História akustických systémov. História vzniku reproduktorov „Electronics“ s kovovými difúzormi. Ako reproduktor funguje

Dnes si už nevieme predstaviť svoj život bez zvukov, hudby, slúchadiel, lacné reproduktory a značkové reproduktorové systémy niekoľko stoviek wattov, čo vydesilo susedov. Ponorme sa do takmer dvojstoročnej histórie vývoja akustických systémov a nasledujme náročnú cestu vývoja tohto integrálneho atribútu nášho života. Ticho bolo čoraz hlasnejšie. Terry Pratchett Elektrina a zvuk: prvé experimenty V roku 1831 svet čakal na jeden z najväčších objavov našej doby: anglický experimentálny fyzik Michael Faraday pozoroval jav ako elektromagnetickú indukciu. O tri roky sa objaví pojem elektrické a magnetické pole, elektromagnetizmus a o niečo neskôr aj piezoelektrina. Človek postupne vstupuje do éry elektriny. Život v tej dobe sa nám môže zdať trochu nudný: absencia televízie, rádia a elektrického osvetlenia. Pre zábavu - plesy a divadlá, pre dušu - živú hudbu, pre prácu - manuálna sila, vodné kolesá, veterné mlyny a mechanické zariadenia. Prejde niekoľko desaťročí, kým sa objavia zariadenia čo i len vzdialene pripomínajúce moderné akustické systémy, no zatiaľ Talian Antonio Meucci vyvíja „hovoriaci telegraf“. V roku 1849 Meuchi skonštruuje plne funkčný prototyp predchodcu moderného telefónu, ale chýba mu Peniaze mu neumožňuje zaplatiť sumu 250 dolárov za získanie patentu. O 11 rokov neskôr vynálezca ukazuje, ako je možné pomocou telegrafu preniesť hlas speváka na vzdialenosť niekoľkých kilometrov a už v roku 1861 sa do výskumu zapojil Johann Philipp Reis. Po zverejnení správy „O telefonovaní elektrickým prúdom“ Johann Reis predvádza verejnosti zariadenie, ktoré možno právom nazvať prvým reproduktorom. Reis však uprednostňuje názov „hudobný telefón“. Ako membránu zvolil Reis prasacie črevo ponorené v ortuti Medená cievka prijímača je ovplyvnená prúdom pochádzajúcim z galvanická batéria , spôsobilo zmagnetizovanie a demagnetizáciu oceľovej tyče prijímača. Reisov reproduktor bolo počuť na vzdialenosť až 100 metrov a jeho vzhľad položil pevný základ na ceste k budovaniu elektrodynamických akustických systémov. Bohužiaľ, nedokonalosť dizajnu a špecifickosť materiálov umožnili reprodukovať len veľmi hlasné zvuky. Reproduktor nebol vhodný na ľudskú reč. O pár mesiacov neskôr bude vynález Johanna Reisa nazývaný „zábavná hračka“ a nemecký mechanik Albert osobne zorganizuje výrobu tohto „zbytočného vynálezu“. Jedno z týchto zariadení skončí v rukách Alexandra Grahama Bella. Po preštudovaní princípu fungovania reproduktora Race začal Bell vyvíjať svoje vlastné „know-how“ - zariadenie pre nepočujúcich, ktoré premieňa zvuk na svetelný signál. Ďalších 16 rokov Bell vyvíjal telefón a v roku 1876, 14. februára, konečne patentoval svoje zariadenie. Po stovkách experimentov s prenosom telegrafných správ a vypracovaní desiatok rôznych návrhov Bell dospel k vytvoreniu svojho ďalšieho vynálezu: Bellov telefón predstavovala trubica s napnutou koženou membránou spojenou s magnetickým systémom a indukčnou cievkou. Ako mikrofón bol použitý „reproduktor“ podobného dizajnu, a preto boli elektrické vibrácie spôsobené ľudským hlasom príliš malé na to, aby prekonali odpor dlhých drôtov. Maximálny dosah prenosu zvuku cez Bellov telefón bol len 500-600 metrov. Éra rohových reproduktorov Napriek tomu, že základy zosilnenia zvuku boli položené už v 3. storočí pred Kristom a súviseli s príchodom takého hudobného nástroja, akým je organ (v Alexandrii dostal názov „hydraulos“), používanie lesný roh, podobný dychovým hudobným nástrojom v oblasti akustiky začal až v druhej polovici 19. storočia. V roku 1877 americký vynálezca Thomas Edison dokončil prácu na prvom zariadení schopnom zaznamenávať a reprodukovať zvuk. Gramofón sa stal revolučným vynálezom, vďaka ktorému v najbližších tridsiatich rokoch svet uvidí gramofón, gramofón, platne a stretne sa s takou koncepciou, akou je záznam zvuku (podrobnejšie v článku: „História záznamu zvuku“). A hoci Edisona vždy priťahovala elektrina, pri akustických experimentoch sa predsa len rozhodol stavať na výlučne mechanických schopnostiach svojho vynálezu. Princíp reprodukcie zvuku fonografom spočíval v posúvaní ihlou po drážkach a nepravidelnostiach (zvukovej stope) vzniknutých pri nahrávaní na valček pokrytý fóliou. Mechanické vibrácie ihly sa prenášali na membránu žiariča vybavenú klaksónom. Fyzika zvuku umožnila pomocou najjednoduchšieho akustického zariadenia výrazne zosilniť drobné vibrácie ihly. Takýto čisto mechanický akustický systém mal však množstvo nevýhod. Úroveň hlasitosti a zosilnenie boli nedostatočné a kvalita zvuku zostala príliš vysoká. Okrem toho boli horn reproduktory príliš objemné a mobilita neprichádzala do úvahy. Ich vrchol popularity nastal medzi rokmi 1880 a 1920, práve v čase, keď zvedavé mysle z celého sveta vymýšľali a ovládali elektrodynamické akustické systémy. Výrobcovia sa v budúcnosti vrátia k hornovému dizajnu reproduktorov a už v 21. storočí bude tento typ žiaričov, fungujúcich podľa zákonov elektrodynamiky, považovaný za jeden zo štandardov kvality zvuku. Od telegrafu a cievky k elektrodynamickým reproduktorom Princíp činnosti reproduktora, ktorý stanovil Alexander Bell, sa takmer pol storočia nezmenil. V roku 1874 získal Ernst Siemens patent na použitie „magnetoelektrického zariadenia na získanie mechanického pohybu elektrickej cievky pod vplyvom prúdu“. Cievka so špeciálnou podporou umiestnená v magnetickom poli mala podľa autora patentu reprodukovať zvuk. Bohužiaľ, Siemens nedokázal patent potvrdiť v praxi. Až v roku 1898 si anglický fyzik a vynálezca Oliver Lodge nechal patentovať návrh prvého elektrodynamického reproduktora. Po stanovení princípu premeny vstupných signálov striedavého prúdu na produkciu zvuku Siemens v skutočnosti vynašiel rám bicykla ešte pred príchodom kolies: nemecký vynálezca nemal riešenie, ktoré by mu umožnilo zosilniť zvukovú vlnu a nakloniť hlavu reproduktora tak, aby získať dostatočnú úroveň hlasitosti nebolo na konci 19. storočia vôbec možné. Počas nasledujúcich 25 rokov sa priemysel „elektrického zvuku“ prakticky zastaví a Edisonov analógový fonograf dosiahne vrchol svojej popularity. Výskum popredných fyzikov a experimentátorov nám v konečnom dôsledku umožňuje nájsť riešenia, ako poskytnúť cievke reproduktora a hlave dostatočný výkon. Po vykonaní série experimentov v laboratóriu General Electric si vynálezcovia Chester Rice a Edward Kellogg v roku 1924 patentovali princíp fungovania elektrodynamického žiariča. Je založený na jednoduchej fyzike: akustický výkon sa zvyšuje úmerne so štvorcom frekvencie vstupného signálu. Pomocou kmitov membrány vo frekvenčnom rozsahu s maximálnym prebytkom rezonancie pohyblivého systému je možné dosiahnuť mierne skreslenú reprodukciu zvuku. Spojením oboch princípov získali Rice a Kellogg prevodník vybavený membránou kmitacej cievky. Rok 1926 bol prelomový v ďalšom vývoji akustických systémov. Na trh vstupuje prvý model priemyselného rádia, Radiola Model 104, so zabudovaným 1W zosilňovačom. Jeho hodnota v roku 1926 bola 260 USD, čo je suma ekvivalentná 3 000 USD v roku 2015. Spotrebiteľovi sa stáva dostupný aj rádiový prijímač Radiola 28. Odpoveďou zo ZSSR bol „Record“ reproduktor pre káblové vysielanie („radio point“) a jeho analógový klaksón na vysielanie v „TM“ štvorcoch, vyvinutý v Centrálnom rádiovom laboratóriu. z Petrohradu. Konštrukcia prvých elektrodynamických reproduktorov zahŕňala vysokoodporové cievky, ktoré v podstate fungovali ako magnet poháňajúci papierovú alebo látkovú membránu. V tom čase sa už v priemysle aktívne používali silné magnety