Reproduktory a reproduktorové sústavy

1. Reproduktory a reproduktorové sústavy doc. Ing. Jozef Juhár, CSc.

2. Úvod - reproduktory Reproduktory sú elektroakustické vysielače, ktoré premieňajú elektrický signál na zodpovedajúci signál akustický a vyžarujú ho do okolitého, obyčajne plynného prostredia.

3. Rozdelenie reproduktorov Podľa spôsobu interakcie s okolím • priamovyžarujúce – akustická energia je vyžarovaná kmitajúcou membránou priamo do okolitého prostredia, • nepriamovyžarujúce – medzi kmitajúcu membránu a okolité prostredie je vložený zvukovod Podľa použitých elektromechanických meničov • elektrodynamické • cievkové • páskové • priezoelektrické, • elektrostatické • ... Podľa šírky prenášaného pásma frekvencií • nízkotónové • stredotónové • vysokotónové • širokopásmové

4. Elektrodynamický priamovyžarujúci reproduktor

5. Elektrodynamický priamovyžarujúci reproduktor Skladá sa z troch hlavných podsystémov: • Elektrodynamického elektromechanického meniča, tvoreného • magnetickým obvodom reproduktora (permanentný magnet, pólové nástavce, predná a zadná platňa) a • cievkou; • Akustického vysielača - membrány v tvare zrezaného kužeľa alebo v tvare guľového vrchlíka; • Zavesenia membrány a cievky, ktoré pozostáva zo • strediacej membrány - pavúka (spider) a • poddajného zavesenia na okrajoch (surround).

6. Analýza reproduktora v nekonečnej ozvučnici doc. Ing. Jozef Juhár, CSc.

7. Úvod • akustický skrat medzi prednou a zadnou stranou membrány – nekonečná ozvučnica • dokonalá tuhosť ozvučnice (žiadne vlastné kmity), • rozmery reproduktora sú oveľa menšie, než je vlnová dĺžka vysielaného zvukového vlnenia, • reproduktor môžeme považovať za zdrojom guľovej zvukovej vlny, • kónickú membránu reproduktora v teoretických úvahách nahradíme ideálnou piestovou membránou, • reproduktorová sústava je elektro-mechanicko-akustickou sústavou so sústredenými parametrami,

8. Náčrtok reproduktora v nekonečnej ozvučnici MMD • mechanická hmotnosť kmitajúcich častí reproduktora (membrány a cievky); CMS • mechanická poddajnosť reproduktora (strediaca membrána, vlnkový záves); RMS • mechanický odpor viskózneho trenia membrány a telesa cievky;

9. Symbolická schéma sústavy

10. Prvky symbolickej schémy • Rg vnútorný odpor zdroja elektrického signálu; • REVC elektrický odpor cievky elektromechanického meniča; • LEVC elektrická indukčnosť elektromechanického meniča; • Bl transformačná konštanta elektromechanického meniča; • MMD mechanická hmotnosť kmitajúcich častí reproduktora (membrány a cievky); • CMS mechanická poddajnosť reproduktora (strediaca membrána, vlnkový záves); • RMS mechanický odpor viskózneho trenia membrány a telesa cievky; • RARD akustický vyžarovací odpor reproduktora; • MARD akustická vyžarovacia hmotnosť (membrány) reproduktora; • SD efektívna vyžarovacia plocha membrány reproduktora.

11. Elektro-mechanicko-akustická analogická schéma Vyžarovacia impedancia ideálneho piestu v nekonečnej stene:

12. Zjednodušená analogická schéma sústavy

13. Elektrická náhradná schéma

14. Elektrická impedancia

15. Elektrická impedancia

16. Elektrická impedancia

17. Analýza prenosových vlastností sústavy • prenosová charakteristika reproduktora - pomer medzi výstupnou akustickou veličinou (akustický tlak, akustická objemová rýchlosť, akustický výkon) a vstupnou elektrickou veličinou (elektrické napätie, elektrický prúd, elektrický výkon) • najčastejšie - pomer výstupného akustického tlaku ku vstupnému napätiu • v uvažovanom pásme akustických frekvencií reproduktor považujeme za zdroj guľovej zvukovej vlny • v blízkom poli reproduktora platí:

18. Akustická náhradná schéma

19. Objemová rýchlosť v akustickom poli

20. Akustický tlak v akustickom poli reproduktora

21. Prenosová funkcia reproduktora

22. Amplitúdová frekvenčná charakteristika

23. Fázová frekvenčná charakteristika

24. Thiele-Small (TS) parametre reproduktora • rezonančná frekvencia: • "mechanický" činiteľ kvality: • "elektrický" činiteľ kvality: • celkový činiteľ kvality: • ekvivalentný objem:

25. Menovitá účinnosť reproduktora Pomer činneho akustického výkonu k menovitému elektrickému príkonu: Po úprave:

26. Charakteristická tlaková citlivosť Akustický tlak v osi reproduktora vo vzdialenosti 1m od jeho ústia pri elektrickom príkone 1W: Rýchly odhad akustického tlaku z charakteristickej tlakovej citlivosti:

27. Výchylka reproduktora Lineárna výchylka membrány reproduktora:

28. Výchylková citlivosť Amplitúda výchylky membrány reproduktora na 1W elektrického príkonu:

29. Frekvenčná charakteristika amplitúdy výchylky

30. Maximálnou výchylkou limitovaný elektrický príkon

31. Maximálnou výchylkou limitovaný akustický výkon

32. Analýza reproduktora v zatvorenej ozvučnici doc. Ing. Jozef Juhár, CSc.

33. Symbolická schéma sústavy

34. Náhradná schéma

35. TS parametre sústavy

36. Elektrická impedancia

37. Amplitúdová frekvenčná charakteristika

38. Amplitúdová frekvenčná charakteristika

39. Dolná medzná frekvencia AFCH

40. Maximálna účinnosť, šírka pásma a objem ozvučnice

41. Amplitúda výchylky reproduktora

42. Amplitúda výchylky reproduktora

43. Analýza reproduktora v basreflexovej ozvučnici doc. Ing. Jozef Juhár, CSc.

44. Objemové rýchlosti v akustickom poli sústavy

45. Symbolická schéma sústavy

46. Náhradná schéma sústavy

47. TS parametre sústavy • rezonančna frekvencia:

48. Elektrická impedancia sústavy