Zvučnik – razlika između verzija

[[Datoteka:XLS 10 Zoll.jpg|mini|Prednja strana zvučnika]]

 

 

 

Reč zvučnik u širem smislu često se koristi i za [[zvučnička kutija|zvučničku kutiju]] u kojoj se nalazi jedna ili više zvučničkih jedinica, tj. zvučnika u užem smislu.

 

== Povijest ==

Prvi je zvučnik je bila [[telefon]]ska slušalica koju je [[1876.]] patentirao [[Alexander Graham Bell]]. Nedugo zatim uslijedila je poboljšana verzija Ernsta Siemensa u Njemačkoj i Engleskoj 1878. Vjeruje se da je sličnu napravu stvorio 1881. i [[Nikola Tesla]]. Modernu konstrukciju zvučnika s pomičnom zavojnicom ostvario je Oliver Lodge u Engleskoj 1898.

 

 

Prvi su zvučnici koristili [[elektromagnet]]e jer je u to doba cijena permanentnih magneta potrebne veličine i snage bila prevelika. Elektromagnet se pobuđivao [[istosmjerna struja|istosmjernom strujom]] kroz zavojnicu koja je obično služila i kao prigušnica u [[ispravljač]]u pojačala na koje je zvučnik bio priključen.

 

== Vrste zvučnika ==

Kada kroz [[zavojnica|zavojnicu]] poteče struja, stvara se [[magnetsko polje]], koje zajedno sa zavojnicom, u skladu s promjenom smjera struje, mijenja svoj [[polaritet]], odnosno orijentaciju. Zavojnica je smještena u polje permanentnog (trajnog) [[magnet]]a. Polja trajnog magneta i zavojnice međusobno djeluju jedno na drugo, kao i svaka druga dva magneta. Budući da je trajni magnet stacionaran, a zavojnica pokretljiva, mijenjanje polarizacije zavojnice i polja s promjenom struje rezultira [[titranje]]m zavojnice (polje gura ili privlači zavojnicu, ovisno o trenutku). Zavojnica potiskuje membranu, što proizvodi zvuk jer se širi [[zvučni val]]. [[Frekvencija]] zvučnoga vala, odnosno dobivenoga zvuka podudara se s frekvencijom titranja zavojnice. Dinamički zvučnik je danas najčešće u upotrebi zbog svoje jednostavnosti, pouzdanosti i zadovoljavajuće kvalitete reprodukcije uz prihvatljive troškove izrade.

 

[[File:Loud Speaker Schemata hr.svg|330px|right|]]

Dinamički zvučnik koristi međudjelovanje magnetskog polja permanentnog magneta i magnetskog polja zavojnice proticane pobudnom strujom. Premda se zvučnik pobuđuje iz naponskog izvora, valja uočiti da silu koja pokreće membranu stvara električna struja. Najvažniji dijelovi su (slika desno): permanentni [[magnet]], meko željezo permanentnog magneta, titrajna zavojnica s nosačem (voice coil), membrana (cone) s kalotom (dustcap), ovjes (surround), centrator (spider) i košara (basket).

Ovjes membrane i centrator određuju gibanje titrajne zavojnice i same membrane po osi zvučnika. Ovjes se izrađuje kao dio same membrane ili u obliku prstena od gume ili tkanine valovita presjeka koji se naknadno lijepe na košaru i membranu zvučnika. Centrator se izrađuje od tkanina valovita presjeka impregniranih termootpornim smolama. Košara zvučnika sjedinjuje sve dijelove zvučnika u jednu cjelinu. Izrađuje se lijevanjem ili prešanjem, a pruža čvrst oslonac za ovjes, centrator i magnetski sustav.

 

Mehanički sustav zvučnika je prigušeni titrajni sustav s jednim stupnjem slobode (uz pretpostavku idealno krute membrane) koji čine: ukupna masa (masa membrane zajedno s masom titrajne zavojnice i nosača), elastičnost ovjesa i centratora te mehanički otpor trenja materijala na pregibnim mjestima.

