Ozvučnica

Z Wikipédie

Ozvučnica je akustické zariadenie, časť reproduktorovej sústavy brániaca akustickému skratu a vytvárajúca zvukovú charakteristiku reproduktorovej sústavy. Do ozvučnice sa upevňujú reproduktory. Môže byť vo forme samostatnej dosky, alebo uzatvoreného priestoru - drevenej, alebo plastovej debny. Veľkosť ozvučnice je úmerná použitým reproduktorom.

Obsah 1 Princíp 2 Delenie ozvučníc 2.1 Otvorená ozvučnica 2.2 Skriňová ozvučnica uzatvorená 2.3 Bass-reflexová skriňová ozvučnica 2.4 Izobarická ozvučnica 2.5 Pásmová priepusť 2.6 Pasívny žiarič 2.7 Slimák 2.8 Zvukovod 3 Materiál

[upraviť] Princíp

Priamovyžarujúce reproduktory potrebujú pre svoju správnu činnosti ozvučnicu. Kmitavý osový (predozadný) pohyb membrány reproduktora vytvára akustický tlak na obidvoch stranách membrány, ale s opačnou fázou, žiže v okamihu vzniku akustického pretlaku na jednej strane vzniká fázovo opačný podtlak na strane druhej. Zvukové vlny s vlnovou dĺžkou väčšou ako je priemer membrány vyrovnávajú pretlak a podtlak a pre túto frekvenciu nastáva akustický skrat. Aby sa tomuto akustickému skratu zabránilo, upevňuje sa reproduktor na dosku zvanú ozvučnica. Táto doska predlžuje vzdialenosť medzi prednou a zadnou stranou membrány a tým posúva hraničnú frekvenciu, pri ktorej nastáva akustický skrat smerom k nižšej frekvencii. Akustické obvody vytvorené v ozvučnici preto vo výraznej miere ovplyvňujú priebeh frekvenčnej charakteristiky. Základným parametrom ozvučnice je jej tuhosť. Ozvučnica nesmie do akustickej cesty pridávať ďalšie vlnenia, nesmie mať žiadne vlastné kmity.

[upraviť] Delenie ozvučníc

Podľa konštrukčného riešenia sa typy ozvučníc delia na:

• otvorené
• uzatvorené
• polouzatvorené (s otvorom)

[upraviť] Otvorená ozvučnica

Predstavuje najjednoduchšie ale najmenej vhodné umiestnenie reproduktora, môže byť dosková, alebo skriňová. Dobré výsledky dosahuje len pri veľkých rozmeroch ozvučnice. Skriňová ozvučnica je tvorená skrinkou bez zadnej steny. Takáto otvorená konštrukcia len predlžuje vzdialenosť medzi prednou a zadnou stranou membrány a tým posúva hraničnú frekvenciu pri ktorej nastáva akustický skrat.

[upraviť] Skriňová ozvučnica uzatvorená

Použitím tejto ozvučnice zamedzíme akustickému skratu. Problémom je, že uzatvorený priestor tvorí pretlakovú pneumatickú pružinu, ktorá pôsobí proti pohybu membrány reproduktora, a tým posúva rezonančnú frekvenciu k vyšším frekvenciám. Tieto ozvučnice sa používajú pre drahšie reproduktorové sústavy, kde potrebujeme dosiahnuť vyrovnanú frekvenčnú charakteristiku. Obvykle sa vypĺňajú tlmiacim materiálom pre zamedzenie vzniku stojatého vlnenia vo vnútri ozvučnice. Rozmery ozvučnice musia byť volené tak, aby boli navzájom nesúdeliteľné napr. pomer strán 1 : 1,4 : 1,9.

[upraviť] Bass-reflexová skriňová ozvučnica

Basreflexná ozvučnica je momentálne najpoužívanejšia forma, pretože nepotrebuje hrubé steny ako uzavretá ozvučnica, odstraňuje akustický skrat a nízke tóny vyžaruje s vyšším akustickým tlakom. Táto ozvučnica obsahuje basreflexový otvor, ktorého úlohou je vyžariť energiu protifázy zo zadnej strany spolu s energiou vyžarenou prednou stranou membrány tak, že jej fázu zmení o 180°. Vyrobiť takýto akustický obvod je však náročné na akustický výpočet. Ozvučnica neposúva rezonančnú frekvenciu reproduktora, no správne funguje len v určitom frekvenčnom rozpätí a tým zvlňuje frekvenčnú charakteristiku, basy sú viac dunivé. Samotná ozvučnica predstavuje v oblasti nízkych frekvencií akustický obvod zatažujúci zadnú stranu membrány, volí sa rezonančná frekvencia ozvučnice ωrx rovná rezonančnej frekvencii reproduktora, t.j. ωrx= ωr. Akustická energia je vyžiarená plochou otvoru ozvučnice pričom nelineárne skreslenie je s ohľadom na malú výchylku membrány reproduktora malé. Basreflexová ozvučnica je uzatvorená ozvučnica s otvorom (nátrubkom) pre otáčanie fázy spätného pohybu reproduktora.

