Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

Elektroakustika: Reproduktory Orbis pictus 21. století Elektroakustika: Reproduktory Obor: Elektrikář Ročník: 3. Vypracoval: doc. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Magnetické stínění reproduktorů Provádí se u reproduktorů, u kterých je třeba omezit rozptylové magnetické pole (rušení vnějších signálů). Řešení spočívá v přidání kompenzačních magnetů a stínícího krytu k zadní desce reproduktoru. Magnety mají snahu se odpuzovat, vnější vyzařování se vyruší a zvýší se magnetické pole ve štěrbině magnetu – zvýší se tak i účinnost reproduktoru.

Magnetické stínění reproduktorů Středobasový a výškový (kalota) reproduktor

Elektrické parametry reproduktorů Kmitočtová charakteristika – závislost hladiny akustického tlaku v určitém bodě (ve volném prostoru) před reproduktorem na kmitočtu, při konstantním napětí na svorkách reproduktoru. Pro kvalitní reprodukci by měl být frekvenční rozsah vyrovnaný mezi (30 Hz – 15 kHz). Někdy bývá vhodné odměřit frekvenční charakte-ristiku i pro mimoosové pozice např. 30o nebo 60o od referenční osy reproduktoru.

Elektrické parametry reproduktorů Příklad frekvenční charakteristiky reproduktoru

Elektrické parametry reproduktorů Směrová charakteristika – závislost akustického tlaku před reproduktorem na úhlu, který svírá osa reproduktoru a spojnice reproduktoru a měřícího mikrofonu. Vyjadřuje se většinou v polárních souřadnicích. S rostoucím kmitočtem se směrovost rychle zvyšuje a nad cca 5 kHz je již úzce směrová.

Elektrické parametry reproduktorů Impedanční charakteristika – frekvenčně závislá komplexní charakteristika se svým modulem a fází. Jmenovitá impedance je minimální hodnotou charakteristiky, která se však změní pokud je reproduktor osazen do ozvučnice nebo reproduktorové skříně. Elektrodynamické reproduktory mají induktivní charakter (projevuje se indukčnost kmitací cívky).

Elektrické parametry reproduktorů Typický průběh impedance basového reproduktoru

Elektrické parametry reproduktorů Rezonanční kmitočet – nejnižší kmitočet, při němž impedance reproduktoru vykazuje maximální hodnotu, udává se jen u přímovyzařujících reproduktorů a je jím dán dolní mezní kmitočet. Lze jej snížit akustickou zátěží (umístěním do ozvučnice). Nelineární zkreslení – je způsobeno signálem o kmitočtech, které původní budící signál neobsahuje, vyjadřuje je harmonické zkreslení THD (pokud jsou vyšší harmonické složky celočíselným násobkem budícího kmitočtu).

Elektrické parametry reproduktorů Účinnost – poměr vyzářeného akustického výkonu k elektrickému příkonu, při optimálním výkonovém přizpůsobení. Účinnost reproduktoru je velmi malá v rozmezí (1 – 6 %) a vestavěním do ozvučnice a skříně se ještě zmenší. Charakteristická citlivost – průměrná velikost efektivního akustického tlaku v daném kmitočtovém pásmu, měřená v ose reproduktoru a ve vzdálenosti 1 m a při standardním příkonu 1 VA. Vyjadřuje se v dB jako poměr naměřeného akustického tlaku k referenční hodnotě 20 µPa.

Ozvučnice Slouží k oddělení přední a zadní zvukové vlny reproduktoru (zabraňuje tak akustickému zkratu - vyrušení přední a zadní vlny). Bez ozvučnice reproduktor vyzáří cca 1/7 teoretického akustického výkonu. Ozvučnice poskytuje reproduktoru mechanickou ochranu (zmenšení maximální výchylky membrány), Podporuje reprodukci na nižších kmitočtech, Velký objem ozvučnice snižuje zatížitelnost reproduktoru.

Ozvučnice Rovinná deska Otevřená ozvučnice Uzavřená ozvučnice Bassreflexový nátrubek

Reproduktorová výhybka Plní funkci frekvenčního rozdělení kmitočtového pásma a ochrany reproduktorů. Dělí se podle funkce a přenášeného pásma na pasivní (ve výkonové části za zesilovačem) a aktivní. Dolní propust LP (low-pass) pro basový reproduktor (se strmostí 6 dB/okt), Pásmová propust BP (band-pass) pro středotónový reproduktor (se strmostí 12 dB/okt), Horní propust HP (high-pass) pro výškový reproduktor (se strmostí 18 dB/okt).

Charakteristiky výhybek Amplitudová, fázová a impedanční charakteristika – pokud možno vyrovnaná charakteristika, amplitudová plochá a impedance bez poklesu pod jmen. hodnotu. Dělící kmitočty - podle pásem, oblasti impedančního minima násobků rezonančního kmitočtu, na vyšších kmitočtech vzrůstá výchylka membrány. Aproximace a strmosti filtrů - např. Buterworth, Besel, Linkwitz-Rilley, strmost např. 12 dB/okt, Zatížitelnost - při návrhu lze vycházet z příkonu basového reproduktoru.

3 pásmová aktivní výhybka Blokové schéma výhybky a frekvenční charakteristika

Reproduktorové soustavy Výškový reproduktor by měl být při běžném poslechu konstrukčně umístěn ve výšce uší. Basový reproduktor by měl být umístěn relativně vysoko, dynamicky se pak chová přesněji, Směrovou charakteristiku ovlivňují také rozteč reproduktorů, strmost výhybky a dělící kmitočet výhybky. Optimální směrová charakteristika - vzdálenost mezi basovým a středobasovým reproduktorem co nejmenší, sdružené reproduktory co nejblíže sebe.

Reproduktorové soustavy Směrová charakteristika 2-pásmové reprosoustavy s výhybkou 18 dB/dek a 12 dB/dek.

Použitá literatura Wirsum, S. Abeceda nf techniky. BEN – technická literatura, Praha, 2003. Toman, K. Reproduktory a reprosoustavy. Dexon, Karviná, 2001.

Děkuji Vám za pozornost Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tomáš Kratochvíl Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky