Для чего нужен громкоговоритель

Сферы применения громкоговорителей и где купить

Громкоговорители являются необходимым атрибутом производственных цехов и поэтапных производств, требующих постоянного общения звеньев всего процесса. Громкоговорящая связь позволяет донести до персонала изменения технологического процесса, экстренно возникшие в течение рабочего дня, при этом работнику не требуется покидать свое рабочее место и останавливать процесс производства. Диспетчерские службы могут контролировать и аккумулировать подразделения для более слаженной работы, путем голосовых команд.

Приобрести ручные громкоговорители можно в разделе по ссылке https://rupor-megafon.ru/ruchnie-megafoni/

Если Вам нужен компактный вариант громкоговорителя, например на пояс, то в раздел по ссылке https://rupor-megafon.ru/gromkogovoriteli/

Сегодня большое количество людей используют свой голосовой аппарат в качестве инструмента для заработка. Одна из обязанностей промоутеров проводить презентации и общаться с целевой аудиторией. Для охвата максимально количества людей требуется не только красивая, но громкая речь. Сохранить голосовые связки может ручной громкоговоритель. Поясные громкоговорители давно заслужили любовь и уважение промоутеров, но и экскурсоводов и гидов, так как очень компакты и нет необходимости постоянно держать их в руках.

На пляжах, площадях или местах массового скопления людей обязательно устанавливаются уличные громкоговорители. Наблюдая за безопасностью людей и порядком в общественном месте, служба охраны или администрация площади имеет право делать заявления или же предупреждать об опасности.

Следует отметить, что на сегодняшний день громкоговоритель является одним из самых востребованных звуковоспроизводящих приборов.

Источник

Принцип действия громкоговорителей и советы по выбору

Громкоговорители преобразуют электрические сигналы в колебания воздуха, которые человеческое ухо воспринимает как звук. Классическая конструкция громкоговорителя – это одна или несколько излучающих головок в акустическом оформлении. Источник звука – сама головка. Оформление или корпус обеспечивают только качественное и выразительное звучание в нужном диапазоне частот.

Ближайший технический аналог громкоговорителей – это наушники или динамики микрофона. Но между наушниками и громкоговорителями есть одно существенное различие: наушники не предназначены для трансляции звуковых волн в открытое пространство, тогда как именно это и есть основное предназначение громкоговорителей.

Принцип работы громкоговорителей

С технической точки зрения громкоговоритель – электроакустический преобразователь. Что это означает? Его принцип работы основан на взаимодействии проводника с магнитным полем. При подаче тока полюса магнита образуют поле. В нем находится проводник (чаще всего – катушка), на который воздействует электродинамическая сила.

Она стремится вытолкнуть проводник из магнитного поля, создавая колебания. Катушка жестко соединена с диффузором, который также начинает колебаться, в результате чего возникают звуковые волны.

Катушка – это каркас, обмотанный алюминиевым или медным проводом. Число слоев провода четное, потому что выводы катушки должны быть с одной стороны, а для этого нужно сделать 2 или 4 слоя обмотки. Каркас с обмоткой скрепляют лаком. Выводы надежно приклеивают к диффузору и каркасу.

Еще один важный элемент громкоговорителя – центрирующая шайба. Она задает правильное положение звуковой катушки в магнитном поле. Шайба жестче проводника, поэтому она поддерживает основной резонанс подвижной системы громкоговорителя.
Наконец, конструкция предполагает наличие диффузора.

Это излучающий элемент, определяющий электроакустические характеристики устройства. Он имеет коническую форму, потому что на средних и высших частотах участки диффузора колеблются с разными амплитудами и фазами. Но применяются также круглые и овальные диффузоры.

Эти элементы отливают из бумажной массы, их толщина – от 0,1-0,4 мм. Чем меньше масса диффузора и жестче материал, тем лучше громкоговоритель воспроизводит высокие частоты.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Виды громкоговорителей

Этот вид акустического оборудования можно назвать и по-другому: динамиком. Громкоговорители – неотъемлемая часть акустических систем, оповещения и озвучивания. Их используют музыканты и звукорежиссеры во время концертов, театральных выступлений, демонстрации фильмов. Основная задача громкоговорителя – преобразовать электрические сигналы в акустические колебания.

В продаже есть громкоговорители разных видов. За основу классификации чаще всего принимают способ звучания. Но значение имеют и другие характеристики:

Однако при покупке первый критерий выбора – звучание. Наиболее популярный вариант – электродинамический громкоговоритель. Его конструкция похожа на микрофон: магнит создает поле, в нем находится катушка, которая колеблется от электрических импульсов, формируя звуковые волны.

Они образуются за счет давления на мембрану диффузора. Такой динамик простой в эксплуатации, недорогой и поддерживает высокое качество звучания.

По похожему принципу действует электростатический громкоговоритель, однако в его основе – колебания двух мембран, между которыми действует электрическая энергия с высокими показателями напряжения. Электромагнитные модели используют намагниченный диффузор и мощный электромагнит, которые создают акустические волны при помощи импульсов напряжения.

Иначе устроены пьезоэлектрические модели. Они генерируют акустические волны нужной частоты за счет колебаний мембраны, которые возникают под действием электрического поля. Громкоговорители-ионофоны обходятся вовсе без диффузоров, поскольку используют для звуковых колебаний электрические разряды.

Это основная классификация громкоговорителей, но их можно разделить на виды и по другим характеристикам:

Устройства для помещений не отличаются прочностью корпуса. Всепогодные модели, наоборот, защищены не только от механических повреждений, но также от проникновения влаги. Взрывозащищенный корпус рассчитан на помещения, где хранят агрессивные и взрывоопасные вещества.

Как правильно выбрать громкоговоритель

Если вы покупаете динамики для охранно-пожарной сигнализации, их характеристики должны соответствовать ГОСТ 16122-78 и 9010-78, а также нормативным актам Международного электротехнического комитета. Основные параметры, на которые следует обращать внимание при выборе:

Мощность и количество громкоговорителей нельзя определить навскидку. Эти параметры рассчитывают, ориентируясь на характеристики помещения, где будет использоваться акустика.

Оборудование подбирают так, чтобы обеспечить равномерное распространение звука. Площадь покрытия рассчитывают выше уровня пола: на высоте 1,6-1,8 м. Наши консультанты помогут вам подобрать громкоговоритель из нашего каталога для любых целей.