[upraviť] Izobarická ozvučnica

Izobarická ozvučnica (s konštantným akustickým tlakom) je konštrukcia, pri ktorej sú v uzatvorenej ozvučnici reproduktory sú umiestnené za sebou, tak aby sa tlakovo ovplyvňovali. Druhý reproduktor v tandeme kompenzuje tlak za membránou a tým odstraňuje efekt „tlakovej pružiny“. Druhý reproduktor je síce ovplyvňovaný tlakom za membránou, ale pre predný reproduktor, ktorý "hrá" vyrovnáva tlak pri pohybe membrány vzad, a ten pracuje bez skreslenia. Nevýhodou je cena za druhý reproduktor, ktorý slúži "len" na kompenzáciu akustického tlaku. Takáto forma má rôzne konštrukcie (magnet na magnet, tandem (za sebou), oproti sebe).

[upraviť] Pásmová priepusť

Pásmová priepusť (bandpass) je konštrukcia, pri ktorej reproduktor nehrá bezprostredne do posluchového priestoru, ale cez ladený nátrubok (dĺžka, šírka). V uzatvorenej ozvučnici je nízkofrekvenčný rozsah interakciou reproduktora a ozvučnice, ale rozsah vyšších frekvencií je výsledkom prirodzenej charakteristiky reproduktora. Pri ozvučnici typu pásmová priepusť predná časť reproduktoru vyžaruje do komory ktorá je naladená nátrubkom, čo vytvára filter ktorý obmedzuje frekvenčný rozsah reproduktora - ozvučnica prepúšťa len určité frekvencie.

[upraviť] Pasívny žiarič

Pasívny žiarič (passive radiator) je uzatvorená ozvučnica, ktorá obsahuje aktívny reproduktor a pasívny reproduktor (bez magnetickej časti a cievky), čiže ozvučnica je síce uzatvorená, ale samotná sekundárna membrána umožňuje kompenzáciu pretlaku v ozvučnici pri pohybe membrány aktívneho reproduktoru vzad. Vnútorný pretlak v uzatvorenej ozvučnici, ktorý vznikne pohybom membrány aktívneho reproduktora vzad vyvolá dopredný pohyb pasívnej membrány a tým vyvolá zvuk v rovnakej fáze bez akustického skratu.

[upraviť] Slimák

Slimák (transmittion line). Ozvučnica má vnútorne zložitú štruktúru – vytvorený zvukovod, ktorý prenáša akustický tlak vyvolaný pohybom membrány reproduktora vzad. Dlhá akustická cesta spôsobí oneskorenie zvuku spôsobeného týmto pohybom a tým eliminuje akustický skrat. Niekedy sa vytvára zakrútená štruktúra podobná slimačej ulite (z toho slimák). Oneskorenie v akustickej ceste sa musí vypočítať.

[upraviť] Zvukovod

Na výstupe reproduktora je umiestnený nátrubok lievikovitého tvaru brániaci akustickému skratu. Používa sa hlavne pre vysokotónové reproduktory (pre nízkotónové reproduktory vychádzajú priveľké rozmery). Mení smerovú charakteristiku.

[upraviť] Materiál

Ozvučnica reproduktorovej sústavy musí mať tuhosť, aby nedochádzalo k nežiadúcim parazitickým kmitom, vibráciám, rezonanciám a váhu, aby sa kmitanie reproduktora neprenieslo do rezonancie celej sústavy. Preto sa vyrábajú z tuhého materiálu najlepšie so zložitou vnútornou štruktúrou pohlcujúcou vibrácie. Ideálna je hrubá drevotrieska , plast (obvykle tenkostenný, ale s rebrovaním), kov, ale aj betón a iné neštandardné materiály. Vnútro ozvučnice býva vystlané tlmiacim materiálom (vatelín, plsť, vata, filc) pre zábránenie vlneniu vo vnútri ozvučnice (stojaté vlnenie). Veľkosť ozvučnice závisí hlavne na parametroch basového (stredového) reproduktora, ktorý má najväčší rozkmit membrány (premiestňuje najväčší objem vzduchu) a preto je na akustický skrat najcitlivejší.