül (stúdióberendezésekben, hangerősítő rendszerekben, otthoni hangvisszaadó rendszerekben) minden hangszóró (akusztikus rendszer) a következő alapelemekből áll (1. ábra):

- sugárzók(hangszórófejek), amelyek mindegyike (vagy több egyidejűleg) a saját frekvenciatartományában működik;
- házak, amely több különálló blokkból állhat (mindegyik saját tartományba tartozó sugárzók számára), vagy képviselhet egyetlen kialakítást;
- szűrő és korrekciós áramkörök, valamint mások elektronikus eszközök(például túlterhelés elleni védelemhez, szintjelzéshez stb.);
- audio kábelek és bemeneti csatlakozók; erősítők(aktív hangszórórendszerekhez) és crossoverek (aktív szűrők), frekvenciasávonként külön erősítők használata esetén.

Az elemkészlet (hangszórófejek száma, aktív vagy passzív szűrők használata, burkolatok alakja és kialakítása stb.) a különböző típusú hangsugárzórendszereknél céljuktól függően jelentősen eltérhet, de felépítésük elvei, számítási módjai ill. A gyártási technológia nagyrészt hasonló.

Mielőtt rátérnénk e kérdések elemzésére, tekintsük át röviden a hangszórók fő elemeinek (emitterek, házak, szűrők) keletkezésének történetét.

Fejlődéstörténet
Az első hangsugárzók létrehozására a 19. század végén kezdődtek kísérletek. 1874-ben Ernst Werner von Siemens német mérnök, a Siemens cég alapítója egy mágneselektromos berendezést írt le, amelyben egy kör alakú huzaltekercset sugárirányú mágneses térbe helyeztek speciális alátámasztással, lehetővé téve a függőleges elmozdulást (149797 számú szabadalom). Akkor jelezte, hogy ezzel a motoros mechanizmussal hangot lehet kelteni, de ezt a gyakorlatban nem demonstrálta. 1877-ben a Siemens további két szabadalmat jegyeztetett be Németországban és Angliában, amelyek ismertették az elektrodinamikus hangszóró főbb jellemzőit, amelyeket később különféle ipari mintákban használtak.

1876-ban Alexander Bell amerikai tudós szabadalmaztatta a telefont, és egy nagyon hasonló típusú átalakítóval demonstrálta a hangját. Az 1898-1915 közötti időszakban számos szabadalmat jegyeztek be (Oliver Joseph Lodge feltalálók, John Matthias Augustus Stroh, Anton Pollak stb.) az egyes elemek bevezetésére vonatkozóan: kúpos membrán, központosító alátét stb. sugárzók kürtökkel dolgoztak, amelyek első mintái az ábrán láthatók. 2.

1915 és 1918 között Harold D. Arnold és Henry Egerton mérnökök, a Bell Labs-tól olyan hangsugárzó-meghajtókat készítettek, amelyek a "kiegyensúlyozott armatúra" elvén működtek (ezt néha "kiegyensúlyozott armatúrának" nevezik, de a "kiegyensúlyozott armatúra" egy jól bevált kifejezés). Ennél a kialakításnál a váltakozó áramot egy acélrúdon elhelyezett tekercsre táplálták, amely a mágneses térrel való kölcsönhatás miatt elmozdult, és ennek megfelelően megnyomta a kürtre terhelt kúpot (3. ábra). Bár a merevítés nagy merevsége miatt a lejátszási tartomány nagyon korlátozott volt, egy ilyen eszközt a 20. század 30-as éveiig használtak. A színházi és utcai hangrendszerekhez használt kürthangszórók első modelljei (például 1919-ben New Yorkban a Park Avenue-n, 1920-ban Chicagóban a Republikánus Kongresszuson stb.) ilyen típusú emittereket használtak.

Az elektrodinamikus hangszórók fejlesztésében forradalmi változás következett be 1925-ben, amikor a General Electric (USA) Chester W. Rice és Edward W. Kellogg mérnökei megjelentették a „Megjegyzések egy új típusú kürt nélküli hangszóró létrehozásához” című cikket a folyóiratban. Proceedings of the American Society of Electrical Engineers" (44. évf., 1925. április). Ezek a mérnökök örökre úgy vonulnak be a hangtechnika történetébe, mint a 20. század egyik nagy találmányának felfedezői, melynek fő dizájnelemeit a mai napig megőrizték. Valójában egy elektrodinamikus átalakítót hoztak létre egy hangtekerccsel és egy membránnal, amely a rezonanciafrekvencia feletti tartományban működött. Ezen az elven dolgozták ki a hangszóró első laboratóriumi modelljét, és ezzel egy időben a modellt összeállították. csöves erősítő, amely elegendő teljesítményt biztosít a teljes frekvenciatartományban.

Már 1926-ban megjelent az első ilyen hangszóró ipari modellje, Radiola Model 104 néven, beépített 1 W-os erősítővel. Ezzel egy időben megjelent a Radiola 28 rádióvevő, amely ezzel a hangszóróval működött. Ettől a pillanattól kezdve világszerte megkezdődött az ilyen hangszórók tömeggyártása.

