Akustik sistemlerin tarihçesi. Metal difüzörlü “Elektronik” hoparlörlerin yaratılış tarihi. Hoparlör nasıl çalışır?
Bugün artık ses, müzik, kulaklık olmadan hayatımızı hayal edemiyoruz. ucuz hoparlörler ve markalı hoparlör sistemleri her biri birkaç yüz watt, komşuları korkutuyor. Akustik sistemlerin neredeyse iki yüzyıllık gelişim tarihine dalalım ve hayatımızın bu ayrılmaz özelliğinin zorlu evrim yolunu izleyelim. Sessizlik daha da arttı. Terry Pratchett Elektrik ve ses: ilk deneyler 1831'de dünya zamanımızın en büyük keşiflerinden birini bekliyordu: İngiliz deneysel fizikçi Michael Faraday elektromanyetik indüksiyon gibi bir olguyu gözlemledi. Üç yıl içinde elektrik ve manyetik alanlar, elektromanyetizma ve biraz sonra da piezoelektrik kavramı ortaya çıkacak. İnsan yavaş yavaş elektrik çağına giriyor. O dönemde hayat bize biraz sıkıcı gelebilir: televizyonun, radyonun ve elektrik aydınlatmasının olmaması. Eğlence için - toplar ve tiyatrolar, ruh için - canlı müzik, iş için - manuel güç, su çarkları, yel değirmenleri ve mekanik cihazlar. Modern hoparlör sistemlerine uzaktan da olsa benzeyen cihazların ortaya çıkması için onlarca yıl geçmesi gerekecek, ancak İtalyan Antonio Meucci şimdilik "konuşan bir telgraf" geliştiriyor. 1849'da Meuchi, modern telefonun öncüsünün tamamen çalışan bir prototipini yaptı, ancak eksikleri vardı. Para patent almak için 250$ tutarındaki tutarı ödemesine izin vermiyor. 11 yıl sonra mucit, telgraf kullanarak bir şarkıcının sesini birkaç mil mesafeye iletmenin nasıl mümkün olduğunu gösterdi ve 1861'de Johann Philipp Reis araştırmaya katıldı. Johann Reis, "Elektrik akımı yoluyla telefonla ilgili" bir rapor yayınlayarak, haklı olarak ilk hoparlör olarak adlandırılabilecek bir cihazı kamuoyuna gösteriyor. Ancak Reis, “müzik telefonu” ismini tercih ediyor. Reis, membran olarak cıvaya batırılmış domuz bağırsağını seçti.Alıcının bakır bobini, gelen akımdan etkileniyor. galvanik pil alıcının çelik çubuğunun mıknatıslanmasına ve manyetikliğinin giderilmesine neden oldu. Reis'in hoparlörü 100 metreye kadar mesafeden duyulabiliyordu ve görünüşü, elektrodinamik akustik sistemlerin inşasına giden yolda sağlam bir temel oluşturdu. Ne yazık ki, tasarımın kusurlu olması ve malzemelerin özgüllüğü, yalnızca çok yüksek seslerin yeniden üretilmesini mümkün kıldı. Hoparlör insan konuşmasına uygun değildi. Birkaç ay sonra Johann Reis'in icadına "komik oyuncak" adı verilecek ve Alman tamirci Albert bu "işe yaramaz buluşun" üretimini bizzat organize edecek. Bu cihazlardan biri Alexander Graham Bell'in eline geçer. Yarış hoparlörünün çalışma prensibini inceleyen Bell, sağır insanlar için sesi ışık sinyaline dönüştüren bir cihaz olan kendi "know-how"ını geliştirmeye başladı. Sonraki 16 yıl boyunca Bell bir telefon geliştirdi ve sonunda 1876'da, 14 Şubat'ta, cihazının patentini aldı. Telgraf mesajlarının iletilmesinde yüzlerce deneyi tamamlayan ve düzinelerce farklı tasarım geliştiren Bell, bir sonraki buluşunu yaratmaya geldi: Bell'in telefonu, manyetik bir sisteme ve bir endüktans bobinine bağlı, gerilmiş deri membranlı bir tüple temsil ediliyordu. Mikrofon olarak tasarım olarak benzer bir "hoparlör" kullanıldı ve bu nedenle insan sesinin neden olduğu elektriksel titreşimler, uzun kabloların direncini yenemeyecek kadar küçüktü. Bell'in telefonuyla maksimum ses aktarım aralığı yalnızca 500-600 metreydi. Korna hoparlörlerinin dönemi Ses amplifikasyonunun temellerinin MÖ 3. yüzyılda atılmasına ve org gibi bir müzik enstrümanının (İskenderiye'de "hidraulos" adını almıştır) ortaya çıkışıyla ilişkilendirilmesine rağmen, kullanımı Akustik alanında nefesli çalgılara benzeyen kornanın kullanılmaya başlaması ise ancak 19. yüzyılın ikinci yarısında başladı. 1877'de Amerikalı mucit Thomas Edison, sesi kaydedebilen ve yeniden üretebilen ilk cihaz üzerinde çalışmayı tamamladı. Fonograf, önümüzdeki otuz yıl içinde dünyanın gramofonu, gramofonu, plakları göreceği ve ses kaydı gibi bir kavramla karşılaşacağı devrim niteliğinde bir buluş haline geldi (daha fazla ayrıntı için “Ses Kaydının Tarihi” makalesine bakın). Her ne kadar Edison her zaman elektrikten etkilenmiş olsa da, akustik deneylerinde yine de icadının yalnızca mekanik yeteneklerini geliştirmeye karar verdi. Bir fonograf tarafından ses üretiminin ilkesi, folyo kaplı bir silindir üzerinde kayıt sırasında oluşan girintiler ve düzensizlikler (ses izi) boyunca bir iğne kesiciyi kaydırmaktı. İğnenin mekanik titreşimleri, bir boynuzla donatılmış yayıcı membrana iletildi. Sesin fiziği, en basit akustik cihazı kullanarak iğnenin minik titreşimlerini önemli ölçüde artırmayı mümkün kıldı. Bununla birlikte, bu kadar tamamen mekanik bir akustik sistemin bir takım dezavantajları vardı. Ses seviyesi ve kazanç yetersizdi ve ses kalitesi arzu edilenden çok uzaktı. Ayrıca korna hoparlörleri çok büyüktü ve hareket kabiliyeti söz konusu değildi. Popülaritelerinin zirvesi 1880 ile 1920 yılları arasında, dünyanın dört bir yanından meraklı beyinlerin elektrodinamik akustik sistemleri icat edip bu sistemlerde uzmanlaştığı dönemde gerçekleşti. Üreticiler gelecekte hoparlörlerin korna tasarımına geri dönecekler ve zaten 21. yüzyılda bu tür yayıcılar, ancak elektrodinamik yasalarına göre çalışan, ses kalitesi standartlarından biri olarak kabul edilecek. Telgraf ve bobinden elektrodinamik hoparlörlere kadar Alexander Bell'in ortaya koyduğu hoparlörün çalışma prensibi neredeyse yarım yüzyıldır değişmeden kaldı. 1874 yılında Ernst Siemens, “akımın etkisi altında bir elektrik bobininin mekanik hareketini elde etmek için manyetoelektrik aparatın” kullanımına ilişkin bir patent aldı. Patentin yazarına göre, manyetik alana yerleştirilmiş özel destekli bir bobinin sesi yeniden üretmesi gerekiyordu. Ne yazık ki Siemens, patenti pratikte onaylayamadı. Sadece 1898'de İngiliz fizikçi ve mucit Oliver Lodge, ilk elektrodinamik hoparlörün tasarımının patentini aldı. Giriş AC sinyallerini ses üretecek şekilde dönüştürme ilkesini ortaya koyan Siemens, aslında tekerleklerin ortaya çıkmasından önce bisiklet şasisini icat etti: Alman mucit, ses dalgasını yükseltmesine ve hoparlör kafasını yukarı doğru sallamasına olanak tanıyacak bir çözüme sahip değildi. 19. yüzyılın sonlarında yeterli bir ses seviyesi elde etmenin mümkün olabileceği asla düşünülemezdi. Önümüzdeki 25 yıl boyunca "elektrikli ses" endüstrisi fiilen duracak ve Edison'un analog fonografı popülaritesinin zirvesine ulaşacak. Önde gelen fizikçiler ve deneyciler tarafından yapılan araştırmalar sonuçta hoparlör bobinine ve kafasına yeterli güç sağlayacak çözümler bulmamızı sağlıyor. Mucitler Chester Rice ve Edward Kellogg, General Electric laboratuvarında bir dizi deney yaptıktan sonra 1924'te bir elektrodinamik yayıcının çalışma prensibini patentlediler. Basit fiziğe dayanmaktadır: akustik güç, giriş sinyali frekansının karesiyle orantılı olarak artar. Hareketli sistemin rezonansının maksimum fazlalığı ile frekans aralığında diyaframın salınımlarını kullanarak, biraz bozuk ses üretimi elde etmek mümkündür. Her iki prensibi birbirine bağlayan Rice ve Kellogg, ses bobini diyaframıyla donatılmış bir dönüştürücü elde etti. 1926 yılı akustik sistemlerin daha da gelişmesinde bir dönüm noktasıydı. Dahili 1 W amplifikatöre sahip ilk endüstriyel radyo modeli Radiola Model 104 pazara giriyor. 