Zvučnici Podela Konstrukcija Princip rada Karakteristike
Namena zvučnika Elektro-akustički pretvarač pretvara električnu energiju u akustičnu električne signale pretvara u zvučne talase Pretvaranje u dve faze 1. električna energija u mehaničku 2. mehanička energija u akustičku obrnut redosled od mikrofona posrednik je mehanička membrana
Norme za kvalitetnu reprodukciju zvuka Prevodi električni signal u vibracije membrane i na kraju stvara zvučne talase Reprodukovani zvuk treba da bude što vernija kopija orginala (bez izobličenja) ne sme unositi nove komponente (kolorisati) s frekvencijama koje ne postoje u električnoj pobudi
Podela zvučnika Električna Kako pretvara napon (električne oscilacije) u vibracije membrane: 1. Elektromagnetni 2. Piezoelektrični (kristalni) 3. Elektrostatički (kondenzatorski) 4. Elektrodinamički Akustička Način sprege membrane sa sredinom u koju zvučnik zrači, zavisi od: karakteristika zvučnika načina ugrađivanja u kućište 1. Zvučnici sa direktnim zračenjem 2. Zvučnici sa levkom 3. Zvučničke grupe
Kondenzatorski i kristalni zvučnici Elektrostatički zvučnik Kondenzatorski zvučnik veliki pločasti kondenzator Izvanredna mehanička svojstva tanak, veoma skup Piezoelektrični zvučnik Kristal pod naponom vibrira inverzni piezoelektrični efekat Male dimenzije Loš pretvarač Primene visokotonci slušalice
Zvučnici Konstrukcija i princip rada elektrodinamičkog zvučnika
Konstrukcija elektrodinamičkog zvučnika
Delovi dinamičkog zvučnika 4-2- -3 1-6- -9-3 5- -7 8-
2 7 7 8 4 1. Elastični podmetač po obodu korpe 2. Elastični rub membrane (vešanje) 3. Centrator (spider pauk) 4. Kalem (pokretni kalem) 5. Provodnici (elastični) 6. Otvor za izjednačavanje pritiska 7. Membrana (sa zaštitnom kupolom) 8. Magnetni sklop (jezgro i polne ploče) 9. Korpa (činija)
Oblici membrane zvučnika Poprečni presek: (a) Konusni i (b) levkasti (eksponencijalni) Kalotne membrane: (a) konveksna, (b) konkavna
Magnetni sklop zvučnika Zapremine magneta napravljenih od: Alnico V materijala, Ferita i Samarijum kobalta se odnose kao 3,5 : 5,8 : 1 = Ah : 5Ah/3 : 2Ah/7 (za iste uslove u vazdušnom procepu)
Prednosti elektrodinamičkog zvučnika Konstrukcija elektrodinamičkog zvučnika omogućava vrlo velike pomeraje kretnog sistema pri čemu se postižu velike snage zračenja Kod ostalih tipova pretvarača ovo nije slučaj npr. elektromagnetni ili elektrostatički jer kod njih veliki pomeraji dovode do neprihvatljivih vrednosti izobličenja Dobra reprodukcija u celom audio opsegu mala izobličenja i bolji stepen iskorišćenja od drugih razne veličine i snage nekoliko cm do više desetina cm Njegova primena u praksi višestruko prevazilazi sve ostale tipove zvučnika zajedno
B l v U Isti princip (obrnut smer) kao kod elektrodinamičkog mikrofona Sila na provodnik u magnetnom polju Elektrodinamički zvučnik F B l I pomera membranu brzinom v u pravcu ose zvučnika smer (napred-nazad) se menja sa naizmeničnom strujom I veća sila povećanjem magnetne indukcije B duža žica (veće l) bi imala veći otpor R manja I i manja F deblja žica (manji otpor R) bi razmakla polove magneta manja B stalni magneti se prave od specijalnih legura (što veće B) I U R
Zvučnici Elektroakustičke karakteristike elektrodinamičkog zvučnika
Elektroakustičke karakteristike zvučnika 1. Faktor pretvaranja (odziv ili reprodukcija) 2. Efikasnost 3. Frekvencijska karakteristika 4. Karakteristika usmerenosti (direktivnosti) 5. Nazivna (nominalna) snaga 6. Stepen iskorišćenja 7. Izobličenja 8. Impedansa
1. Faktor pretvaranja Reprodukcija (odziv) Indeks pretvaranja T p, U p U G p U, [ db] 20log p U Sposobnost zvučnika da napon U pretvori u p Na zvučnik se dovede napon U na 1 khz meri se zvučni pritisak p na 1 m u smeru ose referenca za db je zamišljeni zvučnik 1V-1Pa pokazuje koliko je zvučnik dobar pretvarač