ТОП-10 громкоговорителей

На основе отзывов пользователей мы составили рейтинг громкоговорителей. Он учитывает соотношение цены и качества акустики, а также ее надежности и удобства эксплуатации.
Первое место рейтинга занял профессиональный активный сабвуфер Apart SUBA165-W – он собрал максимальное количество положительных отзывов.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Это динамик со встроенным усилителем, который воспроизводит расширенный диапазон низких частот. Его можно использовать для трансляции музыки и речи: будет отчетливо слышно каждое слово диктора. Мощность устройства – 140 Вт, частотный диапазон – 30-180 Гц. Вес оборудования – чуть больше 12 кг.

Второе место рейтинга достается сабвуферу той же фирмы Apart, но пассивной модели: SUBLIME-W. Она охватывает частотный диапазон 45-150 Гц, обладает чувствительностью 85 дБ и весит 8 кг. Однако эта модель требует дополнительного подключения усилителя звука.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Третье место – пассивный потолочный динамик CVG AUDIO SUB-S8T. Это встраиваемая модель, поэтому ее «прячут» в отделке потолка, делая невидимой. При этом сабвуфер поддерживает высокое качество звучания, он охватывает диапазон от 45 до 200 Гц. Чувствительность модели – 91 дБ. Весит она чуть больше 6 кг, что облегчает установку акустики.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Также в десятку лучших, согласно отзывам покупателей, вошли такие громкоговорители:

Акустические колонны формируют направленный звук, который можно транслировать на большие расстояния. Это специфическая разновидность громкоговорителей, которые устанавливают в системах звукоусиления в 100-вольтовых линиях.

Сабвуферы представляют собой динамики с расширенным диапазоном низких частот, их используют для придания музыке глубины, выразительности и драйва.

Выбор акустической системы зависит от условий эксплуатации и параметров помещения (открытого пространства), где она будет установлена. Оптимально, если расчет параметров и количества громкоговорителей выполнят профессиональные инженеры.

Источник

Громкоговоритель

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из-за отсутствия сносок.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Громкоговоритель — устройство для преобразования электрических сигналов в акустические и излучения их в окружающее пространство (обычно — воздушную среду). Состоит из одной или нескольких излучающих головок, которые собственно и являются источниками звука, а также акустического оформления, необходимого для более эффективного излучения звука в заданной полосе частот.

Функционально к громкоговорителям близки телефоны (наушники), однако в отличие от громкоговорителей они не предназначены для излучения звука в открытое пространство. Громкоговоритель, выполненный в виде закрытого корпуса той или иной формы (чаще параллелепипед, куб) называется акустической системой или (неправильно) колонкой.

Содержание

Классификация громкоговорителей

Виды громкоговорителей в зависимости от способа излучения звука

Функциональные виды громкоговорителей

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Классификация по другим признакам

Рупорные громкоговорители

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Рупорные громкоговорители чаще всего применяется в случаях, когда требуется большая громкость но не требуется высокого качества звука — в таком случае достаточно просто создать рупорный громкоговоритель небольших габаритов, развивающий значительное звуковое давление при небольшой подводимой мощности (а значит — имеющий высокий КПД).

Рупорный громкоговоритель состоит из электродинамической головки прямого излучения и рупора. Чаще всего применяется в составе мегафонов, для озвучивания массовых мероприятий на открытом воздухе (в парках, на улицах и площадях), как наружное устройство для массового оповещения на производственных объектах, для излучения сигналов тревоги; сеть таких громкоговорителей имеется в распоряжении подразделений ГО и ЧС. Использовались в прошлом в многополосной акустике, преимущественно в киноиндустрии, для воспроизведения средних и высоких частот, от 1000 до 20 000 Гц, но в дальнейшем от рупорных громкоговорителей здесь отказались, так как для рупорных громкоговорителей сложно добиться высокого качества звука при небольших габаритах. Для более низких частот такие громкоговорители неприменимы, так как требуется рупор слишком большого размера.

В настоящее время рупоры с компрессионными драйверами иногда применяются и в бытовой Hi-Fi индустрии (Klipsch, Cerwin-Vega!), в сфере профессионального аудио (JBL pro), а также довольно широко распространены в нише так называемого High End Audio — эксклюзивной аудио аппаратуры для бытового пользования (Avantgarde Acoustic, Acapella Audio Arts, Cessaro), где чаще всего применяются крупногабаритные сферические рупоры на высоко- и средне-частотных диапазонах, а на низкие частоты работает активный НЧ-блок на динамических головках (хотя есть примеры полностью рупорных систем во всем диапазоне слышимых частот). Подобные изделия эксклюзивны и отличаются чрезвычайно высокой стоимостью.

История громкоговорителя

Александер Грэм Белл запатентовал первую электродинамическую головку (капсюль) как одну из составных частей своего телефона, в 1876 г. В 1878 г. конструкция была усовершенствована Вернером фон Сименсом. Никола Тесла в 1881 г. также заявил об изобретении подобного устройства, но не патентовал его. В то же время Томас Эдисон получил британский патент на систему, использовавшую сжатый воздух в качестве механизма усиления звука в его ранних валиковых фонографах (см. сирена (акустика)), но в конечном итоге установил обычный металлический рупор, колебания воздуха в котором вызывались мембраной, связанной с иглой. В 1898 г. Х. Шорт запатентовал конструкцию громкоговорителя, управляемого сжатым воздухом, и затем продал права Чарльзу Парсонсу, получившему ранее 1910 г. еще несколько британских патентов.

Несколько компаний, включая Victor Talking Machine Company и Pathe, выпускали проигрыватели, использующие головки, управляемые сжатым воздухом. Однако подобные устройства (головки косвенного излучения) нашли лишь ограниченное применение ввиду плохого качества звука и неспособностью воспроизводить звуки низкой громкости. Разновидности подобных систем использовались в звукоусилительных установках (для больших площадей, стадионов и т. п.) и значительно реже в промышленности в испытательной технике вибростенды, например, для тестирования космического оборудования на устойчивость к низкочастотным вибрациям, производимым стартующей ракетой.

Современная конструкция головки с подвижной катушкой разработана в 1898 г. Оливером Лоджем. Принцип был запатентован в 1924 г. Честером У. Райсом и Эдвардом У. Келлогом.

Первые ГД с электромагнитами были очень больших размеров, а мощные постоянные магниты — труднодоступны ввиду значительной стоимости. Обмотка электромагнита, называемая полевой, намагничивается за счет тока, проходящего по другой обмотке головки (катушке подмагничивания). Такое включение имеет двоякую роль, ибо выполняет фильтрацию напряжения, питающего усилитель, к которому подключена данная акустическая система. Проходя по обмотке, фон переменного тока усиливается; однако, частоты переменного тока стремятся промодулировать аудиосигнал, поданный на звуковую катушку и складывающийся с слышимым шумом включенного устройства звуковоспроизведения.

