Какво представлява добър говорител?
За да бъдем точни, трябва да наречем"говорители" система от високоговорители. Това е система, съставена от някои преобразуватели, честотен делител, шкаф и някои допълнителни части.
Проектантът на високоговорителна система трябва да разбира сложните взаимодействия между компонентите на системата от високоговорители.
Сглобяването на добри части заедно не гарантира добра система. (Забележка: В следващата статия ще посоча системата от високоговорители просто като високоговорител.)
Ако трябва да се използва една дума, за да се опише процеса на проектиране на високоговорителя, мисля, че терминът"размяна" е най-подходяща. Тъй като има компромис между производителността на високоговорителя и крайната цена.
Ето защо ни е трудно да сравняваме високоговорители от различни производители. Ако просто погледнете определен индекс на производителност (като номинална мощност), определен високоговорител може да изглежда по-добре. Но когато разгледаме цялостната производителност на системата от високоговорители, тя може да бъде малко по-ниска.
Защо някои високоговорители са толкова по-скъпи? За да разберем по-добре този проблем, нека' да разгледаме компонентите на високоговорителя.
Истината за трансдюсера
Трансдюсерът е сърцето на високоговорителя. Тези преобразуватели преобразуват електрическата енергия в звукова енергия. Повечето от звуковоусилващите преобразуватели са бутални преобразуватели.
В сравнение с преобразувателите, изследвани и произведени в началото на миналия век, модерният дизайн принципно не се е променил много в принципа на работа. С развитието на технологиите се появиха по-добри материали, с малко тегло и ниска цена. Въпреки това, принципът на звука на високоговорителя е основно вибрацията на околните въздушни молекули чрез движението на буталото.
Няма преобразувател, който да осигури енергията, необходима за слушане в пълния честотен диапазон. Поради това повечето високоговорители са проектирани с двупосочна или трипосочна честота, с вградени специални нискочестотни, средночестотни и/или високочестотни преобразуватели.
В сравнение с двупосочния дизайн, трипосочният дизайн изисква повече преобразуватели, така че трипосочният дизайн е по-скъп.
Много важна част от дизайна на рамката на мивката
Процесът на проектиране на рамката на мивката е важен фактор, влияещ върху цената на нискочестотните преобразуватели. Рамката за умивалник на високоговорителя, направена чрез процеса на щамповане, има по-ниска цена поради простия си производствен процес и ниската консумация на суровини. Рамката на високоговорителя, изработена от процес на леене под налягане, е по-малко вероятно да се деформира поради вибрации на конуса.
В същото време, в сравнение с рамката за щамповане, рамката за басейн от тип леене под налягане е по-голяма по качество и тегло и съответно производствената цена също е по-висока. Тъй като по-голямата част от електрическата енергия, заредена в преобразувателя, се изразходва под формата на топлинна енергия, можем да оптимизираме неговата производителност чрез подобряване на ефективността на разсейване на топлината.
Изборът на конусния материал трябва да претегли неговото качество, здравина и цена. Въпреки че успяхме да използваме някои специални материали (езотерични материали), за да направим конуси на високоговорителите, хартиените материали все още са най-често използваните, тъй като това е добър избор след претегляне на различни атрибути. Цената на нискочестотен преобразувател вероятно е между десетки до стотици долари.
Дизайнерската мотивация на дизайнерите на високоговорителни системи определя какъв материал на конуса те избират. Ако има ограничения за цена и разходи, те ще изберат единица с по-ниска цена. Ако трябва да се стремят към по-високо качество и производителност, те ще са склонни да избират модели с по-високи цени.
Средночестотният и високочестотен модул на високоговорителя на системата за усилване на звука обикновено приемат дизайна на натоварването на клаксона. Докато натоварването на клаксона осигурява високи нива на звуково налягане, той може също да контролира модела на звуково излъчване. Клаксонът може да бъде направен от много материали, включително дърво, метал, фибростъкло и пластмаса.
ABS пластмасовият клаксон се използва най-често поради ниската си цена, лекото тегло и простото производство. Клаксонът от фибростъкло е по-здрав, но тъй като е труден за изработка, цената се увеличава съответно. Размерът на нискочестотния клаксон е голям, така че често се използват дървени материали.
Клаксонът (трансдюсерът) играе основна роля в системата на високоговорителите. Пиезо драйвери с относително ниска цена или компресионни драйвери могат да се използват при проектирането на клаксони. Конусните високоговорители могат да се използват и като клаксони.
Компресиращият драйвер е най-добрият избор за повторно усилване на междинни и високи честоти. Компресивните драйвери са по-добри от евтините пиезоелектрични драйвери поради тяхната по-висока ефективност и прецизност.
Магнитната структура на трансдюсера също е важен фактор, влияещ върху цената. Голямата магнитна структура може да генерира по-голяма плътност на магнитното поле (обикновено еквивалентна на по-висока ефективност), което съответно ще увеличи теглото на магнита. Този вид магнитна структура трябва да има отлята рамка за мивка като опора, преди да може да се използва. Редкоземните елементи, като неодима, изискват само малка част от неодима, за да генерират по-силно магнитно поле в сравнение с традиционните магнитни материали. Неодимът е и най-скъпият от често използваните магнитни материали.
Някои производители на високоговорители ще произвеждат свои собствени преобразуватели. Това им позволява да контролират по-добре веригата за доставки и да оптимизират работата на компонентите в конкретна система от високоговорители.
Повечето производители на високоговорители ще разглеждат OEM производителите като свои доставчици на трансдюсери. OEM производителите са много ефективни в производството, защото в това са добри. Повечето OEM производители произвеждат и продават трансдюсери с общо предназначение за редовни клиенти. В същото време те изпълняват и патентовани проекти според спецификациите на производителите на високоговорители.
Жизненоважен разделител
Въпреки че функцията на кросоувъра не е взета сериозно, кросоувърът е може би най-трудната част от дизайна на високоговорителите. Основната задача на честотното разделяне е да ограничи лентата на сигнала, предаван към всеки преобразувател, а трансдюсерът работи само в рамките на честотния диапазон, където може да се преобразува в звукова енергия. По принцип делителят на честотата е еквивалентен на трансмисионната система на автомобилната трансмисия.
Когато плавно ускорите колата от 0 до 60 mph, добрата трансмисионна система може да накара колелата да се въртят по-бързо (повишена честота). Превключването на предавките трябва да е естествено, плавно и перфектно. Добрият дизайн на честотния делител трябва да бъде същият. Може плавно да преминава между ниска честота, средна честота и висока честота.
Пасивният честотен делител, от друга страна, е филтърна мрежа, съставена от пасивни електрически устройства, като резистори, кондензатори и индуктори. Масово произвежданите сглобяеми блокове с общо предназначение могат да се използват като пасивни честотни делители, но в крайна сметка честотният делител трябва да бъде оптимизиран според съответния му преобразувател. Тази работа се извършва най-добре от инженер-конструктор.
Някои честотни делители ще бъдат монтирани на печатната платка (PCB). Тази инсталация е не само проста и красива, но и лесна за масово производство, което съответно ще намали производствените разходи. Този метод на инсталиране е много подходящ за приложения с ниска мощност, но ако драйверът е претоварен, печатната платка ще се повреди поради прегряване.
Печатната платка (PCB) също може да се огъне или счупи поради прекомерна индуктивност. Ето защо много производители настояват за дизайна на твърд проводник на честотния делител (Hard Wire). Проектирането на твърда връзка трябва да бъде завършено ръчно, а ефектът на външния вид след завършване често не е много добър. Но в сравнение с разделителя на печатни платки, разделителят с твърдо окабеляване е по-здрав (и по-скъп).
Някои високоговорители нямат вграден кросоувър. Този тип високоговорители се задвижват от професионално електронно оборудване за обработка. След като сигналът се изпрати към усилвателя на мощността, за да завърши процеса на обработка на сигнала, ние го наричаме активна кросоувър система от високоговорители.
На теория такъв дизайн би трябвало да може да спести производствените разходи на самия високоговорител (по-малко компоненти), но този тип високоговорители изисква външен процесор, когато системата е изградена, и още повече канали за усилвател на мощност, така че крайната цена клони да бъде по-високо. В сравнение с пасивните кросоувър високоговорители, активните кросоувър високоговорители могат да осигурят по-висока прецизност и по-високо ниво на звуково налягане (SPL).
Независимо от това, в сравнение с активния кросоувър дизайн, висококачественият високоговорител с пасивен кросоувър дизайн може да осигури отлично качество на звука при по-ниска обща цена и е сравнително лесен за свързване и отстраняване на грешки.
Кутия
Шкафът за високоговорители и неговата структура също са важни фактори, които влияят върху цената на високоговорителите. Шкафът трябва да е много здрав и здрав. Самата вибрираща кутия е преобразувател, който ще взаимодейства с други преобразуватели и ще намали производителността на цялата система. Здравата кутия изисква много качество, много ребра или и двете. Цената е голямото тегло на шкафа.
Бетонът е добър избор като материал на кутията, но е подходящ само за персонализирана система за субуфер. Плочите със средна плътност (MDF) също са по-подходящ материал за изработка на шкафове. Плочите от дървесни влакна със средна плътност имат висока плътност и ниска цена, но самият материал е много тежък и лесно се огъва, след като е влажен.
Кутиите, изработени от плочи от дървесни частици, имат ниска цена, но трябва да се избягват колкото е възможно повече. Шперплатът е по-лек и по-здрав от MDF, но има пролуки между слоевете. Шперплатът от балтийска бреза е най-добрият избор за материала на корпуса (повече от 11 слоя и няма празнини между слоевете), но е и най-скъпата дървесина при производството на високоговорители.
Композитният материал има висока якост и ниско тегло, но цената е висока. Стъкленото влакно има висока твърдост и устойчивост на атмосферни влияния, но тъй като е трудно за производство, цената е по-висока от дървото и пластмасата.
През последните години формованата пластмаса постепенно се превърна в често използван шкаф за високоговорители. Формованата кутия има малко тегло и може да бъде обработена, за да стане устойчива на атмосферни влияния. След години на масово производство, първоначалната висока цена на матрицата може да бъде разредена. Този тип структура на корпуса е много практична за високоговорители с по-малки шкафове, но високоговорителите с големи шкафове изискват по-твърди материали.
Високоговорителите, които се издигат над аудиторията, трябва да имат специални висящи части (точки за окачване). И трябва да премине през тест за издърпване (тест на издърпване), за да се гарантира твърдостта и безопасността на кутията и висящите части.
Няма голяма разлика във външния вид между високоговорители, монтирани на тавана, и монтирани на пода и колони. Въпреки това, монтираните на тавана високоговорители имат по-високи изисквания към структурата на шкафа, поддържащи тиранти и тестване, така че цената често е много по-висока.