Érdekes megjegyezni, hogy szinte egyidejűleg Oroszországban is dolgoztak az elektrodinamikus hangszórók létrehozásán. 1923-ban Petrográdban létrehozták a Központi Rádiólaboratóriumot (CRL), amely később a Broadcasting Reception and Acoustics Institute (IRPA) nevet kapta. Létrehozásának első napjaitól kezdve az IRPA-nál fejlesztették a hangszórókat. 1926-ban megalkották a "Record" elektromágneses hangszórót és a TM elektromágneses kürtös kültéri hangszórót, amelyeket a róla elnevezett üzemben kezdtek el gyártani. Kulakova. 1929-ben A. A. Kharkevich és K. A. Lamagin az IRPA-ban kifejlesztette a dinamikus hangszóró (közvetlen sugárzás és kürt) első mintáját, amelynek gyártása 1931-ben kezdődött a róla elnevezett üzemben. Kozitsky és a Kijevi Rádiógyárban.

Már 1930-32-ben a moszkvai Vörös téren létrehozták az első nagy teljesítményű hangerősítő hangszórókat (100 W teljesítménnyel). 1935 óta az országban megkezdődött az elektrodinamikus hangszórók tömeggyártása. Meg kell jegyezni, hogy termelésük mennyisége folyamatosan növekszik. A 90-es évek elejére az elektrodinamikus hangszórók gyártási volumene hazánkban évi 70 millió volt (Ryazan Radio Plant - teljesítmény 15 millió évente, Gagarin Radio Plant - 13 millió, Berd Radio Plant, NPO "Radiotekhnika" Rigában, stb.) .

Az elektrodinamikus hangszórók ipari mintáinak megjelenésével szinte minden kürthangszóró-modell elkezdte használni őket emitterként. A modernhez közeli kialakítású kürthangszórók megalkotása Albert L. Thuras és Edward Christopher Wente mérnökök munkájával kezdődött, akik 1927-ben szabadalmaztattak egy keskenynyakú kürthangszórót, amely előkürtkamrát és speciális lencsét használt ( Wente test).

A hangmozi fejlődéséhez olyan akusztikus rendszerek létrehozására volt szükség, amelyek megfelelő hangerőt és érthetőséget biztosítottak. Ez a többsávos rendszerek megjelenéséhez vezetett. Az egyik első a Douglas Shearer által bemutatott kétirányú akusztikus rendszer volt, amely alacsony frekvenciájú hajtogatott kürtökből és egy elektrodinamikus hangszórókat használó, nagyfrekvenciás többcellás kürtből állt. A rendszer a 40-10000 Hz-es tartományt reprodukálta, és meglehetősen nagy érzékenységgel rendelkezett (4. ábra). 1938-ban megkapta az Academy of Motion Picture Arts and Sciences díját, és egyfajta szabvány lett a többsávos hangrendszerek későbbi fejlesztésében a mozikban, színházakban stb.

A többutas hangsugárzórendszerek létrehozásának kezdetével felmerült az igény a keresztszűrők használatára az alacsony, közép- és magas frekvenciájú hangszórók között. Az első tanulmány a hangszórószűrő elméletről 1936-ban jelent meg (John K. Hilliard és Harry R. Kimball). Megadta az elméletet az első-harmadrendű Butterworth-szűrők kiszámításához, amelyeket az 50-es években az akusztikus rendszerek legkedveltebb formájaként ismertek fel.

Az 1940-50-es időszakban elsősorban nagy teljesítményű kürt akusztikus rendszereket és megfelelő hangszórófejeket fejlesztettek ki professzionális mozitermek és színházak megszólaltatására (JBL, Altec Lancing stb.).

Otthon nagyméretű elektrodinamikus fejeket használtak díszítés nélkül. Akusztikus rövidzárlat miatt azonban nem lehetett beszerezni alacsony frekvenciák. Az első többutas hangsugárzórendszerek nagy, 300-500 cc térfogatú "nyitott típusú" szekrényeket használtak. dm (liter), míg a reprodukált frekvenciatartomány 80-100 Hz-től indult.

A háztartási gépek igazi forradalma 1954-ben kezdődött, amikor az AR (Acoustical Research) egyik alapítója, Edgar M. Villchur egy New York-i kiállításon bemutatta az AR-1 kis hangszórórendszert, amely egy teljesen új elven, az úgynevezett „akusztikus felfüggesztés” elvén alapul. ” vagy „kompressziós típusú” ház. Ennek a találmánynak az ötlete, amely megnyitotta az utat modern rendszerek Az otthoni használat abból állt, hogy az alacsony frekvenciák eléréséhez kis méretű házat használtak, amelyben a légtérfogat rugalmassága több mint háromszor nagyobb volt, mint az alacsony frekvenciájú hangszóró felfüggesztésének rugalmassága. Ebben az esetben úgy tűnik, hogy a mozgó hangszórórendszer egy rugalmas légpárnán „ül”. Mivel a levegő lineáris közeg, ez lehetővé teszi a hangszóró membránjának elmozdulásának növelését a nemlineáris torzítások növelése nélkül, és ezáltal az alacsony frekvenciák kis térfogatban történő reprodukálását.

Az ilyen rendszerek létrehozása megkövetelte a kisfrekvenciás hangszórók tervezési elveinek megváltoztatását, nehéz mozgó rendszerrel, rugalmas felfüggesztéssel, nagy hangtekerccsel és mágneses áramkörrel kellett rendelkezniük ahhoz, hogy nagy teljesítményt tudjanak szolgáltatni az erősítőkről. A kis hangerősségű akusztikai rendszer megjelenése, amely magabiztosan reprodukálta a tartomány alacsony frekvenciájú részét, megdöbbenést keltett a szakemberek körében, és széles utat nyitott az otthoni Hi-Fi hangszórórendszerek fejlesztése előtt.