Качество акустических звуковоспроизводящих систем до начала 1950-х годов было сравнительно низким. Продолжающееся до сих пор улучшение дизайна корпусов и материалов привело к существенному улучшению качества звуковоспроизведения. Наиболее значительными усовершенствованиями являются: усовершенствование рамы, открытие технологии высокотемпературной адгезии, улучшение технологии изготовления постоянных магнитов, усовершенствование измерительной техники, и наконец проектирование и анализ элементов при помощи компьютера.

Низкочастотный громкоговоритель

Проектирование низкочастотных громкоговорителей (НЧ ГГ), как и всей конструкции в целом, так и их отдельных элементов, исходит из специальных требований, основные из которых следующие:

Для удовлетворения таким требованиям при проектировании НЧ ГГ уделяется большое внимание конструктивной и технологической разработке всех элементов: подвеса, шайбы, диффузора, пылезащитного колпачка, звуковой катушки, гибких выводов звуковой катушки, магнитной цепи и диффузородержателя.

Лингвистические аспекты

См. также

Примечания

Литература

Нормативно-техническая документация

Ссылки

Пассивные твердотельныеРезистор · Переменный резистор · Подстроечный резистор · Варистор · Конденсатор · Переменный конденсатор · Подстроечный конденсатор · Катушка индуктивности · Кварцевый резонатор · Предохранитель · Самовосстанавливающийся предохранитель · Трансформатор
Активные твердотельныеДиод · Светодиод · Фотодиод · Полупроводниковый лазер · Диод Шоттки · Стабилитрон · Стабистор · Варикап · Вариконд · Диодный мост · Лавинно-пролётный диод · Туннельный диод · Диод Ганна
Транзистор · Биполярный транзистор · Полевой транзистор · КМОП-транзистор · Однопереходный транзистор · Фототранзистор · Составной транзистор · Баллистический транзистор
Интегральная схема · Цифровая интегральная схема · Аналоговая интегральная схема
Тиристор · Симистор · Динистор · Мемристор
Пассивные вакуумныеБареттер
Активные вакуумные и газоразрядныеЭлектронная лампа · Электровакуумный диод · Триод · Тетрод · Пентод · Гексод · Гептод · Пентагрид · Октод · Нонод · Механотрон · Клистрон · Магнетрон · Амплитрон · Платинотрон · Электронно-лучевая трубка · Лампа бегущей волны
Устройства отображенияЭлектронно-лучевая трубка · ЖК-дисплей · Светодиод · Газоразрядный индикатор · Вакуумно-люминесцентный индикатор · Флажковый индикатор · Семисегментный индикатор
Акустические устройства и датчикиМикрофон · Громкоговоритель · Тензорезистор
Термоэлектрические устройстваТермистор · Термопара · Элемент Пельтье

Полезное

Смотреть что такое «Громкоговоритель» в других словарях:

громкоговоритель — громкоговоритель … Орфографический словарь-справочник

ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ — абонентский включается в трансляционную сеть напряжением 15 или 30 в и образует вместе с квартирной проводкой и штепсельной розеткой т. наз. абонентскую точку. Наиболее распространены типы электромагнитный и электродинамический (динамик).… … Краткая энциклопедия домашнего хозяйства

громкоговоритель — матюгальник, динамик, репродуктор Словарь русских синонимов. громкоговоритель сущ., кол во синонимов: 4 • динамик (6) • … Словарь синонимов

ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ — устройство для преобразования электрических сигналов звуковых частот в акустические колебания в целях громкого воспроизведения звука (речи, музыки и т. д.). Подводимые к громкоговорителю электрические сигналы вызывают механические колебания его… … Большой Энциклопедический словарь

ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ — ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ, устройство для преобразования колебаний электрического тока в ЗВУК. Наиболее распространенная конструкция состоит из движущейся катушки, с прикрепленным к ней жестким картонным конусом, подвешенной в сильном магнитном поле.… … Научно-технический энциклопедический словарь

ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ — ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ, громкоговорителя, ср. (неол.). Прибор, усиливающий звук в приемнике радиопередачи и делающий передачу слышимой на большом расстоянии. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ — ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ, я, муж. Прибор для громкого воспроизведения звука. Электродинамический г. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ — электроакустический преобразователь (излучатель) для громкого воспроизведения речи, музыки и т. п., преобразующий электрич. сигналы звуковой частоты в акустические. Наиб. совершенные образцы воспроизводят диапазон частот 20 20000 Гц с… … Физическая энциклопедия

ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ — (Loud speaker) аппарат, предназначенный для громкого воспроизведения звуков в радиоприемных устройствах. Г. преобрадует электрические колебания низкой частоты в звуковые колебания. В зависимости от механизма этого преобразования различают Г.… … Морской словарь

громкоговоритель — [Департамент лингвистических услуг Оргкомитета «Сочи 2014». Глоссарий терминов] EN Тематики спорт (общая терминология) EN loudspeaker … Справочник технического переводчика

ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ — электроакустическое устройство для громкого воспроизведения речи, музыки и др. звуков в открытую окружающую среду. Различают Г.: электродинамические, электромагнитные, конденсаторные и др. Г … Большая политехническая энциклопедия

Источник

Особенности использования громкоговорителей в системах оповещения

1. Введение

Громкоговорители используются в различных сферах человеческой деятельности: в промышленности в транспорте, спорте, культуре, быту. В последнее время большое внимание уделяется сфере безопасности людей, в которой строятся системы оповещение о пожаре, системы оповещения о чрезвычайных ситуациях, системы оповещения в транспорте, системы громкоговорящей связи. Основной задачей каждой из этих систем является оповещение людей – доведение до них информации о той или иной угрозе. Основным исполнительным элементом каждой из этих систем является громкоговоритель, правильный выбор которого может повлиять на целесообразность системы в целом ее бюджета.

Для обеспечения безопасности людей, находящихся в зданиях и сооружениях, строятся комплексные системы безопасности, частью которых является система оповещения и управления эвакуацией людей СОУЭ. Основная задача СОУЭ – оповещение людей, доведение до них информации, направленной на обеспечение их личной безопасности. СОУЭ является комплексом технических средств и организационных мероприятий. Громкоговоритель является конечным исполнительным элементом технических средств СОУЭ, а его параметры являются входными для электроакустического расчета – части организационных мероприятий.

На основании существующей нормативной документации (НД) к громкоговорителю предъявляются следующие требования:

Речевые оповещатели СОУЭ должны обеспечивать общий уровень звука не менее 75 дБА на расстоянии 3м от оповещателя, но не более 120 дБА в любой точке защищаемого помещения, воспроизводить нормально слышимые частоты в диапазоне от 200 до 5000 Гц. Уровень звука информации от речевых оповещателей должен соответствовать нормам свода правил (см. ФЗ-123, свод правил СП-3-13130-2009, от 2009г, «Требования пожарной безопасности к звуковому и речевому оповещению и управлению эвакуацией людей»).