2. Efikasnost zvučnika Slično kao i odziv umesto napona posmatra se električna snaga P e Meri se zvučni pritisak na 1m (na 1kHz) Meri se u gluvoj sobi predviđen je samo direktni zvučni talas U Z 2 min 1m Tp, P e P U praksi se daje u db G, 20log p p 1m p P e 2 U nivo zvuka na 1m pri pobudi od 1W, npr: Sensitivity: 97dB (1W,1m) SPL: 111dB (1W,1m) e Z Koristi se za proračun ozvučenja u otvorenom prostoru na rastojanju r T e p, P Pe p1 m p r m
3. Frekvencijska karakteristika Nivo odziva na pojedinim frekvencijama Vrednosti su normalizovane na vrednost odziva na 1kHz (referentna vrednost 0dB) Pokazuje: kolebanja odziva zvučnika u odnosu na referentnu vrednost na 1kHz širinu radnog područja zvučnika (-3dB)
Oscilovanje membrane Na niskim frekvencijama f < f krut Treba da osciluje cela površina membrane treba da bude kruta Ispod frekvencije f krut svi delovi membrane se pomeraju u istom smeru (u datom trenutku) membrana stvarno deluje kao kruti klip 2a [cm] 40 15 5 2 f krut [Hz] 275 733 2.200 5.500 f krut a d Na višim frekvencijama f > f krut Osciluju pojedini segmenti c 2 a treba da bude elastična d 54,9 a d a 2 Teško je napraviti membranu koja produkuje sve frekvencije sa istim kvalitetom.
Zvučni sistem Drajver niskih frekvencija (Woofer) NF opseg od 20 Hz do 500 Hz prečnik od 15 do 40 cm najveće kućište Drajveri srednjih frekvencija (Midrange) SF opseg od 200 Hz do 4 khz prečnik od 5 do 15 cm kućište srednje veličine Drajveri visokih frekvencija (Tweeter) VF opseg od 2 khz do 20 khz prečnik oko 2 cm najmanje kućište
Uloga skretnica Optimizacija performansi drajvera Obezbeđuje raspodelu signala po frekventnim opsezima unutar zvučnika tri frekventna opsega zvuče kompaktno zbirna frekvencijska karakteristika je ravna Skretnica 12 db/oct
4. Karakteristika direktivnosti (usmerenosti zračenja) Definiše se kao i kod mikrofona prostorna karakteristika T Svi zvučnici su neusmereni na niskim frekvencijama svejedno je gde su i kako su okrenuti basovi dok su dimenzije manje od talasne dužine (npr. 100 =3,5m) Na višim frekvencijama sužava se ugao zračenja zračenje postaje usmerenije (linije istog zvučnog pritiska) najveće zračenje je u pravcu normalnom na membranu referentna vrednost za zračenje u ostalim pravcima Direktivnost zavisi od frekvencije i dimenzija T 0
5. Nazivna (nominalna) snaga Električna snaga koju zvučnik može da izdrži dva sata a da pri tom trajno ne promeni akustičke, mehaničke ili električne karakteristike za više od 10% (Power handling capacity-rated power) Snaga se izračunava kao količnik iz kvadrata efektivne vrednosti napona na priključcima zvučnika i impedanse Z U Z merni signal je ružičasti šum, sa vršnim faktorom od 6 db filtriran filtrom drugog reda (nagib 12 db/okt) u opsegu jedne dekade, počev od donje granične frekvencije zvučnika prilikom merenja zvučnik je u slobodnom prostoru montiran tako da je pravac kretanja membrane u horizontalnoj ravni P e 2 eff
Još neke definicije snage Snaga kontinualnog programa predstavlja sposobnost zvučnika da sigurno reprodukuje normalni muzički ili govorni signal (Continuous Program Power) ova snaga se definiše kao dva puta (3 db) veća od nominalne snage zvučnika određene po prethodnom postupku Vršna snaga je četiri puta (6 db) veća od nominalne snage Snaga ograničena termički P e(max) Snaga ograničena maksimalnim pomerajem kretnog sistema P er U projektovanju ozvučenja ne treba ići na max snagu najbolje radi pri opterećenju 30-50% od max snage kvalitetnija ozvučenja idu na manju snagu
6. Stepen iskorišćenja Odnos dobijene akustičke i uložene električne snage koristi se u proračunu potrebne električne snage (napajanja) važno pri ozvučavanju zatvorenog prostora bitan nivo zvuka (akustička snaga) nebitni odziv u smeru ose i karakteristika usmerenosti zračenja P P Zavisi od načina ugradnje zvučnika Direktni emiter a e svega 1-3% 100% neefikasan pretvarač Eksponencijalni levak smanjuje ugao zračenja povećava stepen iskorišćenja i do 50%