A KEF (Anglia) által a 60-as években előadott High-Fidelity berendezések (high fidelity; azaz olyan berendezések, amelyek maximálisan megfelelnek az élő hangzásnak) létrehozásának koncepciója, erőteljes lendületet adott a háztartási és a professzionális akusztika fejlesztésének. rendszerek: valamennyi elem (hangszórófejek, házak, szűrők) kialakításának, gyártási technológiájának fejlesztése, új paraméterek mérési módszereinek kidolgozása, valamint számítási elmélet megalkotása. Cégek, kutatóközpontok és egyetemek százai csatlakoztak a hangszórók gyártásához és fejlesztéséhez.

A hangsugárzószekrények fejlesztésének előrehaladása elsősorban a kialakításuk széles skálájának megjelenésével függött össze: a zárt kompressziós típusú szekrényekkel (fent említettük) mellett 1959-ben James F. Novak, a Jensen cég mérnöke bevezette a basszus létrehozásának koncepcióját. reflex szekrények (az ötletet Turas Albert szabadalmaztatta még 1930-ban), amely lehetővé tette a hangnyomásszint növelését az alacsony frekvenciájú tartományban.

Jelenleg sokféle alacsonyfrekvenciás kialakítást alkalmaznak: passzív radiátorral, dupla kamerával, „labirintus” típusú, „sáv-áteresztő szűrő” típusú stb. Mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai ( a következő cikkekben erről fogunk beszélni). Fejlődésük alapvetően fontos állomása volt 1971-1973-ban az alacsony frekvenciájú tervezések számítási elméletének megalkotása (szerzők: Neville Thiele és Richard Small), a szűrőelmélettel való analógia alapján. Ez lehetővé tette a szekrénytervezés tudományos alapokra helyezését, valamint a hangszórótervezési gyakorlatban széles körben alkalmazott megfelelő számítógépes programok létrehozását. A közepes és magas frekvenciák kiváló minőségű reprodukálása érdekében kidolgoztunk különböző módokon hang- és rezgésszigetelést, valamint ovális alakú burkolatokat hoztak létre (főleg a nagyfrekvenciás hangszórókhoz), hogy csökkentsék a diffrakciós torzítást.

Mivel a hangszórórendszerek túlnyomó többsége többsávos elven épült, ez jelentős előrelépéshez vezetett a crossover szűrők létrehozásában, amelyek nemcsak elválasztó funkciókat kezdtek el ellátni. frekvenciasáv alacsony-, közép- és magasfrekvenciás hangszórók között, hanem a keresztezési tartományban a direktív jellemző szimmetrikus kialakítása érdekében. Jelenleg nagy számban vannak számítógépes programok, amelyek lehetővé teszik a szűrőparaméterek optimalizálását, például CACD, CALSOD, Filter Designer és LEAP4.0 stb.

A hangszórófejekben is jelentős változások történtek. Az elektrodinamikusok mellett más átalakítási elveken alapuló emittereket is elkezdtek gyártani: elektrosztatikus, Hale emittereket, piezofilmet stb. (ezekről a következő cikkekben fogunk részletesebben beszélni).

Ami az elektrodinamikus hangszórókat illeti, a Rice és Kellogg által javasolt dizájn olyan sikeresnek bizonyult, hogy alapvető változások nem történtek benne, elsősorban a technológia területén volt előrelépés.

A következő eredeti tervezési megoldások figyelhetők meg, amelyek az 50-70-es években jelentek meg.

1958-ban Edgar Villchur bemutatta az AR-3 akusztikai rendszer modelljét, amely egy alapvetően új kialakítású nagyfrekvenciás sugárzóval: a membrán kupola formájában készült, nem volt központosító alátét, és a hangtekercs közvetlenül volt rögzítve. a membránhoz. Egy ilyen kialakítás megjelenése egy nagyon fontos problémát oldott meg: a nagyfrekvenciás tartományban az irányíthatósági karakterisztikát egy kis méretű félgömb alakú membrán használatával bővítette.

Erőteljes, alacsony frekvenciájú hangszórók jelentek meg speciális merevítő bordákkal ellátott membránnal; Példa erre az RCA-15 koaxiális emitter modell, amelyet Harry Ferdinand Olson mérnök javasolt 1954-ben.

Megjelent a koaxiális hangszóró egy alapvetően új kialakítása, amelyet a Tannoy (Anglia) alkotott meg 1947-ben (5. ábra). Az ötlet az volt, hogy kiküszöböljék az alacsony és nagyfrekvenciás források térbeli szétválasztását, és egy pontból érjék el a sugárzásukat, ami kiküszöböli a köztük lévő fáziseltolódásokat és javítja az irányíthatósági jellemzőket. Ennél a kialakításnál egy kisfrekvenciás hangszóró magjában lévő lyukon keresztül sugárzott egy nagyfrekvenciás hangszóró kupola membránnal és speciális elosztóval, amelynek a diffúzorja kürtül szolgál.

A hangszórók kialakítását (először nagyfrekvenciás, majd közepes alacsony frekvenciájú) fejlesztették ki, speciális mágneses folyadék (ferrofluid) felhasználásával a résben a hő eltávolítására és a csillapítás növelésére nagy amplitúdóknál.