a v roku 1927 Harold Hartley navrhol nahradiť objemnú cievku permanentným magnetom. Vďaka stabilite magnetického poľa v medzere by permanentný magnet mohol zabezpečiť nízke skreslenie (v rámci evolučného obdobia reproduktorov prvej polovice 20. storočia) zvuku. Pre takúto „high fidelity“ (anglicky „fidelity“ – vernosť) sa generácia elektrodynamických reproduktorov s permanentným magnetom klasifikuje ako nová trieda – Hi-Fi (High Fidelity – anglicky „high fidelity“), ktorej štandard bol schválený v 60-tych rokoch minulého storočia. „Closed box“ Princíp fungovania elektrodynamických žiaričov, ktorý stanovil Oliver Lodge a zdokonalili Rice a Kellogg, zostal prekvapivo dodnes nezmenený. Reproduktory, ktoré vidíte na svojom stole, a tie, ktoré stoja v miestnosti alebo zbierajú prach na skrini vašich rodičov – všetky fungujú na rovnakom princípe ako nainštalované reproduktory v rádiu Radiola Model 104, ktoré bolo vydané pred takmer 90 rokmi. Princíp zostáva rovnaký, ale ich akustický dizajn sa dramaticky zmenil. Ak by sa v evolúcii akustických systémov neobjavil geniálny vynálezca menom Edgar Vilchur, nebolo by jednoduché jednoznačne odpovedať, čo presne by ste dnes počúvali a ako by vyzerali moderné reproduktory. Vilchur sa však nielen narodil v roku 1917, ale dokázal urobiť skutočnú revolúciu vo svete elektrickej akustiky. Až do polovice 50. rokov 20. storočia sa inžinieri zaoberali otázkou zlepšenia kvality zvuku elektrodynamických reproduktorov. Na tento účel sa uskutočnil výskum s cieľom nájsť „svätý grál“: experimenty s membránovými materiálmi, napätím a cievkami. Bohužiaľ, zvuk zostal stále drsný a prítomnosť „hlbokých basov“ neprichádzala do úvahy. Zadná strana reproduktorovej skrine zostala otvorená, čo viedlo k „skratu“ pri nízkych frekvenciách. Ďalšou konštrukčnou možnosťou reproduktora bolo použitie bassreflexu, ktorý však mal tiež malý vplyv na rezonančnú frekvenciu hlavy, ale umožnil rozšírenie charakteristiky do nízkofrekvenčnej oblasti. V roku 1954 podal americký vynálezca Edgar Vilchur patentovú prihlášku na registráciu zariadenia označovaného ako „uzavretá skrinka“. Po 2,5 roku Patentový úrad žiadosti vyhovie a autor získa licenciu na svoj vynález, ktorý veľmi skoro spôsobí revolúciu v celom akustickom svete. Aby sa uľahčil návrh elastického zavesenia v elektrodynamických reproduktoroch a znížilo sa zaťaženie, ktoré naň pôsobí (spôsobujúce výrazné skreslenie zvuku), Vilchur navrhuje zahrnúť do práce vzduch. Myšlienka sa môže zdať neuveriteľne jednoduchá, ale tajomstvo génia vždy spočíva v jednoduchosti. Na realizáciu svojho nápadu Vilchur navrhuje použiť uzavretý drevená krabica, do ktorého umiestniť elektrodynamický reproduktor. Tak ako Archimedes kedysi v staroveku kričal „Heuréka“, aj celý svet mal kričať: „Nájdený“! Použitie uzavretej ozvučnice umožnilo nielen výrazne obohatiť zvuk reproduktora, nasýtiť ho nízkymi frekvenciami a dodať mu „masitosť“, ale aj zmenšiť veľkosť reproduktorových sústav z obrovských, ťažkých skriniek na malé nočné stolíky. . Za ďalší rovnako dômyselný vynález Edgara Vilchura sa právom považuje použitie kopulovitého výškového reproduktora (HF žiarič alebo výškový reproduktor). Prvé použitie samostatného reproduktora pre vysokofrekvenčnú reprodukciu možno nájsť v legendárnom reproduktorovom systéme AR3, ktorý sa stal logickým evolučným pokračovaním systémov AR1 a AR2 vydaných spoločnosťou Acoustic Research. Stĺpec AR3 dnes zaujíma čestné miesto v Smithsonian Museum vo Washingtone. Nájdete ho medzi exponátmi „Informačného veku“, medzi Morseovým telegrafným kľúčom a prvým počítačom Steva Jobsa Apple I. A ide sa na to... Základné princípy fungovania elektrodynamických žiaričov boli stanovené už v roku 1924, tzv. dizajn uzavretého boxu navrhnutý Vilchurom bol zaregistrovaný v roku 1956. Nastal čas experimentov, vylepšenia existujúceho dizajnu reproduktorového systému a výstupu zvuku na vysokú kvalitu nová úroveň . Najrýchlejšie obdobie vo vývoji akustických systémov nastalo v rokoch 1970 až 1985, keď poprední výrobcovia zorganizovali skutočnú technologickú súťaž. V roku 1972 Sansui predstavilo prvý reproduktor SF1 s 360-stupňovou emisiou zvuku. Japonský výrobca Pioneer okamžite dáva svoju odpoveď a predstavuje model CS-3000 využívajúci kupolové reproduktory. Malý reproduktor Victor FB-5-2 umožňuje vďaka horn s mimoriadnym dizajnom a zachytávaniu žiarenia zo zadnej strany difúzora ozvučiť štandardnú obývačku s príkonom iba 1 W. Prvý reproduktor so skutočne pôsobivými basmi (nižšia frekvencia prehrávania začína na 20 Hz) bol vydaný v roku 1973. Technics SB-1000: 22 cm magnety, 10 cm cievky a hmotnosť 52 kg. O rok neskôr prichádza na trh jeden z najpopulárnejších reproduktorov v histórii tohto odvetvia. V roku 1974 predstavila Yamaha akustický systém NS 1000. Použitím berýlia pri výrobe difúzorov sa japonským inžinierom podarilo prekonať hlavy na trhu takmer vo všetkých charakteristikách. Spoločnosť Technics, ktorá začala študovať problematiku zvukovej spoľahlivosti akustických systémov, opäť prináša technologický prelom v tejto oblasti. V marci 1975 na tlačovej konferencii v Tokiu predviedla trojpásmový reproduktor Technics SB-7000, najpredávanejší svojho času. V ZSSR sa rozhodli potešiť spotrebiteľov silným zvukom až koncom 70. rokov. Séria reproduktorov 35 AC-1 a 35 AC 212, známa ako „hlasný a dunivý S-90“, sa dostala do pozornosti sovietskych občanov. Zatiaľ čo západní výrobcovia presadzujú veľké a výkonné reproduktorové systémy určené pre koncertné sály, japonské spoločnosti sa rozhodujú pre vývoj „domácich reproduktorových systémov“ ako prioritu. Nie je možné vymenovať všetky akustické systémy, ktoré sa dostali na trh od začiatku 70. do polovice 80. rokov. Výrobcovia experimentujú so všetkým, čo sa dá: od umiestnenia reproduktorov, ich tvaru a zvukovej izolácie až po použitie tých najmimoriadnejších materiálov pri výrobe hláv. V roku 1976 anglická spoločnosť Bowers & Wilkins prvýkrát začala vyrábať stredový reproduktorový kužeľ z Kevlaru. Na trh sa tak dostáva model B&W DM6. Ďalšie rešerše výrobcov reproduktorových sústav sú už zamerané na získanie maximálneho ponorenia poslucháča do atmosféry hudby. Experimenty na poli zvuku ale môžu pokračovať donekonečna, no len precízna aparatúra, potrebné technické vybavenie a pochopenie toho, o čo sa vlastne všetci výrobcovia reproduktorov snažia. V roku 1981 sa spoluzakladateľ spoločnosti Bowers & Wilkins John Bowers rozhodol otvoriť samostatné výskumné laboratórium v ​​malom anglickom meste Steyning. O niekoľko rokov neskôr sa Bowersov nápad preslávi ďaleko za hranicami Spojeného kráľovstva a „University of Sound“ vytvorí pôsobivý zoznam objavov, ktoré posunú reproduktory na úplne novú úroveň zvuku. Po všeobecne akceptovanom stereo formáte 2.0 vstupujú na trh reproduktorové systémy pozostávajúce z 3, 5, 7 a dokonca 9 reproduktorov, ktoré umožňujú poslucháčovi vychutnať si viackanálový zvuk a pocit 3D priestorového zvuku. Predstavenie technológie Bluetooth v roku 1994 bezdrôtový prenosúdaje nemohli ovplyvniť oblasť akustických systémov. V októbri 2009 spoločnosť Creative predstavila prvý reproduktorový systém 2.1 využívajúci technológiu Bluetooth na prenos zvuku zo zdroja zvuku. O rok neskôr, 1. septembra 2010, v rámci prezentácie v San Franciscu Apple spoločnosť predstaví vlastnú technológiu pre bezdrôtové streamovanie dát medzi zariadeniami – AirPlay. Spustí sa sledovanie AirPlay nová stránka v histórii elektroakustiky - ére bezdrôtových reproduktorových systémov spájajúcich úžasný dizajn, výborný zvuk a úžasnou funkčnosťou. Ale toto je téma na samostatný článok. http://iphones.ru