Eksponencijalni levak Levak smanjuje prostorni ugao zračenja kao što čovek stavi šake oko usta kad se dovikuje Pomoćno akustičko sredstvo poboljšava stepen korisnog dejstva Primena u mornarici na stadionima na mitinzima P P a e 100% J r Pa r z 2
7. Izobličenja Zvučni signal nije verna slika električnog Ui radi se o harmonijskim izobličenjima 2 THD i 2 U mere se drugi i treći harmonik Nije važna apsolutna vrednost pojedinih harmonika meri se razlika u nivou između osnovnog i pojedinih viših harmonika razlici od 20dB odgovara izobličenje od 10% razlici od 40dB odgovara izobličenje od 1% 1 2
Uzroci izobličenja Vezuju se za električnu snagu P e naglo se uvećavaju kada se zvučnik preoptereti kalem izlazi iz homogenog magnetnog polja pri suviše velikoj pobudi (velike amplitude kretanja) Membrana nije centrirana savršeno treba da osciluje paralelno celom površinom Doplerov efekat na površini membrane na NF osciluje cela na VF proosciluju delovi membrane f f krut c 2 a d 54,9 a d
Visine procepa i kalema a) Stepen iskorišćenja najveći, linearnost mala b) Mala masa kretnog sistema, mali proizvod B l, veoma dobra linearnost magnetnog polja c) Veliki pomeraj membrane, veća masa i veća otpornost kalema, manja efikasnost, nesimetrično magnetno polje
Deformacije membrane pri radu (a) Simetrične i (b) Nesimetrične rezonanse konusne membrane Lomljenje membrane na VF f f krut c 2 a d 54,9 a d
8. Impedansa Podatak za pravilno priključenje na pojačavač daje ga proizvođač, može se izmeriti Niskoomski 4-8 (do 16) Visokoomski 600-800 (npr. u TV) Zavisi od žice u namotajima ta impedansa sadrži otpornost R e i induktivnost L e zavisi od konstrukcije i frekvencije Z e R e j L e
Komponente impedanse Električna impedansa (kalem) odnos električnog napona U i struje I u kalemu Z e U I R e j L e sadrži otpornost žice R e i induktivnost kalema L e (kalem nema kapacitivnu komponentu) dolazi do izražaja na VF Mehanička impedansa (membrana) odnos mehaničke sile F i brzine v membrane zavisi od mase membrane m i elastičnosti vešanja C m i R m opterećuje zvučnik na NF u nju je preslikana i akustička impedansa sa ekvivalentnim akustičkim parametrima Z m Z F v a R R a m j m j m a 1 j C 1 j C m a
Kako mehanička impedansa opterećuje ekvivalentnu električnu Radni opseg se bira tamo gde je ravna k-ka rezonantna frekvencija zavisi od svih delova impedanse dominantno od mase membrane m i meh. elastičnosti Sila koja pokreće membranu Napon na krajevima kalema koji se kreće u magnetnom polju Mehanička impedansa se preslikava recipročno u električnu Z e U I F U f rez B l I B l v B l v F B l 1 2 m C m 2 ( B l) ( B l) F Zm v 2
Impedanse neugrađenog elektrodinamičkog zvučnika f rez Daje se: nominalna i minimalna vrednost impedanse i otprnost kalema zvučnika P e U Z 2 eff min
Frekvencijska zavisnost ukupne impedanse Impedansu čini električna Z e i u nju preslikana mehanička impedansa Z m (obuhvata i akustičku Z a ) Na DC sve se svodi na R e kalema (deklarisanih 4 ) Ispod mehaničke rezonanse dominira C m kapacitivno Z m opterećuje Z e kao induktivno (raste sa f ) Na mehaničkoj rezonansi Z m je minimalno minimum Z m znači maksimum Z e Iznad mehaničke rezonanse dominira masa m induktivno Z m opterećuje Z e kao kapacitivno (opada sa f ) Iznad frekvencija gde dominira Z m je radni opseg Na visokim frekvencijama dominira L e kalema
Zračenje membrane Kada membrana zrači u slobodan prostor zrači kao akustički dipol neželjene pozitivne i negativne superpozicije zavise od talasne dužine i udaljenosti mikrofona Suzbija se ugradnjom membrane ugradnja u (veliku) pregradu (npr. zid) potrebna površina više m 2 ugradnja u otvorenu kutiju potrebna zapremina više m 3 ugradnja u zatvorenu kutiju razdvaja zračenje dve strane
Ugradnja membrane u zvučnu kutiju Zvučna kutija objedinjuje sve elemente zvučnika presudna za kvalitet reprodukcije zvuka Zračenje u kutiji apsorbuje se apsorpcionim materijalom smanjuje problem unutrašnjih rezonansi Krutost sabijanja zvuka (C a ) smanjuje elastičnost vešanja membrane (C m ) povećava rezonantnu frekvenciju povećanje zapremine kutije smanjuje problem
Suženje radnog opsega zbog ugradnje membrane u kutiju Akustička elastičnost kutije C a (krutost sabijanja zvuka) menja karakter impedanse zračenja f rez 1 2 L eq C eq pojavljuje se C a na red sa C m snižava C ekv povećava mehaničku rezonansu 2 puta sužava radni opseg u pravcu niskih frekvencija to se kompenzuje sa tzv. bas-refleks otvorom
Bas-refleks U eq. el. šemi se ak. masa otvora m a javlja u paraleli sa akustičkom impedansom (C a i Z az ) VF ne prolaze kroz m a nema promena na VF zbog otvora na NF reaktansa otvora m a kratko vezuje eliminiše uticaj ugradnje u kutiju (C a ) kroz otvor korisna superpozicija bas tonova otvor može biti i sa strane i kao lavirint Proširuje se radni opseg na NF 1 C a
Frekvencijeke karakteristike zračećih elemenata Frekvencijeke karakteristike zračećih elemenata tipičnog bas refleks zvučničkog sistema: a) bas-refleks kanal b) membrana c) kompletan sistem
Zvučnici Zvučnički sistemi sa direktnim zračenjem
Zvučnički sistemi sa direktnim zračenjem Membrana i drugi zračeći elementi (bas-refleks kanal, pasivni radijator itd.) prenose akustičku energiju direktno u prostor bez bilo kakvih prilagođivača akustičke impedanse
Zvučnički sistemi Zvučnička kombiacija (ili zvučnički sistem) Zvučnik zajedno sa elementom u koji je ugrađen radi poboljšanja karakteristika zračenja ploča kutija levak Zvučničke grupe Složeniji zvučnički sistemi U svome sastavu imaju više zvučnika i određene elektronske sklopove kao što su: skretnice oslabljivači i korektori zaštitna kola itd.
Zvučnički sistemi sa direktnim zračenjem
Tipovi zvučnih kutija 1. Kompresione kutije (zatvorene) 2. Bas-refleks kutije 3. Sa spregnutim komorama 4. Lavirint kutije 5. Pasivni radijator 6. Izobarična kutija 4 Da bi se rešio problem neželjenih superponiranja zvučnih talasa nastalih na suprotnim stranama membrane, zvučnike ugrađujemo u velike pregrade (npr. plafon ili zid), ili u zvučne kutije.
Kompresione zvučne kutije Najstarije i najjednostavnije za izradu Drajver na jednoj strani hermetički zatvorene kutije Unutrašnjost obložena materijalom za apsorpciju zvuka prigušuje rezonanse u prostiranju VF zvuka u kutiji vata, staklena vuna, sunđer
Uticaj veličine zatvorene kutije na donju graničnu frekvenciju Problemi kompres. kutija vazduh u kutiji otežava oscilovanje membrane smanjuje elastičnost membrane povećava mehaničku rezonancu sužava radni opseg na NF smanjuje stepen iskorišćenja Povećanje zapremine povećava stišljivost vazduha veća elastičnost membrane bolja reprodukcija NF veći stepen iskorišćenja
Bas-refleks zvučne kutije Iskorišćavaju i zvuk emitovan sa zadnje strane drajvera Imaju otvor sa ili bez dodatne cevi proračunati dužinu da se ne ponište zračenja NF: VF : Uticaj otvora m a f na VF ne kvari ništa na NF eliminiše uticaj zapremine kutije Mehanička rezonansa meh m 1 a C a m 1 a C a elastičnost vazduha u kutiji masa vazduha u cevi 1 2 m a C a
Poređenje sistema sa bas-refleks i zatvorenom kutijom Sa zatvorenom kutijom Jednostavniji za proračun za izvedbu Bolja tranzijentna karakteristiku Prenosna funkcija 2. reda brzina porasta na NF je 12 db/oct Sa bas-refleks kutijom Veći stepen iskorišćenja (za 3,9/2 ili 2,9 db) pri istoj zapremini kutije i donjoj graničnoj frekvenciji Manja kutija za isti stepen iskorišćenja i donju graničnu frekvenciju Nižu donju graničnu frekvenciju za istu veličinu kutije i stepen iskorišćenja sistema Veća akustička snagu ograničena pomerajem (za 5,5 db) Prenosne funkcije su 4. reda brzina porasta na NF je 24 db/oct