Legújabb eredmények
Az elektrodinamikus hangszórók fejlesztése terén az elmúlt évtizedekben a technológia terén történt jelentős előrelépés. Megnövelt erősítőteljesítmény (300-500 W), követelmények a nagy hangok torzításmentes átviteléhez dinamikus hatókör(maximális hangnyomásszint ~130-140 dB), a lineáris és nemlineáris torzítások szintjének csökkentése érdekében jelentős változásokat idézett elő mind az anyagválasztásban, mind az elektrodinamikus hangszórók számos elemének gyártástechnológiájában.

A mélysugárzókban a technológiai változások minden elemet érintettek. A felfüggesztéseket speciális anyagokból (természetes gumi, poliuretán hab, gumírozott szövetek, természetes és szintetikus szövetek speciális csillapító bevonattal) kezdték gyártani, és különleges formát nyertek: toroid, sin alakú, S alakú stb. Alacsony frekvenciájú membránok a hangszórók (amelyek közül 20 közül az első pergamenből vagy valódi bőrből készült) ma már meglehetősen összetett, természetes hosszúszálú cellulóz alapú kompozíciókból készül, különféle adalékokkal, amelyek növelik annak szilárdságát, merevségét és csillapító tulajdonságait (például gyapjúszálak, lenszálak). , szénszál, grafit pelyhek, fémszálak, nedvességálló és csillapító impregnálások). Az ilyen kompozitok bonyolultsági foka abból a tényből ítélhető meg, hogy akár 10-15 komponenst is felhasználnak.

A természetes cellulózból készült kompozíciókkal együtt azonban az alacsony frekvenciájú hangszórók membránjaihoz különféle kompozit anyagokat használtak és használnak, amelyeket általában korábban repülőgép- és katonai felszerelésekhez fejlesztettek ki: többrétegű méhsejt-anyagok, habosított fémek stb. alacsony frekvenciájú hangszórók membránjainál számos jól ismert cég (JAMO, KEF, Cabasse, Tannoy stb.) egyre gyakrabban használ poliolefin (polipropilén és polietilén) alapú szintetikus fóliakompozíciókat és nagy modulusú Kevlar szövet (B&W) alapú kompozit anyagokat , Audix stb.) .

Az ilyen membránok használata lehetővé teszi annak biztosítását legjobb modellek az alacsony frekvenciájú hangszórók 1500...2500 Hz-ig sima frekvenciaátvitellel rendelkeznek, ami csaknem két oktávval magasabb, mint a háromutas hangsugárzórendszerekben gyakran használt keresztezési frekvenciák (400...600 Hz). A modern mélysugárzó-kialakításra példa a JBL mélynyomó egyik legújabb modellje, amely az ábrán látható. 6. Neodímium mágneses mágneses áramkört alkalmaz, kettős tekercses hangtekercset, amely képes működni nagy kapacitások torzítás nélkül, szénszálas kompozit anyagból készült membrán és a modern technológia egyéb vívmányai.

Különleges változások történtek a nagyfrekvenciás hangszórók gyártási technológiájában, ahol az űrtechnológia modern vívmányait különösen hatékonyan használják fel. Az egyik legmodernebb kivitelre példa a Tannoy Prestige ST-200 nagyfrekvenciás hangszórómodell, amely 25 mm átmérőjű és 25 mikron vastagságú dómmembránt használ, titánból, porlasztott aranyréteggel, neodímium mágnes stb., ami lehetővé tette teljesen egyedi paraméterek elérését: frekvenciatartomány 54 kHz-ig egyenetlenséggel -6 dB, 100 kHz-ig egyenetlenséggel -18 dB, névleges teljesítmény 135 W (csúcs 550 W), érzékenység 95 dB/V/m.

Ha összehasonlítja az utolsó két hangszóró kialakítását az elektrodinamikus hangszórók első modelljeivel, láthatja, milyen utat járt be ez a termék a megalkotása óta eltelt közel száz év alatt, és milyen paramétereket sikerült elérni.

A hang- és hangerősítő rendszerek professzionális hangszórói elsősorban a teljesítmény növelése és egy adott iránykarakterisztika kialakítása mentén fejlődtek ki. A kürt típusok széles választékát hozták létre: diffrakciós, radiális, egyenletes lefedettségű, hullámos stb. Új típusú emitterek jelentek meg - erős lineáris tömbök, amelyek különálló aktív többsávos blokkokból állnak, szabályozott irányítottsági karakterisztikával.

Ha elemezzük a hangszórók fejlesztésének főbb irányait a jelenlegi szakaszban (például az elmúlt évek AES kongresszusainak anyagai alapján), a következő tendenciákat azonosíthatjuk:
- olyan új paraméterek megjelenése, amelyek sokkal jobban korrelálnak a hallási észleléssel,
- új digitális metrológia létrehozása, amely lehetővé teszi a paraméterek szélesebb körének mérését akadálymentes helyiségekben,
- digitális szűrési módszerek alkalmazása a lineáris és nemlineáris torzítások csökkentésére,
- digitális hangszórók létrehozásának lehetőségeinek keresése,
- adaptív digitális processzorok fejlesztése, hogy a hangszórók paraméterei megfeleljenek annak a helyiségnek, amelybe be vannak szerelve.

A modern elektrodinamikus hangszórók tervezési jellemzőiről, technológiájáról és torzításcsökkentési módszereiről további részleteket a sorozat következő cikkei tárgyalnak.