1926'daki değeri 260 dolardı, bu miktar 2015'te 3.000 dolara eşdeğerdi. Radiola 28 radyo alıcısı da tüketicinin kullanımına sunuluyor.SSCB'den gelen yanıt, kablolu yayın için “Record” hoparlörü (“radyo noktası”) ve Merkezi Radyo Laboratuvarı'nda geliştirilen “TM” karelerinde yayın için korna analogu oldu. Petrograd'ın. İlk elektrodinamik hoparlörlerin tasarımı, esasen bir kağıt veya kumaş membranı hareket ettiren bir mıknatıs görevi gören yüksek dirençli bobinler içeriyordu. O zamanlar, güçlü mıknatıslar endüstride zaten aktif olarak kullanılıyordu ve 1927'de Harold Hartley, büyük bobinin kalıcı bir mıknatısla değiştirilmesini önerdi. Boşluktaki manyetik alanın kararlılığı nedeniyle, kalıcı bir mıknatıs, sesin düşük distorsiyonunu (20. yüzyılın ilk yarısındaki hoparlörlerin evrimsel dönemi dahilinde) sağlayabilir. Böyle bir "yüksek sadakat" (İngilizce "sadakat" - sadakat), kalıcı bir mıknatıs kullanan elektrodinamik hoparlörlerin üretimi, standardı olan yeni bir sınıf - Hi-Fi (Yüksek Sadakat - İngilizce "yüksek sadakat") olarak sınıflandırılır. Geçen yüzyılın 60'lı yıllarında onaylandı. “Kapalı kutu” Şaşırtıcı bir şekilde, Oliver Lodge tarafından belirlenen ve Rice ve Kellogg tarafından geliştirilen elektrodinamik yayıcıların çalışma prensibi bugüne kadar değişmeden kaldı. Masanızda gördüğünüz, odada duran veya ebeveynlerinizin dolabında toz toplayan hoparlörlerin hepsi, neredeyse 90 yıl önce piyasaya sürülen Radiola Model 104 radyodaki kurulu hoparlörlerle aynı prensipte çalışıyor. Prensip aynı kalıyor ancak akustik tasarımları önemli ölçüde değişti. Akustik sistemlerin evriminde Edgar Vilchur adında parlak bir mucit ortaya çıkmasaydı, bugün tam olarak ne dinleyeceğinizi ve modern konuşmacıların neye benzeyeceğini kesin olarak yanıtlamak kolay olmazdı. Ancak Vilchur sadece 1917'de doğmadı, elektrik akustiği dünyasında gerçek bir devrim yaratmayı da başardı. 20. yüzyılın 50'li yıllarının ortalarına kadar mühendisler, elektrodinamik hoparlörlerin ses kalitesini iyileştirme konusuyla ilgileniyorlardı. Bu amaçla “kutsal kâseyi” bulmak için araştırmalar yapıldı: membran malzemeleri, voltaj ve bobinlerle deneyler. Ne yazık ki ses hâlâ sertti ve "derin bas"ın varlığı söz konusu bile olamazdı. Hoparlör kabininin arka tarafı açık kaldı ve bu da düşük frekanslarda "kısa devreye" yol açtı. Hoparlör için başka bir tasarım seçeneği, bas refleksinin kullanılmasıydı; ancak bu, aynı zamanda kafanın rezonans frekansı üzerinde de çok az etkiye sahipti, ancak karakteristiği düşük frekans bölgesine genişletmeyi mümkün kıldı. 1954 yılında Amerikalı mucit Edgar Vilchur, "kapalı kutu" olarak adlandırılan bir cihazın tescili için patent başvurusunda bulundu. 2,5 yıl sonra Patent Ofisi başvuruyu karşılar ve yazar, çok yakında tüm akustik dünyasında devrim yaratacak olan buluşu için bir lisans alır. Elektrodinamik hoparlörlerdeki elastik süspansiyonun tasarımını kolaylaştırmak ve üzerine etki eden (önemli ses bozulmasına neden olan) yükleri azaltmak için Vilchur, çalışmaya havayı dahil etmeyi öneriyor. Fikir inanılmaz derecede basit görünebilir, ancak dehanın sırrı her zaman basitlikte yatmaktadır. Vilchur, fikrini hayata geçirmek için kapalı bir sistem kullanmayı öneriyor tahta kutu içine bir elektrodinamik hoparlörün yerleştirileceği yer. Tıpkı Arşimed'in eski çağlarda “Eureka” diye bağırması gibi, tüm dünyanın da “Bulundu” diye bağırması gerekirdi! Kapalı bir muhafazanın kullanılması, yalnızca hoparlörün sesini önemli ölçüde zenginleştirmeyi, düşük frekanslarla doyurmayı ve "etlilik" eklemeyi değil, aynı zamanda hoparlör sistemlerinin boyutunu büyük, ağır dolaplardan küçük komodinlere kadar azaltmayı da mümkün kıldı . Edgar Vilchur'un eşit derecede ustaca bir başka icadı, haklı olarak bir kubbe tweeter'ın (HF yayıcı veya tweeter) kullanılması olarak kabul edilir. Yüksek frekans üretimi için ayrı bir hoparlörün ilk kullanımı, Acoustic Research tarafından piyasaya sürülen AR1 ve AR2 sistemlerinin mantıksal evrimsel devamı haline gelen efsanevi AR3 hoparlör sisteminde bulunabilir. Bugün AR3 sütunu Washington'daki Smithsonian Müzesi'nde onurlu bir yere sahiptir. Bunu, Morse telgraf anahtarı ile Steve Jobs'un ilk PC'si Apple I arasındaki "Bilgi Çağı" sergileri arasında bulabilirsiniz. Ve başlıyoruz... Elektrodinamik yayıcıların temel çalışma prensipleri 1924'te ortaya konmuştu, Vilchur tarafından önerilen kapalı kutunun tasarımı 1956 yılında tescil edildi. Deneylerin, mevcut hoparlör sistemi tasarımının iyileştirilmesinin ve yüksek kalitede ses çıkışının yapılmasının zamanı geldi. yeni seviye . Akustik sistemlerin gelişimindeki en hızlı dönem, önde gelen üreticilerin gerçek bir teknoloji yarışması düzenlediği 1970 ile 1985 yılları arasında yaşandı. 1972'de Sansui, 360 derece ses emisyonuna sahip ilk SF1 hoparlörünü piyasaya sürdü. Japon üretici Pioneer, dome hoparlör kullanan CS-3000 modelini tanıtarak hemen cevabını veriyor. Olağanüstü tasarıma sahip korna ve difüzörün arka tarafındaki radyasyon yakalama özelliği sayesinde küçük Victor FB-5-2 hoparlör, yalnızca 1 W tüketerek standart bir oturma odasında ses çıkarmanıza olanak tanır. Gerçekten etkileyici baslara sahip ilk hoparlör (düşük çalma frekansı 20 Hz'den başlar) 1973'te piyasaya sürüldü. Technics SB-1000: 22 cm mıknatıslar, 10 cm bobinler ve 52 kg ağırlık. Bir yıl sonra sektör tarihinin en popüler konuşmacılarından biri piyasaya çıkıyor. 1974 yılında Yamaha NS 1000 akustik sistemini sundu.Difüzör üretiminde berilyum kullanan Japon mühendisler neredeyse tüm özelliklerde piyasadaki kafaları geçmeyi başardılar. Akustik sistemlerin ses güvenilirliği konusunu incelemeye başlayan Technics, bu alanda bir kez daha teknolojik bir atılım gerçekleştiriyor. Mart 1975'te Tokyo'da bir basın toplantısında zamanının en çok satan ürünü olan Technics SB-7000 üç yollu hoparlörü tanıttı. SSCB'de tüketicileri ancak 70'lerin sonlarına doğru güçlü sesle memnun etmeye karar verdiler. "Gürültülü ve gürleyen S-90" olarak bilinen bir dizi hoparlör 35 AC-1 ve 35 AC 212, Sovyet vatandaşlarının dikkatini çekti. Batılı üreticiler konser salonları için tasarlanmış büyük ve güçlü hoparlör sistemlerini tanıtırken, Japon şirketler öncelikli olarak “ev hoparlör sistemleri” geliştirmeyi tercih ediyor. 70'lerin başından 80'lerin ortalarına kadar piyasaya dökülen akustik sistemlerin tümünü listelemek mümkün değil. Üreticiler, hoparlörlerin yerleştirilmesinden, şekline ve ses yalıtımına, kafa imalatında en sıra dışı malzemelerin kullanımına kadar ellerinden gelen her şeyi deniyor. 