Zvučna kutija sa spregnutim komorama Zvučnik (drajver) služi kao sprega između dve komore zrači iz zadnje u prednju komoru Prednja komora sa bas-refleks otvorom određuje gornju graničnu frekvenciju Zadnja komora je obično kompresiona određuje donju graničnu frekvenciju može da ima bas-refleks otvor ka spolja ili ka prednjoj komori česta primena za automobile Komplikovana za proračun i izradu frekv. k-ka 4. reda (24 db/okt) frekv. k-ka 4. reda (24 db/okt) kvalitetan zvuk sa jeftinijim drajverima frekv. k-ka 6. reda (36 db/okt)
Lavirint (Transmission Line) zvučne kutije Još jedna varijanta bas-refleks kutije umesto cevi koristi se i niz pregrada veštački povećana dubina kutije Radi na principu tzv. talasovoda (sabira izlaze u fazi) umanjuje probleme rezonantnih učestanosti pegla karakteristiku usmerenosti (daje čist, neobojen zvuk) Komplikovanije za izradu Za pravilno konstruisanje važan izbor drajvera gustina i vrsta materijala koji popunjava talasovod
Sistemi sa pasivnim radijatorom Bas-refleks sistemi su ekonomičniji Pasivni radijator je kompaktniji mogu se fizički realizovati u mnogim slučajevima kada bas -refleks sistemi ne mogu: sistemi male zapremine kutije i niske donje granične frekvencije ako treba velika akustička snaga manje osetljivi na subsonične frekvencije od bas-refleksa
Izobarična zvučna kutija Prilično specijalizovan tip Postoje dva načina izgradnje: A i B Radi po principu sinhronog pokretanja dve membrane koje se sada ponašaju kao jedna Membrane "pomažu" jedna drugoj i stvarno se ponašaju kao jedan veliki drajver Manje dimenzije kutije Mana: mid-bass
Rezime izgradnje zvučnih kutija Spolja čvrste stranice medijapan, iverica, šter- ili panel-ploča, koža, plastika metal samo za spoljnja ojačanja (npr. ćoškovi) sklapanje pomoću lepka i šrafova Iznutra se tapacira oblaže apsorpcionim materijalima staklena vuna, vata, specijalni sunđeri i tekstil postaviti na rešetku od letvica 1 cm od stranica kutije Hermetičko zatvaranje pomoću gita i silikona prilikom sušenja da ne oštete membranu i vešanje
Zvučnici Zvučnici sa levkom
Zvučnik sa eksponencijalnim levkom Presek zvučnika sa eksp. levkom: sl. а) levak sam po sebi ne dodaje zvuku snagu poboljšava koeficijent korisnog dejstva Za reprodukciju NF treba veća membana dužina valjka postaje prevelika pa se on savija 1 ili 2 puta (б, в) Zvučnik sa savijenim levkom je na sl. г)
Ozvučavanje otvorenog prostora zvučnikom sa levkom Zvučnik sa levkom za ozvučavanje otvorenih prostora (parkovi, šetališta, sportski tereni) na vrhu je horiznotalno montiran zvučnik za niske i srednje učestanosti (1) pomoću dva levka (2,3) ostvareno je zračenje u svim pravcima u horizontalnoj ravni nekoliko zvučnika za reprodukciju tonova visokih učestanosti montirano je u donjem delu (4)
Zvučnici Drajveri i skretnice
Dubokotonac (woofer drajver) Ima dosta veliko kućište Osobine: srednja osetljivost membrana ravna i konusno oblikovana velikog prečnika od aluminijuma
Visokotonac (tweeter drajver) Ima malo kućište Vrste kalotni trakasti klasični Montiranje ne moraju biti ugrađeni ni u kakvu kutiju
Srednjetonac (midrange drajver) Ima kućište srednje veličine Vrste klasični podseća na woofer imaju komoru membrana se može videti i sa zadnje strane kalotni četvrtasti ili okrugli ima poluloptasto ispupčenje zatvoren sa zadnje strane gde se nalazi magnet
Širokopojasni (full-range drajver) Osobine sam reprodukuje veći deo audio opsega nema potrebe za skretnicom ugrađuju se u lavirint kutije Kombinuje se sa wooferom
(Frekvencijske) skretnice Drajveri mogu biti oštećeni jakim audio signalima iz drugih opsega između drajvera i pojačala postavljamo frekvencijsku skretnicu Na odgovarajuće drajvere se propuštaju audio signali određenih opsega učestanosti pasivni zvučni NF i/ili VF filtri Elektronski sklop sačinjen 1 od: otpornika Z R j L j C kalema kondenzatora Skretnica prvog reda