 

Uz sinusoidalnu pobudu brzina gibanja membrane u području kružne frekvencije razmjerna je pobudnoj sili i obrnuto razmjerna mehaničkoj impedanciji mehaničkog titrajnog sustava. Na rezonantnoj frekvenciji brzina gibanja membrane bit će određena veličinom otpora trenja, na frekvenciji nižoj od rezonantne elastičnošću ovjesa i centratora, a na frekvenciji višoj od rezonantne ukupnom masom titrajnog sustava.

 

Titranje membrane prenosi se na čestice zraka – sredstva kroz koje se širi zvuk. Zrak pri tome predstavlja za membranu akustičko opterećenje. Realni dio tog opterećenja je mehaničko trenje čestica i istovjetan je s akustičkim otporom zračenja, dok je imaginarni dio posljedica inercije mase zrake ispred membrane.

 

Otpor zračenja postiže najveću vrijednost u točki gdje je polumjer membrane r približno jednak 1/3 valne duljine. Smanjenjem frekvencije otpor zračenja pada s kvadratom kružne frekvencije. Međutim, kako je s druge strane isijana snaga proporcionalna s kvadratom brzine gibanja membrane, postavljanjem rezonantne frekvencije mehaničkog titrajnog sustava na donji kraj prijenosnog opsega nadoknađujemo pad otpora isijavanja porastom brzine gibanja membrane. Zvučnik će prema tome imati približno linearnu amplitudnu karakteristiku u području između rezonantne frekvencije i točke maksimuma otpora isijavanja, pad od 6 dB/oktavi iznad točke maksimuma otpora isijavanja te pad od 12 dB/oktavi ispod rezonantne frekvencije.

 

[[Električna impedancija]] zvučnika je kompleksna veličina koja opterećuje pojačalo gdje je jedan dio te impedancije svakako impedancija same električne titrajne zavojnice. Međutim, električne, mehaničke i akustičke veličine zvučnika čine jednu cjelinu te postoji i utjecaj mehaničkih te znatno manje i akustičkih veličina na ukupnu impedanciju zvučnika. Spomenimo samo da inducirana protuelektromotorna sila u zavojnici neposredno ovisi o brzini titrajne zavojnice, te posljedično uz električnu možemo govoriti i elektrodinamičkoj impedanciji koja je upravo razmjerna jakosti magnetske indukcije u zračnom rasporu, a obrnuto razmjerna veličini mehaničke impedancije na određenoj kružnoj frekvenciji. Elektrodinamička impedancija zvučnika najviše je izražena u okolini i na samoj rezonantnoj frekvenciji mehaničkog titrajnog sustava te u tom području može i višestruko premašiti iznos električne impedancije zavojnice.

 

Amplitudna karakteristika zvučnika pokazuje ovisnost zvučnog tlaka ili isijane snage kao funkciju frekvencije pobudnog napona. Već je ustanovljeno da je ona uglavnom linearna između rezonantne frekvencije zvučnika i točke maksimuma otpora isijavanja uz odgovarajući pad ispred i iza tog frekvencijskog područja. Razmatranje vrijedi uz pretpostavku idealno krute stapne membrane ugrađene u plohu beskonačno velikih dimenzija. Membrana zvučnika u stvarnosti nije idealno kruta, a ploha konačnih dimenzija više ne odjeljuje u potpunosti zračenje prednjeg i stražnjeg dijela (zračenja su u protufazi). Za frekvencije koje se nalaze iznad maksimuma otpora zračenja membrana se ne može smatrati idealno krutim stapom te pojedini dijelovi membrane počinju titrati s različitim fazama. Amplitudna i fazna karakteristika postaju u tom području vrlo nepravilne, a zvučnik se za manje valne duljine (više frekvencije) više ne može smatrati točkastim izvorom te dolazi do usmjeravanja zračenja po osi zvučnika. Nadalje, za frekvencije iznad kojih 1 kHz valja računati i na utjecaj induktivnog otpora titrajne zavojnice zvučnika te je konačni pad amplutudne karakteristike u tom području 12 dB/oktavi. Prema nižim frekvencijama prilike su također nepovoljnije. Ovisno o dimenzijama plohe na koju je ugrađen zvučnik, dolazi do tzv. «akustičkog kratkog spoja» uz dodatni pad od 6 dB/oktavi prema nižim frekvencijama.