1976 yılında İngiliz Bowers & Wilkins şirketi ilk kez Kevlar'dan orta sınıf bir hoparlör konisi üretmeye başladı. B&W DM6 modeli pazara bu şekilde giriyor. Hoparlör sistemi üreticilerinin daha sonraki araştırmaları, halihazırda dinleyicinin müzik atmosferine maksimum düzeyde dahil olmasını sağlamayı amaçlamaktadır. Ancak ses alanındaki deneyler süresiz olarak devam edebilir, ancak yalnızca hassas ekipman, gerekli teknik ekipman ve tüm hoparlör üreticilerinin gerçekte ne için çabaladığına dair bir anlayış meyve verebilir. 1981 yılında Bowers & Wilkins'in kurucu ortağı John Bowers, İngiltere'nin küçük kasabası Steyning'de ayrı bir araştırma laboratuvarı açmaya karar verdi. Birkaç yıl sonra Bowers'ın buluşu Birleşik Krallık'ın çok ötesinde meşhur olacak ve "Ses Üniversitesi", konuşmacıları tamamen yeni bir ses düzeyine taşıyacak etkileyici bir keşifler listesi hazırlayacak. Genel kabul gören 2.0 stereo formatının ardından 3, 5, 7 ve hatta 9 hoparlörden oluşan hoparlör sistemleri de piyasaya girerek dinleyicinin çok kanallı sesin ve 3 boyutlu mekansal ses duygusunun keyfini çıkarmasını sağlıyor. 1994 yılında Bluetooth teknolojisinin tanıtılması kablosuz iletim veriler akustik sistemler alanını etkilemekten başka bir şey yapamazdı. Ekim 2009'da Creative, sesi bir ses kaynağından iletmek için Bluetooth teknolojisini kullanan ilk 2.1 hoparlör sistemini tanıttı. Bir yıl sonra, 1 Eylül 2010'da San Francisco'daki bir sunumun parçası olarak Apple şirketi cihazlar arasında kablosuz veri akışı için kendi teknolojisini sunacak: AirPlay. AirPlay'in başlamasının ardından yeni sayfa elektroakustik tarihinde - muhteşem tasarımı birleştiren kablosuz hoparlör sistemleri çağı, mükemmel ses ve muhteşem işlevsellik. Ancak bu ayrı bir makalenin konusu. http://iphones.ru
Irina Aldoshina
İlk yayın tarihi:
Eylül 2007Terimler, tanımlar, gelişim tarihi.
Yirminci yüzyılın en ünlü icatlarından biri hoparlör. Ses kayıt ve ses üretim sistemlerinin geliştirilmesini mümkün kılan şey (mikrofonla birlikte) görünümüydü. Şu anda hoparlörler en popüler ses ekipmanı türleri arasındadır (kaba tahminlere göre endüstriyel üretimleri yılda 500 milyon adede ulaşmaktadır). Hoparlörlerin ses kalitesi, ses güçlendirme sistemlerinde, radyo yayıncılığında, televizyonda, ses kaydında ve evde oynatmada sesin kalitesini büyük ölçüde etkiler.
Bu nedenle hoparlörlerde ses dönüşümünün fiziksel süreçlerinin incelenmesi, bunların oluşturulması Matematiksel modeller ve algoritmalar, yazılım ürünleri Düzinelerce üniversite ve araştırma merkezi hesaplama ve tasarımlarıyla ilgileniyor ve üretimlerinde yüzlerce büyük şirket yer alıyor. AES'in (Audio Engineering Society) uluslararası kongrelerinin hemen hemen hepsinde bu sorunlara yönelik özel bilimsel bölümler ve seminerler bulunması, bu kongreler çerçevesindeki sergilerde yeni modellerin ve teknik çözümlerin sunulması şaşırtıcı değildir.
Hoparlörlere adanmış bu önerilen makale dizisinde, modern hoparlörlerin çalışma prensipleri, tasarımı ve teknolojisi ile bunların hesaplanmasına yönelik yöntemler hakkında konuşacağız.
İlk makalede temel terimler ve tanımların yanı sıra Kısa hikaye hoparlör geliştirme
Terminoloji
Öncelikle uluslararası ve yerli standartlarda ve teknik literatürde şu anda kabul gören terminoloji üzerinde durmak gerekiyor (çünkü burada çok fazla kafa karışıklığı var). Uluslararası ve yerel standartlara uygun olarak “hoparlör” terimi, “akustik tasarımlı bir veya daha fazla hoparlör kafası ve elektrikli cihazlar (filtreler, regülatörler vb.) )". Dolayısıyla bu terim, sesi havaya yayan herhangi bir akustik dönüştürücüyü ifade eder. Tek bir yayıcı, yerel GOST 16122-87 standardında "hoparlör kafası" olarak belirlenmiştir (yabancı kataloglarda bazen "hoparlör ünitesi", "hoparlör tahrik elemanı" veya "sürücü" terimleri kullanılır).
Ancak teknik literatürde (ders kitapları, makaleler vb.) “hoparlör” terimi esas olarak tek bir hoparlör için kullanılmaktadır. Hoparlörleri, filtreleri, muhafazayı ve diğer parçaları içeren bir cihaza "hoparlör sistemi" adı verilir. Uygulama alanına göre “hoparlör sistemi” (ağırlıklı olarak ev kullanımı için), “akustik stüdyo ünitesi” (“kontrol ünitesi”, “monitör”), “ hoparlör", vb. Yabancı literatürde "akustik sistem" veya "hoparlör sistemi" terimleri sıklıkla kullanılmaktadır. Bu nedenle içerikten her seferinde neyle ilgili olduğunu anlamanız gerekir. Hakkında konuşuyoruz: hoparlör kafaları veya hoparlör sistemleri hakkında.
Uygulama alanı ne olursa olsun (stüdyo ekipmanlarında, ses güçlendirme sistemlerinde, ev ses üretim sistemlerinde), tüm hoparlörler (akustik sistemler) aşağıdaki temel unsurlardan oluşur (Şekil 1):
- yayıcılar(hoparlör kafaları), her biri (veya aynı anda birkaçı) kendi frekans aralığında çalışır;
- konutlar birkaç ayrı bloktan oluşabilen (her biri kendi aralığındaki yayıcılar için) veya tek bir tasarımı temsil edebilen;
- devrelerin filtrelenmesi ve düzeltilmesi ve diğerleri elektronik aletler(örneğin aşırı yük koruması, seviye göstergesi vb. için);
- ses kabloları ve giriş terminalleri; amplifikatörler(aktif hoparlör sistemleri için) ve geçitler (aktif filtreler), her frekans bandı için ayrı amplifikatörlerin kullanılması durumunda.
Öğe kümesi (hoparlör kafalarının sayısı, aktif veya pasif filtrelerin kullanımı, muhafazaların şekli ve tasarımı, vb.), amaçlarına bağlı olarak farklı hoparlör sistemi türleri için önemli ölçüde farklılık gösterebilir, ancak bunların yapım ilkeleri, hesaplama yöntemleri ve üretim teknolojileri büyük ölçüde benzerdir.
Bu konuların analizine geçmeden önce, hoparlörlerin ana elemanlarının (yayıcılar, muhafazalar, filtreler) oluşum tarihine kısaca bakalım.
Gelişim tarihi
İlk ses yayıcıları yaratma girişimleri 19. yüzyılın sonunda başladı. 1874 yılında, Siemens şirketinin kurucusu Alman mühendis Ernst Werner von Siemens, dikey yer değiştirmeye izin verecek şekilde özel bir destekle radyal bir manyetik alana dairesel bir tel bobinin yerleştirildiği bir manyetoelektrik aparatı tanımladı (patent numarası 149797). Daha sonra bu motor mekanizmasının ses üretmek için kullanılabileceğini belirtti ancak bunu pratikte göstermedi. 1877'de Siemens, Almanya ve İngiltere'de elektrodinamik hoparlörün temel özelliklerini tanımlayan ve daha sonra çeşitli endüstriyel tasarımlarda kullanılan iki patenti daha tescil ettirdi.
1876'da Amerikalı bilim adamı Alexander Bell telefonun patentini aldı ve sesini çok benzer bir dönüştürücü kullanarak gösterdi. 1898-1915 döneminde, konik bir diyafram, bir merkezleme rondelası, vb. gibi bireysel elemanların tanıtımıyla ilgili bir dizi patent tescil edildi (mucitler Oliver Joseph Lodge, John Matthias Augustus Stroh, Anton Pollak, vb.). Bunların hepsi yayıcılar, ilk örnekleri Şekil 2'de gösterilen boynuzlarla çalıştı. 2.
1915 ile 1918 yılları arasında, Bell Laboratuarlarından mühendisler Harold D. Arnold ve Henry Egerton, "dengeli armatür" prensibiyle çalışan hoparlör sürücüleri yarattılar (bazen "dengeli armatür" olarak da adlandırılır, ancak "dengeli armatür" köklü bir terimdir). Bu tasarımda, manyetik alanla etkileşime bağlı olarak hareket eden ve buna göre kornaya yüklenen koniyi iten çelik bir çubuk üzerinde bulunan bir sargıya alternatif akım sağlandı (Şekil 3). Takviyenin yüksek sertliği nedeniyle oynatma aralığı çok sınırlı olmasına rağmen, böyle bir cihaz 20. yüzyılın 30'lu yıllarına kadar kullanıldı. Tiyatrolarda ve sokaklarda ses sistemleri için ilk korna hoparlör modelleri (örneğin, 1919'da New York'ta Park Avenue'da, 1920'de Chicago'da Cumhuriyetçi Kongre'de vb.) bu özel tipte yayıcılar kullanıldı.
Elektrodinamik hoparlörlerin geliştirilmesinde devrim niteliğinde bir değişiklik, 1925 yılında General Electric'ten (ABD) mühendisler Chester W. Rice ve Edward W. Kellogg'un "Yeni bir boynuzsuz hoparlör türünün oluşturulmasına ilişkin notlar" adlı makaleyi dergide yayınlamasıyla meydana geldi. Amerikan Elektrik Mühendisleri Derneği Bildirileri" (Cilt 44, Nisan 1925). Bu mühendisler, ana tasarım unsurları bugüne kadar korunan, 20. yüzyılın en büyük icatlarından birinin kaşifleri olarak sonsuza kadar ses mühendisliği tarihine geçecekler. Aslında, bir ses bobini ve rezonans frekansının üzerinde bir aralıkta çalışan bir diyaframla bir elektrodinamik dönüştürücü oluşturuldu. Bu prensibe dayanarak bir hoparlörün ilk laboratuvar modeli geliştirildi ve aynı zamanda modelin montajı yapıldı. tüp amplifikatör, tüm frekans aralığında yeterli güç sağlar.
Zaten 1926'da, yerleşik 1 W amplifikatöre sahip Radiola Model 104 adı verilen böyle bir hoparlörün ilk endüstriyel modeli ortaya çıktı. Aynı zamanda bu hoparlörle çalışan Radiola 28 radyo alıcısı da piyasaya sürüldü. O andan itibaren dünya çapında bu tür hoparlörlerin seri üretimi başladı.
Rusya'da elektrodinamik hoparlörlerin oluşturulmasına yönelik çalışmaların neredeyse aynı anda yürütüldüğünü belirtmek ilginçtir. 1923'te Petrograd'da Merkezi Radyo Laboratuvarı (CRL) kuruldu, daha sonra Yayın Alımı ve Akustik Enstitüsü (IRPA) olarak yeniden adlandırıldı. Hoparlörler, yaratılışının ilk günlerinden itibaren IRPA'da geliştirildi. 1926 yılında, kendi adını taşıyan tesiste üretilmeye başlanan elektromanyetik hoparlör "Record" ve elektromanyetik korna dış mekan hoparlörü TM oluşturuldu. Kulakova. 1929'da A. A. Kharkevich ve K. A. Lamagin, IRPA'da üretimine 1931'de kendi adını taşıyan tesiste başlayan dinamik bir hoparlörün (doğrudan radyasyon ve korna) ilk örneğini geliştirdiler. Kozitsky ve Kiev Radyo Fabrikasında.
Zaten 1930-32'de, Moskova'daki Kızıl Meydan'da (100 W gücünde) ses amplifikasyonu için ilk güçlü hoparlörler oluşturuldu. 1935'ten beri ülke elektrodinamik hoparlörlerin seri üretimine başladı. Üretim hacminin giderek arttığına dikkat edilmelidir. 90'lı yılların başında ülkemizde elektrodinamik hoparlörlerin üretim hacmi yılda 70 milyondu (Ryazan Radyo Fabrikası - yıllık üretim 15 milyon, Gagarin Radyo Fabrikası - 13 milyon, Berd Radyo Fabrikası, Riga'daki NPO "Radiotekhnika", vesaire.) .
Elektrodinamik hoparlörlerin endüstriyel örneklerinin ortaya çıkmasıyla birlikte, neredeyse tüm korna hoparlör modelleri bunları yayıcı olarak kullanmaya başladı. Modern olanlara yakın tasarıma sahip korna hoparlörlerinin yaratılması, 1927'de bir ön korna odası ve özel bir lens kullanan dar boyunlu bir boynuz hoparlörünün patentini alan mühendisler Albert L. Thuras ve Edward Christopher Wente'nin çalışmalarıyla başladı ( Vücut gitti).
Sesli sinemanın gelişimi, sesin yeterli hacmini ve anlaşılırlığını sağlayan akustik sistemlerin oluşturulmasını gerektirdi. Bu, çok bantlı sistemlerin ortaya çıkmasına yol açtı. Bunlardan ilki, Douglas Shearer tarafından gösterilen, düşük frekanslı katlanmış kornalardan ve elektrodinamik hoparlörler kullanan yüksek frekanslı çok hücreli kornadan oluşan iki yönlü bir akustik sistemdi. Sistem 40-10000 Hz aralığını yeniden üretti ve oldukça yüksek bir hassasiyete sahipti (Şekil 4). 1938'de Sinema Sanatları ve Bilimleri Akademisi'nden ödül aldı ve sinemalarda, tiyatrolarda vb. çok bantlı ses sistemlerinin daha sonraki gelişimi için bir tür standart haline geldi.
Çok yollu hoparlör sistemlerinin yaratılmaya başlanmasıyla birlikte düşük, orta ve yüksek frekanslı hoparlörler arasında geçiş filtreleri kullanma ihtiyacı ortaya çıktı. Hoparlör filtresi teorisine ilişkin ilk makale 1936'da yayınlandı (John K. Hilliard ve Harry R. Kimball tarafından). 50'li yıllarda akustik sistemler için en çok tercih edilen biçim olarak kabul edilen birinci dereceden üçüncü dereceye kadar Butterworth filtrelerinin hesaplanmasına yönelik teoriyi verdi.
1940-50 döneminde, esas olarak güçlü korna akustik sistemleri ve bunlara karşılık gelen hoparlör kafaları, sinema salonları ve tiyatrolarda (JBL, Altec Lancing vb. firmalar) profesyonel seslendirme amacıyla geliştirildi.
Evde dekorasyonu olmayan büyük elektrodinamik kafalar kullanıldı. Ancak akustik kısa devre nedeniyle elde edilmesi mümkün olmadı. düşük frekanslar. İlk çok yollu hoparlör sistemlerinde hacmi 300-500 cc olan büyük "açık tip" kabinler kullanılıyordu. dm (litre), çoğaltılan frekans aralığı ise 80-100 Hz'den başladı.
Ev aletlerinde gerçek bir devrim, 1954 yılında AR'nin (Akustik Araştırma) kurucularından biri olan Edgar M. Villchur'un New York'taki bir sergide “akustik süspansiyon” adı verilen tamamen yeni bir prensibe dayanan küçük bir AR-1 hoparlör sistemini göstermesiyle başladı. ” veya "sıkıştırma tipi" muhafaza. Bu buluşun yolunu açan fikir modern sistemler ev kullanımı, düşük frekanslar elde etmek için, hava hacminin esnekliği, düşük frekanslı hoparlörün süspansiyonunun esnekliğinden üç kat daha fazla olan küçük boyutlu bir mahfazanın kullanılmasından oluşuyordu. Bu durumda, hareketli hoparlör sistemi elastik bir hava yastığının üzerinde "oturuyor" gibi görünüyor. Hava doğrusal bir ortam olduğundan, doğrusal olmayan distorsiyonları artırmadan hoparlör diyaframının yer değiştirmesini artırmayı ve böylece düşük frekansların küçük bir hacimde çoğaltılmasını mümkün kılar.
Bu tür sistemlerin oluşturulması, düşük frekanslı hoparlörlerin tasarım ilkelerinde bir değişiklik gerektirdi; amplifikatörlerden yüksek güç sağlayabilmek için ağır bir hareket sistemine, esnek bir süspansiyona, büyük bir ses bobinine ve manyetik bir devreye sahip olmaları gerekiyordu. Serinin düşük frekanslı kısmını güvenle yeniden üreten küçük hacimli bir akustik sistemin ortaya çıkışı, uzmanlar arasında şaşkınlığa neden oldu ve ev Hi-Fi hoparlör sistemlerinin geliştirilmesinde geniş bir yol açtı.
