Głośnik
Z Wikipedii
Głośnik - przetwornik elektroakustyczny. Urządzenie elektryczne (odbiornik energii elektrycznej) przekształcające sygnał elektryczny w falę akustyczną. Idealny głośnik przekształca zmienny prąd elektryczny o odpowiedniej częstotliwości na falę akustyczną proporcjonalnie i liniowo. Rzeczywisty zakres częstotliwości, w którym głośnik wytwarza falę ciśnienia proporcjonalnie do napięcia (z dopuszczalnym odchyleniem) nazywa się pasmem przenoszenia głośnika.
[edytuj] Opis do ryc. "Przekrój przez głośnik dynamiczny"
Dynamiczny głośnik magnetoelektryczny składa się z magnesu najczęściej wykonanego z ferrytu, można również spotkać mniejsze magnesy neodymowe (szczególnie w głośnikach wysokotonowych) które mogą wytworzyć takie same pole magnetyczne jak magnesy ferrytowe. W polu magnetycznym umieszczona jest cewka składająca się z uzwojenia nawiniętego na sztywnym karkasie wykonanym z aluminium lub nomexu. Cewka przyczepiona jest do resora (wykonanego z tkaniny impregnowanej) i porusza się w szczelinie, która powinna być możliwie wąska - im jest ona węższa tym zwoje cewki znajdują się bliżej magnesu. Prąd zmienny przepływający przez cewkę wytwarza zmienne pole magnetyczne, które oddziałuje ze stałym polem magnetycznym magnesu powodując ruch cewki – do wewnątrz lub na zewnątrz, w zależności od kierunku przepływu prądu, a wraz z nią porusza się membrana. Im większe natężenie prądu, tym na cewkę działa większa siła i zwiększa się amplituda drgań membrany. Te ruchy wprawiają w drganie powietrze wytwarzając tym samym falę akustyczną. Membrana najczęściej budowana jest w kształcie stożka z materiałów takich jak: papier, celuloza, polipropylen, kevlar oraz inne jak aramid, bawełna, włókno szklane, aluminium oraz z nich różnego rodzaju laminaty, których proporcje oraz rodzaj są zazwyczaj trzymane w tajemnicy przez producentów ściągających się w wykonaniu głośnika odwzorowującego jak najżywsze i naturalne dźwięki, dzięki użyciu coraz bardziej sztywnych i lekkich membran. Na środku membrany stosowane są kopułki osłaniające szczelinę przed kurzem i niepożądanymi ciałami, które mogły by pogarszać parametry głośnika a nawet doprowadzić do uszkodzenia cewki na skutek tarcia. Kopułka może być zastąpiona korektorem fazy, który ma kształt szpica i jest przymocowany na stałe, nie porusza się wraz z membraną. Aby membrana mogła poruszać się wzdłuż osi głośnika nie ocierając się o inne jego części, zawieszona jest na resorze w postaci elastycznego krążka w pobliżu magnesu i odpowiednio ukształtowanego obrzeża membrany (lub specjalnego pierścienia pośredniego) przymocowanego do kosza głośnika. Do budowy tego zawieszenia najczęściej stosuje się papier, gumę lub piankę, która jest przyklejona do kosza głośnika. Kosz głośnika może być wykonany z blachy stalowej, tzw. wytłoczka, mogą być one pokryte lakierem proszkowym żeby przesunąć rezonans własny w kierunku wyższych częstotliwości. Można także spotkać się z koszem wykonanym z tworzywa sztucznego. Jego zaletą jest mała waga, niestety jednak kosze takie są dość delikatne, dlatego też najlepsze kosze odlewane są z aluminium i aluminiopodobnych stopów, magnezu itp. To powoduje, że kosz jest bardzo sztywny i nie wygina się przy dużych obciążeniach.
Potocznie głośnikiem nazywa się również zespół głośników zamknięty w wspólnej obudowie poprawnie nazywanej kolumną głośnikową.
[edytuj] Podział
[edytuj] ze względu na zasadę działania:
- Magnetoelektryczne (dynamiczne) - w polu magnetycznym magnesu (rys. magnet) umieszcza się przewodnik (cewkę magnetyczną) (rys. Voice coil), w którym płynie prąd elektryczny. Oddziaływanie magnesu i przewodnika z prądem wywołuje ruch przewodnika, do którego przymocowana jest membrana (rys.cone). Cewka jest połączona sztywno z membraną a całość jest odpowiednio zawieszona (rys. spider i surround), tak aby zapewnić pionowy ruch cewki w szczelinie magnesu bez ocierania się o magnes.
- Elektromagnetyczne - przepływ prądu o częstotliwości akustycznej powoduje powstanie zmiennego pola magnetycznego. Pole to magnesuje ferromagnetyczny rdzeń połączony z membraną. Przyciąganie i odpychanie rdzenia powoduje drgania membrany.
- Elektrostatyczne - pole elektryczne wywołuje przyciąganie się płytek - (rodzaj kondensatora).
- Magnetostrykcyjne - pole magnetyczne wywołuje zmianę wymiarów materiału ferromagnetycznego (zjawisko magnetostrykcyjne). Ze względu na duże częstotliwości drgań własnych elementów ferromagnetycznych, tego typu głośniki stosowane są do otrzymywania ultradźwięków.
- Piezoelektryczne - pole elektryczne wywołuje zmianę wymiarów materiału piezoelektrycznego, stosowane w głośnikach wysokotonowych i ultradźwiękowych,
- jonowe (bezmembranowe).
[edytuj] Parametry Thiele’a-Smalla (parametry T-S)
Są to parametry opisujące zachowanie się głośnika w niskich częstotliwościach. Parametry te służą do obliczania objętości obudowy głośnika.
Podstawowe parametry:
- Fs [Hz] - częstotliwość rezonansowa (pasmo przenoszenia)
- VAS [l] - objętość ekwiwalentna
- Qts - dobroć całkowita (wypadkowa)
Dodatkowe parametry:
- Qms - dobroć mechaniczna
- Qes - dobroć elektryczna
[edytuj] Parametry elektro-mechaniczne głośnika
- Mms [kg] - masa układu drgającego głośnika
- Cms [m/N] - podatność mechaniczna zawieszeń membrany (górnego i dolnego)
- Rms [kg/s] - rezystancja mechaniczna (zwana także współczynnikiem strat mechanicznych) jest wielkością określającą straty (spowodowane tarciem wewnętrznym) w zawieszeniach membrany głośnika
- Re [Ohm] - rezystancję cewki głośnika
- B*L [T*m] - współczynnik siły będący iloczynem indukcji w szczelinie i długości uzwojenia pozostającej w szczelinie
- Le [mH] - indukcyjność cewki głośnika
- Sd [m^2] - czynna powierzchnia membrany
[edytuj] Parametry służące analizie zachowania głośnika przy sygnałach o dużej mocy
- Xmax [mm] - maksymalne liniowe wychylenie membrany w jedną stronę
- Vd [l] - wychylenie objętościowe
- Xlim (czasem podawane jako Xmech lub Xdam) [mm] - wychlenie graniczne membrany w jedną stron (z punktu widzenia mechanicznego)
- Pe [W] - moc znamionowa głośnika
[edytuj] Dodatkowe parametry (przydatne przy konstuowaniu zestawów głośnikowyh)
- Z [Ohm] - impedancja znamionowa głośnika
- SPL [dB/W/m] - efektywność głośnika
[edytuj] Oznaczanie głośników
Głośniki oznacza się kodem literowo cyfrowym określającym powyższe parametry: Przykładowo Tonsil oznacza głośniki w następujący sposób:
- gdn - głośnik niskotonowy
- gdm - głośnik średniotonowy
- gdmk - głośnik średniotonowy kopułkowy
- gdw - głośnik wysokotonowy
- gdwk - głośnik wysokotonowy kopułkowy
- gdwt - głośnik wysokotonowy tubowy
- gds - głośnik szerokopasmowy
[edytuj] Polaryzacja głośnika
Polaryzacja głośnika jest umowną formą określenia kierunku przepływu prądu, który spowoduje wzrost ciśnienia powietrza w kierunku roboczym, dla przetwornika magnetoelektrycznego odpowiada to wypchnięciu cewki z pola magnesu i ruchowi membrany w kierunku pierścienia mocującego głośnik do obudowy.
Polaryzacja głośnika jest istotna przy budowaniu kolumn głośnikowych oraz zestawów nagłaśniających w tym i układów stereofonicznych.
