SAMSUNG_0920_W SAMSUNG_0920_W SAMSUNG_0920_W Advertisement

HiFi: Vplyv konštrukcie reproduktorovej sústavy na reprodukciu basov

2

Zatiaľ čo vysokotónové reproduktory majú uzavretú konštrukciu, takže nepotrebujú de facto žiadny objem ozvučnice, reprodukcia „basov“ rozhodujúcou mierou závisí od objemu a konštrukcie reproduktorovej sústavy. Veľmi zjednodušene povedané, čím má reproduktorová sústava väčší objem, mala by dokázať zahrať nižšie tóny. Prečo je to tak?

Vo videu je porovnanie frekvenčných charakteristík reproduktorov bez ozvučnice, doskovej ozvučnice, otvorenej skriňovej ozvučnice a najčastejšie používanej basreflexovej skriňovej ozvučnice.



Reproduktorová sústava je zariadenie na premenu elektrického signálu na zvuk. Funguje vo frekvenčnom pásme počuteľnom pre ľudské ucho, spravidla v rozsahu 20Hz – 20kHz. Odpoveď na otázku, prečo reproduktorové sústavy potrebujú na reprodukciu nízkych tónov ozvučnicu. Zvukové vlny sa šíria priestorom od zdroja, ktorým je kmitajúca membrána, ktorá vytvára pred reproduktorom pretlak. V prípade samotného basového reproduktora, ktorý nie je uzavretý v reproduktorovej skrini, alebo upevnený na panel s veľkou plochou  však tlaková vlna vyvolaná kmitom membrány jednoducho obehne jej okraj a vyrovná sa s podtlakom za membránou, takže akustický výkon takéhoto reproduktora na najnižších frekvenciách je zanedbateľný. Kmitavý pohyb membrány reproduktora totiž vytvára akustický tlak na obidvoch stranách membrány, avšak s opačnou fázou, čiže v okamihu pohybu membrány dopredu vznikne pred membránou pretlak a na druhej strane membrány fázovo opačný podtlak, takže ak môžu zvukové vlny nízkych frekvencií obehnúť okraj reproduktora, čím vyrovnávajú pretlak a podtlak, nastane pre tieto frekvencie akustický skrat.

Meranie frekvenčnej charakteristiky reproduktora bez ozvučnice. Použili sme reproduktory z dvojpásmovej sústavy aj s výhybkou.

Frekvenčná charakteristika reproduktora bez ozvučnice. Pokles v oblasti basov je vidieť na prvý pohľad

Situácia sa zmení, ak zabezpečíme, aby zvukové vlny membránu nemohli „obehnúť“.  Najjednoduchším riešením je takzvaná dosková ozvučnica v ktorej je upevnený reproduktor. Doska napríklad štvorcového tvaru musí mať dostatočné rozmery, aby sa predĺžila vzdialenosť, ktorú musia zvukové vlny prekonať medzi prednou a zadnou stranou membrány reproduktora.

Provizórne vyrobená dosková ozvučnica

Frekvenčná charakteristika doskovej ozvučnice

Variantom doskovej ozvučnice je otvorená skriňová ozvučnica, ktorá má na dosiahnutie potlačenia akustického skratu menšie rozmery. Aj takáto konštrukcia vlastne len predlžuje vzdialenosť medzi prednou a zadnou stranou membrány.

Provizórne vyrobená otvorená skriňová ozvučnica

Frekvenčná charakteristika otvorenej skriňovej ozvučnice

Častejšie používaná možnosť eliminovania je uzatvorená skriňová ozvučnica. Teoreticky by na odstránenie akustického skratu stačili rozmery takejto skrinky také aby sa do nej zmestil reproduktor.  Problémom však je, že uzatvorený priestor tvorí pretlakovú pneumatickú pružinu, ktorá pôsobí proti pohybu membrány reproduktora, a tým posúva rezonančnú frekvenciu k vyšším frekvenciám a to predsa nechceme. Vo všeobecnosti tak platí, čím je väčší je objem skrine, tým je možné reprodukovať nižšie tóny.

Dosiahnuť dobrú reprodukciu nízkych tónov bez toho aby sme potrebovali veľký objem skrine sa dá aj iným spôsobom, basreflexovej trubice, ktorá odstraňuje akustický skrat a nízke tóny vyžaruje s vyšším akustickým tlakom. Úlohou tejto trubice je obrátiť fázu kmitov zadnej strany membrány o 180°aby sa energia zo zadnej strany membrány sčítala spolu s energiou vyžiarenou prednou stranou membrány. Na posunutie fázy sa využíva zotrvačnosť prúdu vzduchu v trubici. Takže pri pohybe membrány dozadu sa vzduch cez trubicu začne nasávať s určitým oneskorením, v ideálnom prípade vtedy keď sa už predná strana membrány tiež pohybuje dozadu. Vypočítať takýto akustický obvod je pomerne náročné, preto sa pri konštrukcii basreflexových otvorov a trubíc veľa experimentuje.

Basreflexová trubica

Frekvenčná charakteristika basreflexovej sústavy z ktorej boli použité reproduktory pre pokusy s ostatnými typmi ozvučníc. Zvýraznené sú frekvencie 120 - 160 Hz

Konštrukcia reproduktorových sústav má aj ďalšie špecifiká, hlavne vyplnenie tlmiacim materiálom, ktorý má zabrániť vzniku stojatého vlnenia vnútri skrine. V súvislosti so stojatým vlnením hrajú úlohu aj vnútorné rozmery skrine, ktoré by nemali byť násobkami, alebo inak povedané, pomer strán skrine by mal byť nesúdeliteľný.   

Zobrazit Galériu

Luboslav Lacko

Všetky autorove články
HiFi reproduktorová sústava basový reproduktor

2 komentáre

Zámer článku reakcia na: HiFi: Vplyv konštrukcie reproduktorovej sústavy na reprodukciu basov

21.7.2020 11:07
Zámerom článku bolo vysvetliť základný princíp ozvučnice a typy ozvučníc pre úplných laikov, aby si uvedomili že od smartfónov, tabletom a malých reproduktorov (okrem výnimiek s pasívnymi membránami ktoré potvrdzujú pravidlo) nemôžu očakávať dunivé basy
Reagovať

komentár reakcia na: HiFi: Vplyv konštrukcie reproduktorovej sústavy na reprodukciu basov

17.7.2020 08:07
Ach jaj...bohužiaľ to, že niekto napíše niekoľko článkov z neho ešte nerobí odborníka na všetko a už vôbec nie na problematiku reproduktorových sústav a ozvučníc. Človek, ktorý chce napísať odborný článok na túto tématiku by mal mať jdnak dobre zvládnutú teóriu, niečo už skonštruované a namerané. Inak z toho vznikne to, čo vidíme vyššie.
K samotnému meraniu: Ak chceme uskutočniť meranie na spodných frekvenciách, ktoré sa bude približovať anechoidnému meraniu (a zobrazovať tak reálne meranie), musíme merať v blízkom poli (hovorí sa tomu nearfield) a to pripojiť k meraniu vo vzdialenom poli. Do určitej frekvencie totižto len budíme módy miestnosti a meriame teda skôr miestnosť, než samotný menič. Výsledné meranie má potom s realitou spoločného veľmi málo.
Ďalšia nepresnosť je ohľadne bassreflexových ozvučníc. Samotný typ ozvučnice a jej objem (ak sa nejedná o otvorenú ozvučnicu) volíme podľa mechanicko-elektrických parametrov samotného reproduktora (sú to tzv. Thiele-Small parametre). Nie je pravda, že ak chceme dosiahnuť lepšiu reprodkciu nízkych tńov v menšom objeme, tak použijeme bassreflex. Táto informácia je silne zavádzajúca a nepravdivá. Bassreflex používame síce na zlepšenie výsledkov dole, ale len u reproduktorov k tomu vyhovujúcich (ten TVM na obrázkoch rozhodne do bassreflexovej ozvučnice vhodný nie je a už vôbec nie do tak malého objemu). Navyše bassreflexová ozvučnica bude pre dosiahnutie vhodného priebehu pri konkrétnom reproduktore vždy väčšia, než uzavretá. Táto problematika je pomerne obšírna a dosť komplikovaná. Rozhodne nie na pár riadkov. A čo sa týka ladenia bassreflexových ozvučníc: Dnes už nejaké zložité výpočty a experimenty nie sú potrebné. Celý systém sa dá navrhnúť v jednoduchých simulátoroch ako napr. WinISD, kde výsledok veľmi dobre zodpovedá simulácii. Práca s ním je triviálna, ak človek vie, čo chce dosiahnuť. Podmienkou sú samozrejme reálne TS parametre reproduktora, ktorými musíme simulátor nakŕmiť.
Reagovať

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať