[ Pobierz całość w formacie PDF ]
S
amodzielne budowanie urzą−
(jeśli potrafisz).
dzeń elektroakustycznych
może być umotywowane
dwojako − albo chęcią zaoszczędze−
nia (proste kalkulacje wskazują czę−
sto, że komplet elementów kosztu−
je mniej, niż gotowy, "firmowy" pro−
dukt, na nich oparty), albo dąże−
niem do stworzenia własnej, nie−
powtarzalnej konstrukcji. Oczywi−
ście obydwa powody mogą wystę−
pować równocześnie w różnych
proporcjach, zmieniających się też
z upływem czasu. Warto zwrócić
uwagę, że o ile najczęściej pierw−
szy bodzieć jest właśnie natury
ekonomicznej, to wkrótce po mniej
lub bardziej udanym debiucie świe−
żo upieczony konstruktor−hobbista
ma ochotę na powtórkę, i zbudo−
wanie kolejnego, doskonalszego
urządzenia. Apetyt rośnie w miarę
jedzenia, i wraz z nabywaniem do−
świadczenia coraz większe są am−
bicje. Samodzielne konstrukcje
przestają być tanie, ale sięgają
swoimi możliwościami pułapu naj−
wyższej klasy urządzeń renomowa−
nych marek. Takie przykłady pobu−
dzają wyobraźnię początkujących,
którzy jednak nie zawsze zdają so−
bie sprawę, że do osiągnięcia
szczytów potrzebne są lata prób
i uzyskana tą drogą niebagatelna
wiedza, a nie tylko "chęć szczera".
Dużą popularnością cieszy się sa−
modzielne budowanie wzmacnia−
czy, ale chyba jeszcze większą kon−
struowanie zespołów głośniko−
wych. Dlaczego? Zespoły głośniko−
we inspirują już swoim wyglądem,
który w dużym stopniu i natych−
miast odzwierciedla założenia kon−
strukcyjne; kolumna głośnikowa to
coś innego, niż zamknięty w czar−
nym pudełku obudowy układ elek−
troniczny; głośnik fascynuje swoim
życiem − on "gra", posiadając umie−
jętność przetworzenia energii elek−
trycznej na akustyczną; wreszcie
wydaje się, że zbudowanie zespołu
głośnikowego jest znacznie łatwiej−
sze, niż np. wzmacniacza.
Rzeczywiście, schemat zwrotnicy
elektrycznej zespołu głośnikowe−
go może być bardzo prosty; do te−
go dwa − trzy głośniki, obudowa,
kilka dodatków, i wydaje się, że
wszystko gotowe...
Zanim postraszymy potencjal−
nych zainteresowanych znacznie
większą faktyczną złożonością
problemu budowania zespołów
głośnikowych, wprowadźmy
ważny podział.
Zupełnie czym innym jest składa−
nie zespołu głośnikowego z tzw.
"kitu", czyli dokonanie montażu na
podstawie dostarczonych wraz
z głośnikami dokładnych projek−
tów, nawet jeśli trzeba samodziel−
nie zmontować układ elektryczny
i złożyć obudowę, czym innym
jest prawdziwe konstruowanie,
czyli opracowanie całego zespołu
głośnikowego "od podstaw" − za−
projektowanie obudowy, oblicze−
nie zwrotnicy. Najpierw kilka słów
o "kitach".
Najkompletniejsze z nich zawierają
dosłownie wszystko, oprócz cyny
do lutowania. Otrzymujemy więc
głośniki, obudowę, złożoną zwrot−
nicę, wytłumienie, nawet wkręty.
Najbardziej ograniczona oferta
sprowadza się do samych głośni−
ków i projektu; zaopatrzenie we
wszystkie części i zbudowanie
skrzynki jest zadaniem konstrukto−
ra. Są też propozycje pośrednie −
np. głośniki i zwrotnica, ale bez
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99
69
obudów, albo opcjonalne − z obu−
dowami lub bez.
Złożenie takiego czy innego "kitu"
nie wymaga praktycznie żadnej
wiedzy elektrotechnicznej, a jedy−
nie umiejętności lutowania. Naj−
większym problemem może być
tutaj zbudowanie skrzynki, jeśli ta
ma spełniać wysokie wymagania
estetyczne. Najczęściej też nie mo−
żemy posłuchać, jak interesujący
nas zestaw brzmi, zanim go sami
nie kupimy i nie zmontujemy. Jeśli
nie mamy żadnych umiejętności
w tym zakresie, nie będziemy
w stanie dokonać jakichkolwiek
modyfikacji. Zaletą zestawów do
samodzielnego montażu jest jed−
nak najczęściej wyraźna oszczęd−
ność, w stosunku do podobnej kla−
sy gotowych zespołów głośniko−
wych. Wynika ona z kilku przyczyn.
Wcale nie najważniejszą jest koszt
montażu, który musimy przepro−
wadzić samodzielnie. Firmowe, za−
chodnie zespoły głośnikowe, tak
jak inne urządzenia Hi−Fi, sprzeda−
wane są poprzez dystrybutorów
i detalistów, pozostawiających so−
bie duże marże handlowe. Takie są
prawa rynku, i nie ma sensu ich tu−
taj rozstrząsać, należy tylko przyjąć
je do wiadomości. Jako wytłuma−
czenie należy tylko podać wysokie
koszty prowadzenia sklepów, akcji
reklamowych, itp. Natomiast "kity"
rozprowadzane są najczęściej
przez małe firmy, nie prowadzące
punktów sprzedaży, a jedynie
sprzedaż wysyłkową. Pozwala to
na duże oszczędności, choć nie da−
je wspomnianego na początku
komfortu posłuchania przed zaku−
pem. Powinniśmy więc na temat
tak sprzedawanych "kitów" dowie−
dzieć się jak najwięcej, starać się
poznać opinie zna−
jomych, itp. Może−
my jednak w ten
sposób "trafić" na−
prawdę dużą oka−
zję. Innym źródłem
oszczędności może
być obudowa. Jeśli
kupujemy same
głośniki, musimy ją
oczywiście zrobić
sami, ale jeśli ma−
my ku temu dobre
możliwości, czas
i ochotę, aby tro−
chę pomajsterko−
wać, możemy dodatkowo wziąć
pod uwagę, że w cenie wysokiej
jakości importowanych zespołów
głośnikowych obudowa pochłania
kwoty bardzo poważne, zarówno
ze względu na koszt jej wykonania,
jak i transportu. Oczywiście wyso−
kiej jakości firmowe zespoły głośni−
kowe nie mają swoich dokładnych
odpowiedników w ofercie "kitów",
ale powyższa reguła jest silną mo−
tywacją do tworzenia własnych,
ambitnych konstrukcji. Przejdźmy
więc do samodzielnego konstruo−
wania.
Można zacząć od górnolotnych ha−
seł, że tworzenie zespołów głośni−
kowych to piękna pasja, połączenie
techniki ze sztuką, itp itd. Ale mo−
że warto podejść do tego od innej,
bardziej praktycznej strony.
Wskazówka 1. Jeżeli jedynym po−
wodem, dla którego chcesz po raz
pierwszy i jednorazowo samodziel−
nie skonstruować zespół głośniko−
wy, jest chęć zaoszczędzenia, jako
że widzisz wielką różnicę między
ceną wysokiej jakości zespołów
głośnikowych, a ceną kompletu
wysokiej jakości głośników, po−
ważnie się za−
stanów. Jedy−
nym powodem,
dla którego
można by Ci
doradzać podję−
cie tego wy−
zwania, jest
nadzieja, że mi−
mowolnie sta−
niesz się hobbi−
stą i na pierw−
szej własnej
konstrukcji, nie−
uchronnie nieu−
danej, nie po−
przestaniesz.
Kilka podstawowych wzorów ani
kilka podpowiedzi bardziej do−
świadczonych kolegów nie zapro−
wadzi cię do celu. Wysokiej jakości
zespół głośnikowy to wysokiej ja−
kości głośniki, ale po mistrzowsku
zastosowane. Jeśli zdobędziesz
głośniki, które stosowane są w ko−
lumnach np. za 10000zł, i niewła−
ściwie ich użyjesz, uzyskasz rezul−
tat porównywalny do jakości ko−
lumn za 1000zł.
Wskazówka 2. Nie powierzaj zada−
nia skonstruowania zespołów gło−
śnikowych przypadkowym "fa−
chowcom", bądź sceptyczny na−
wet wobec wierzących w swoje si−
ły znajomych. Jeśli ktokolwiek
obiecuje Ci, że na podstawie para−
metrów głośników "obliczy" warto−
ści wszystkich elementów zwrot−
nicy, i bez budowania prototypu
otrzymasz wszelkie dane, ten ktoś
nie zna się na rzeczy. Konstruowa−
nie zespołu głośnikowego to
żmudny proces sprzęgniętych ze
sobą: obliczania, pomiarów i odsłu−
chów. Nie można dobrze zrobić ze−
społów głosnikowych nie wykonu−
jąc podstawowych pomiarów i nie
prowadząc prób odsłuchowych.
Metoda prób i błędów jest tutaj
w pełnym rozkwicie. Niektórzy naj−
lepsi konstruktorzy światowi mie−
siącami dostrajają swoje konstruk−
cje, natomiast świeżo upieczonym
adeptom udaje się to podobno
w ciągu jedego dnia... Jeżeli jaki−
kolwiek fachowiec wykonałby po−
wierzoną pracę rzetelnie, a więc
poświęcił na nią dużo czasu, mu−
siałby zażądać takiego wynagro−
dzenia, przy którym całe przedsię−
wzięcie od strony ekonomicznej
straciłoby sens. Ponadto, popraw−
nych rozwiązań może być wiele,
ale będą się one różnić (brzmie−
70
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99
niem). Jeśli nawet ktoś wykona
swoją pracę rzetelnie, to jej wynik
wcale nie musi Ciebie satysfakcjo−
nować, możesz stwierdzić, że
oczekiwałeś czegoś innego. Albo
robisz sam, albo zaintersuj się do−
brym "kitem", albo idź kup "gotowe"
do sklepu.
Jeżeli te dwie wskazówki jeszcze
Cię nie zniechęciły...
Mam, obok wymienionych na po−
czątku, jeszcze jedną zachętę do
opanownia sztuki samodzielnego
konstruowania. Dla najbardziej do−
świadczonych brzmienie konstruo−
wanego zespołu głośnikowego sta−
je się jak plastyczna materia, którą
można świadomie kształtować.
Dzięki temu konstruktor osiąga ta−
kie brzmienie, jakie mu osobiście
najbardziej odpowiada. Ponadto
może dopasowywać je do brzmie−
nia innych urządzeń systemu au−
dio, uwzględniać akustykę własne−
go pomieszczenia odsłuchowego.
Teoria. Najpraktyczniejszą rzeczą
jest dobra teoria. W tym przypadku
teoria jest bardzo obszerna i wielo−
warstwowa. Obszerna, co ozna−
cza, że dotyka różnych dziedzin fi−
zyki − elektryczności, magnetyzmu,
akustyki, mechaniki. Pisząc "wielo−
warstwowa" mam natomiast na
myśli, że występuje wiele pozio−
mów wtajemniczenia. Dzięki temu
nie ma niczego prostszego pod
słońcem od skonstruowania prymi−
tywnego zespołu głośnikowego,
i nie ma niczego trudniejszego od
skonstruowania kolumny bardzo
wysokiej klasy. Z tym wiąże się
z jednej strony możliwość rozwoju,
któremu od początku towarzyszyć
mogą zrealizowane projekty, co
jest bardzo zachęcające i inspirują−
ce, ale z drugiej strony niebezpie−
czeństwo zatrzymania się na pew−
nym etapie, w fałszywej wierze, że
skoro udało się zbudować cokol−
wiek grającego, to teraz pozostaje
tylko poszukiwanie lepszych prze−
tworników i stosowanie ich we−
dług poznanych na początku reguł.