Для обеспечения требований, изложенных в НД, необходим комплексный подход, в котором учитываются как характеристики громкоговорителя, обусловленные параметрами системы звукоусиления, так и его конструктивные особенности, обусловленные озвучиваемой средой – акустикой, конфигурацией и шумов в помещении. Для выполнения электроакустического расчета необходимо учитывать такие параметры громкоговорителя, как чувствительность и электрическая мощность, определяющие его громкость, амплитудно-частотную характеристику, определяющую его качество, диаграмму направленности, определяющую его направленные свойства.

В настоящее время производится большое количество громкоговорителей, различающихся по характеристикам, по конструктивному исполнению, по классу защиты, определяющему область их применения.

Громкоговоритель является преобразователем электрического сигнала в акустический. Основным параметром, определяющим эффективность громкоговорителя, является его КПД. На сегодняшний день утвердился подход, согласно которому громкоговоритель должен обеспечивать максимальное звуковое давление на рабочей оси при постоянстве подводимого напряжения (звукового сигнала) к его входу. Данный подход предполагает одновременное решение сразу двух задач: формирование необходимой громкости и одновременно КПД громкоговорителя.

При выборе громкоговорителя для системы оповещения необходимо иметь базовые представления о его особенностях: устройстве, функционировании, основных физических принципах, лежащих в его основе. Так, например, первое знакомство с громкоговорителем предполагает вопрос: качественный он или нет. Ответ: качество громкоговорителя, в самом простом случае определяется шириной и неравномерностью его частотной характеристики. Второй вопрос, как правило, связан с громкостью. Громкость то и ошибочно отождествляют с мощностью громкоговорителя, хотя это совсем не одно и тоже. Электрическая мощность звукового сигнала, измеряемая в ваттах, подводимая к громкоговорителю, действительно определяет его громкость, но в гораздо меньшей степени, чем его “чувствительность – звуковое давление”, измеряемое в децибелах. При работе с громкоговорителем необходимо четко представлять следующие основные зависимости. Чувствительность громкоговорителя находится в обратной зависимости (мат. ср. обратно пропорциональна) с качеством: чем выше чувствительность, тем хуже его качество и наоборот. Поэтому для получения большей громкости мы должны пожертвовать качеством. Для одновременного достижения и качества и громкости к громкоговорителю подводят большую электрическую мощность. Еще одна зависимость связана с характеристикой направленности (ХН) громкоговорителя. ХН определяется способом излучения и конструктивными особенностями громкоговорителя. Так, например, рупорные громкоговорители имеют высокое звуковое давление и узкую диаграмму направленности (они громкие и узконаправленные). Таким образом, существует еще одна зависимость: “направленность – громкость”. Чем выше направленность громкоговорителя, тем выше его громкость (мат. ср. прямая пропорциональность). Узкая направленность всегда сопряжена с ухудшением качества громкоговорителя: сужением его частотного диапазона в области низких частот, что можно рассматривать как третью фундаментальную зависимость.

Для удобства работы громкоговорители классифицируются по характеристикам, по конструктивным особенностям, по области применения. По характеристикам, громкоговорители можно разделить на классы (узкополосные и широкополосные), определяющие качество звучания и направленность (узконаправленные и широконаправленные ). Так, например, широкополосные громкоговорители используются для фонового озвучивания – гипермаркеты, фитнес центры; узкополосные – для речевых объявлений – автозаправки, парковки, ж/д платформы, вокзалы. Учет диаграммы направленности громкоговорителя необходим при озвучивании распределенных территорий. Широконаправленные громкоговорители охватывают большую круговую территорию, узконапраленные охватывают меньшую круговую территорию, но при этом “пробивают” большую дальность. Варьируя ДН громкоговорителей можно оптимизировать их количество и уменьшить при этом бюджет всей системы оповещения в целом. Так, например, один звуковой прожектор, используемый для озвучивания коридоров, способен заменить четыре настенных или потолочных громкоговорителя. По исполнению громкоговорители можно разделить на внутренние (IP-41), используемые для озвучивания отапливаемых помещений, и внешние (IP-54) используемые для озвучивания открытых площадок. Для промышленных объектов, имеющих дело с агрессивными веществами, взрывоопасных объектов, может потребоваться более высокий класс защиты (IP-66/67).

Еще одной важной особенностью громкоговорителей является способ их согласования с системой оповещения. По способу согласования громкоговорители можно разделить на низкоомные и трансформаторные. При низкоомном согласовании (реализованном, например, в бытовой технике – магнитофоны, плееры) громкоговоритель подключается непосредственно к выходному каскаду усилителя. Для построения распределенных систем оповещения, в которых громкоговорители удаляются от центральной системы на большие расстояния, используются трансформаторные громкоговорители. Принцип трансформаторного согласования позволяет минимизировать потери на проводах и различные паразитные наводки, возникающие в длинных линиях.

Учет особенностей и возможностей того или иного громкоговорителя позволит сформировать более грамотное, оптимальное техническое решение.

2. Устройство громкоговорителя

На рис.1 изображена упрощенная схема функционирования громкоговорителя.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

В громкоговорителе присутствуют следующие подсистемы:

Электрическая подсистема выполняет функцию согласования входного сопротивления электрической подсистемы с комплексным выходным сопротивлением усилителя в случае низкоомного согласования, или вторичной обмотки повышающего трансформатора в случае использования трансляционного усилителя.

Электромеханическая подсистема представляет собой устройство, преобразующее электрический сигнал на входе в механические колебания подвижного элемента на выходе.

Механико-акустическая подсистема служит для согласования механического импеданса громкоговорителя с частотно-зависимой компонентой сопротивления излучения, формируемой излучателем.

Акустическая подсистема, называемая излучателем, формирует сопротивление излучения, определяющее акустическую мощность излучателя. и в конечном итоге, КПД громкоговорителя.

Одним из наиболее важных параметров, характеризующих эффективность громкоговорителя, является коэффициент полезного действия (КПД). КПД громкоговорителя находится из соотношения выходной акустической мощности излучателя к входной электрической мощности громкоговорителя и зависит от согласованности всех подсистем в целом.

3. Основные параметры громкоговорителей

Основным параметром, определяющим эффективность громкоговорителя, является его звуковое давление на выходе, измеряемое в децибелах. Звуковое давление, в свою очередь, определяется двумя параметрами – чувствительностью громкоговорителя, измеренным при определенных условиях и его электрической мощностью, измеряемой в ваттах.

Чувствительность громкоговорителя

Существует два вида чувствительности, характеристическая и осевая.

Характеристическая чувствительность (дБ) – отношение среднего звукового давления, развиваемого громкоговорителем в номинальном диапазоне частот на рабочей оси на расстоянии 1м от рабочего центра, к квадратному корню из подводимой электрической мощности.

В последнее время большинство производителей в качестве характеристики громкости указывают осевую чувствительность.

Осевая чувствительность (иногда просто чувствительность) – отношение звукового давления, развиваемого в точке свободного поля, выбранной на рабочей оси громкоговорителя на расстоянии 1м от рабочего центра, к подводимой мощности (как правило, 1Вт.).

Звуковое давление громкоговорителя

При произвольном значении подводимой электрической мощности Pвт уровень звукового давления громкоговорителя (его фактическую громкость) можно определить как:

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Мощность громкоговорителя

В технической литературе фигурирует множество различных определений мощности громкоговорителя, с которыми не просто разобраться.

В рекомендациях Международного Электротехнического Комитета (МЭК) 268-5 «Элементы электроакустических систем. Громкоговорители» и 581-7 «Минимальные требования к аппаратуре Hi-Fi. Громкоговорители» приводятся следующие виды мощностей.

Характеристическая мощность громкоговорителя – мощность, при которой громкоговоритель создает характеристический уровень звукового давления 94 дБ на расстоянии 1м в диапазоне частот 100. 8000 Гц.

Шумовая мощность определяется по результатам испытаний громкоговорителя на специальном шумовом сигнале в течение 100 ч. Значение шумовой мощности громкоговорителя совпадает со значением паспортной мощности, определяемой по ГОСТ 16122-78, т.к. при определении этих видов мощности используется один и тот же сигнал.

Максимальная синусоидальная мощность громкоговорителя – это мощность непрерывного синусоидального сигнала в заданном диапазоне частот, которую громкоговоритель может выдержать без механических и термических повреждений в течение промежутка времени (не менее 1 часа), указанного в спецификации.

Номинальная мощность громкоговорителя – это электрическая мощность, при которой нелинейные искажения громкоговорителя не превышают требуемых значений.

Паспортная мощность громкоговорителя – определяется как наибольшая электрическая мощность, при которой громкоговоритель может длительное время удовлетворительно работать на реальном звуковом сигнале без тепловых и механических повреждений.

На сегодняшний день (по крайней мере, у нас в стране) наиболее употребительными являются два вида мощности – номинальная и синусоидальная.

Под номинальной мощностью (в дополнение к определению выше) понимают мощность, при которой в некотором (среднем) положении регулятора громкости усилителя нелинейные искажения громкоговорителя минимальны.

На сегодняшний день большинство производителей указывают в своих спецификациях синусоидальную мощность.

Синусоидальная мощность (англ. RMS – Rated Maximum Sinusoidal) – максимальная синусоидальная мощность, при которой громкоговоритель должен проработать в течение 1 часа с реальным музыкальным сигналом без получения физических повреждений (ср. максимальная синусоидальная мощность).

Дополнительные характеристики громкоговорителей

Номинальное электрическое сопротивление – входное частотно-зависимое (комплексное) сопротивление громкоговорителя. В случае низкоомного согласования (в реальных акустических системах (АС)) оно имеет значение 4/8Ом. В случае высоковольтного трансформаторного согласования – от сотен Ом, до нескольких кило-Ом.

Эффективно воспроизводимый диапазон частот – диапазон частот, в пределах которого уровень звукового давления понижается на некоторое заданное значение по отношению к уровню, усредненному в определенной полосе частот. По рекомендациям МЭК 581-7 для полосы частот 50. 12500 Гц величина данного уменьшения (спада) устанавливается равной 8дБ по отношению к уровню, усредненному в полосе частот 100. 8000 Гц.

Частотная характеристика громкоговорителя по звуковому давлению – это графическая или численная зависимость уровня звукового давления от частоты сигнала, развиваемого громкоговорителем в определенной точке свободного поля, находящейся на определенном расстоянии от рабочего центра при постоянном значении напряжения на выводах громкоговорителя. Более привычное название данной зависимости – амплитудно-частотная характеристика (АЧХ).

Неравномерность АЧХ звукового давления

Зависимость звукового давления от частоты изображается на диаграммах (в декартовой системе координат), называемых амплитудно-частотными характеристиками (термин АЧХ является наиболее привычным. В технической литературе данная зависимость называется частотной характеристикой звукового давления ЧХЗД) громкоговорителя.

Под неравномерностью АЧХ, следует понимать разность между максимальным Pmax (дБ) и минимальным Pmin (дБ), уровнями в эффективном (заявленном) частотном диапазоне.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

В соответствии с ОСТ 4.383.001 неравномерность АЧХ в эффективном рабочем диапазоне частот не должна превышать:

По рекомендациям МЭК 581-7 для аппаратуры Hi-Fi качества неравномерность не должна превышать ± 4дБ в диапазоне 0,1-8кГц.

На рис.2 изображена АЧХ громкоговорителя с неравномерностью Δ (дБ), в диапазоне 0,2-7кГц, не более 5%.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Неравномерность АЧХ зависит от:

и определяет качество громкоговорителя в целом.

Характеристика направленности громкоговорителя

Любой громкоговоритель излучает звуковую энергию не равномерно. Уровень звукового давления громкоговорителя существенно зависит от угла, на котором производится измерение. Наибольшее количество энергии громкоговоритель излучает вдоль рабочей оси. Рабочая ось, как правило, совпадает с геометрической осью громкоговорителя, проходящей через его рабочий центр (рабочий центр совпадает с геометрическим центром симметрии выходного отверстия громкоговорителя.). Зависимость звукового давления громкоговорителя от направления называется характеристикой направленности.

Характеристика направленности громкоговорителя (Rн) – зависимость звукового давления PΘ (дБ), развиваемого громкоговорителем, в точке свободного поля (на фиксированном расстоянии от рабочего центра, например, на 1м), от угла Θ между рабочей осью громкоговорителя и направлением на данную точку:

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Графическое выражение Rн для различных углов и частот называют диаграммой направленности (ДН). Наиболее часто ДН представляют в полярных координатах, рис. 3.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Звуковое давление на диаграмме указывается не в абсолютных, а в относительных величинах – децибелах (дБ).