Irina Aldoshina

Dátum prvého zverejnenia:

september 2007

Pojmy, definície, história vývoja.

Jedným z najznámejších vynálezov dvadsiateho storočia je reproduktor. Práve jeho vzhľad (spolu s mikrofónom) umožnil vyvinúť systémy na záznam a reprodukciu zvuku. V súčasnosti patria reproduktory medzi najobľúbenejšie typy audio zariadení (podľa hrubých odhadov ich priemyselná produkcia dosahuje 500 miliónov kusov ročne). Kvalita zvuku reproduktorov výrazne ovplyvňuje kvalitu zvuku v ozvučovacích systémoch, rozhlasovom vysielaní, televízii, nahrávaní zvuku a domácom prehrávaní.

To je dôvod, prečo štúdium fyzikálnych procesov premeny zvuku v reproduktoroch, ich vytváranie matematických modelov a algoritmy, softvérové ​​produkty Ich výpočtom a návrhom sa zaoberajú desiatky univerzít a výskumných centier a na ich výrobe stovky najväčších firiem. Nie je prekvapujúce, že takmer na všetkých medzinárodných kongresoch AES (Audio Engineering Society) sa tejto problematike venujú špeciálne vedecké sekcie a semináre a na výstavách v rámci týchto kongresov sú prezentované nové modely a technické riešenia.

V tejto navrhovanej sérii článkov venovaných reproduktorom budeme hovoriť o princípoch fungovania, konštrukcii a technológii moderných reproduktorov a spôsoboch ich výpočtu.

Prvý článok poskytne základné pojmy a definície, ako aj Krátky príbeh vývoj reproduktorov.

Terminológia
V prvom rade sa treba pozastaviť nad v súčasnosti akceptovanou terminológiou v medzinárodných a domácich normách a odbornej literatúre (keďže je tu veľa nejasností). V súlade s medzinárodnými a domácimi normami sa pojem „reproduktor“ vzťahuje na „zariadenia určené na efektívne vyžarovanie zvuku do okolitého priestoru vo vzdušnom prostredí, ktoré obsahujú jednu alebo viac reproduktorových hláv s akustickým dizajnom a elektrické zariadenia (filtre, regulátory atď. )". Tento termín teda označuje akýkoľvek akustický menič, ktorý vydáva zvuk do ovzdušia. Jediný žiarič je v domácej norme GOST 16122-87 označený ako „hlava reproduktora“ (v zahraničných katalógoch sa niekedy používajú výrazy „reproduktorová jednotka“, „prvok pohonu reproduktora“ alebo „ovládač“).

V odbornej literatúre (učebnice, články atď.) sa však pojem „reproduktor“ používa najmä pre jeden reproduktor. Zariadenie obsahujúce reproduktory, filtre, kryt a iné časti sa nazýva "reproduktorový systém". V závislosti od oblasti použitia môže byť označený ako „reproduktorový systém“ (hlavne pre domáce použitie), „akustická štúdiová jednotka“ („riadiaca jednotka“, „monitor“), „ reproduktor“ atď. V zahraničnej literatúre sa často používajú výrazy „akustický systém“ alebo „reproduktorový systém.“ Preto zakaždým musíte z obsahu pochopiť, o čo ide hovoríme o: o hlavách reproduktorov alebo systémoch reproduktorov.

Bez ohľadu na oblasť použitia (v štúdiových zariadeniach, v ozvučovacích systémoch, v domácich zvukových reprodukčných systémoch) sa všetky reproduktory (akustické systémy) skladajú z nasledujúcich základných prvkov (obr. 1):

- žiariče(hlavy reproduktorov), z ktorých každá (alebo niekoľko súčasne) pracuje vo svojom vlastnom frekvenčnom rozsahu;
- puzdrá, ktoré môžu pozostávať z niekoľkých samostatných blokov (každý pre žiariče vlastného rozsahu), alebo predstavujú jeden dizajn;
- filtračné a korekčné obvody, ako aj ďalšie elektronické zariadenia(napríklad na ochranu proti preťaženiu, indikáciu hladiny atď.);
- audio káble a vstupné svorky; zosilňovače(pre aktívne reproduktorové sústavy) a crossovery (aktívne filtre), v prípade použitia samostatných zosilňovačov pre každé frekvenčné pásmo.

Zostava prvkov (počet reproduktorových hláv, použitie aktívnych alebo pasívnych filtrov, tvar a prevedenie ozvučníc a pod.) sa môže pre rôzne typy reproduktorových sústav výrazne líšiť v závislosti od ich účelu, ale princípy ich konštrukcie, metódy výpočtu a výrobné technológie sú do značnej miery podobné.

Predtým, ako prejdeme k analýze týchto problémov, pozrime sa stručne na históriu vzniku hlavných prvkov reproduktorov (žiariče, kryty, filtre).

História vývoja
Pokusy o vytvorenie prvých zvukových žiaričov sa začali koncom 19. storočia. V roku 1874 nemecký inžinier Ernst Werner von Siemens, zakladateľ spoločnosti Siemens, opísal magnetoelektrický prístroj, v ktorom bola kruhová cievka drôtu umiestnená v radiálnom magnetickom poli so špeciálnou podporou umožňujúcou vertikálny posun (patent číslo 149797). Potom naznačil, že tento motorický mechanizmus možno použiť na produkciu zvuku, ale v praxi to nepreukázal. V roku 1877 Siemens zaregistroval v Nemecku a Anglicku ďalšie dva patenty, ktoré popisovali hlavné črty elektrodynamického reproduktora, ktoré boli následne použité v rôznych priemyselných vzoroch.

V roku 1876 si americký vedec Alexander Bell patentoval telefón a demonštroval jeho zvuk pomocou veľmi podobného typu meniča. V období rokov 1898-1915 bolo zaregistrovaných množstvo patentov (vynálezcovia Oliver Joseph Lodge, John Matthias Augustus Stroh, Anton Pollak atď.) týkajúce sa zavedenia jednotlivých prvkov: kužeľovej membrány, centrovacej podložky atď. žiariče pracovali s rohmi, ktorých prvé vzorky sú znázornené na obr. 2.

V rokoch 1915 až 1918 inžinieri Harold D. Arnold a Henry Egerton z Bell Labs vytvorili reproduktorové meniče, ktoré fungovali na princípe „vyváženej armatúry“ (niekedy nazývanej „vyvážená armatúra“, ale „vyvážená armatúra“ je zaužívaný pojem). V tejto konštrukcii bol striedavý prúd privádzaný do vinutia umiestneného na oceľovej tyči, ktorá sa pohybovala v dôsledku interakcie s magnetickým poľom a podľa toho tlačila kužeľ naložený na klaksón (obr. 3). Aj keď rozsah prehrávania bol veľmi obmedzený kvôli vysokej tuhosti výstuže, takéto zariadenie sa používalo až do 30. rokov 20. storočia. Prvé modely rohových reproduktorov pre ozvučenie v divadlách a na uliciach (napr. v roku 1919 v New Yorku na Park Avenue, v roku 1920 v Chicagu na Republikánskom kongrese atď.) používali žiariče práve tohto typu.

Revolučná zmena vo vývoji elektrodynamických reproduktorov nastala v roku 1925, keď inžinieri Chester W. Rice a Edward W. Kellogg z General Electric (USA) publikovali v časopise článok „Poznámky k vytvoreniu nového typu bezrohého reproduktora“. Proceedings of the American Society of Electrical Engineers“ (zv. 44, apríl 1925). Títo inžinieri sa navždy zapíšu do dejín audiotechniky ako objavitelia jedného z veľkých vynálezov 20. storočia, ktorého hlavné dizajnové prvky sa zachovali dodnes. V skutočnosti bol vytvorený elektrodynamický menič s kmitacou cievkou a membránou pracujúcou v rozsahu nad jej rezonančnou frekvenciou. Na tomto princípe bol vyvinutý prvý laboratórny model reproduktora a zároveň bol model zostavený elektrónkový zosilňovač poskytujúci dostatočný výkon v celom frekvenčnom rozsahu.

Už v roku 1926 sa objavil prvý priemyselný model takéhoto reproduktora s názvom Radiola Model 104 so zabudovaným 1 W zosilňovačom. Zároveň bol na trh uvedený rádiový prijímač Radiola 28, ktorý spolupracoval s týmto reproduktorom. Od tohto momentu sa začala masová výroba takýchto reproduktorov po celom svete.

Je zaujímavé poznamenať, že takmer súčasne sa v Rusku vykonávali práce na vytvorení elektrodynamických reproduktorov. V roku 1923 bolo v Petrohrade vytvorené Centrálne rádiové laboratórium (CRL), neskôr premenované na Inštitút vysielania a akustiky (IRPA). Od prvých dní svojho vzniku boli reproduktory vyvíjané v IRPA. V roku 1926 vznikol elektromagnetický reproduktor „Record“ a elektromagnetický klaksónový vonkajší reproduktor TM, ktorý sa začal vyrábať v závode pomenovanom po ňom. Kulakovej. V roku 1929 A. A. Charkevich a K. A. Lamagin vyvinuli v IRPA prvú vzorku dynamického reproduktora (priame žiarenie a klaksón), ktorého výroba sa začala v roku 1931 v závode pomenovanom po ňom. Kozitského a v Kyjevskom rozhlasovom závode.

Už v rokoch 1930-32 vznikli na Červenom námestí v Moskve prvé výkonné reproduktory na zosilnenie zvuku (s výkonom 100 W). Od roku 1935 sa v krajine začali masovo vyrábať elektrodynamické reproduktory. Treba poznamenať, že objem ich produkcie neustále rastie. Začiatkom 90-tych rokov bol objem výroby elektrodynamických reproduktorov v našej krajine 70 miliónov ročne (Ryazan Radio Plant - výkon 15 miliónov ročne, Gagarin Radio Plant - 13 miliónov, Berd Radio Plant, NPO "Radiotekhnika" v Rige, atď.) .

S príchodom priemyselných vzoriek elektrodynamických reproduktorov ich takmer všetky modely rohových reproduktorov začali používať ako žiariče. Tvorba rohových reproduktorov s dizajnom blízkym moderným sa začala prácou inžinierov Alberta L. Thurasa a Edwarda Christophera Wenteho, ktorí si v roku 1927 nechali patentovať rohový reproduktor s úzkym hrdlom, ktorý využíval predtrúbkovú komoru a špeciálnu šošovku ( Wente telo).

Rozvoj zvukového kina si vyžiadal vytvorenie akustických systémov, ktoré poskytovali dostatočnú hlasitosť a zrozumiteľnosť zvuku. To viedlo k vzniku viacpásmových systémov. Jedným z prvých bol obojsmerný akustický systém, ktorý predviedol Douglas Shearer, pozostávajúci z nízkofrekvenčných skladaných horn a vysokofrekvenčnej viacbunkovej horn s použitím elektrodynamických reproduktorov. Systém reprodukoval rozsah 40-10000 Hz a mal dosť vysokú citlivosť (obr. 4). V roku 1938 získal ocenenie Akadémie filmových umení a vied a stal sa akýmsi štandardom pre následný vývoj viacpásmových zvukových systémov v kinách, divadlách atď.

So začiatkom vytvárania viacpásmových reproduktorových sústav vznikla potreba použiť výhybkové filtre medzi nízko-, stredno- a vysokofrekvenčnými reproduktormi. Prvý článok o teórii filtra reproduktorov sa objavil v roku 1936 (od Johna K. Hilliarda a Harryho R. Kimballa). Poskytla teóriu na výpočet Butterworthových filtrov prvého až tretieho rádu, ktoré boli v 50. rokoch uznávané ako najvýhodnejšia forma pre akustické systémy.

V období 1940-50 boli vyvinuté najmä výkonné akustické systémy horn a zodpovedajúce reproduktorové hlavy pre profesionálne účely ozvučenia kinosál a divadiel (firmy JBL, Altec Lancing a pod.).

Doma sa používali veľké elektrodynamické hlavy bez dekorácie. Pre akustický skrat sa však nepodarilo získať nízke frekvencie. Prvé viacpásmové reproduktorové sústavy používali veľké skrine „open type“ s objemom 300-500 ccm. dm (litre), pričom reprodukovaný frekvenčný rozsah začínal od 80-100 Hz.

Skutočná revolúcia v domácich spotrebičoch sa začala v roku 1954, keď jeden zo zakladateľov AR (Acoustical Research) Edgar M. Villchur ukázal na výstave v New Yorku malý reproduktorový systém AR-1, založený na úplne novom princípe nazývanom „akustické odpruženie“. ” alebo kryt „kompresného typu“. Myšlienka tohto vynálezu, ktorá otvorila cestu moderné systémy domáce použitie, spočívalo v tom, že na získanie nízkych frekvencií sa použilo malé puzdro, v ktorom bola elasticita objemu vzduchu viac ako trikrát vyššia ako elasticita zavesenia nízkofrekvenčného reproduktora. V tomto prípade sa zdá, že pohyblivý reproduktorový systém „sedí“ na elastickom vzduchovom vankúši. Pretože vzduch je lineárne médium, umožňuje to zväčšiť posun membrány reproduktora bez zvyšovania nelineárnych skreslení a tým dosiahnuť reprodukciu nízkych frekvencií v malom objeme.

Vytvorenie takýchto systémov si vyžadovalo zmenu konštrukčných princípov nízkofrekvenčných reproduktorov, museli mať ťažký pohyblivý systém, flexibilné zavesenie, veľkú kmitaciu cievku a magnetický obvod, aby mohli dodávať vysoký výkon zo zosilňovačov. Vzhľad maloobjemového akustického systému, ktorý s istotou reprodukoval nízkofrekvenčnú časť rozsahu, vyvolal medzi odborníkmi úžas a otvoril širokú cestu pre vývoj domácich Hi-Fi reproduktorových systémov.

Koncepcia vytvárania zariadení High-Fidelity (high fidelity; to znamená zariadení, ktoré poskytujú maximálnu zhodu so živým zvukom), predstavená v 60. rokoch spoločnosťou KEF (Anglicko), slúžila ako silný impulz pre rozvoj domácej a profesionálnej akustiky. systémov: zlepšenie konštrukcie všetkých prvkov (reproduktorové hlavy, kryty, filtre), technológie ich výroby, vývoj nových metód merania parametrov, ako aj vytvorenie teórie na ich výpočet. Do výroby a vývoja reproduktorov sa zapojili stovky firiem, výskumných centier a univerzít.

Pokrok vo vývoji reproduktorových skríň súvisel predovšetkým so vznikom širokej škály ich dizajnov: popri uzavretých skriniach kompresného typu (spomenuté vyššie) predstavil v roku 1959 inžinier James F. Novak z firmy Jensen koncept vytvárania basov. reflexné skrine (nápad patentoval Albert Turas už v roku 1930), čo umožnilo zvýšiť hladinu akustického tlaku v oblasti nízkych frekvencií.

V súčasnosti sa používa široká škála nízkofrekvenčných prevedení: s pasívnym žiaričom, s dvojitou kamerou, typ „labyrint“, typ „pásmového filtra“ atď. Každý z nich má svoje výhody a nevýhody ( o tom si povieme v nasledujúcich článkoch). Zásadne dôležitou etapou ich vývoja bolo v rokoch 1971-1973 vytvorenie teórie výpočtových nízkofrekvenčných návrhov (autori Neville Thiele a Richard Small), založenej na analógii s teóriou filtrov. To umožnilo preniesť dizajn skríň na vedecký základ a vytvoriť vhodné počítačové programy, ktoré sú široko používané v praxi dizajnu reproduktorov. Aby sme zabezpečili kvalitnú reprodukciu stredných a vysokých frekvencií, vypracovali sme rôznymi spôsobmi zvuková a vibračná izolácia a na zníženie difrakčného skreslenia boli vytvorené ozvučnice oválneho tvaru (hlavne pre vysokofrekvenčné reproduktory).

Keďže prevažná väčšina reproduktorových sústav bola postavená na viacpásmovom princípe, viedlo to k výraznému pokroku vo vytváraní výhybkových filtrov, ktoré začali plniť nielen separačné funkcie. frekvenčné pásmo medzi nízko-, stredno- a vysokofrekvenčnými reproduktormi, ale aby sa symetrizovala smerová charakteristika v oblasti výhybky. V súčasnosti je ich veľké množstvo počítačové programy, ktoré vám umožňujú optimalizovať parametre filtra, napríklad CACD, CALSOD, Filter Designer a LEAP4.0 atď.

Výrazné zmeny nastali aj v hlavách reproduktorov. Spolu s elektrodynamickými sa začali vyrábať žiariče na iných konverzných princípoch: elektrostatické, Haleove žiariče, piezofilmové a pod. (podrobnejšie si o nich povieme v ďalších článkoch).

Čo sa týka elektrodynamických reproduktorov, dizajn navrhnutý Riceom a Kelloggom sa ukázal byť natoľko úspešný, že v ňom nenastali žiadne zásadné zmeny, pokrok bol najmä v oblasti techniky.

Je možné zaznamenať nasledujúce originálne dizajnové riešenia, ktoré sa objavili v 50-70 rokoch.

V roku 1958 Edgar Villchur predstavil model akustického systému AR-3 so zásadne novým dizajnom vysokofrekvenčného žiariča: membrána bola vyrobená vo forme kupoly, chýbala centrovacia podložka a kmitacia cievka bola pripevnená priamo. k bránici. Vzhľad takéhoto dizajnu vyriešil veľmi dôležitý problém: rozšírenie smerových charakteristík vo vysokofrekvenčnej oblasti pomocou malej pologuľovej membrány.

Objavili sa výkonné nízkofrekvenčné reproduktory s membránami so špeciálnymi výstužnými rebrami; Príkladom je model koaxiálneho žiariča RCA-15, ktorý navrhol inžinier Harry Ferdinand Olson v roku 1954.

Objavil sa zásadne nový dizajn koaxiálneho reproduktora, ktorý vytvoril Tannoy (Anglicko) v roku 1947 (obr. 5). Myšlienkou bolo eliminovať oddelenie nízko a vysokofrekvenčných zdrojov v priestore a dosiahnuť ich vyžarovanie z jedného bodu, čo eliminuje fázové posuny medzi nimi a zlepšuje smerové charakteristiky. V tomto prevedení je vysokofrekvenčný reproduktor s kupolovou membránou a špeciálnym rozvádzačom vyžarovaný cez otvor v jadre nízkofrekvenčného reproduktora, ktorého difúzor mu slúži ako húkačka.

Konštrukcie reproduktorov boli vyvinuté (najprv vysokofrekvenčné, potom stredno-nízkofrekvenčné) s použitím špeciálnej magnetickej tekutiny (ferofluid) v medzere na odstránenie tepla a zvýšenie tlmenia pri veľkých amplitúdach.

Najnovšie úspechy
Hlavné pokroky vo vývoji elektrodynamických reproduktorov v posledných desaťročiach sa dosiahli v technológii. Zvýšené výkony zosilňovačov (300-500 W), požiadavky na neskreslený prenos veľ dynamický rozsah(maximálna hladina akustického tlaku ~130-140 dB), aby sa znížila úroveň lineárnych a nelineárnych skreslení, viedli k významným zmenám ako vo výbere materiálov, tak aj vo výrobnej technológii mnohých prvkov elektrodynamických reproduktorov.

V basových reproduktoroch sa technologické zmeny dotkli všetkých prvkov. Závesy sa začali vyrábať zo špeciálnych materiálov (prírodný kaučuk, polyuretánová pena, pogumované tkaniny, prírodné a syntetické tkaniny so špeciálnymi tlmiacimi povlakmi) a získali špeciálny tvar: toroidný, sinovitý, Sový atď. Membrány s nízkou frekvenciou reproduktory (prvý z 20 vyrobených z pergamenu alebo pravej kože) sa teraz vyrábajú z pomerne zložitých kompozícií na báze prírodnej celulózy s dlhými vláknami s rôznymi prísadami, ktoré zvyšujú jej pevnosť, tuhosť a tlmiace vlastnosti (napríklad vlnené vlákna, ľanové vlákna uhlíkové vlákna, grafitové vločky, kovové vlákna, impregnácie odolné proti vlhkosti a tlmiace impregnácie). Stupeň zložitosti takýchto kompozitov možno posúdiť podľa skutočnosti, že používajú až 10-15 komponentov.

Spolu s kompozíciami vyrobenými z prírodných celulóz sa však na membrány nízkofrekvenčných reproduktorov spravidla používali a používajú rôzne kompozitné materiály, ktoré boli predtým vyvinuté pre leteckú a vojenskú techniku: viacvrstvové voštinové materiály, penové kovy atď. membrány nízkofrekvenčných reproduktorov, mnohé Známe firmy (JAMO, KEF, Cabasse, Tannoy atď.) čoraz častejšie využívajú syntetické filmové kompozície na báze polyolefínov (polypropylén a polyetylén) a kompozitných materiálov na báze vysokomodulovej kevlarovej tkaniny (ČB , Audix atď.).

Použitie takýchto membrán umožňuje zabezpečiť najlepšie modely nízkofrekvenčné reproduktory majú plynulú frekvenčnú odozvu až do 1500...2500 Hz, čo je takmer o dve oktávy viac ako deliace frekvencie často používané v trojpásmových reproduktorových sústavách (400...600 Hz). Príkladom moderného dizajnu basového reproduktora je jeden z najnovších modelov basového reproduktora JBL, znázornený na obr. 6. Prijíma magnetický obvod s neodýmovým magnetom, dvojitým vinutím cievky, ktorá môže pracovať pri vysoké kapacity bez skreslenia, membrána z kompozitného materiálu s uhlíkovými vláknami a ďalšie výdobytky moderných technológií.