Dodatkowe zagrożenie wynika
z tego, że podstawowe wzory,
które pozwalają nawet zupełnym
laikom obliczyć zwrotnicę i zbudo−
wać pierwszą kolumnę, na wy−
ższych etapach wtajemniczenia
stają się bezużyteczne, a nawet
niebezpieczne, jeśli wciąż wierzy
się, że mogą dalej służyć.
Należałoby spodziewać się, że za−
równo podstawową wiedzę, jak
i dogłębniejszą teorię można czer−
pać z wielu książek. Niestety,
w polskojęzycznej literaturze nie
ma dzisiaj żadnego wartościowego
opracowania, odpowiadającego ak−
tualnemu poziomowi techniki gło−
śnikowej. Napisana w roku 1976,
przez Aleksandra Witorta, książka
"Głośniki i zespoły głośnikowe" jest
do dzisiaj najobszerniejszym pol−
skim opracowaniem na ten temat,
stanowi obowiązkowy kanon − bo
nie zastąpiony przez nic nowszego
− w samokształceniu hobbistów.
W książce Witorta jest wiele wie−
dzy teoretycznej, sporo pożytecz−
nych rad praktycznych, jednak sta−
nowi to tylko wierzchołek góry lo−
dowej, czyli wiedzy, którą trzeba
dzisiaj posiąść, aby uważać się za
fachowca w tej dziedzinie. W ciągu
minionych 20 lat obraz techniki gło−
śnikowej bardzo się zmienił, zarów−
no w sferze jakości samych prze−
tworników, jak i sposobów ich sto−
sowania. Kilka wzorów zostało za−
stąpionych bardzo rozległymi teo−
riami, dotyczącymi działania filtrów
i obudów, wreszcie wprzęgnięto
do projektowania komputery...
Oto kolejne niebezpieczeństwo −
programy symulacyjne. Nie są one
niestety (jak na razie)
dość doskonałe, aby
móc polegać tylko na
nich, jak próbują nie−
którzy. Działają one
w oparciu o znacznie
szerszy zestaw para−
metrów (charaktery−
styk), niż proste wzo−
ry, rzeczywiście uła−
twiając proces projek−
towania i pozwalając
zaoszczędzić czas na
pewnym jego etapie.
Jednak nawet najszerszy ze−
staw parametrów nie pokazuje
wszystkich właściwości prze−
tworników i możliwych zależno−
ści. Konieczne jest równocze−
sne posługiwanie się dobrze
wytrenowanym uchem. Z du−
giej strony nie wszystko da się
zrobić "na ucho", jak chcieliby in−
ni, będący na bakier z techniką.
W konstruowaniu zespołów
głośnikowych trzeba połączyć
wiele umiejętności. Na koniec
tego długiego wstępu można
jednak pocieszyć, że choć najgłęb−
sza teoria głośników korzysta z ele−
mentów matematyki wyższej, to
do zastosowań praktycznych nie
jest potrzebny rachunek całkowy
i różniczkowy. W naszych wykła−
dach będziemy pomijać wszelkie
wzory, nie mające zastosowania
w praktycznych obliczeniach wątki
czysto teoretyczne, bez których
można się obejść nawet na wyso−
kim poziomie wtajemniczenia
w konstruowaniu (np. schemat za−
stępczy głośnika − akademicki fun−
dament teorii, potrzebny przy kon−
struowaniu głośnika, już niepo−
trzebny przy konstruowaniu zespo−
łu głośnikowego), i inne.
Cykl artykułów poświęconych sa−
modzielnemu budowaniu zespo−
łów głośnikowych dedykujemy
przede wszystkim Czytelnikom za−
interesowanym zdobyciem umie−
jętności rzeczywistego konstruo−
wania, a nie tylko składania na pod−
stawie dostarczonych projektów.