Zvučnici Zvučničke grupe i zvučni stubovi
Zvučničke grupe Dva ili više identičnih zvučnika pravilno raspoređenih na što manjim međusobnim rastojanjima Koeficijent iskorišćenja Snaga zračenja grupe 2 Pa ( N) N Pa N N P N N P znatno pojačano zračenje na NF, ali ne i na VF e e
Zvučni stub Više zvučnika u vertikalnom nizu (prilagođenih po fazi) znatno veća snaga (nešto veća potrošnja) Potrebni za ozvučavanje velikog (otvorenog) prostora zvučna energija usmerena ka slušaocima
Opadanje nivoa zvuka sa udaljavanjem od izvora Zvučnik Tačkasti izvor intenzitet opada sa kvadratom rastojanja Zvučni stub Niz izvora sporije opada sa rastojanjem
Usmerenost zvučnih stubova Horizontalna komponenta (auditorijum) standardnog oblika Vertikalna komponenta sužen ugao zračenja manje nekorisnog zračenja (gore i dole) Usmjerenost raste sa porastom frekvencije Minimalno zračenje sa strane dobro mesto za mikrofone (izbegava se mikrofonija) Potrebno planirati ugao
Prav linijski izvor
Lučni linijski izvor
J linijski izvor
Progresivni (spiralni) linijski izvor Ugao između dva susedna elementa menja se za iznos definisan izazom: n n 1 Zakretanjem zvučnika u odnosu na druge za mali ugao može se smanjiti prevelika usmerenost na višim frekvenijama.
Zvučničke grupe: Linijski izvori (prav, lučni, J)
Zvučničke grupe Linijski izvori - primeri JBL VT4889 Detalji ispod maske
Zvučničke grupe Linijski izvori - primeri Renkus-Heinz PN102/LA PNX102/LA
Zvučničke grupe Linijski izvori - primeri Meyer Sound MIL O Tipična postavka reka sa pojačavačima snage za 16+8 sistem (8 zvučnika plus 4 subwoofera)
Line array sistemi Složena forma zvučničkih sistema postavljenih duž zakrivljene linije Koriste posebne procesore mogu se donekle kontrolisati oblici usmerenosti sistema, bez fizičkih intervencija
Zvučnici Audio monitori
Studijski monitori Specijalni zvučnici za studijsku produkciju muzike Nije cilj da zvuče lepo, nego čisto i precizno za razliku od Hi-Fi zvučnika koji "boje" zvuk tako što u odgovarajućoj meri dodaju niske i visoke tonove Specifično konstruisani da prikazuju zvuk što tačnije baš onako kako je zvuk snimljen (krucijalno u audio produkciji) Obezbeđuju jasniji stereo zvuk čak ni slušalice u nekim momentima ne mogu to da postignu Omogućuje da se primete i najsitnije nepravilnosti kako bi ih uklonili u produkciji Omogućuju da se kreira zadovoljavajući zvuk na najširem spektru sistema za reproduciju zvuka pored kvalitetnih monitora u studiju imaju i skromnije monitore
Monitorski zvučnici Najkvalitetniji u gami zvučnika slušalac je uvek u pravcu ose gde se traži maksimalan kvalitet to je drugačiji zahtev od zvučnika za ozvučenje isti (elektrodinamički) princip rada, ali kvalitetniji materijali (npr. membrana od kevlara karbonskih vlakana) kutije obino sa dva zvučnika (visokotonac i niskotonac) Npr. Equqtor Q-Series ima VF centriran sa NF bolja stereo slika Koriste se i skromniji zvučnici monitoring produkcije za kućne uslove slušanja koriste se i mali zvučnici suženog fr. opsega monitoring audio snimaka za RTV difuziju Equator Q-Series
Postavka monitora u studiju Jednakostranični trougao (u visini ušiju) Odgovarajući odnos veličina sobe / prečnik membrane Akustična obrada sobe (minimizovati refleksije)
Audio monitori za izvođače Primene van studija koriste iz izvođači u nastupima uživo da jasno čuje sebe i ostatak benda posebno su korisni kada se pored električnih instrumenata korise akustični Zvučnici usmereni prema izvođaču kome su namenjeni Slušalice koriste ih pevači koji se kreću po sceni
Monitoring sistemi za izvođače