Az egész az oszakai (Japán) világkiállításon kezdődött, ahol 1976-ban a teljes frekvenciatartományban bemutatták a dugattyús üzemmódban működő „szuperideális” hangszórókat. Ez technikai áttörés volt. Dugattyús üzemmódban a radiális hajlítóhullámok terjedési sebessége olyan nagy, hogy a diffúzor egyetlen egységként mozog a teljes frekvenciatartományban. Ezek a hangszórók lapos frekvenciaátvitellel rendelkeztek (35Hz -35kHz ±1,5 dB) és nemlineáris torzítások 1000-szer alacsonyabb, mint a pszichofiziológiai észlelhetőségi küszöb.

A VHS formátumhoz hasonlóan ezen a fejlesztésen a HI-FI piac akkori vezetőinek szakemberei dolgoztak: Ezek a japán cégek - a Sanyo és annak akusztikai részlege az OTTO, - a Sony, ezek hangszórói SS-G5, SS-G7, Az SS-G9 abban az időben a minőségi szabványnak számított - a Yamaha, amely a legnagyobb tapasztalattal rendelkezik a dóm középkategóriás hangszórók gyártásában. Valamint számos amerikai gyártó és a fiatal (akkoriban) angol Wilson cég, amelynek koncepcióját e hangszórók alapjául választották.

A kiállításon ezt az akusztikát Fisher márkanév alatt mutatták be. Az elhalványuló céget a Sanyo konszern vásárolta meg, az ilyen hangszórók megjelenésével a legendás márkát kellett volna újraéleszteni. Európában és az USA-ban Fisher 1200 Studio Standard (STE 1200), a japán hazai piacon pedig OTTO SX-P1 néven ismerték őket.

A hazai „szuperideális” hangszórók története órakor kezdődött nemzetközi konferencia 1977-ben Nyugat-Németországban. Az egyik résztvevő az SZKP Központi Bizottságának magas rangú tagja, zenebarát és a minőségi zene rajongója volt. A konferencia végén tartott fogadáson a szokatlanul magával ragadó és „élő” zene keltette fel figyelmét. Küldöttünket a hangforrás érdekelte – ez egy Fisher 1200 Studio Standard volt. Anglia képviselője azzal viccelődött, hogy a Szovjetunióban a rakétákon és tengeralattjárókon kívül mást nem tudtak csinálni... Miután a szovjet delegáció visszatért Moszkvába, megérkezett egy szállítmány - egy Fisher 1200 Studio Standard. Német barátok ajándéka volt.

A Párt Központi Bizottságának a fogyasztási cikkek fejlesztéséről szóló következő jelentésében elhangzott, hogy az SZKP Központi Bizottságának közelgő kongresszusára új, legmagasabb szintű, dugattyús üzemmódban működő hangszórókat mutatnak be és állítanak gyártásba. Időközben a Fisher 1200 Studio Standardot szétszedték és megvizsgálták.

A feladatot a Szovjetunió Elektronikai Ipari Minisztériumának vezető tervezőirodái és rádiótechnikai vállalatai kapták. De az erőfeszítések és a ráfordított erőforrások ellenére senkinek sem sikerült prototípust készítenie. A vezetők az állásuk elvesztésétől való félelem ellenére egyöntetűen kijelentették, hogy a szovjet ipar nem rendelkezik ilyen technológiával, és húsz évvel elmarad a külföldi fejlesztésektől. A Szovjetunió hadiipara, mint ismeretes, éppen ellenkezőleg, megelőzte a világot. Az angol küldött tréfája jogos volt.

Ezután a projektet a moszkvai "Thorium" NPO-nak adták, amely abban az időben nukleáris tengeralattjárókhoz gyártott alkatrészeket. Ahol 1980 végére prototípusokat készítettek. Két évvel később pedig beindult az Electronics 100AC 060 elnevezésű hangszórók tömeggyártása, nem volt megtakarítás, nem számoltak a költségekkel. Például a hangtekercseket és a dinamikus fejek mágneses rendszereit a megfelelő szűrőszakaszok ellenállásának és a Thiel-Small paraméterekre gyakorolt ​​hatásának figyelembevételével tervezték. Az LF diffúzorokat precíziós berendezéssel gyártották - nikkelötvözetet szórtak speciális habformákra, amelyeket magas hőmérsékletű sütőbe helyeztek, ahol a nikkelt szigorúan meghatározott szerkezetre habosították. A matricát ezután kézzel ragasztották fel az alufólia nikkel alapjára. A középkategóriás fej kupoláját külső zafírrétegekkel építették fel alumínium hordozóra egy speciális kamrában. A HF-kibocsátó gyűrű alakú membránnal rendelkezett, a legvékonyabb résekkel, amelyeket lézerrel és keret nélküli alumíniumtekerccsel kaptak. Minden hangszórókosár nagynyomású öntött alumíniumötvözetből készült, és masszív talppal. A többlinkes lineáris fázisszűrők nemcsak a jelet szűrték, hanem kompenzálták a fejek reaktanciáját és azok idő-frekvencia eltéréseit is. Az ötrétegű hajótest falainak rezgéscsillapítására a prototípusok ugyanazokat az anyagokat használták, mint az atomtengeralattjárókban.

Ezután további 7 hangsugárzó modell gyártása indult, amelyek közül a legnépszerűbbek voltak. Az új modellek fő hátránya az volt, hogy kis méretű házakban ugyanazokat a mély- és középhangfejeket használták, ami elsősorban a hangjel mély- és középmélyhang-tartományában befolyásolta a hangzást.