Obok głównego artykułu będziemy
jednak zamieszczać co drugi mie−
siąc jeden gotowy projekt zespołu
głośnikowego, nie związany ściśle
z tematem "wykładu", przeznaczo−
ny dla niecierpliwych, którzy pra−
gną jak najszybciej "coś zrobić".
Jednocześnie projekty te z czasem
staną się dobrą ilustra−
cją dla prezentowanej
teorii.
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99
71
Budowa, zasada działania i niektóre podstawowe parametry
głośnika dynamicznego
N
a początku naszych rozważań
ną − falę dźwiękową, która będzie cieszyć
nasze uszy. Głośnik dynamiczny dokonuje
tej zamiany wykorzystując zjawisko po−
wstawania siły poruszającej cewką, przez
którą płynie zmienny prąd elektryczny, gdy
ta znajduje się w stałym polu magnetycz−
nym (stąd też głośnik dynamiczny nazy−
wany jest również magnetoelektrycz−
nym). Ruch cewki odzwierciedla zmiany
przyłożonego do niej napięcia. Do cewki
przymocowana jest membrana, która po−
ruszając się wraz z cewką powoduje zabu−
rzenie powietrza, a w ślad za tym powsta−
nie fali akustycznej.
Sprawność energetyczna typowych gło−
śników dynamicznych jest bardzo mała,
wynosi najwyżej kilka procent, często po−
niżej procenta. Oznacza to, że np.
100W doprowadzonej mocy elektrycznej
zamienia się np. na 1W mocy akustycznej
− reszta zamienia się w ciepło. Jest to in−
formacja ważna o tyle, że wyjaśniająca, iż
głośnik o mocy znamionowej np.
100W może przyjąć 100W mocy elek−
trycznej. Odda znacznie mniej watów mo−
cy akustycznej, ale nie przyjęło się wyra−
żać jej w watach. Zamiast tego otrzymuje−
my parametr efektywności, która jest wła−
śnie miarą sprawności. Efektywność to ci−
śnienie akustyczne, jakie otrzymamy
w odległości 1m od głośnika (lub zespołu
głośnikowego) przy dostarczeniu 1W lub
2.83V. Dostarcznie jednego 1W pozwala
określić efektywność mocową, dostarcz−
nie 2.83V efektywność napięciową. Dla
głośnika o impedancji 8 omów przyłożenie
2.83V oznacza dostarczenie 1W, więc
efektywność mocowa i napięciowa są
w tym przypadku równe. Inaczej dla gło−
śnika 4−omowego, gdzie 2.83V oznacza
dostarczenie 2W. Dlatego efektywność
napięciowa głośników 4−omowych jest
dwa razy wyższa od ich efektywności mo−
cowej. Efektywność wyrażana jest w de−
cybelach (dB), które są miarą skali logaryt−
micznej. W tym przypadku oznacza to, że
3dB określają różnicę dwukrotną, 6dB
czterokrotną, 12dB ośmiokrotną, itd.,
a np. 10dB różnicę dziesięciokrotną. Np.
głośnik 90−decybelowy ma efektywność
dwukrotnie wyższą od 87−decybelowego.
Inaczej mówiąc, ten pierwszy wytworzy
dwa razy wyższe ciśnienie akustyczne
przy takiej samej dostarczonej mocy elek−
trycznej.
Efektywność jest bardzo ważnym para−
metrem, decydującym w takim samym
stopniu o możliwych do osiągnięcia natę−
żeniach dźwięku, co moc znamionowa.
Można powiedzieć, że maksymalne natę−
żenie dźwięku, jakie głośnik może wytwo−
rzyć, jest iloczynem mocy i efektywności.