Osobitné zmeny nastali v technológii výroby vysokofrekvenčných reproduktorov, kde sa obzvlášť efektívne využívajú moderné pokroky v kozmickej technológii. Príkladom jedného z najmodernejších prevedení je vysokofrekvenčný reproduktor Tannoy model Prestige ST-200, ktorý využíva kupolovú membránu s priemerom 25 mm a hrúbkou 25 mikrónov, vyrobenú z titánu s nastriekanou vrstvou zlata, neodýmový magnet a pod., čo umožnilo získať úplne unikátne parametre: frekvenčný rozsah do 54 kHz s nerovnomernosťou -6 dB, do 100 kHz s nerovnomernosťou -18 dB, výkon na štítku 135 W (špičkový 550 W), citlivosť 95 dB/V/m.

Ak porovnáte návrhy posledných dvoch reproduktorov s prvými modelmi elektrodynamických reproduktorov, môžete vidieť, akú cestu tento produkt prešiel za takmer sto rokov od svojho vzniku a aké parametre sa mu podarilo dosiahnuť.

Profesionálne reproduktory pre ozvučenie a ozvučovacie systémy sa vyvinuli hlavne cestou zvyšovania výkonu a formovania danej smerovej charakteristiky. Bola vytvorená široká škála typov rohov: difrakčné, radiálne, rovnomerné pokrytie, stočené atď. Objavili sa nové typy žiaričov - výkonné lineárne polia, pozostávajúce zo samostatných aktívnych viacpásmových blokov s riadenou smerovou charakteristikou.

Ak analyzujeme hlavné smery vývoja reproduktorov v súčasnej fáze (napríklad na základe materiálov z kongresov AES v posledných rokoch), môžeme identifikovať tieto trendy:
- vznik nových parametrov, ktoré oveľa lepšie korelujú so sluchovým vnímaním,
- vytvorenie novej digitálnej metrológie, ktorá umožňuje meranie širšieho rozsahu parametrov v voľných miestnostiach,
- používanie metód digitálneho filtrovania na zníženie lineárnych a nelineárnych skreslení,
- hľadanie spôsobov, ako vytvoriť digitálne reproduktory,
- vývoj adaptívnych digitálnych procesorov na prispôsobenie parametrov reproduktorov charakteristikám miestnosti, v ktorej sú inštalované.

Viac podrobností o konštrukčných prvkoch, technológii a metódach na zníženie skreslenia v moderných elektrodynamických reproduktoroch bude diskutované v nasledujúcich článkoch série.

Všetko to začalo na svetovej výstave v Osake (Japonsko), kde boli v roku 1976 predstavené „superideálne“ reproduktory pracujúce v piestovom režime v celom frekvenčnom rozsahu. Bol to technický prielom. V piestovom režime je rýchlosť šírenia radiálnych ohybových vĺn taká vysoká, že sa difúzor pohybuje ako jeden celok v celom frekvenčnom rozsahu. Tieto reproduktory mali plochú frekvenčnú odozvu (35Hz -35kHz ±1,5 dB) a nelineárne skreslenia 1000-krát nižšie ako psychofyziologické prahy nápadnosti.

Rovnako ako pri formáte VHS, na tomto vývoji pracovali špecialisti z vtedajších lídrov HI-FI trhu: Ide o japonské spoločnosti - Sanyo a jej akustickú divíziu OTTO, - Sony, ich reproduktory SS-G5, SS-G7, SS-G9 v tej dobe považovaný za štandard kvality - Yamaha, ktorá má najväčšie skúsenosti s výrobou kupolových stredobasových reproduktorov. Rovnako ako množstvo amerických výrobcov a mladá (v tom čase) anglická firma Wilson, ktorej koncept bol vybraný ako základ pre tieto reproduktory.

Na výstave bola táto akustika prezentovaná pod značkou Fisher. Miznúcu spoločnosť kúpil koncern Sanyo, vydanie takýchto reproduktorov malo legendárnu značku oživiť. Pre Európu a USA sa nazývali Fisher 1200 Studio Standard (STE 1200), pre japonský domáci trh - OTTO SX-P1.

História domácich „superideálnych“ rečníkov sa začala o medzinárodná konferencia v roku 1977 v západnom Nemecku. Jedným z účastníkov bol aj vysokopostavený člen ÚV KSSZ, milovník hudby a fanúšik kvalitnej hudby. Na recepcii na konci konferencie upútala jeho pozornosť nezvyčajne podmanivá a „živá“ hudba. Nášho delegáta zaujímal zdroj zvuku - bol to Fisher 1200 Studio Standard. Zástupca Anglicka si urobil žart, že v ZSSR okrem rakiet a ponoriek nič iné robiť nemohli... Po návrate sovietskej delegácie do Moskvy prišla zásielka - Fisher 1200 Studio Standard. Bol to darček od nemeckých priateľov.

V ďalšej správe Ústredného výboru strany o vývoji spotrebného tovaru bolo uvedené, že na nadchádzajúcom zjazde Ústredného výboru CPSU budú predstavené a uvedené do výroby nové reproduktory najvyššej triedy zložitosti pracujúce v piestovom režime. Medzitým bol Fisher 1200 Studio Standard rozobratý a preskúmaný.

Úlohou boli popredné konštrukčné kancelárie a rádiotechnické podniky Ministerstva elektronického priemyslu ZSSR. Ale napriek vynaloženému úsiliu a prostriedkom sa nikomu nepodarilo vyrobiť ani prototyp. Vedúci predstavitelia napriek obavám zo straty zamestnania jednomyseľne vyhlásili, že sovietsky priemysel takéto technológie nedisponuje a za zahraničným vývojom zaostáva o dvadsať rokov. Vojenský priemysel v ZSSR, ako je známe, bol naopak pred svetom. Vtip anglického delegáta bol opodstatnený.

Potom bol projekt odovzdaný NPO "Thorium" v Moskve, ktorá v tom čase vyrábala komponenty pre jadrové ponorky. Kde do konca roku 1980 vznikali prototypy. A o dva roky neskôr bola spustená sériová výroba reproduktorov s názvom Electronics 100AC 060. Nešetrilo sa, s nákladmi sa nepočítalo. Napríklad kmitacie cievky a magnetické systémy dynamických hláv boli navrhnuté s ohľadom na odpor príslušných sekcií filtra a ich vplyv na parametre Thiel-Small. Difúzory LF boli vyrobené pomocou presného zariadenia - zliatina niklu bola nastriekaná na špeciálne penové formy, ktoré boli umiestnené vo vysokoteplotnej peci, kde sa nikel napenil do presne definovanej štruktúry. Nálepka bola potom nanesená ručne na niklový základ hliníkovej fólie. Kupola stredovej hlavy bola postavená s vonkajšími vrstvami zafíru na hliníkovom substráte v špeciálnej komore. HF žiarič mal prstencovú membránu s najtenšími štrbinami získanými pomocou lasera a bezrámovej hliníkovej cievky. Všetky reproduktorové koše boli z vysokotlakovej zliatiny hliníka a mali masívne základne. Multilinkové lineárne fázové filtre nielen filtrovali signál, ale aj kompenzovali reaktanciu hláv a ich časovo-frekvenčné odchýlky. Na tlmenie vibrácií päťvrstvových stien trupu používali prototypy rovnaké materiály ako v jadrových ponorkách.

Ďalej bola spustená výroba ďalších 7 modelov reproduktorov, z ktorých boli najobľúbenejšie. Hlavnou nevýhodou nových modelov bolo použitie rovnakých basových a stredobasových hláv v malorozmerových ozvučniach, čo ovplyvnilo zvuk hlavne v oblasti basov a stredobasov zvukového signálu.

Z dôvodu zložitého výrobného procesu a vysokého percenta závad sa tieto reproduktory vyrábali v malom množstve cca 1000 párov ročne. Náklady na jeden 100AC v maloobchodnej sieti boli 540 rubľov a výrobné náklady boli dva a pol krát vyššie; rozdiel v cene podniku samozrejme doplatil štát.

Po vydaní prvých produkčných vzoriek sa uskutočnili porovnávacie subjektívne vyšetrenia, realizované spoločne s Leningradským rozhlasovým domom a spoločnosťou Melodiya, kde sa okrem dizajnérov zúčastnili profesionálni zvukári a hudobníci. Na konkurz boli vybraní najlepší zahraniční rečníci tej doby (Wilson, Onkyo, JBL, Yamaha, Diatone, Sony, Kef, Tannoy, Technics atď.), na konkurze však neboli žiadni originálni rečníci Fisher. Počas konkurzu Electronica ukázala dobré výsledky a vývojári oslavovali víťazstvo. Ich zvuk bol charakterizovaný ako čistý, detailný, stredne analytický s dobrou artikuláciou a dynamikou. Zaznamenala sa aj dobre vykreslená scéna a prirodzené podanie zvukových obrazov. Použitá cesta pozostávala z elektrónkového zosilňovača a zdrojom boli kotúčové decky a vinylové prehrávače. Neskôr, po nástupe digitálnych formátov, niektorí audiofili zaznamenali zvuk týchto reproduktorov ako drsný, s miernym kovovým podtónom. Iní stále považujú tieto reproduktory za etalón kvality a zdroj prirodzeného zvuku. Takéto skôr opačné názory sú s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobené zložitou impedanciou a relatívne vysokým samoindukčným emf týchto reproduktorov, čo môže viesť k ťažkostiam pri výbere tranzistorového zosilňovača.

Nebola to náhoda, že rečníci Fisher boli na konkurze: koncom 70. rokov bola ich výroba úplne zastavená a v myšlienke sa nepokračovalo. Trhové vzťahy by nemohli utrpieť straty z výroby takého zložitého a high-tech produktu. Maloobchodná cena akustiky neospravedlňovala náklady a výroba bola obmedzená.

Niektoré informácie z RuNet:

Niekoľko vecí, ktoré naši vývojári nedokázali dosiahnuť (v porovnaní s Otto SX-P1/Fisher STE 1200):

1. Hrúbka stien puzdra je 20 mm oproti 30 mm; materiál: bežná drevotrieska verzus špeciálny kompozit. Drevotrieska.

2. Magnety nespĺňali parametre, pri LF a MF sme dokonca museli lepiť dva magnety k sebe, čo zhoršuje koncentráciu magnetického poľa v medzere.

3. Ottov nízkofrekvenčný difúzor má väčšiu tuhosť a nižšiu hmotnosť vďaka jemnejšej niklovej štruktúre a vlastnostiam pôvodnej zliatiny. Na okraji difúzora, kde je pripevnené zavesenie, nie sú ani kartónové výstuhy.

4. Väčšia tuhosť umožnila inštalovať tuhé látkové zavesenie s impregnáciou, znížiť faktor kvality, čo dalo vyššiu citlivosť pri rovnakej rezonančnej frekvencii.

5. Cievky všetkých reproduktorov sú 2-vrstvové, navinuté plochým drôtom, vrátane bezrámovej HF cievky, navinuté plochým hliníkovým drôtom. Rámy stredobasových a basových reproduktorov sú hliníkové a na kovových difúzoroch prilepené žiaruvzdorným teplovodivým lepidlom. Výsledkom je, že difúzory slúžia ako chladič, radiátor, ktorý umožňuje získať lineárnu impedanciu vo veľmi širokom rozsahu výkonu. Náš 100AC používa konvenčné cievky navinuté okrúhlym drôtom a papierový rám pokrytý iba hliníkovou fóliou.

6. Stredotónový difúzor SX-P1 je vyrobený z 3-vrstvového oxidovaného hliníka, pričom každá vrstva má iné parametre tuhosti/hmotnosti/útlmu. 100AC – 1 vrstva oxidu hlinitého, s rovnakou hrúbkou.

7. HF 100AC vôbec nie je vyrobený z oxidu hlinitého, ale z bežného potravinárskeho hliníka, iba lisovanie pri vysokej teplote. Krúžok (difúzor nie je kupolový, ale kruhový pre oba reproduktory) sa ukázal byť tuhý, ale krehký, čo neumožňovalo robiť rezy vo zvlnení membrány. V Otto je krúžok, rovnako ako HF, vyrobený z oxidu hlinitého, so štrbinami a špeciálnym tlmiacim povlakom zvlnenia membrány, čo umožňuje rozšíriť frekvenčný rozsah smerom k rádiovej frekvencii, znížiť rezonančnú frekvenciu, zvýšiť dynamiku, a odstráňte kovové podtóny obsiahnuté v 100AC.

8. Filtre sú vyrobené z audiofilských komponentov, prepojené káblami s veľkým prierezom a pozlátenými koncovkami.

9. „Drahšia“ vonkajšia úprava (ebenová drevená dyha).

Najprv si urobme bodky a pochopme terminológiu.

Elektrodynamický reproduktor, dynamický reproduktor, reproduktor, dynamická hlava s priamym žiarením sú rôzne názvy pre to isté zariadenie, ktoré slúži na premenu elektrických vibrácií zvukovej frekvencie na vibrácie vzduchu, ktoré vnímame ako zvuk.

Zvukové reproduktory alebo inak povedané dynamické hlavy priameho žiarenia ste videli viackrát. Aktívne sa používajú v spotrebnej elektronike. Je to reproduktor, ktorý premieňa elektrický signál na výstupe audio zosilňovača na počuteľný zvuk.

Stojí za zmienku, že účinnosť (koeficient užitočná akcia) dynamika zvuku je veľmi nízka a pohybuje sa okolo 2 – 3 %. To je, samozrejme, obrovské mínus, ale zatiaľ nebolo vynájdené nič lepšie. Aj keď stojí za zmienku, že okrem elektrodynamického reproduktora existujú aj iné zariadenia na premenu elektrických vibrácií zvukovej frekvencie na akustické vibrácie. Sú to napríklad reproduktory elektrostatického, piezoelektrického, elektromagnetického typu, ale v elektronike sú široko používané a používané reproduktory elektrodynamického typu.

Ako reproduktor funguje?

Aby sme pochopili, ako funguje elektrodynamický reproduktor, pozrime sa na obrázok.

Reproduktor pozostáva z magnetického systému - je umiestnený na zadnej strane. Súčasťou je prsteň magnet. Vyrába sa zo špeciálnych magnetických zliatin alebo magnetickej keramiky. Magnetická keramika sú špeciálne lisované a „spekané“ prášky, ktoré obsahujú feromagnetické látky – ferity. Súčasťou magnetického systému je aj oceľ príruby a oceľový valec tzv jadro. Príruby, jadro a prstencový magnet tvoria magnetický obvod.

Medzi jadrom a oceľovou prírubou je medzera, v ktorej sa vytvára magnetické pole. Cievka je umiestnená v medzere, ktorá je veľmi malá. Cievka je pevný valcový rám, na ktorom je navinutý tenký medený drôt. Táto cievka je tiež tzv hlasová cievka. Rám kmitacej cievky je pripojený k difúzor- potom „tlačí“ vzduch, čím vytvára kompresiu a riedenie okolitého vzduchu - akustické vlny.

Difúzor môže byť vyrobený z rôznych materiálov, ale častejšie je vyrobený z lisovanej alebo liatej papierovej drviny. Technológie nestoja a v používaní nájdete difúzory vyrobené z plastu, papiera s metalizovaným povlakom a iných materiálov.

Aby sa kmitacia cievka nedotýkala stien jadra a príruby permanentného magnetu, inštaluje sa presne do stredu magnetickej medzery pomocou centrovacia podložka. Strediaca podložka je zvlnená. Je to vďaka tomu, že kmitacia cievka sa môže voľne pohybovať v medzere bez toho, aby sa dotýkala stien jadra.