60'lı yıllarda KEF (İngiltere) tarafından ortaya atılan High-Fidelity ekipman (yüksek sadakat; yani canlı sese maksimum uyum sağlayan ekipman) oluşturma konsepti, hem ev hem de profesyonel akustiğin gelişimi için güçlü bir itici güç oldu. sistemler: tüm elemanların (hoparlör kafaları, mahfazalar, filtreler) tasarımının iyileştirilmesi, üretim teknolojileri, parametrelerin ölçülmesi için yeni yöntemlerin geliştirilmesi ve bunların hesaplanması için bir teori oluşturulması. Yüzlerce şirket, araştırma merkezi ve üniversite hoparlörlerin üretimi ve geliştirilmesine katıldı.
Hoparlör kabinlerinin geliştirilmesindeki ilerleme, öncelikle çok çeşitli tasarımların ortaya çıkmasıyla ilişkilendirildi: 1959'da Jensen şirketinden mühendis James F. Novak, kapalı sıkıştırma tipi kabinlerle (yukarıda bahsedildi) birlikte bas oluşturma konseptini tanıttı. refleks dolapları (fikir 1930'da Albert Turas tarafından patentlendi), bu da düşük frekans bölgesindeki ses basıncı seviyesini arttırmayı mümkün kıldı.
Şu anda çok çeşitli düşük frekanslı tasarımlar kullanılmaktadır: pasif radyatörlü, çift kameralı, “labirent” tipi, “bant geçiren filtre” tipi vb. Her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır ( Bundan sonraki yazılarımızda bundan bahsedeceğiz). Gelişimlerinde temelde önemli bir aşama, 1971-1973'te, filtre teorisiyle bir analojiye dayanan düşük frekanslı tasarımların (yazarlar Neville Thiele ve Richard Small) hesaplanması teorisinin yaratılmasıydı. Bu, kabin tasarımının bilimsel bir temele aktarılmasını ve hoparlör tasarımı uygulamalarında yaygın olarak kullanılan uygun bilgisayar programlarının oluşturulmasını mümkün kıldı. Orta ve yüksek frekansların yüksek kalitede çoğaltılmasını sağlamak için, çeşitli yollar kırınım bozulmasını azaltmak için ses ve titreşim yalıtımı ve oval şekilli muhafazalar oluşturuldu (esas olarak yüksek frekanslı hoparlörler için).
Hoparlör sistemlerinin büyük çoğunluğu çok bantlı prensip üzerine kurulduğundan, bu sadece ayırma işlevlerini yerine getirmeye başlayan çapraz filtrelerin oluşturulmasında önemli ilerlemelere yol açtı. Frekans bandı düşük, orta ve yüksek frekanslı hoparlörler arasında, ancak geçiş bölgesindeki yönelim karakteristiğini simetrik hale getirmek için. Şu anda çok sayıda var bilgisayar programları CACD, CALSOD, Filter Designer ve LEAP4.0 gibi filtre parametrelerini optimize etmenize olanak tanır.
Hoparlör kafalarında da önemli değişiklikler meydana geldi. Elektrodinamik olanların yanı sıra, diğer dönüşüm prensiplerine dayalı yayıcılar da üretilmeye başlandı: elektrostatik, Hale yayıcılar, piezofilm vb. (bunlar hakkında aşağıdaki makalelerde daha ayrıntılı olarak konuşacağız).
Elektrodinamik hoparlörlere gelince, Rice ve Kellogg tarafından önerilen tasarım o kadar başarılı oldu ki, hiçbir temel değişiklik olmadı; ilerleme esas olarak teknoloji alanında gerçekleşti.
50-70'lerde ortaya çıkan aşağıdaki özgün tasarım çözümleri not edilebilir.
1958'de Edgar Villchur, temelde yeni bir yüksek frekans yayıcı tasarımına sahip AR-3 akustik sisteminin bir modelini tanıttı: diyafram bir kubbe şeklinde yapılmıştı, merkezleme rondelası yoktu ve ses bobini doğrudan bağlandı diyaframa. Böyle bir tasarımın ortaya çıkması çok önemli bir sorunu çözdü: küçük boyutlu bir yarım küre diyaframın kullanılmasıyla yüksek frekans bölgesindeki yönlenme özelliklerinin genişletilmesi.
Özel sertleştirici kaburgalara sahip diyaframlara sahip güçlü düşük frekanslı hoparlörler ortaya çıktı; Bir örnek, 1954'te mühendis Harry Ferdinand Olson tarafından önerilen RCA-15 koaksiyel yayıcı modelidir.
1947'de Tannoy (İngiltere) tarafından oluşturulan, temelde yeni bir koaksiyel hoparlör tasarımı ortaya çıktı (Şekil 5). Buradaki fikir, uzaydaki düşük ve yüksek frekanslı kaynakların ayrılmasını ortadan kaldırmak ve radyasyonlarını tek bir noktadan elde etmekti; bu, aralarındaki faz kaymalarını ortadan kaldırır ve yönlenme özelliklerini geliştirir. Bu tasarımda, kubbe diyaframlı bir yüksek frekans hoparlörü ve difüzörü bunun için bir korna görevi gören düşük frekanslı bir hoparlörün çekirdeğindeki bir delikten yayılan özel bir dağıtıcı bulunur.
Büyük genliklerde ısıyı uzaklaştırmak ve sönümlemeyi artırmak için boşlukta özel bir manyetik sıvı (ferrosıvı) kullanılarak hoparlör tasarımları geliştirildi (önce yüksek frekans, ardından orta-düşük frekans).
Son başarılar
Son yıllarda elektrodinamik hoparlörlerin geliştirilmesinde en büyük ilerlemeler teknolojide sağlanmıştır. Artan amplifikatör güçleri (300-500 W), büyük seslerin bozulmadan iletilmesi için gereksinimler dinamik aralık(maksimum ses basıncı seviyesi ~130-140 dB), doğrusal ve doğrusal olmayan bozulmaların düzeyini azaltmak, hem malzeme seçiminde hem de elektrodinamik hoparlörlerin birçok öğesinin üretim teknolojisinde önemli değişikliklere yol açtı.
Woofer'larda teknolojik değişiklikler tüm unsurları etkiledi. Süspansiyonlar özel malzemelerden (doğal kauçuk, poliüretan köpük, kauçuklu kumaşlar, özel sönümleme kaplamalı doğal ve sentetik kumaşlar) yapılmaya başlandı ve özel bir şekil elde edildi: toroidal, sinüs şeklinde, S şeklinde vb. Düşük frekanslı diyaframlar hoparlörler (ilki 20'si parşömen veya hakiki deriden yapılmıştır) artık gücünü, sertliğini ve sönümleme özelliklerini artıran (örneğin yün lifleri, keten lifleri) çeşitli katkı maddeleri içeren doğal uzun lifli selüloz bazlı oldukça karmaşık bileşimlerden yapılmıştır. , karbon elyafı, grafit pulları, metal elyafları, neme dayanıklı ve sönümleyici emprenyeler). Bu tür kompozitlerin karmaşıklık derecesi, 10-15'e kadar bileşen kullanmaları gerçeğiyle değerlendirilebilir.
Bununla birlikte, doğal selülozlardan yapılan bileşimlerin yanı sıra, düşük frekanslı hoparlörlerin diyaframları için, kural olarak, daha önce havacılık ve askeri teçhizat için geliştirilen çeşitli kompozit malzemeler kullanılmış ve kullanılmaktadır: çok katmanlı bal peteği malzemeleri, köpüklü metaller vb. Düşük frekanslı hoparlörlerin diyaframları için, birçok Tanınmış şirket (JAMO, KEF, Cabasse, Tannoy, vb.), poliolefinlere (polipropilen ve polietilen) dayalı sentetik film bileşimleri ve yüksek modüllü Kevlar kumaşa (Siyah-Beyaz) dayalı kompozit malzemeleri giderek daha fazla kullanıyor. , Audix, vb.) .
Bu tür diyaframların kullanılması aşağıdakilerin sağlanmasını mümkün kılar: en iyi modeller düşük frekanslı hoparlörler 1500...2500 Hz'ye kadar düzgün bir frekans tepkisine sahiptir; bu, üç yollu hoparlör sistemlerinde sıklıkla kullanılan geçiş frekanslarından (400...600 Hz) neredeyse iki oktav daha yüksektir. Modern bir woofer tasarımı örneği, Şekil 2'de gösterilen JBL woofer'ın en yeni modellerinden biridir. 6. Neodimyum mıknatıslı manyetik devreyi, çift sargılı ses bobinini benimser. yüksek kapasiteler bozulma olmadan, karbon fiberli kompozit malzemeden yapılmış bir diyafram ve modern teknolojilerin diğer başarıları.
Uzay teknolojisindeki modern gelişmelerin özellikle etkili bir şekilde kullanıldığı yüksek frekanslı hoparlörlerin üretim teknolojisinde özel değişiklikler meydana geldi. En modern tasarımlardan birine örnek olarak, püskürtmeli altın katmana sahip titanyumdan yapılmış, 25 mm çapında ve 25 mikron kalınlığında bir kubbe diyaframı kullanan Tannoy yüksek frekanslı hoparlör modeli Prestige ST-200 verilebilir. tamamen benzersiz parametreler elde etmeyi mümkün kılan bir neodimyum mıknatıs vb.: -6 dB eşitsizlikle 54 kHz'e kadar frekans aralığı, -18 dB eşitsizlikle 100 kHz'e kadar, isim plakası gücü 135 W (tepe 550 W), hassasiyet 95 dB/V/m.
Son iki hoparlörün tasarımlarını ilk elektrodinamik hoparlör modelleriyle karşılaştırırsanız, bu ürünün yaratılışından bu yana neredeyse yüz yılda nasıl bir yol kat ettiğini ve hangi parametrelere ulaşıldığını görebilirsiniz.
Ses ve ses güçlendirme sistemlerine yönelik profesyonel hoparlörler, esas olarak gücü artırma ve belirli bir yönlenme özelliği oluşturma yolunda gelişmiştir. Çok çeşitli boynuz türleri oluşturuldu: kırınım, radyal, tekdüze kapsama, kıvrılmış vb. Yeni tip yayıcılar ortaya çıktı - kontrollü yönlenme özelliğine sahip ayrı aktif çok bantlı bloklardan oluşan güçlü doğrusal diziler.
Mevcut aşamada hoparlörlerin geliştirilmesindeki ana yönleri analiz edersek (örneğin, son yıllardaki AES kongrelerindeki materyallere dayanarak), aşağıdaki eğilimleri tespit edebiliriz:
- işitsel algıyla çok daha iyi ilişki kuran yeni parametrelerin ortaya çıkışı,
- engelsiz odalarda daha geniş bir parametre aralığının ölçülmesine olanak tanıyan yeni bir dijital metrolojinin oluşturulması,
- doğrusal ve doğrusal olmayan bozulmaları azaltmak için dijital filtreleme yöntemlerinin kullanılması,
- dijital hoparlörler oluşturmanın yollarını aramak,
- Hoparlörlerin parametrelerini, kuruldukları odanın özellikleriyle eşleştirmek için uyarlanabilir dijital işlemcilerin geliştirilmesi.
Modern elektrodinamik hoparlörlerdeki tasarım özellikleri, teknoloji ve distorsiyonu azaltmaya yönelik yöntemler hakkında daha fazla ayrıntı, serinin sonraki makalelerinde tartışılacaktır.
Her şey, 1976'da piston modunda çalışan "süper ideal" hoparlörlerin tüm frekans aralığında sunulduğu Osaka'daki (Japonya) dünya sergisinde başladı. Bu teknik bir atılımdı. Piston modunda, radyal bükülen dalgaların yayılma hızı o kadar yüksektir ki, difüzör tüm frekans aralığı boyunca tek bir ünite olarak hareket eder. Bu hoparlörler düz bir frekans tepkisine (35Hz -35kHz ±1,5 dB) sahipti ve doğrusal olmayan bozulmalar Psikofizyolojik fark edilebilirlik eşiklerinden 1000 kat daha düşük.
VHS formatında olduğu gibi, o zamanın HI-FI pazarının liderlerinden uzmanlar bu gelişme üzerinde çalıştı: Bunlar Japon şirketleri - Sanyo ve akustik bölümü OTTO, - Sony, hoparlörleri SS-G5, SS-G7, O zamanlar SS-G9, kubbe orta kademe hoparlörlerin üretiminde en büyük deneyime sahip olan Yamaha'nın kalite standardı olarak kabul ediliyordu. Bir dizi Amerikalı üreticinin yanı sıra, konsepti bu konuşmacıların temeli olarak seçilen genç (o zamanlar) İngiliz şirketi Wilson.
Sergide bu akustik Fisher markası altında sunuldu. Solmakta olan şirket Sanyo endişesi tarafından satın alındı, bu tür hoparlörlerin piyasaya sürülmesinin efsanevi markayı yeniden canlandırması gerekiyordu. Avrupa ve ABD için bunlara, Japon iç pazarı için Fisher 1200 Studio Standardı (STE 1200) - OTTO SX-P1 adı verildi.
Yerli “süper ideal” konuşmacıların tarihi başladı Uluslararası konferans 1977'de Batı Almanya'da. Katılımcılardan biri CPSU Merkez Komitesinin üst düzey bir üyesi, müzik aşığı ve kaliteli müziğin hayranıydı. Konferansın sonundaki resepsiyonda alışılmadık derecede büyüleyici ve "canlı" müzik dikkatini çekti. Temsilcimiz ses kaynağıyla ilgilendi; bu bir Fisher 1200 Studio Standardıydı. İngiltere temsilcisi, SSCB'de füzeler ve denizaltılar dışında başka hiçbir şey yapamayacakları yönünde bir şaka yaptı... Sovyet delegasyonu Moskova'ya döndükten sonra bir sevkiyat geldi - bir Fisher 1200 Studio Standard. Alman arkadaşlarının hediyesiydi.
Parti Merkez Komitesinin tüketim mallarının geliştirilmesine ilişkin bir sonraki raporunda, CPSU Merkez Komitesinin yaklaşan kongresi için piston modunda çalışan en yüksek karmaşıklık sınıfına sahip yeni konuşmacıların sunulacağı ve üretime alınacağı belirtildi. Bu arada Fisher 1200 Studio Standard sökülüp incelendi.
Görev, SSCB Elektronik Endüstrisi Bakanlığı'nın önde gelen tasarım bürolarına ve radyo mühendisliği işletmelerine verildi. Ancak harcanan çabalara ve kaynaklara rağmen kimse bir prototip bile yapmayı başaramadı. Liderler, işlerini kaybetme korkusuna rağmen, oybirliğiyle Sovyet endüstrisinin bu tür teknolojilere sahip olmadığını ve yabancı gelişmelerin yirmi yıl gerisinde olduğunu açıkladılar. Bilindiği gibi SSCB'deki askeri sanayi tam tersine dünyanın ilerisindeydi. İngiliz delegenin şakası haklıydı.
Daha sonra proje, o zamanlar nükleer denizaltılar için bileşenler üreten Moskova'daki NPO "Thorium" a verildi. 1980'in sonunda prototiplerin yaratıldığı yer. Ve iki yıl sonra Electronics 100AC 060 adı verilen hoparlörlerin seri üretimine geçildi, tasarruf olmadı, maliyetler dikkate alınmadı. Örneğin, ses bobinleri ve dinamik kafaların manyetik sistemleri, ilgili filtre bölümlerinin direnci ve bunların Thiel-Small parametreleri üzerindeki etkisi dikkate alınarak tasarlanmıştır. LF difüzörleri hassas ekipman kullanılarak üretildi; nikel alaşımı, yüksek sıcaklıktaki bir fırına yerleştirilen özel köpük kalıpları üzerine püskürtüldü ve burada nikel, kesin olarak tanımlanmış bir yapıya köpüklendirildi. Çıkartma daha sonra alüminyum folyonun nikel tabanına elle uygulandı. Orta seviye başlığın kubbesi, özel bir bölmede alüminyum bir alt tabaka üzerinde safirin dış katmanlarıyla oluşturuldu. HF yayıcı, bir lazer ve çerçevesiz bir alüminyum bobin kullanılarak elde edilen en ince yuvalara sahip halka şeklinde bir diyaframa sahipti. Tüm hoparlör sepetleri yüksek basınçlı dökme alüminyum alaşımdandı ve masif tabanlara sahipti. Çok bağlantılı doğrusal faz filtreleri yalnızca sinyali filtrelemekle kalmadı, aynı zamanda kafaların reaktansını ve bunların zaman-frekans sapmalarını da telafi etti. Beş katmanlı gövde duvarlarının titreşimini azaltmak için prototiplerde nükleer denizaltılardakiyle aynı malzemeler kullanıldı.
Daha sonra en popülerleri olan 7 hoparlör modelinin daha üretimine başlandı. Yeni modellerin ana dezavantajı, sesi esas olarak ses sinyalinin bas ve orta bas bölgesinde etkileyen, küçük boyutlu muhafazalarda aynı bas ve orta kademe kafalarının kullanılmasıydı.
Karmaşık üretim süreci ve yüksek oranda kusur nedeniyle, bu hoparlörler yılda yaklaşık 1000 çift gibi küçük miktarlarda üretildi. Bir 100AC'nin perakende ağındaki maliyeti 540 ruble ve üretim maliyetleri iki buçuk kat daha fazlaydı; işletmeye olan fiyat farkı elbette devlet tarafından fazladan ödendi.
İlk üretim örneklerinin yayınlanmasının ardından, tasarımcıların yanı sıra profesyonel ses mühendisleri ve müzisyenlerin de yer aldığı Leningrad Radyo Evi ve Melodiya şirketi ile ortaklaşa yürütülen karşılaştırmalı öznel incelemeler yapıldı. Seçmeler için o zamanın en iyi yabancı konuşmacıları seçildi (Wilson, Onkyo, JBL, Yamaha, Diatone, Sony, Kef, Tannoy, Technics, vb.), ancak seçmelerde orijinal Fisher konuşmacıları yoktu. Seçmeler sırasında Electronica iyi sonuçlar verdi ve geliştiriciler zaferlerini kutladılar. Sesleri net, ayrıntılı, orta derecede analitik, iyi artikülasyon ve dinamik olarak nitelendirildi. Sahnenin iyi çizilmiş olması ve ses görüntülerinin doğal sunumu da dikkat çekti. Kullanılan yol tüp amplifikatör ekipmanından oluşuyordu ve kaynaklar makaradan makaraya desteler ve vinil oynatıcılardı. Daha sonra, dijital formatların ortaya çıkmasından sonra, bazı ses tutkunları bu hoparlörlerin sesinin hafif metalik bir tonla sert olduğunu fark etti. Diğerleri hala bu hoparlörlerin kalite standardı ve doğal ses kaynağı olduğunu düşünüyor. Bu tür oldukça zıt görüşler büyük olasılıkla bu hoparlörlerin karmaşık empedansı ve nispeten yüksek kendi kendine endüktif emk'sinden kaynaklanmaktadır ve bu da bir transistör amplifikatörünün seçiminde zorluklara yol açabilir.
Fisher konuşmacılarının seçmelere katılması tesadüf değildi: 70'lerin sonunda üretimleri tamamen durduruldu ve fikir devam etmedi. Bu kadar karmaşık ve ileri teknoloji ürünü bir ürünün üretilmesinden dolayı pazar ilişkilerinin zarar görmesi mümkün değildi. Akustiğin perakende fiyatı maliyetleri haklı çıkarmadı ve üretim kısıldı.
RuNet'ten bazı bilgiler:
Geliştiricilerimizin başaramadığı birkaç şey (Otto SX-P1/Fisher STE 1200 ile karşılaştırıldığında):
1. Kasa duvarlarının kalınlığı 20 mm'ye karşı 30 mm'dir; malzeme: sıradan sunta ve özel kompozit. Sunta.
2. Mıknatıslar parametreleri karşılamadı, hatta LF ve MF'de iki mıknatısı birbirine yapıştırmak zorunda kaldık, bu da boşluktaki manyetik alanın konsantrasyonunu kötüleştiriyor.
3. Otto'nun düşük frekanslı difüzörü, daha ince nikel dokusu ve orijinal alaşımın özellikleri sayesinde daha fazla sertliğe ve daha az ağırlığa sahiptir. Difüzörün süspansiyonun takıldığı kenarında karton takviye bile bulunmuyor.
4. Daha fazla sertlik, emprenye ile sert bir kumaş süspansiyonunun kurulmasını mümkün kıldı, kalite faktörünü azalttı, bu da aynı rezonans frekansında daha yüksek hassasiyet sağladı.
5. Tüm hoparlörlerin bobinleri 2 katmanlıdır, çerçevesiz HF bobini de dahil olmak üzere düz tel ile sarılmış, düz alüminyum tel ile sarılmıştır. Orta kademe ve bas hoparlörlerin çerçeveleri alüminyumdan yapılmıştır ve metal difüzörlere ısıya dayanıklı ısı ileten yapıştırıcı ile yapıştırılmıştır. Sonuç olarak difüzörler, çok geniş bir güç aralığında doğrusal empedans elde etmeyi mümkün kılan bir ısı emici, bir radyatör görevi görür. 100AC'miz yuvarlak tel ile sarılmış geleneksel bobinleri ve yalnızca alüminyum folyo ile kaplanmış bir kağıt çerçeveyi kullanır.
6. SX-P1'in orta kademe difüzörü, her biri farklı sertlik/ağırlık/zayıflama parametrelerine sahip 3 katmanlı oksitlenmiş alüminyumdan yapılmıştır. 100AC – aynı kalınlıkta 1 kat alüminyum oksit.
7. 100AC'nin HF'si kesinlikle alüminyum oksitten değil, sıradan gıda sınıfı alüminyumdan yapılmıştır, yalnızca yüksek sıcaklıkta preslenir. Halkanın (difüzör bir kubbe değil, her iki hoparlör için bir halkadır) sert, ancak kırılgan olduğu ortaya çıktı, bu da zarın oluklarında kesinti yapılmasına izin vermedi. Otto'da, HF gibi halka, frekans aralığını radyo frekansına doğru genişletmeyi, rezonans frekansını azaltmayı, dinamiği arttırmayı mümkün kılan yuvalara ve diyafram olukunun özel bir sönümleme kaplamasına sahip alüminyum oksitten yapılmıştır. ve 100AC'nin doğasında bulunan metalik tonları ortadan kaldırın.
8. Filtreler, geniş kesitli kablolar ve altın kaplama terminallerle kablolanmış, odyofil bileşenlerden yapılmıştır.
9. Daha “pahalı” dış kaplama (abanoz ağacı kaplama).
Öncelikle i'leri noktalayalım ve terminolojiyi anlayalım.
Elektrodinamik hoparlör, dinamik hoparlör, hoparlör, doğrudan radyasyonlu dinamik kafa, ses frekansındaki elektriksel titreşimleri, ses olarak algıladığımız hava titreşimlerine dönüştürmeye yarayan aynı cihazın çeşitli adlarıdır.
Ses hoparlörlerini veya başka bir deyişle doğrudan radyasyonlu dinamik kafaları birden fazla kez gördünüz. Tüketici elektroniğinde aktif olarak kullanılmaktadırlar. Ses amplifikatörünün çıkışındaki elektrik sinyalini duyulabilir sese dönüştüren hoparlördür.
Verimliliğin (katsayı) dikkate alınması önemlidir. yararlı eylem) ses dinamikleri çok düşüktür ve yaklaşık %2 – 3 civarındadır. Bu elbette çok büyük bir eksi ama şu ana kadar daha iyi bir şey icat edilmedi. Elektrodinamik hoparlöre ek olarak, ses frekansının elektriksel titreşimlerini akustik titreşimlere dönüştürmek için başka cihazların da bulunduğunu belirtmekte fayda var. Bunlar örneğin elektrostatik, piezoelektrik, elektromanyetik tipteki hoparlörlerdir, ancak elektrodinamik tipteki hoparlörler elektronikte yaygın olarak kullanılır ve kullanılır.
Hoparlör nasıl çalışır?
Elektrodinamik bir hoparlörün nasıl çalıştığını anlamak için şekle bakalım.
Hoparlör manyetik bir sistemden oluşur - arka tarafta bulunur. Bir yüzük içerir mıknatıs. Özel manyetik alaşımlardan veya manyetik seramiklerden yapılmıştır. Manyetik seramikler, ferromanyetik maddeler (ferritler) içeren özel olarak preslenmiş ve "sinterlenmiş" tozlardır. Manyetik sistem ayrıca çelik içerir flanşlar ve çelik bir silindir adı verilen çekirdek. Flanşlar, çekirdek ve halka mıknatıs manyetik devreyi oluşturur.
Çekirdek ile çelik flanş arasında manyetik alanın oluştuğu bir boşluk vardır. Bobin çok küçük olan boşluğa yerleştirilir. Bobin, üzerine ince bir bakır telin sarıldığı sert silindirik bir çerçevedir. Bu bobine aynı zamanda denir ses bobini. Ses bobini çerçevesi difüzör- daha sonra havayı "iterek" çevredeki havanın - akustik dalgaların - sıkıştırılmasını ve seyrekleşmesini sağlar.
Difüzör farklı malzemelerden yapılabilir, ancak daha çok preslenmiş veya dökülmüş kağıt hamurundan yapılır. Teknolojiler yerinde durmuyor ve kullanımda plastikten, metalize kaplamalı kağıttan ve diğer malzemelerden yapılmış difüzörler bulabilirsiniz.
Ses bobininin çekirdeğin duvarlarına ve kalıcı mıknatısın flanşına temas etmesini önlemek için manyetik boşluğun tam ortasına aşağıdaki şekilde monte edilir: merkezleme rondelası. Merkezleme rondelası olukludur. Bu sayede ses bobini, çekirdeğin duvarlarına temas etmeden boşlukta serbestçe hareket edebilir.
Difüzör metal bir gövde üzerine monte edilmiştir – sepet. Difüzörün kenarları oluklu olup serbestçe salınmasına olanak tanır. Difüzörün oluklu kenarları sözde üst süspansiyon, A alt süspansiyon- Bu bir merkezleme rondelasıdır.
Ses bobininden gelen ince teller difüzörün dışına çıkarılarak perçinlerle sabitlenir. Ve difüzörün iç kısmında perçinlere çok telli bir bakır tel bağlanmıştır. Daha sonra bu çok çekirdekli iletkenler, metal gövdeden izole edilmiş bir plaka üzerine monte edilen yapraklara lehimlenir. Ses bobininin çok çekirdekli kablolarının lehimlendiği kontak yaprakları sayesinde hoparlör devreye bağlanır.
Hoparlör nasıl çalışır?
Hoparlörün ses bobininden bir değişken geçirirseniz elektrik, daha sonra bobinin manyetik alanı, hoparlörün manyetik sisteminin sabit manyetik alanıyla etkileşime girecektir. Bu, ses bobininin ya bobindeki akımın bir yönündeki boşluğa çekilmesine ya da diğer yönde dışarı itilmesine neden olacaktır. Ses bobininin mekanik titreşimleri, alternatif akımın frekansıyla zamanla salınmaya başlayarak akustik dalgalar oluşturan difüzöre iletilir.
Diyagramdaki hoparlör tanımı.
Koşullu grafik tanımı dinamikler aşağıdaki gibidir.
Harfler ismin yanına yazılır B veya B.A. ve ardından devre şemasındaki hoparlörün seri numarasını (1, 2, 3 vb.) Diyagramdaki hoparlörün geleneksel görüntüsü, elektrodinamik hoparlörün gerçek tasarımını çok doğru bir şekilde aktarıyor.
Ses hoparlörünün temel parametreleri.
Ses hoparlörünün dikkat etmeniz gereken ana parametreleri:
Ancak aktif direncin yanı sıra ses bobininin de reaktansı vardır. Reaktans, ses bobininin aslında sıradan bir indüktör olması ve endüktansının alternatif akıma direnmesi nedeniyle oluşur. Reaktans alternatif akımın frekansına bağlıdır.
Ses bobininin aktif değeri ve reaktansı, ses bobininin toplam empedansını oluşturur. Harf ile belirtilir Z(Lafta, iç direnç). Bobinin aktif direncinin değişmediği, ancak reaktansın akımın frekansına bağlı olarak değiştiği ortaya çıktı. Düzen sağlamak için hoparlör ses bobininin reaktansı 1000 Hz sabit frekansta ölçülür ve bu değere bobinin aktif direnci eklenir.
Sonuç, nominal (veya tam) adı verilen bir parametredir. elektrik direnci ses bobini. Çoğu dinamik kafa için bu değer 2, 4, 6, 8 ohm'dur. 16 ohm empedanslı hoparlörler de mevcuttur. Kural olarak, bu değer, örneğin ithal edilen hoparlörlerin mahfazasında belirtilir: 8Ω veya 8ohm.
Bobinin toplam direncinin aktif olandan %10 ila %20 daha fazla olduğu gerçeğini belirtmekte fayda var. Bu nedenle oldukça basit bir şekilde belirlenebilir. Ses bobininin aktif direncini bir ohmmetre ile ölçmeniz ve elde edilen değeri %10 - 20 oranında artırmanız yeterlidir. Çoğu durumda yalnızca tamamen aktif direnç dikkate alınabilir.
Ses bobininin nominal elektrik direnci önemli parametrelerden biridir çünkü amplifikatör ile yükü (hoparlör) eşleştirirken dikkate alınması gerekir.
Frekans aralığı bir hoparlörün üretebileceği ses frekansı aralığıdır. Hertz (Hz) cinsinden ölçülür. İnsan kulağının 20 Hz – 20 kHz aralığındaki frekansları algıladığını hatırlayalım. Ve bu çok iyi bir kulak :).
Hiçbir hoparlör duyulabilir frekans aralığının tamamını doğru şekilde üretemez. Ses üretiminin kalitesi yine de gerekenden farklı olacaktır.
Bu nedenle, işitilebilir ses frekansları aralığı geleneksel olarak 3 bölüme ayrılmıştır: düşük frekanslı ( LF), orta frekans ( orta kademe) ve yüksek frekans ( HF). Bu nedenle, örneğin, woofer'lar düşük frekansları (bas ve yüksek frekansları) en iyi şekilde yeniden üretir - "gıcırtı" ve "zil" - bu yüzden onlara tweeter denir. Ayrıca tam aralıklı hoparlörler de vardır. Neredeyse tüm ses aralığını yeniden üretiyorlar ancak oynatma kaliteleri ortalama. Bir konuda kazanıyoruz - tüm frekans aralığını kapsıyoruz, diğerinde kaybediyoruz - kalitede. Bu nedenle, bazen yüksek kaliteli sesin gerekli olmadığı, yalnızca net ses ve konuşma aktarımının gerekli olduğu radyolarda, televizyonlarda ve diğer cihazlarda geniş bant hoparlörler bulunur.
Yüksek kaliteli ses üretimi için bas, orta aralık ve tweeter hoparlörleri tek bir muhafazada birleştirilmiş ve frekans filtreleriyle donatılmıştır. Bunlar hoparlör sistemleridir. Her hoparlör ses aralığının yalnızca kendi kısmını ürettiğinden, tüm hoparlörlerin toplam çalışması ses kalitesini önemli ölçüde artırır.
Tipik olarak woofer'lar 25 Hz'den 5000 Hz'e kadar frekansları yeniden üretecek şekilde tasarlanmıştır. Woofer'lar genellikle geniş çaplı bir koniye ve büyük bir manyetik sisteme sahiptir.
Orta kademe hoparlörler 200 Hz ile 7000 Hz arasındaki frekans aralığını yeniden üretecek şekilde tasarlanmıştır. Boyutları woofer'lardan biraz daha küçüktür (güce bağlı olarak).
Tweeter'lar 2000 Hz'den 20.000 Hz'ye ve daha yüksek, 25 kHz'e kadar frekansları mükemmel şekilde üretir. Bu tür hoparlörlerin difüzör çapı genellikle küçüktür, ancak manyetik sistem oldukça büyük olabilir.
Nominal güç (W) - bu, hasar veya hasar tehlikesi olmadan hoparlöre sağlanabilen ses frekansı akımının elektrik gücüdür. Watt cinsinden ölçülür ( W) ve miliwatt ( mW). 1 W = 1000 mW olduğunu hatırlayın. Sayısal değerlerin kısaltılmış gösterimi hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.
Belirli bir hoparlörün işlemek üzere tasarlandığı güç miktarı, yuvası üzerinde belirtilebilir. Örneğin, bunun gibi - 1W(1 W).
Bu, böyle bir hoparlörün bir amplifikatörle birlikte kolayca kullanılabileceği anlamına gelir. çıkış gücü 0,5 - 1 W'u aşmayan. Elbette biraz güç rezervine sahip bir hoparlör seçmek daha iyidir. Fotoğrafta ayrıca nominal elektrik direncinin de belirtildiği görülmektedir - 4Ω(4 ohm).
Hoparlöre tasarlandığından daha fazla güç uygularsanız, aşırı yük ile çalışacak, "hırıltılı ses çıkarmaya" başlayacak, sesi bozacak ve kısa sürede arızalanacaktır.
Hoparlörün verimliliğinin %2 – 3 civarında olduğunu hatırlayalım. Bu, hoparlöre 10 W'lık bir elektrik gücü sağlanırsa, o zaman anlamına gelir. ses dalgaları yalnızca 0,2 - 0,3 W'u dönüştürür. Oldukça fazla değil mi? Ancak insan kulağı çok karmaşıktır ve yayıcı, birkaç metre uzaklıkta yaklaşık 1 - 3 mW'lık bir akustik güç üretirse sesi duyabilir. Bu durumda, vericiye - bu durumda hoparlöre - 50 - 100 mW'lık bir elektrik gücü sağlanmalıdır. Bu nedenle her şey o kadar da kötü değil ve küçük bir odanın rahat ses çıkarması için hoparlöre 1 - 3 W elektrik gücü sağlamak oldukça yeterli.
Bunlar konuşmacının sadece üç temel parametresidir. Bunlara ek olarak hassasiyet düzeyi, rezonans frekansı, genlik-frekans tepkisi (AFC), kalite faktörü vb. gibi faktörler de bulunmaktadır.