Proizvođači studijskih monitora Behringer KRK JBL ADAM Equator YAMAHA M-AUDIO Behringer Truth B1031A KRK Rokit 8 JBL 4307 STUDOMONITOR Za izbor je važno: za koju vrstu muzike NF i VF reprodukcija u kakvoj prostoriji će se koristiti i kako postaviti
Zvučnici PC zvučnici i drugi
Zvučnici za kompjuter Computer Speakers ili Multimedia Speakers imaju pojačalo integrisano unutar zvučnika mogu se direktno spojiti na priključak zvučne kartice PC speaker mali zvučnik unutar kućišta kompjutera spojen je na matičnu ploču naziva se još i PC beeper ispušta samo jedan ton (beep) služi za upozorenja PC sistema Princip rada vibrirajuća membrana i magnet u zvučniku zvučna kartica u kompjuteru
Vrste zvučnika Stoni i podni zvučnici Zvučnici koji se ugrađuju u plafon Zvučnički sistemi (2.1, 5.1, 7.1) Bežični zvučnici USB zvučnici
Razni zvučnici
Višekanalni formati reprodukcije zvuka Stereofonija i okružujući zvuk
Koncept stereofonije Slušajući sa oba uha čovek: određuje pravac i smer gde se nalazi izvor zvuka na osnovu razlika u jačini i fazi zvuka u oba uha Grčki: stereo = prostor, fon = zvuk Stereofonska reprodukcija dočarava prostornu sliku snimanje, prenos i reprodukcija u stereo tehnici Razlikuje se intenzitet zvuka iz levog (L) i desnog (D) kanala L zvučnik emituje jače zvuke iz izvora koji su bili bliže L mikrofonu zvuci iz izvora na sredini reprodukuju se istim intenzitetom slušalac čuje imaginarni izvor između L i D zvučnika (iluzija)
Mono tehnika reprodukcije Ne čuje se razlika u položaju izvora zvuka svi zvuci dolaze iz jedne tačke Zvuk se razlikuje po: visini boji i intenzitetu
AB sistem stereofonskog snimanja Dva ista mikrofona na rastojanju 1,5-2 m karakteristike usmerenosti: kružne ili (jednako) usmerene Zvuci iz jednog izvora stižu različito do 2 mikrofona razlika u intenzitetu snimka na 2 kanala daje prostornu sliku Mana ako je razlika vremena velika gubi se osećaj prostornosti
XY sistem stereofonskog snimanja Prevazilazi problem vremenskih razlika AB sistema Mikrofonske kapisle smeštene u isto kućište jedna iznad druge koincidentni stereo mikrofon iste usmerene karakteristike (u obliku osmice ili bubrega) međusobno pod uglom 90 0
MS sistem stereofonskog snimanja Sastoji se od dva mikrofona sa različitim karakteristikama usmerenosti jedan mikrofon (M) ima kružnu k-ku snima L+D kanal (mono) drugi mikrofon (S) ima osmičastu karakteristiku snima L-D kanal njihov zbir je 2 L, a razlika 2 D kanal
Reprodukcija stereo zvuka Najizrazitiji stereoefekat b = (1-1,5) a = 30 0-45 0 Zvučnike ne treba stavljati u same uglove bili bi preistaknuti basovi Membrane da budu u fazi provera pomoću baterije membrane se pomere na istu stranu ako nije izvršeno faziranje gubi se u NF opsegu
Zvučnici Okružujući zvuk (surround)
Pojava okružujućeg zvuka Prvi pokušaji sedamdesetih godina XX veka Pojava kvadrofonije: četiri stereofonska kanala zvučnici raspoređeni u temenima kvadrata slušalac u centru kvadrata Potrebe filma i TV reprodukcija slike sa prostornim dimenzijama zvuka Signali surround kanala prenose se sa suženim frekvencijskim opsegom (20-120 Hz) to nije prihvatljivo za glavne stereo kanale subjektivno je prihvatljivo za signale koji nose samo informacije iz ambijenta
Višekanalni formati reprodukcije zvuka Komponente zvučne slike koje nose informaciju samo o akustičkom ambijentu ne prenose se stereo sistemom
5.1 sistem
7.1 sistem
7.1 i 7.2 sistem 7.1 Raspored zvučnika 7.2 sistem za raspoređivanje
3-D zvuk
Slušalice Konstrukcija Karakteristike Princip rada
Namena slušalica Par malih zvučnika koji se nalazi blizu uha ili u samom ušnom kanalu Pretvara elektr. u akust. energiju isti principi kao i zvučnik Razlike u obliku i konstrukciji proizvodi daleko manju akustičku snagu ozvučava nekoliko cm 3 (ušna školjka i slušni kanal) zvučnik ozvučava više desetina ili stotina m 3 prostora Razlika u slušanju sa zvučnika i slušalica Da li je zvuk obojen prostorijom u kojoj slušamo?