 

[[Datoteka:Loudspeaker.arp.500pix.jpg|mini|180px|<center>Zvučnička kutija</center>]]

 

Bas-refleksna zvučnička kutija ima na prednjoj strani otvor sa svojstvima akustičke induktivnosti (inercija mase zraka koji titra u otvoru, odn. cijevi). Akustička induktivnost čini rezonantni krug sa akustičkom kapacitivnosti elastičnosti zraka zatvorenog u kutiji te ugađanjem rezonantne frekvencije akustičkog rezonatora na rezonantnu frekvenciju zvučnika proširujemo upotrebivo frekvencijsko područje zvučnika uz iskorištenje stražnjeg dijela zračenja na najnižim frekvencijama u okolini rezonatne frekvencije zvučnika. Osim bas-refleksnih zvučničkih kutija postoje i druge izvedbe zvučničkih kutija koje svojim oblikom i građom prilagođavaju fizikalna svojstva titranja zraka (akustičku impedanciju zraka) karakterističnim svojstvima zvučnika (eksponencijalne zvučničke kutije) ili se zračenje stražnje strane zvučnika zakreće u fazi te na pogodan način potpomaže zračenju prednje strane membrane zvučnika.

 

[[File:Loudspeaker-driver-tweeter-closeup.jpg|250px|left|thumb|<center>Visokotonski zvučnik</center>]]

Pri ispitivanju i opisivanju svojstva dinamičkog zvučnika služimo se različitim mjernim metodama i načinima njihova prikazivanja. Prijenosne karakteristike zvučnika ispituju se u najčešće mjerenjem amplitudnih i tranzijentnih karkteristika, mjerenjem različitih vrsta nelinearnih izobličenja te mjerenjem efikasnosti i usmjerne karakteristike. Zbog niza međusobno isključivih konstrukcijskih zahtjeva, izrazito je teško konstruirati zvučnik koji će na zadovoljavajući način prenijeti cijeli čujni frekvencijski opseg (rezonantna frekvencija, promjer zvučnika, usmjerna karakteristika, otpor isijavanja,....), naročito tamo gdje se traži veća izlazna snaga, odn. opteretivost zvučnika. Sve ti zahtjevi mogu biti daleko lakše ispunjeni ukoliko se frekvencijsko područje dijeli na dva, tri ili znatno rjeđe četiri dijela gdje svaki zvučnik reproducira samo jedno, uže frekvencijsko područje. Kako u takvim sustavima pojedini zvučnik umjesto skoro 10 oktava (širokopojasni zvučnik) mora reproducirati znatno uže frekvencijsko područje, daleko ga je lakše optimalno konstruirati za područje za koje je namijenjen. U takvim, višestaznim zvučničkim sustavima, posebno izvedenim električkim filtrima se iz reprodukcijskog opsega u većoj ili manjoj mjeri uklanjaju oni dijelovi spektra gdje se zvučnik više ne ponaša kao idealno kruti stap i točkasti izvor (parcijalna titranja, interferencija) ili oni dijelovi spektra gdje bi ga velike amplitude mogle mehanički ili električki uništiti.

7.1 sistem je zapravo jednak 5.1 samo što ima još dva zvučnika "središnji" koji su naravno lijevi i desni.

Kvaliteta ovakvog sistema je u tome što sada doslovno možemo sudjelovati u filmu te osječati svaki zvuk te dobiti doživljaj kao da smo u filmu ili nekoj drugoj aplikaciji.

 

==Literatura==

 

==Izvori==

 

== Vanjske poveznice ==