4. Классификация громкоговорителей для систем оповещения

Общую классификацию громкоговорителей можно представить следующим образом, рис.4:

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

По способу излучения громкоговорители можно разделить на:

Громкоговорители прямого излучения излучают звуковую энергию непосредственно в среду. Работа громкоговорителя прямого излучения будет рассмотрена ниже. В рупорных громкоговорителях диафрагма связана со средой непосредственно через рупор. Работа рупорного громкоговорителя будет рассмотрена ниже.

По способу подключения громкоговорители можно разделить на:

При низкоомном согласовании громкоговоритель подключается непосредственно к выходному каскаду усилителя мощности (УМ). Трансформаторное согласование предполагает использование специализированного трансформаторного громкоговорителя, подключаемого к выходу трансляционного усилителя, снабженного дополнительным повышающим трансформатором. Более подробно данные способы согласования буду рассмотрены ниже.

По частотному диапазону (по ширине АЧХ) громкоговорители можно разделить на:

На практике удобно делить по принципу «да/нет», «плохой/хороший». Так, в зависимости от ширины АЧХ громкоговорители можно разделить на узкополосные и широкополосные. Узкополосным можно назвать громкоговоритель, работающий в ограниченном диапазоне частот. Так, например, рупорный громкоговоритель можно назвать узкополосным; его эффективный диапазон частот находится в пределах СЧ

0,3-3кГц (по существующей НД громкоговорители должны воспроизводить нормально слышимые частоты в диапазоне от 0,2 до 5кГц). Громкоговоритель, одинаково хорошо работающий в НЧ, СЧ и ВЧ диапазонах. будем называть широкополосным. В системах оповещения применяются оба типа громкоговорителей. Широкополосным можно считать громкоговоритель, охватывающий (даже частично) все 3 диапазона. Широкополосные громкоговорители находят широкое применение и используются для воспроизведения не только речевой, но и музыкальной информации.

Для того, что бы классифицировать громкоговорители в зависимости от направленности, необходимо ввести дополнительную, но очень важную и применяемую на практике характеристику – ширину диаграммы направленности ШДН.

Узконаправленными будем называть громкоговорители, ШДН которых на частоте 4кГц менее 90 градусов, широко-направленными – громкоговорители, ШДН которых на частоте 4кГц более 90 градусов. Более подробно данные типы обсуждались во введении.

В зависимости от конструктивного исполнения громкоговорители можно разделить на:

Врезные громкоговорители могут иметь и открытый тип (без экрана), так как экраном для них является сама поверхность (стена, потолок), в которую они встраиваются. Громкоговорители накладного типа из экономических соображений можно реализовать в открытом ящике, задней стенкой которого становится плоскость (стена), на которую он монтируется. Более подробно данные вопросы будут рассмотрены ниже.

По типу преобразователя громкоговорители можно разделить на:

На сегодняшний день наибольшее распространение получили электродинамические катушечные громкоговорители. Электродинамический катушечный преобразователь можно рассматривать как электромеханическую подсистему, преобразующую электрический сигнал на входе, в механические колебания подвижного элемента на выходе. Данный громкоговоритель состоит из двух основных подсистем: подвижной – звуковой катушки и диффузора и магнитной – постоянного магнита, керна, верхнего и нижнего сланцев. Рассмотрим работу данной системы.

Классификация громкоговорителей по области применения

В системах оповещения громкоговорители имеют самую широкую область применения: от тихих и закрытых помещений до шумных открытых площадок, от речевых объявлений до качественного музыкального оформления.

В зависимости от области применения громкоговорители можно разбить на 3 основных группы:

Каждой из групп можно сопоставить соответствующий класс (степень) защиты IP. Под степенью защиты понимается способ, ограничивающий доступ к опасным токоведущим и механическим частям, попадание твердых предметов и/или воды внутрь оболочки.

Маркировка степени защиты оболочки электрооборудования осуществляется при помощи международного знака защиты IP и двух цифр, первая из которых означает защиту от попадания твердых предметов, вторая — от проникновения воды.

Наиболее распространенными для громкоговорителей являются следующие степени защиты:

5. Работа громкоговорителей

Работа электродинамического громкоговорителя

На рис.5 изображено устройство диффузорного громкоговорителя прямого излучения с преобразователем электродинамического катушечного типа.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Основным рабочим узлом электродинамического громкоговорителя является диффузор, который осуществляет преобразование механических колебаний в акустические. Диффузор громкоговорителя приводится в движение силой, действующей на жестко скрепленную с ним катушку, находящуюся в радиальном магнитном поле. В катушке течет переменный ток, соответствующий аудио-сигналу, который должен воспроизвести громкоговоритель. Магнитное поле в громкоговорителе создается кольцевым постоянным магнитом и магнитной цепью из двух фланцев и керна. Катушка под действием электродвижущей силы свободно движется в пределах кольцевого зазора между керном и верхним фланцем, а ее колебания передаются диффузору, который, в свою очередь, создает акустические колебания, распространяющиеся в воздушной среде.

Электродинамические громкоговорители имеют хорошие характеристики, широкую диаграмму направленности, широкий частотный диапазон, приемлемый уровень звукового давления, что позволяет применять их для решения самого широкого класса задач – от музыкальной трансляции до аварийного оповещения. Данные громкоговорители чаще всего используются для внутреннего монтажа в закрытых отапливаемых помещениях.

Работа рупорного громкоговорителя

Рупорный громкоговоритель (рупор) является согласующим элементом между драйвером (излучателем) и окружающей средой. Драйвер, жестко связанный с рупором, преобразует электрический сигнал в звуковую энергию, поступающую и усиливаемую в рупоре. Усиление звуковой энергии внутри рупора осуществляется за счет специальной геометрической формы, обеспечивающей высокую концентрацию звуковой энергии. Использование в конструкции дополнительного концентрического канала позволяет существенно уменьшить размеры рупора при сохранении качественных характеристик.

Рупор состоит из следующих частей, рис.6.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Рупорный громкоговоритель работает следующим образом: электрический звуковой сигнал поступает на вход компрессионного драйвера (а), преобразующего его в акустический сигнал на выходе. Драйвер жестко скреплен с рупором (г), обеспечивающим высокое звуковое давление (рупор может иметь следующие варианты названия: мегафон, горн, репродуктор, рефлектор, труба). Драйвер состоит из жесткой металлической диафрагмы (а), приводимой в движение (возбуждаемой) звуковой катушкой (е) намотанной на цилиндрический (или кольцевой) магнит (б). Звук в данной системе распространяется от драйвера, проходя через концентрический канал (в), экспоненциально усиливается в рупоре (г), после чего поступает на выход.

6. Основные типы акустического оформления громкоговорителей

Для повышения эффективности громкоговорители снабжаются корпусами. По типу акустического оформления корпуса, громкоговорители можно разделить, рис.7 на:

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Плоский экран позволяет исключить дифракцию излучаемой волны вокруг излучателя. Для того, что бы громкоговоритель был эффективным, размеры плоского экрана должны быть соизмеримы с диной волны: l > λ/4, где λ – длина волны нижней границы частотного диапазона. Так для fн=100Гц, l > v/4fн =340/400=0,85м. Экран размером 80см слишком велик, поэтому на практике наибольшее применение находит оформление открытый корпус (можно рассматривать как не плоский экран), также препятствующий дифракции (огибанию) звука.

Вариант акустического оформления типа «закрытый ящик» рассмотрим на примере широко распространенного типа трансляционных громкоговорителей – звуковой колонны.

Устройство звуковой колонны

Звуковая колонна широко используется в системах звуковой трансляции. В зависимости от класса защиты, звуковая колонна может использоваться для озвучивания как внутренних помещений, так и открытых площадок. Звуковая колонна представляет собой закрытый ящик (бокс), с размещенной внутри группой размещенных по вертикали головок (динамиков), рис.8.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Динамики в звуковой колонне располагаются внутри корпуса друг над другом, соединяются параллельно и подключаются к выходной обмотке понижающего трансформатора. Звуковая колонна относится к типу т.н. “линейных групповых излучателей”, имеющих благоприятную ДН – узкую в вертикальной плоскости и широкую в горизонтальной. Корпусное исполнение повышает эффективность в области низких частот. Обострение ДН в вертикальной плоскости происходит из-за интерференции сигналов от каждого динамика. При конструировании звуковой колонны очень важно обеспечить идентичность характеристик динамиков, устанавливаемых в одном корпусе и их синфазность.

Фазоинверторный громкоговоритель

Закрытый корпус является очень эффективным решением, но в результате избыточной плотности звукового давления внутри корпуса возникают стоячие волны, вызывающие резонансные эффекты, образуя пики и провалы при воспроизведении. Минимизировать данный эффект можно при помощи фазоинвертора, устраняющего избыточное давление внутри корпуса. Известно, что хорошее воспроизведение НЧ может быть обеспечено не только массой громкоговорителя, но и объемом корпуса. Фазоинвертор представляет собой канал (отверстие или трубу) в стенке закрытого ящика и позволяет минимизировать объем корпуса при сохранении равномерности АЧХ в области НЧ. Фазоинвертор выполняет роль резонатора, рассматриваемого как второй громкоговоритель. Параметры отверстия фазоинвертора подбирают таким образом, чтобы сбалансировать резонансные эффекты на определенных частотах и минимизировать возможные провалы в частотной характеристике. Громкоговорители фазоинверторного типа называют акустическими системами (АС). Внешний вид АС показан на рис.9.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Пример, изображенный на рис.9, демонстрирует основные особенности реализации качественных акустических систем.

Высокое качество звучания АС обеспечивается:

Многополосное исполнение предполагает применение нескольких громкоговорителей в одном корпусе, требующую, в свою очередь, применения разделительного фильтра. В АС разрешается основное противоречие, обусловленное физическими принципами – высокая эффективность на ВЧ может быть достигнута использованием маленьких по объему громкоговорителей (ВЧ-драйверов, ВЧ-драйвер – диафрагма, помещенная в магнит (называемая твиттером) и соединенная с рупором, является эффективным излучателем на ВЧ); для воспроизведения НЧ необходим массивный и объемный громкоговоритель (вуфер), устанавливаемый в свою очередь в объемный корпус.

Пример реализации бюджетных широкополосных громкоговорителей

Существует несколько способов повышения эффективности громкоговорителя при сохранении его стоимости.

Построение двухконусной системы, рис.10.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Двухконусная система состоит из основного (большого) конуса, роль которого выполняет диффузор и дополнительного (малого) конуса – маленького рупора, жестко скрепленного с диффузором. Концентрическое расположение данных конусов позволяет обеспечить высокую эффективность в широком диапазоне и хорошую равномерность на средних частотах.

Повышения равномерности звучания в широком частотном диапазоне можно добиться построением многополосной АС. В многополосных системах для получения напряжения на нужной частоте используются разделительные фильтры (фильтр рассчитывается для определенной частоты, за пределами которой обеспечивается нужная крутизна затухания. Фильтр первого порядка содержит 1 элемент и обеспечивает затухание с крутизной 6дБ/октаву; фильтр второго порядка содержит 2 элемента и обеспечивает затухание с крутизной 12дБ/октаву).

На рис.11 изображен пример реализации бюджетной двухполосной АС.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

В данном громкоговорителе применен разделительный фильтр первого порядка. ВЧ-головка (драйвер) громкоговорителя расположена на шаровом шарнире, что позволяет варьировать диаграммой направленности на ВЧ. Удобные поворотные крепления обеспечивают легкость и удобство монтажа.

Еще одним важным преимуществом многополосных АС является обеспечение постоянства характеристики направленности (ХН) в широком диапазоне частот, что существенно упрощает электроакустический расчет.

Пример классификации громкоговорителей по конструктивному исполнению на примере ROXTON см. в статье «Громкоговорители ROXTON: классификация».

7. Трансформаторные громкоговорители

Трансформаторные громкоговорители – громкоговорители со встроенным трансформатором, являющиеся конечными исполнительными элементами в проводных трансляционных системах, на базе которых строятся системы оповещения о пожаре, локальные системы оповещения, системы громкоговорящей связи. В таких системах реализован принцип трансформаторного согласования, при котором отдельный громкоговоритель или линия с несколькими громкоговорителями подключается к высоковольтному выходу трансляционного усилителя. Передача сигнала в высоковольтной линии позволяет сохранять величину передаваемой мощности за счет уменьшения токовой составляющей, тем самым минимизировать потери на проводах. В трансформаторном громкоговорителе осуществляется 2 этапа преобразования. На первом этапе при помощи трансформатора происходит понижение напряжения высоковольтного звукового электрического сигнала, на втором – осуществляется преобразование электрического сигнала в слышимый акустический звуковой сигнал.

На рис.12 изображена задняя часть корпусного настенного трансформаторного громкоговорителя. Трансформаторный громкоговоритель состоит из следующих частей:

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Корпус громкоговорителя в зависимости от области применения может быть выполнен из различных материалов, наиболее широким из которых на сегодняшний день является АВS пластик. Корпус необходим для удобства монтажа громкоговорителя, предохранения токоведущих частей от попадания пыли и влаги, улучшения акустических характеристик, формирования необходимой диаграммы направленности (ШДН).