Difúzor je namontovaný na kovovom tele – košík. Okraje difúzora sú zvlnené, čo umožňuje jeho voľné kmitanie. Zvlnené okraje difúzora tvoria tzv horné zavesenie, A spodné zavesenie- Toto je centrovacia podložka.

Tenké drôty z kmitacej cievky sú vyvedené von z difúzora a zaistené nitmi. A na vnútornej strane difúzora je k nitom pripevnený lankový medený drôt. Ďalej sú tieto viacžilové vodiče prispájkované k okvetným lístkom, ktoré sú namontované na doske izolovanej od kovového telesa. Vďaka kontaktným plátkom, ku ktorým sú prispájkované viacžilové vodiče kmitacej cievky, je reproduktor pripojený k obvodu.

Ako reproduktor funguje?

Ak prechádzate premennou cez hlasovú cievku reproduktora elektriny, potom bude magnetické pole cievky interagovať s konštantným magnetickým poľom magnetického systému reproduktora. To spôsobí, že kmitacia cievka bude buď vtiahnutá do medzery v jednom smere prúdu v cievke, alebo vytlačená z nej v druhom smere. Mechanické vibrácie kmitacej cievky sa prenášajú do difúzora, ktorý začne oscilovať v čase s frekvenciou striedavého prúdu a vytvára akustické vlny.

Označenie reproduktora na schéme.

Podmienené grafické označenie dynamika je nasledovná.

Vedľa označenia sa píšu písmená B alebo B.A. a potom sériové číslo reproduktora v schéme zapojenia (1, 2, 3 atď.). Konvenčný obraz reproduktora v schéme veľmi presne vyjadruje skutočný dizajn elektrodynamického reproduktora.

Základné parametre audio reproduktora.

Hlavné parametre audio reproduktora, ktorým by ste mali venovať pozornosť:

Ale okrem aktívneho odporu má kmitacia cievka aj reaktanciu. Reaktancia vzniká, pretože kmitacia cievka je v skutočnosti obyčajná tlmivka a jej indukčnosť odoláva striedavému prúdu. Reaktancia závisí od frekvencie striedavého prúdu.

Aktivita a reaktancia kmitacej cievky tvorí celkovú impedanciu kmitacej cievky. Označuje sa písmenom Z(tzv. impedancia). Ukazuje sa, že aktívny odpor cievky sa nemení, ale reaktancia sa mení v závislosti od frekvencie prúdu. Pre poriadok sa meria reaktancia kmitacej cievky reproduktora pri pevnej frekvencii 1000 Hz a k tejto hodnote sa pripočítava aktívny odpor cievky.

Výsledkom je parameter, ktorý sa nazýva nominálny (alebo plný) elektrický odpor hlasová cievka. Pre väčšinu dynamických hláv je táto hodnota 2, 4, 6, 8 ohmov. Dostupné sú aj reproduktory s impedanciou 16 ohmov. Spravidla je táto hodnota uvedená na kryte dovážaných reproduktorov, napríklad takto - 8Ω alebo 8 Ohm.

Za zmienku stojí fakt, že celkový odpor cievky je niekde o 10 až 20 % väčší ako aktívny. Preto sa dá určiť celkom jednoducho. Stačí ohmmetrom zmerať aktívny odpor kmitacej cievky a výslednú hodnotu zvýšiť o 10 - 20 %. Vo väčšine prípadov možno brať do úvahy iba čisto aktívny odpor.

Menovitý elektrický odpor kmitacej cievky je jedným z dôležitých parametrov, pretože ho treba brať do úvahy pri zosúlaďovaní zosilňovača a záťaže (reproduktora).

Frekvenčný rozsah je rozsah zvukových frekvencií, ktoré dokáže reproduktor reprodukovať. Merané v hertzoch (Hz). Pripomeňme si, že ľudské ucho vníma frekvencie v rozsahu 20 Hz – 20 kHz. A toto je len veľmi dobré ucho :).

Žiadny reproduktor nedokáže presne reprodukovať celý počuteľný frekvenčný rozsah. Kvalita reprodukcie zvuku sa bude stále líšiť od požadovanej.

Preto bol počuteľný rozsah zvukových frekvencií konvenčne rozdelený na 3 časti: nízkofrekvenčné ( LF), stredná frekvencia ( stredný rozsah) a vysoká frekvencia ( HF). Napríklad basové reproduktory najlepšie reprodukujú nízke frekvencie - basy a vysokofrekvenčné - „pískanie“ a „zvonenie“ - preto sa nazývajú výškové reproduktory. Nechýbajú ani širokopásmové reproduktory. Reprodukujú takmer celý zvukový rozsah, no kvalita ich prehrávania je priemerná. V jednej veci vyhrávame – pokrývame celý frekvenčný rozsah, v inej prehrávame – v kvalite. Preto sú širokopásmové reproduktory zabudované do rádií, televízorov a iných zariadení, kde niekedy nie je potrebný kvalitný zvuk, ale je potrebný len čistý prenos hlasu a reči.



Pre vysokokvalitnú reprodukciu zvuku sú basové, stredotónové a výškové reproduktory kombinované v jednom kryte a vybavené frekvenčnými filtrami. Ide o reproduktorové sústavy. Keďže každý reproduktor reprodukuje len svoju časť zvukového rozsahu, celková práca všetkých reproduktorov výrazne zvyšuje kvalitu zvuku.

Basové reproduktory sú zvyčajne navrhnuté tak, aby reprodukovali frekvencie od 25 Hz do 5000 Hz. Basové reproduktory majú zvyčajne veľký priemer kužeľa a masívny magnetický systém.

Stredotónové reproduktory sú navrhnuté tak, aby reprodukovali frekvenčný rozsah od 200 Hz do 7000 Hz. Ich rozmery sú o niečo menšie ako u basových reproduktorov (v závislosti od výkonu).

Výškové reproduktory dokonale reprodukujú frekvencie od 2000 Hz do 20 000 Hz a vyššie, až do 25 kHz. Priemer difúzora takýchto reproduktorov je zvyčajne malý, hoci magnetický systém môže byť dosť veľký.

Menovitý výkon (W) - ide o elektrický výkon audiofrekvenčného prúdu, ktorý je možné dodať do reproduktora bez hrozby poškodenia alebo poškodenia. Merané vo wattoch ( W) a miliwatty ( mW). Pripomeňme, že 1 W = 1000 mW. O skrátenom zápise číselných hodnôt si môžete prečítať viac.

Množstvo výkonu, ktoré má konkrétny reproduktor zvládnuť, môže byť uvedené na jeho kryte. Napríklad takto - 1 W(1 W).



To znamená, že takýto reproduktor možno ľahko použiť v spojení so zosilňovačom, výstupný výkon ktorý nepresahuje 0,5 - 1 W. Samozrejme je lepšie zvoliť reproduktor s nejakou výkonovou rezervou. Fotografia tiež ukazuje, že je uvedený menovitý elektrický odpor - 4Ω(4 ohmy).

Ak použijete viac energie na reproduktor, než na aký je určený, bude fungovať s preťažením, začne „pískať“, skresľuje zvuk a čoskoro zlyhá.

Pripomeňme, že účinnosť reproduktora je okolo 2 – 3 %. To znamená, že ak je do reproduktora dodávaný elektrický výkon 10 W, tak zvukové vlny prevádza iba 0,2 - 0,3 W. Docela málo, však? Ale ľudské ucho je veľmi sofistikované a je schopné počuť zvuk, ak vysielač reprodukuje akustický výkon asi 1 - 3 mW vo vzdialenosti niekoľkých metrov od neho. V tomto prípade musí byť do vysielača - v tomto prípade reproduktora - dodaný elektrický výkon 50 - 100 mW. Preto nie je všetko také zlé a pre pohodlné ozvučenie malej miestnosti úplne postačí dodať reproduktoru 1 - 3 W elektrického výkonu.

To sú len tri základné parametre reproduktora. Okrem nich existujú aj také, ako je úroveň citlivosti, rezonančná frekvencia, amplitúdovo-frekvenčná odozva (AFC), faktor kvality atď.