Parametr efektywności, podobnie jak moc
znamionowa, nie powinien być jednak ko−
jarzony wprost z jakością głośnika. Jest
wiele wyśmienitych głośników, które ma−
ją niskie efektywności, a doskonałe inne
parametry. Gdybyśmy przyjrzeli się bliżej
konstrukcji i parametrom głośnika i całego
zespołu głośnikowego, dojrzelibyśmy cie−
kawe zależności − aby uzyskać szerokie
pasmo przenoszenia albo wysoką moc,
trzeba się zgodzić na kompromis w efek−
tywności, i na odwrót.
Cewka drgająca głośnika ma określoną re−
zystancję (Re) i indukcyjność (Le). Charak−
terystyka impedancji rośnie od wartości
niewiele większej od wartości rezystancji
cewki drgającej dla najniższych częstotli−
wości, do wartości znacznie wyższej przy
częstotliwościach wysokich. Jednocze−
śnie, wskutek zjawiska rezonansu układu
drgającego, który występuje we wszyst−
kich głośnikach dynamicznych, na charak−
terystyce impedacji głośnika pojawia się
jedno wyraźne maksimum. Minimum
wartości impedancji, leżące na skali czę−
stotliwości bezpośrednio powyżej tego
maksimum, służy do wyznaczania impe−
dancji znamionowej. Wartość impedancji
znamionowej standaryzuje się najczęściej
do wartości 8 lub 4 omów, rzadziej do 6
omów, tak aby we wspomnianym mini−
mum wartość impedancji nie była niższa
o więcej niż 25% od zadeklarowanej im−
pedancji znamionowej. Np. jeśli w mini−
mum impedancja ma wartość 6,5 oma, to
producent ma prawo określić głośnik jako
znamionowo 8−omowy. Jednocześnie sa−
ma rezystancja cewki ma wartość jeszcze
niższą. W głośnikach znamionowo 8−omo−
wych rezystancja cewki drgającej wynosi
zwykle 5 − 5,5 oma, w głośnikach znamio−
nowo 4−omowych około 3 omów.
Impedancja znamionowa nie ma żadnego
związku z jakością głośnika. Do niektórych
projektów lepiej pasują głośniki 8−omowe,
do innych 4−omowe (jest to związane
z charakterystykami współpracującego
wzmacniacza).
Moc znamionowa to moc elektryczna, ja−
ką można dostarczyć do głośnika w spo−
sób ciągły. Nowoczesna norma IEC 268−5
mówi o próbie 100 godzin. W tym czasie
dostarcza się do głośnika sygnał − szum,
którego widmo częstotliwościowe odpo−
wiada ustalonemu przez normę widmu
przeciętnego sygnału muzycznego. Więk−
72
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99
wprowadźmy jedno użyteczne
rozróżnienie − pod pojęciem gło−
śnik będzie zawsze występował pojedyn−
czy głośnik, natomiast kompletne urzą−
dzenie (głośniki ze zwrotnicą w obudowie)
będzie nazywane zespołem głośnikowym.
Załóżmy też, że układ głośnikowy to hipo−
tetyczny komplet głośników do zespołu
głośnikowego (gdy nieistotne są kwestie
obudowy).
Najpopularniejszym rodzajem głośnika
jest głośnik dynamiczny. Spotykany jest
on w zdecydowanej większości zespołów
głośnikowych, i w zasadzie jako jedyny ro−
dzaj głośnika jest brany pod uwagę przez
hobbistów. Nie będziemy więc tracić miej−
sca na przedstawianie niepraktycznych
ciekawostek pod postaciami innych rodza−
jów głośników, ale od razu przejdziemy do
omówienia głośnika dynamicznego, który
będzie nam towarzyszył aż do końca cyklu
wykładów.
Zadaniem każdego rodzaju głośnika jest
zamiana energii elektrycznej, dostarczonej
ze wzmacniacza, na energię akustystycz−
szość energii w takim sygnale (i w muzy−
ce) kumuluje się na przełomie niskich
i średnich częstotliwości, w okolicach
200Hz, i spada nieco w kierunku najniż−
szych, a wyraźnie w kierunku wyższych
częstotliwości. Jednocześnie głośniki
przeznaczone do pracy nie w całym pa−
smie, ale w jego wybranych zakresach
(średniotonowe, wysokotonowe), próbo−
wane są odpowiednim dla nich fragmen−
tem podstawowego sygnału testującego
(głośniki podłączone są przez odpowie−
dnie filtry).
Jednym z najważniejszych parametrów
głośnika jest jego charakterystyka przeno−
szenia. Wymaga ona jednak znacznie ob−
szerniejszego omówienia, które przedsta−
wimy w przyszłych odcinkach.
Dokładniejsze przyjrzenie się budowie
i parametrom głośnika dynamicznego bę−
dzie sensowniejsze po dokonaniu już
podziału na poszczególne typy − głośniki
niskotonowe, nisko−średniotonowe, śre−
dniotonowe i wysokotonowe. Przed tym
jednak wypada powiedzieć kilka zdań, dla−
czego takie typy występują. Jak łatwo
można się domyśleć, dlatego, że nie moż−
na stworzyć jednego głośnika przetwarza−
jącego całe pasmo częstotliwości aku−
stycznych, przy zadowalająco niskim po−
ziomie zniekształceń.
Aby przetwarzać niskie częstotliwości, na−
leży "przepompowywać" w jednym cyklu
ruchu mambrany duże masy powietrza.
Można to osiągnąć poprzez dopuszczenie
do dużych amplitud i zastosowanie dużej
powierzchni membrany. Ale im większa
średnica membrany, tym niższa górna
częstotliwość graniczna, jaką głośnik mo−
że przetwarzać. W ten sposób duże gło−
śniki dynamiczne dostosowane do prze−
twarzania niskich częstotliwości nie mo−
gą przetwarzać częstotliwości wysokich,
i dla przetwarzania pełnego pasma trzeba
stosować więcej niż jeden głośnik. Naj−
prostszym praktycznym rozwiązaniem
jest układ dwudrożny dwugłośnikowy.
Wypada już w tym miejscu zaznaczyć, że
"dwudrożny" wcale nie musi oznaczać
dwugłośnikowego, dlatego dla ścisłego
opisu układu głośnikowego należy przed−
stawiać zarówno liczbę "dróg", jaki i liczbę
głośników. W układzie dwudrożnym
dwugłośnikowym jeden głośnik obsługu−
je zakres niskich i średnich tonów, drugi
zakres tonów wysokich*. Ale mogą też
być układy dwudrożne trójgłośnikowe,
w których zakres niskich i średnich to−
nów obsługują równocześnie dwa jedna−
kowe głośniki. Układ, w którym jeden
z dwóch podobnych głośników przetwa−
rza niskie i średnie tony, a drugi tylko ni−
skie (oczywiście trzeci przetwarza za−
wsze wysokie), nazywany jest układem
dwu−i−półdrożnymi. Układy trójdrożne mo−
gą mieć bardzo różne konfiguracje, najpro−
stsza to oczywiście trójgłośnikowa, ale
mogą być i czterogłośnikowe (z dwoma
średniotonowymi lub dwoma niskotono−
wymi), albo pięciogłośnikowe (z dwoma
średniotonowymi i dwoma niskotonowy−
mi, albo z jednym średniotonowym i trze−
ma niskotonowymi). Układy liczniejsze niż
trójdrożne (czterodrożne, pięciodrożne) są
bardzo rzadko spotykane. Liczba "dróg"
oznacza więc liczbę podzakresów, na jakie
podzielono w zwrotnicy pasmo akustycz−
ne, natomiast liczba głośników to po pro−
stu liczba głośników, z których czasami
więcej niż jeden przetwarza ten sam
podzakres. Ogólnie, liczba "dróg" nie może
być większa od liczby zastosowanych gło−
śników**.
Popularnym tematem wśród konstrukto−
rów i samych użytkowników jest kwestia,
jakie układu są lepsze − dwudrożne czy
trójdrożne. Zwolennicy układów dwudroż−
nych argumentują, że zmniejszeniu liczby
"dróg" towarzyszy uproszczenie zwrotnicy,
i redukcja wnoszonych przez nią znie−
kształceń fazowych. Konstruktorzy prze−
konani do układów trójdrożnych twierdzą,
że dla najlepszego przetwarzania średnich
częstotliwości konieczny jest wyspecjali−
zowany głośnik średniotonowy.
Nie ma jednak sensu zapisywanie się
w poczet wiernych zwolenników takiej
czy innej opcji. Obydwa rozwiązania mają
swoje zalety i ograniczenia, żadne z nich
nie jest bezwzględnie lepsze od drugiego,
a wybór zależy od wielu czynników. Ogól−
ne wskazówki są takie − jeśli chcesz
zbudować mały zespół głośnikowy, o ob−
jętości netto kilkunastu litrów, z pewno−
ścią znajdziesz do tego celu doskonały 17−
18cm głośnik nisko−średniotonowy, który
pozwoli zbudować racjonalny układ dwu−
drożny. Uzupełnianie dobrego 17−18cm
głośnika nisko−średniotonowego dodatko−
wym głośnikiem średniotonowym rzadko
kiedy jest uzasadnione, przy wzroście ko−
sztów prowadzi do skomplikowania ukła−
du, utrudnienia prac projektowych, i grozi
uzyskaniem rezultatów wręcz gorszych
niż w przypadku ograniczenia się do ukła−
du dwudrożnego. Jeśli jednak pragniesz
użyć dużego głośnika niskotonowego
w dużej obudowie, zaprowadzi cię to do
zastosowania układu trójdrożnego − z 20−
25cm głośnika, nie mówiąc już o więk−
szych, trudno jest, za nielicznymi wyjątka−
mi, uzyskać dobre przetwarzanie średnich
częstotliwości. No dobrze, ale czy budo−
wać małe, czy duże zespoły głośnikowe?
Duże, wraz z dużymi głośnikami niskoto−
nowymi, wydają się gwarantować lepsze
przetwarzanie niskich częstotliwości
i większą moc. Statystycznie ujmując tak,
ale nie jest to regułą. 15−litrowa "regałów−
ka" z najwyższej klasy 17−18cm głośni−
kiem nisko−średniotonowym może lepiej
przetwarzać niskie częstotliwości od 50−li−
trowej kolumny z tanim głośnikiem o śre−
dnicy 25−cm.
Jak to możliwe, przedstawimy dokładniej
przy analizie parametrów głośników nisko−
tonowych, już za miesiąc.
Na końcu wypada jeszcze zwrócić uwagę,
że znacznie łatwiej, nawet zaawansowa−
nym konstruktorom, jest dopracować
układ dwudrożny, ew. dwu−i−półdrożny, niż
trójdrożny. Samo użycie dużej liczby, na−
wet wysokiej jakości głośników, w ra−
mach "bezkompromisowego" projektu, nie
daje jeszcze gwarancji, że ostateczny re−
zultat będzie choćby zadowalający. Proste
układy znacznie ułatwiają pracę i dają
większą szansę pomyślnego jej zakończe−
nia.
*Są rzadkie wyjątki. Istnieją niekonwencjonal−
ne głośniki (nie magnetoelektryczne), które
równocześnie przetwarzają średnie i wysokie
częstotliwości, i są one łączone w układy
z głośnikami niskotonowymi.
** Są rzadkie wyjątki. Istnieją głośniki dwu−
cewkowe (nisko−średniotonowe), pozwalają−
ce każdą z cewek zasilać sygnałem innego
podzakresu. Wówczas najczęściej jedna cew−
ka zasilana jest tylko niskimi częstotliwościa−
mi, a druga niskimi i średnimi, i wraz z głośni−
kiem wysokotonowym można wówczas
stworzyć układ dwu−i−półdrożny dwugłośniko−
wy)
Andrzejj Kiisiiell
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 5/99
73
[ Pobierz całość w formacie PDF ]