Primene slušalica Najšira u telefoniji U održavanju radio veza U RTV i pri snimanju zvuka Studijska i live izvođenja Za reprodukciju stereo muzike
Istorijat i usavršavanje U želji da se zvučnici smanje i sa ramena prebace na glavu Nathaniel Baldwin počeo je da proizvodi prve slušalice za američku mornaricu prototip iz 1910. (opasne) Neki od ranijih pokušaja:
Neki od prvih modela na tržištu Bayerdynamic DT48 iz 1937. prve dinamičke slušalice AKG slušalice iz 1949. model 120
Prve stereo i prve elektro-statičke slušalice John C. Koss SP-3 iz 1958. Prve stereo slušalice Koss ESP-6 iz 1968. Prve elektrostatičke slušalice teške 1kg
Noviji modeli KOSS i AKG slušalica
Ključni momenti za razvoj slušalica 1979: Sony-ev Walkman 1997: Slušalice oko vrata 2001: Apple-ov Ipod - bele slušalice u ušima 2000: Bose: tihe slušalice 2008: Beats linija: s basom
Slušalice danas
Podela slušalica prema obliku Cirkumaural (okoloušne) Supra-aural (naušne) Ear-buds (bubice) In-ear monitors (uušne) Headsets Telefonske slušalice
Elektromagnetne slušalice Primenjuje se i usavršava od 1878. g. (Bel) Membrana je od savitljivog feromagnetnog materijala na stalni magnet namotana žica (provodnik) superpozicija magnetnog fluksa privlači membranu Namotaji su od bakarne žice niskoomske desetine oma visokoomske kiloomi Električna snaga desetak mw Koeficijent efikasnosti oko 0,1% Frekvencijski opseg 200-3,5kHz zadovoljava potrebe za telefoniju
Kristalne slušalice Minijaturni kristalni zvučnik mala membrana Pod dejstvom napona osciluje bimorfna kristalna ćelija oscilacije prenosi na membranu Manja izobličenja od elektromagnetnih slušalica Impedansa je kapacitivnog karaktera 10-20 k ne provodi DC pa se vezuje uz prigušnicu ili bar otpornik
Elektrostatičke slušalice Na elektrode dolazi električni signal (el. polje) U zavisnosti od polariteta membrana se približava jednoj ili drugoj elektrodi Pomeraji membrane izazivaju oscilovanje čestica vazduha koje prolazi kroz rešetke stvarajući zvučni talas Frekvencijski odziv > 20kHz
Slušalice sa balansiranim jezgrom Sastoje se od elastično prikačenog pokretnog magnetnog oklopa može da se kreće u polju stalnog magneta Kada struja teče kroz kalem namagnetisaće ga i naterati da se kreće u neku od strana Tako će i membrana oscilovati i generisati zvučni talas Primena u proizvodnji slušnih aparata
Elektrodinamičke slušalice Minijaturni elektrodinamički zvučnik nepokretni stalni magnet (ferit) pokretni kalem i membrana (lagana, čvrsta) Mekani jastučići na kućištu izoluju od spoljne buke Kvalitet reprodukcije ne zaostaju za najboiljim zvučnicima frekvencijski opseg 30Hz do 20kHz reprodukcija basova se kvari ako jastučići ne naležu
Vrste konektora 2.5 mm mono (TS) 3.5 mm mono (TS) 3.5 mm stereo (TRS) 6.35 mm stereo (TRS) Skraćenice: T Tip (vrh) R Ring (prsten) S Sleeve (rukav)
Dobre i loše strane slušalica Dobre Privatnost pri razgovorima ili slušanju muzike Ne ometamo druge osobe Olakšava komunikaciju u call centrima ili video igrama Handsfree itd. Loše Smrtni ishodi u saobraćaju Oštećenje ili potpuni gubitak sluha
Primeri slušalica