A bonyolult gyártási folyamat és a magas hibaszázalék miatt ezek a hangsugárzók kis mennyiségben, évente mintegy 1000 párban készültek. A kiskereskedelmi hálózatban egy 100 AC költsége 540 rubel, a gyártási költség pedig két és félszerese volt, a vállalkozás árkülönbözetét természetesen az állam külön fizette.

Az első produkciós minták megjelenése után a Leningrádi Rádióházzal és a Melodiya társasággal közösen végeztek összehasonlító szubjektív vizsgálatokat, ahol a tervezők mellett profi hangmérnökök és zenészek is részt vettek. A meghallgatásra az akkori legjobb külföldi előadókat választották (Wilson, Onkyo, JBL, Yamaha, Diatone, Sony, Kef, Tannoy, Technics stb.), de eredeti Fisher hangszórók nem voltak a meghallgatáson. A meghallgatáson az Electronica jó eredményeket mutatott fel, a fejlesztők pedig győzelmüket ünnepelték. Hangzásukat tiszta, részletgazdag, közepesen elemző, jó artikulációval és dinamikával jellemezték. Felfigyeltek a jól megrajzolt jelenetre és a hangképek természetes megjelenítésére is. A felhasznált útvonal csöves erősítő berendezésekből állt, a források pedig tekercses deckek és bakelitlejátszók voltak. Később, a digitális formátumok megjelenése után egyes audiofilek durvának, enyhén fémes felhanggal jegyezték meg ezeknek a hangszóróknak a hangját. Mások még mindig ezeket a hangszórókat tartják a minőség mércéjének és a természetes hangforrásnak. Az ilyen, meglehetősen ellentétes vélemények valószínűleg a hangszórók összetett impedanciájának és viszonylag magas öninduktív emf-ének köszönhetők, ami nehézségeket okozhat a tranzisztoros erősítő kiválasztásában.

Nem véletlenül kerültek meghallgatásra a Fisher hangszórók: a 70-es évek végére teljesen leállt a gyártásuk, és nem folytatták az ötletet. A piaci kapcsolatok nem szenvedhettek veszteségeket egy ilyen összetett és csúcstechnológiás termék gyártásából. Az akusztika kiskereskedelmi ára nem indokolta a költségeket, a gyártást visszafogták.

Néhány információ a RuNetről:

Néhány dolog, amit fejlesztőink nem tudtak elérni (az Otto SX-P1/Fisher STE 1200-hoz képest):

1. A ház falainak vastagsága 20 mm versus 30 mm; anyaga: normál forgácslap a speciális kompozit ellen. Forgácslap.

2. A mágnesek nem feleltek meg a paramétereknek, az LF-nél és az MF-nél még két mágnest is össze kellett ragasztani, ami rontja a mágneses tér koncentrációját a résben.

3. Az Otto alacsony frekvenciájú diffúzorja nagyobb merevséggel és kisebb tömeggel rendelkezik, köszönhetően a finomabb nikkel textúrának és az eredeti ötvözet jellemzőinek. A diffúzor szélén, ahol a felfüggesztés rögzítve van, még karton merevítők sincsenek.

4. A nagyobb merevség lehetővé tette a merev szövetfelfüggesztés beépítését impregnálással, csökkentve a minőségi tényezőt, ami nagyobb érzékenységet adott azonos rezonanciafrekvencián.

5. Az összes hangszóró tekercse 2 rétegű, lapos huzallal feltekercselt, beleértve a keret nélküli HF tekercset is, lapos alumínium huzallal tekercselt. A közép- és mélyhangsugárzók váza alumíniumból készült, és hőálló hővezető ragasztóval fém diffúzorokra van ragasztva. Ennek eredményeként a diffúzorok hűtőbordaként, radiátorként szolgálnak, ami lehetővé teszi a lineáris impedancia elérését nagyon széles teljesítménytartományban. A 100AC-ünk hagyományos tekercseket használ kerek huzallal, és csak alufóliával borított papírkerettel.

6. Az SX-P1 középkategóriás diffúzorja 3 rétegű oxidált alumíniumból készül, minden réteg eltérő merevségi/tömeg/csillapítási paraméterekkel. 100AC – 1 réteg alumínium-oxid, azonos vastagsággal.

7. A 100AC HF-je egyáltalán nem alumínium-oxidból, hanem közönséges élelmiszeripari alumíniumból készült, csak magas hőmérsékleten préselik. A gyűrű (a diffúzor nem kupola, hanem gyűrűs mindkét hangszóróhoz) merevnek, de törékenynek bizonyult, ami nem tette lehetővé a membrán hullámosságának vágását. Otto-ban a gyűrű a HF-hez hasonlóan alumínium-oxidból készül, résekkel és a membrán hullámosításának speciális csillapító bevonatával, amely lehetővé teszi a frekvenciatartomány kiterjesztését a rádiófrekvencia felé, a rezonanciafrekvencia csökkentését, a dinamika növelését, és távolítsa el a 100AC-ben rejlő fémes felhangokat.

8. A szűrők audiofil alkatrészekből készülnek, nagy keresztmetszetű kábelekkel és aranyozott csatlakozókkal vannak bekötve.

9. „Drágabb” külső kikészítés (ébenfa furnér).

Először is jelöljük be az i-t, és értsük meg a terminológiát.

Elektrodinamikus hangszóró, dinamikus hangszóró, hangszóró, közvetlen sugárzású dinamikus fej ugyanazon eszköz különböző elnevezései, amelyek arra szolgálnak, hogy a hangfrekvenciás elektromos rezgéseket levegőrezgésekké alakítsák, amelyeket mi hangként érzékelünk.

Nem egyszer látott már hangszórókat vagy más szóval közvetlen sugárzású dinamikus fejeket. Aktívan használják a fogyasztói elektronikában. Ez a hangszóró az audioerősítő kimenetén lévő elektromos jelet hallható hanggá alakítja át.

Érdemes megjegyezni, hogy a hatékonyság (együttható hasznos akció) hangdinamika nagyon alacsony, és körülbelül 2–3%. Ez persze óriási mínusz, de eddig nem találtak ki jobbat. Bár érdemes megjegyezni, hogy az elektrodinamikus hangszórón kívül vannak más eszközök is, amelyek a hangfrekvenciás elektromos rezgéseket akusztikus rezgésekké alakítják. Ilyenek például az elektrosztatikus, piezoelektromos, elektromágneses típusú hangszórók, de az elektrodinamikus típusú hangszórókat széles körben használják és használják az elektronikában.

Hogyan működik a hangszóró?

Az elektrodinamikus hangszóró működésének megértéséhez nézzük meg az ábrát.

A hangszóró mágneses rendszerből áll - a hátoldalon található. Gyűrűt tartalmaz mágnes. Speciális mágneses ötvözetekből vagy mágneses kerámiából készül. A mágneses kerámiák speciálisan préselt és „szinterezett” porok, amelyek ferromágneses anyagokat – ferriteket – tartalmaznak. A mágneses rendszer acélt is tartalmaz karimákés egy acélhenger nevű mag. A karimák, a mag és a gyűrűmágnes alkotják a mágneses áramkört.

A mag és az acélkarima között rés van, amelyben mágneses tér képződik. A tekercset a résbe helyezik, ami nagyon kicsi. A tekercs egy merev hengeres keret, amelyre vékony rézhuzal van feltekerve. Ezt a tekercset más néven hangtekercs. A hangtekercs keret csatlakoztatva van diffúzor- ezután „lökdösi” a levegőt, ezáltal a környező levegő összenyomódását és ritkítását hozza létre – akusztikus hullámokat.

A diffúzor különböző anyagokból készülhet, de gyakrabban préselt vagy öntött papírpépből készül. A technológiák nem állnak meg, használat közben műanyagból, fémbevonatú papírból és egyéb anyagokból készült diffúzorokat találhatunk.

Annak elkerülése érdekében, hogy a hangtekercs hozzáérjen a mag falához és az állandó mágnes pereméhez, pontosan a mágneses rés közepére kell felszerelni. központosító alátét. A központosító alátét hullámos. Ennek köszönhető, hogy a hangtekercs szabadon mozoghat a résben anélkül, hogy megérintené a mag falait.

A diffúzor fém testre van felszerelve - kosár. A diffúzor szélei hullámosak, ami lehetővé teszi a szabad oszcillációt. A diffúzor hullámos élei alkotják az ún felső felfüggesztés, A alsó felfüggesztés- Ez egy központosító alátét.

A hangtekercs vékony vezetékeit a diffúzor külseje felé vezetik, és szegecsekkel rögzítik. A diffúzor belsejében pedig egy sodrott rézhuzal van a szegecsekre rögzítve. Ezután ezeket a többeres vezetékeket a szirmokhoz forrasztják, amelyeket a fémtesttől elkülönített lemezre szerelnek fel. Az érintkező szirmok miatt, amelyekre a hangtekercs többmagos vezetékei forrasztva vannak, a hangszóró az áramkörre van csatlakoztatva.

Hogyan működik a hangszóró?

Ha átvezet egy változót a hangszóró hangtekercsén elektromosság, akkor a tekercs mágneses tere kölcsönhatásba lép a hangszóró mágneses rendszerének állandó mágneses terével. Ez azt eredményezi, hogy a hangtekercs vagy behúzódik a résbe az egyik áramirányban a tekercsben, vagy kiszorul belőle a másik irányban. A hangtekercs mechanikai rezgései a diffúzorba kerülnek, amely a váltakozó áram frekvenciájával időben oszcillálni kezd, akusztikus hullámokat hozva létre.

A hangszóró megnevezése a diagramon.

Feltételes grafikai megjelölés a dinamika a következő.

A megjelölés mellé betűket írnak B vagy B.A. , majd a hangszóró sorozatszámát a kapcsolási rajzon (1, 2, 3 stb.). A diagramon szereplő hangszóró hagyományos képe nagyon pontosan közvetíti az elektrodinamikus hangszóró valódi kialakítását.

Az audio hangszóró alapvető paraméterei.

Az audio hangszóró fő paraméterei, amelyekre figyelni kell:

De az aktív ellenállás mellett a hangtekercsnek reaktanciája is van. A reaktancia azért alakul ki, mert a hangtekercs valójában egy közönséges induktor, és induktivitása ellenáll a váltakozó áramnak. A reaktancia a váltakozó áram frekvenciájától függ.

A hangtekercs aktív és reaktanciája alkotja a hangtekercs teljes impedanciáját. A betűvel van jelölve Z(úgynevezett, impedancia). Kiderül, hogy a tekercs aktív ellenállása nem változik, de a reaktancia az áram frekvenciájától függően változik. A rend megteremtése érdekében a hangszóró hangtekercsének reaktanciáját fix 1000 Hz-es frekvencián mérik, és ehhez az értékhez hozzáadják a tekercs aktív ellenállását.

Az eredmény egy névleges (vagy teljes) paraméter. elektromos ellenállás hangtekercs. A legtöbb dinamikus fejnél ez az érték 2, 4, 6, 8 ohm. 16 ohmos impedanciájú hangszórók is kaphatók. Általában ez az érték az importált hangszórók házán van feltüntetve, például így - 8Ω vagy 8 Ohm.

Érdemes megjegyezni, hogy a tekercs teljes ellenállása valahol 10-20%-kal nagyobb, mint az aktívé. Ezért egészen egyszerűen meghatározható. Csak meg kell mérnie a hangtekercs aktív ellenállását ohmmérővel, és növelnie kell a kapott értéket 10-20% -kal. A legtöbb esetben csak a tisztán aktív ellenállást lehet figyelembe venni.

A hangtekercs névleges elektromos ellenállása az egyik fontos paraméter, hiszen ezt figyelembe kell venni az erősítő és a terhelés (hangszóró) egyeztetésekor.

Frekvenciatartomány A hangszóró által reprodukálható hangfrekvenciák tartománya. Hertzben (Hz) mérve. Emlékezzünk arra, hogy az emberi fül a 20 Hz és 20 kHz közötti frekvenciákat érzékeli. És ez csak egy nagyon jó fül :).

Egyetlen hangszóró sem képes pontosan reprodukálni a teljes hallható frekvenciatartományt. A hangvisszaadás minősége továbbra is eltér a szükségestől.

Ezért a hangfrekvenciák hallható tartományát hagyományosan 3 részre osztották: alacsony frekvenciájú ( LF), közepes frekvencia ( középtartomány) és nagyfrekvenciás ( HF). Így például a mélysugárzók a legjobban reprodukálják az alacsony frekvenciákat - mélyhangokat, a magas frekvenciákat - „nyikorgást” és „csengetést” -, ezért nevezik őket magassugárzóknak. Vannak teljes hangsugárzók is. Szinte a teljes hangtartományt reprodukálják, de a lejátszási minőségük átlagos. Egy dologban nyerünk - lefedjük a teljes frekvenciatartományt, másban veszítünk - minőségben. Ezért a szélessávú hangszórókat rádiókba, televíziókba és egyéb készülékekbe építik be, ahol esetenként nincs szükség jó minőségű hangra, hanem csak tiszta hang- és beszédátvitelre van szükség.



A kiváló minőségű hangvisszaadás érdekében a mély-, közép- és magassugárzók egyetlen házban vannak kombinálva, és frekvenciaszűrőkkel vannak felszerelve. Ezek hangszórórendszerek. Mivel minden hangszóró a hangtartománynak csak egy részét adja vissza, az összes hangszóró összmunkája jelentősen javítja a hangminőséget.

A mélysugárzókat általában 25 Hz és 5000 Hz közötti frekvenciák reprodukálására tervezték. A mélysugárzók általában nagy átmérőjű kúppal és hatalmas mágneses rendszerrel rendelkeznek.

A középső hangszórókat úgy tervezték, hogy 200 Hz és 7000 Hz közötti frekvenciatartományt reprodukáljanak. Méreteik valamivel kisebbek, mint a mélysugárzóké (teljesítménytől függően).

A magassugárzók tökéletesen reprodukálják a 2000 Hz-től 20 000 Hz-ig terjedő és magasabb, akár 25 kHz-es frekvenciákat. Az ilyen hangszórók diffúzorátmérője általában kicsi, bár a mágneses rendszer meglehetősen nagy lehet.

Névleges teljesítmény (W) - ez a hangfrekvenciás áram elektromos teljesítménye, amely a hangszóróhoz károsodás vagy sérülés veszélye nélkül juttatható. Wattban mérve ( W) és milliwatt ( mW). Emlékezzünk vissza, hogy 1 W = 1000 mW. A számértékek rövidített jelöléséről bővebben olvashat.

Az adott hangsugárzó által kezelt teljesítmény mennyisége a házán látható. Például így - 1W(1 W).



Ez azt jelenti, hogy egy ilyen hangszóró könnyen használható erősítővel, kimeneti teljesítmény amely nem haladja meg a 0,5 - 1 W-ot. Természetesen érdemesebb némi teljesítménytartalékkal rendelkező hangszórót választani. A képen az is látható, hogy a névleges elektromos ellenállás van feltüntetve - 4Ω(4 ohm).

Ha több energiát ad a hangszóróra, mint amire tervezték, akkor túlterheléssel fog működni, „zihál”, torzítja a hangot, és hamarosan meghibásodik.

Ne felejtsük el, hogy a hangszóró hatásfoka körülbelül 2-3%. Ez azt jelenti, hogy ha 10 W elektromos teljesítményt kap a hangszóró, akkor hang hullámok csak 0,2-0,3 W-ot alakít át. Eléggé, igaz? De az emberi fül nagyon kifinomult, és akkor képes hallani a hangot, ha az emitter körülbelül 1-3 mW akusztikus teljesítményt reprodukál tőle több méteres távolságban. Ebben az esetben 50-100 mW elektromos teljesítményt kell adni az emitternek - jelen esetben a hangszórónak. Ezért nem minden olyan rossz, és egy kis helyiség kényelmes megszólaltatásához elég 1-3 W elektromos teljesítményt adni a hangszórónak.

Ez csak a hangszóró három alapvető paramétere. Rajtuk kívül vannak még olyanok, mint érzékenységi szint, rezonancia frekvencia, amplitúdó-frekvencia válasz (AFC), minőségi tényező stb.