Понижающий трансформатор предназначен для понижения высокого напряжения входной линии до рабочего напряжения электродинамического преобразователя (динамика). Первичная обмотка трансформатора может содержать несколько отводов (например, полная мощность, 2/3 мощности, 1/3 мощности), что позволяет варьировать выходной мощностью. Отводы маркируются и подключаются к клеммным колодкам. Таким образом каждый такой отвод обладает своим импедансом (r, Щ) – реактивным сопротивлением (первичной обмотки трансформатора), зависящим от частоты.

Клеммная колодка обеспечивает удобство подключения трансляционной линии к различным отводам первичной обмотки трансформаторного громкоговорителя.

Динамик – устройство для преобразования электрического сигнала в звуковой (слышимый) акустический сигнал. Подключается ко вторичной обмотке понижающего трансформатора. В рупорном громкоговорителе роль динамика выполняет драйвер, жестко скрепленный с рупором.

8. Подключение громкоговорителей к системе звукоусиления

Существует два основных способа согласования громкоговорителей с системой звукоусиления:

Низкоомное согласование

При «низкоомном» согласовании, громкоговорители подключаются непосредственно к выходному каскаду УМ. В зависимости от реализации усилителя существует множество различных включений.

На рис. 13 показан вариант включения низкоомного 4/8Ом громкоговорителя в коллекторную цепь выходного транзистора.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Подключение низкоомных громкоговорителей

По государственному стандарту (ГОСТ Р 53575-2009 (МЭК 60268-5:2003). Громкоговорители. Методы электроакустических испытаний), громкоговорители могут иметь два стандартных значения “импедансов” – 4 и 8 ом, на которые и рассчитаны низкоомные выходы УМЗЧ.

При «низкоомном» согласовании нагрузки с выходом УМ необходимо обеспечить 2 условия:

поэтому подключение нескольких “низкоомных” громкоговорителей к одному усилителю осуществляется только определенными способами:

При последовательном соединении суммарный импеданс нагрузки Z складыватся из импедансов каждого из громкоговорителей:

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

При параллельном соединении суммарный импеданс нагрузки Z является суммой проводимостей (1/Zi) каждого громкоговорителя:

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Исходя из того, что стандартных импедансов всего два (4/8Ом), в последовательном и параллельном соединении участвуют не более 2-х громкоговорителей. Суммарный импеданс при последовательном соединении двух громкоговорителей (7):

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Суммарный импеданс при параллельном соединении двух громкоговорителей (8):

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Соединение большего количества громкоговорителей осуществляется последовательно-параллельным соединением, рис.14.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

При нечетном количестве громкоговорителей, необходимо осуществлять последовательно-параллельное соединение, суммарный импеданс которого должен попасть в пределы 4-8Ом. Ожидаемую мощность, в этом случае можно получить только приближенно, аппроксимируя характеристики используемого усилителя для 4-х и для 8-ми омной нагрузки.

9. Трансформаторное согласование

Усилители, в состав которых входит согласующий трансформатор называются трансляционными, а громкоговорители, работающие с ними – трансформаторными.

Трансляционные системы, использующие данный принцип, очень эффективны для озвучивания больших (распределенных) территорий.

Принцип трансформаторного согласования позволяет:

Трансформаторное согласование имеет еще одно важное преимущество, оно позволяет реализовывать практически любые топологии – шина, звезда, дерево, не меняя при этом, принципов проектирования. К основным принципам проектирования трансляционных систем можно отнести следующие:

Трансляционная система

Трансляционную систему оповещения можно рассматривать в рамках системы трехэтапного преобразования включающую:

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Низкоуровневый сигнал напряжением (1-10мВ) с микрофона поступает на вход трансляционного усилителя включающего:

Вариант согласования выхода УМ с трансформаторным громкоговорителем показан на рис.16.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Повышающий трансформатор на выходе усилителя предназначен для дополнительного повышения напряжения звукового сигнала с целью его оптимального согласования с линией громкоговорителей. Для реализации многовариантного управления, вторичная обмотка повышающего трансформатора снабжается несколькими отводами с различными напряжениями: Uном, 3/4Uном, 1/2Uном, 1/4Uном.

Трансформатор громкоговорителя понижает напряжение высоковольтного звукового до уровня:

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Для реализации многовариантного управления, первичная обмотка согласующего трансформатора громкоговорителя, снабжается несколькими отводами с различными импедансами : Zном, 2/3Zном, 1/2Zном, 1/3Zном.

Мощность громкоговорителя, в зависимости от напряжения в линии, Uл, В и выбранного импеданса Zном (Ом):

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Данная формула, следующая из закона Ома для участка цепи (J=U/R) и соотношения для нахождения мощности (P=J*U), очень широко используется на практике.

Из формулы (6) видно, что при неизменном импедансе громкоговорителя, уменьшение напряжения в линии в n раз (например, при переключении линии с клеммы U1 на клемму U2, рис. 16), приводит к уменьшению мощности громкоговорителя в n2 раз.

Трансформаторное подключение, кроме оптимального согласования имеет еще одно преимущество, заключающееся в легкости расчета общей нагрузки, как суммы мощностей всех громкоговорителей подключенных к трансляционному усилителю:

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Практический пример

Система оповещения построена, к выходу усилителя подключены нагрузочные линии, суммарная мощность которых составляет 0,7. 0,8 от мощности усилителя.

Вопрос: Можно ли увеличить величину нагрузки на существующий усилитель (подключить большее количество громкоговорителей)?

Ответ: Увеличить мощность нагрузки нельзя. Но, есть вариант. При переключении линии громкоговорителей с выходных клемм U1=100В усилителя на выходные клеммы U2=70В, мощность всей нагрузки (каждого громкоговорителя) снизится в 2 раза (ф-ла 6), что высвободит 50% мощности усилителя.

Основные топологии подключения трансформаторных громкоговорителей

В распределенных системах к одному усилителю может подключаться достаточно большое количество громкоговорителей, которые для удобства проектирования и управления разбиваются на группы – подключаются к отдельным линиям (шлейфам). Удобство проектирования и расчета связано с тем, что линии, к выходу усилителя можно подключать различными способами, являющимися аналогами параллельного подключения, при этом, суммарная нагрузка:

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Варианты подключения линий громкоговорителей к трансляционному усилителю изображены на рис.17.

Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть фото Для чего нужен громкоговоритель. Смотреть картинку Для чего нужен громкоговоритель. Картинка про Для чего нужен громкоговоритель. Фото Для чего нужен громкоговоритель

Примечание: В случае соединения (подключения) звездой желательно использовать коммутатор (релейный модуль), включенный в разрыв между выходом трансляционного усилителя и линиями громкоговорителей.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *