Reproduktor
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Reproduktory jsou elektro-akustické měniče, tj. zařízení (elektrické stroje), které přeměňují elektrickou energii na mechanickou energii ve formě zvuku . Obvykle se skládají z membrány, vyrobené z plastu nebo papíru, a z elektromagnetu, do něhož je přiváděn vstupní signál. Zvláštním případem malých reproduktorů jsou sluchátka. Kromě principu elektromagnetu se v některých případech používá k rozkmitání membrány i piezoelektrický jev.
Obsah |
[editovat] Dělení reproduktorů dle pohonu
- Přímovyzařující (mají účinnost asi 1%-2%)
- Elektromagnetické
- Elektrodynamické
- Kondenzátorové
- Piezoelektrické
- Elektrostatické
- Plazmové
- Nepřímovyzařující - tlakové (účinnost asi 10%-15%)
- Elektrodynamické
- Piezoelektrické
[editovat] Přímovyzařující - elektrodynamické
Základem těchto reproduktorů je opět cívka a permanentní magnet, nebo elektromagnet. Dnes převažující systémy mají lehkou nízkoimpedanční cívku navinutou přímo na krčku membrány. Cívka se pohybuje ve válcovém mezikruží magnetického nástavce. Magnetické pole je permamentní nebo buzené (elektromagnet).
[editovat] Koš reproduktoru
Je základní nosnou konstrukcí reproduktoru. Slouží pro připevnění reproduktoru do skříňky a zároveň nese elektromagnetický obvod, pružné závěsy membrány a připojovací terminál. U výškových reproduktorů bývá bez otvorů u středotónových a hlubokotónových musí být opatřen co největšími otvory aby uzavřený vzduch pod membránou negativně nezvyšoval tuhost zavěšení membrány a nezhoršoval tak akustické vlastnosti zařízení. Konstrukce koše musí být co nejpevnější a zároveň musí mít anti-rezonanční vlastnosti. U levných reproduktorů se používají koše vylisované z plechu, střední cenová kategorie používá polyamid (ohraničení otvorů má aerodynamický tvar pro co nejlepší proudění vzduchu). Nejdokonalejší a nejdražší reproduktory mají koš ze silnostěnného odlitku slitin hliníku => hliník totiž špatně přenáší vibrace
[editovat] Elektromagnet (kmitací cívka, dynamický systém)
Je to základní součást pohonu reproduktoru. Magnetické pole v kruhové vzduchové mezeře (na obrázku - p) je vybuzováno permanentními magnety položenými buď ve vnějším plášti magnetického obvodu nebo tvoří podstatnou součást středového sloupku magnetického obvodu
[editovat] Membrána
Tvar membrány je většinou kuželový, buď v rozvinutelném nebo nerozvinutelném tvaru (tzv. NAWY tvar)
Materiály membrán
- Papír: Nejrozšířenější, vyrábí se nanášením papírové suspenze na speciální síta nástřikem. Je levný, u většiny basových reproduktorů. Z důvodu zvýšení tuhosti a k utlumení nežádoucích, vlastních kmitů, se na papírovou membránu většinou nanáší speciální lak.
- Polypropylen: Levná výroba a dostatečná tuhost membrány bez nutnosti dalších úprav. Výhodou také může být odolnost proti vlhkosti.
- Uhlíková vlákna: Velmi kvalitní, ale velmi drahá. Jsou-li plněny speciální pryskyřicí – dostáváme membrány kevlarové (výrobcem je např. firma B&W). Místo kevlarových vláken se také často používají lacinější vlákna skelná.
- Kovové membrány: Většinou hliníkové nebo drahé magnesiové či titanové. Výhodou je nízká hmotnost a tuhost membrány. Nevýhodou je obvykle vysoká cena a hlavně vlastní rezonance na vyšších kmitočtech, které se musí potlačit vhodným elektrickým zapojením.
- Sendvičové membrány: Skládají se z více vrstev (např. papíru)
[editovat] Přímovyzařující – piezoelektrické
Vyrábí se z nich většinou výškové reproduktory z důvodu malé výchylky membrány. Tento pohonný systém se používá i u přímovyzařujících rep. (=> důvodem je nízká cena) Jejich zásadní nevýhodou je poměrně nerovnoměrná frekvenční charakteristika a větší zkreslení. Výhodou je vysoká účinost a zatižitelnost.
[editovat] Dělení reproduktorů dle kmitočtového rozsahu
Z hlediska frekvenčního rozsahu se vyrábějí reproduktory pro různá frekvenční pásma. Z těchto reproduktorů se sestavují reprosoustavy, také zvané „reprobedny“. Obvykle se reproduktory umisťují do dřevěných skříní, materiál ale není rozhodujíci, rozhodující je maximální tuhost ozvučnice a její vhodné rozměry. Reprosoustavy jsou osazeny reproduktory, obsahují tlumící materiál, připojovací svorky a kabeláž. Důležitou součástí vícepásmových reprobeden jsou „výhybky“ t.j. elektronické filtry - dolní, pásmové a horní propusti. Celek je nastaven tak, aby pokryl pokud možno maximálně vyrovnaně celé akustické pásmo. Nejjednodušší konstrukce reprobeden mívají ozvučnici vzduchotěsně uzavřenou, složitější konstrukce pak používají různé formy akustických obvodů určených k úpravě přenosové charakteristiky. Nejznámějším a konstrukčně nejjednodušším typem jednoduchého akustického obvodu je bassreflex. Ten bývá velmi často používán při konstrukci reprosoustav určených pro reprodukci nízkých kmitočtů v tzv.subwooferech kupř. v reprosoustavách pro domácí kino. Dalším často využívaným typem akustického obvodu je tzv. bandpass, který umožňuje nastavit citlivost a frekvenční pásmo basového reproduktoru, dále se zejména v profesionálních reproboxech hojně využívá principu "horn" - slangově "šnek", což je typ tlakové ozvučnice, která pracuje na principu transformace akustické impedance, umožňující dosáhnout velmi vysoké citlivosti v určitém frekvenčním pásmu.
[editovat] Širokopásmové
- Jsou to univerzální reproduktory určené obvykle pro nenáročné použití např. v dopravní prostředcích.
- Jejich maximální kmitočtový rozsah je od 45 – 15 000 Hz, běžně se ale setkáme s širokopásmovými reproduktory s kmitočtovým rozsahem 55 – 13 500 Hz, je ale možné vyrobit speciální reproduktory, které dokážou pokrýt celé akustické pásmo 20 Hz až 20 tisíc Hz.
[editovat] Hlubokotónové (basové) reproduktory
- Rozsah:
- 20 – 1 500 Hz (nízkorezonanční o velkém průměru)
- 35 – 5 000 Hz (bežný basový nebo tzv. středobasový))
- Konstrukce:
- Základní předpoklad je velký zdvih membrány a malá tuhost zavěšení a nízká vlastní rezonance reproduktoru. Výchylky membrány dosahují až 30 mm! Horní zavěs membrány bývá zhotoven z gumy,někdy s textilní výztuží. Membrány jsou většinou papírové, někdy (z důvodu tuhosti) kovové nebo sendvičové. Koše reproduktorů se vyrábějí z plechu, nebo z hliníkových slitin.
- Průměry reproduktorů bývají 150 – 600 mm kruhového tvaru
[editovat] Středopásmové reproduktory
- Rozsah 80 – 12 000 Hz
- Konstrukce:
- Materiál membrán je papírovina, kevlar, polypropylen, sendvič. U kvalitních středotónových reproduktorů je kladen důraz hlavně na nízké zkreslení, protože je lidský sluch v této oblasti nejcitlivější.
- Průměry reproduktorů bývají v rozmezí 100 – 180 mm, reproduktory mohou mít i oválné tvary
[editovat] Vysokotónové (výškové) reproduktory
- Rozsah 2 000 – 30 000 Hz
- Konstrukce:
- Membrána již nemá zpravidla z důvodu požadavku co nejširšího vyzařování tvar kužele, ale kulového vrchlíku - KALOTY. Průměr membrány je většinou do 30 mm.
- Materiály membrán jsou textilní úplety (hedvábné), sendvičové konstrukce (na textilní základ se napařuje vrstva kovu), kovové (titan, dural).
- Vyrábějí se i páskové reproduktory, kde není zvuková vlna vyzařována pomocí kaloty, ale kmitajícího kovového pásku.
Podle způsobu vyzařování dělíme vysokotónové reproduktory na přímovyzařující a nepřímovyzařující - tlakové. Tlakové reproduktory jsou opatřeny zvukovodem a vyznačují se hlavně vysokou citlivostí, ale také vyšším zkreslením. Proto se používají hlavně v profesionálních soustavách určených pro hudební produkce (PA systémy).
[editovat] Kvalita reproduktorů a jejich použití
Kvalitu a použití reproduktoru určují následující vlastnosti:
- Impedance - odpor a induktance, které jsou pro cívku potřebné pro vytvoření magnetického pole při průchodu střídavého proudu o dané frekvenci (kmitočtu), běžná hodnota je několik jednotek až několik desítek ohmů. Impedance se vždy mění s kmitočtem. Obecně platí, že stoupá se vzrůstajícím kmitočtem. Běžné hodnoty jmenovité impedance se pohybují v hodnotách 3,4,6 nebo 8 Ohmů, reproduktory do kytarových reproboxů mohou mít impedanci 16 Ohmů z důvodu snadnějšího dosažení potřebné výsledné impedance.
- Frekvenční rozsah - je dán frekvenční charakteristikou, která definuje závislost zvukového výkonu (akustického tlaku) na frekvenci zvuku. Obvykle reproduktor přenáší jen určitou část zvukového pásma.
- Výkon - určuje, jak velký elektrický příkon je reproduktor schopen bez zkreslení přeměnit v akustický výkon, obvykle se pohybuje v jednotkách až stovkách wattů, vyšší je u basových a středobasových reproduktorů, nižší pak u reproduktorů středotónových a vysokotónových. Vzhledem k poměrně nízké účinnosti zařízení je vyzářený akustický výkon poměrně malý i při vysokém příkonu.
- Charakteristická citlivost - určuje vyzářený akustický výkon (hladinu akustického tlaku) při daném příkonu - obvykle při příkonu 1 Wattu měřené ve vzdálenosti 1 metru kolmo na středové ose reproduktoru, a to při přesně definované frekvenci, kupř. při frekvenci 1000 Hz
- Směrová charakteristika - používá se „vyzařovací diagram“, který určuje závislost akustického výkonu na směru vyzařování. Směrová charakteristika je proměřována pro horizontální i vertikální poslechovou rovinu.
- Rezonanční kmitočet - parametr důležitý zejména u basového reproduktoru. Pod tímto kmitočtem již vyzářený výkon reproduktoru strmě klesá. Pohybuje se u basových reproduktorů v obvykle v rozmezí 20 - 50Hz. Tento parametr vyjadřuje pracovní frekvenci, při které reproduktor dosahuje maximálního akustického tlaku - jedná se tedy o vrchol výkonové křivky reproduktoru v závislosti na vyzařované frekvenci
- Kvalita materiálu, zkušenosti elektroakustických inženýrů, pečlivost a zručnost výrobců, tradice výroby a dobrý sluch návrhářů
 |
Související články obsahuje Portál Hudba |
