Τι σημαίνει καλός ομιλητής;
Για την ακρίβεια, θα πρέπει να ονομάζουμε"speakers" ένα σύστημα ηχείων. Είναι ένα σύστημα που αποτελείται από ορισμένους μετατροπείς, ένα διαιρέτη συχνότητας, ένα ερμάριο και μερικά πρόσθετα μέρη.
Ο σχεδιαστής του συστήματος ηχείων πρέπει να κατανοήσει τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των στοιχείων του συστήματος ηχείων.
Η συναρμολόγηση καλών εξαρτημάτων μαζί δεν εγγυάται ένα καλό σύστημα. (Σημείωση: Στο επόμενο άρθρο, θα αναφερθώ στο σύστημα ηχείων απλώς ως ηχείο.)
Εάν πρέπει να χρησιμοποιηθεί μία λέξη για να περιγράψει τη διαδικασία σχεδιασμού των ηχείων, νομίζω ότι ο όρος"trade-off" είναι το καταλληλότερο. Διότι υπάρχει συμβιβασμός μεταξύ της απόδοσης του ηχείου και του τελικού κόστους.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι δύσκολο για εμάς να συγκρίνουμε ηχεία διαφορετικών κατασκευαστών. Εάν κοιτάξετε απλώς έναν συγκεκριμένο δείκτη απόδοσης (όπως η ονομαστική ισχύς), ένα συγκεκριμένο ηχείο μπορεί να φαίνεται καλύτερο. Αλλά όταν λάβουμε υπόψη τη συνολική απόδοση του συστήματος ηχείων, μπορεί να είναι ελαφρώς κατώτερη.
Γιατί ορισμένα ηχεία είναι τόσο πιο ακριβά; Για να κατανοήσετε καλύτερα αυτό το πρόβλημα, αφήστε το's να ρίξει μια ματιά στα στοιχεία των ηχείων.
Η αλήθεια για τον μετατροπέα
Ο μετατροπέας είναι η καρδιά του ηχείου. Αυτοί οι μετατροπείς μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε ηχητική ενέργεια. Οι περισσότεροι από τους μορφοτροπείς ενίσχυσης ήχου είναι μορφοτροπείς με έμβολο.
Σε σύγκριση με τους μετατροπείς που ερευνήθηκαν και κατασκευάστηκαν στις αρχές του περασμένου αιώνα, ο μοντέρνος σχεδιασμός βασικά δεν έχει αλλάξει πολύ στην αρχή λειτουργίας. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας εμφανίστηκαν καλύτερα υλικά, με μικρό βάρος και χαμηλό κόστος. Ωστόσο, η αρχή του ήχου του ηχείου είναι βασικά η δόνηση των μορίων του αέρα που περιβάλλουν μέσω της κίνησης του εμβόλου.
Δεν υπάρχει μορφοτροπέας που να μπορεί να παρέχει την ενέργεια που απαιτείται για ακρόαση σε όλο το φάσμα συχνοτήτων. Ως εκ τούτου, τα περισσότερα ηχεία έχουν σχεδιαστεί με αμφίδρομη ή τριπλή συχνότητα, με ενσωματωμένους ειδικούς μετατροπείς χαμηλής συχνότητας, μεσαίας συχνότητας και/ή υψηλής συχνότητας.
Σε σύγκριση με την αμφίδρομη σχεδίαση, η σχεδίαση τριών κατευθύνσεων απαιτεί περισσότερους μετατροπείς, επομένως η σχεδίαση τριών κατευθύνσεων είναι πιο ακριβή.
Πολύ σημαντικό μέρος του σχεδιασμού του πλαισίου της λεκάνης
Η διαδικασία σχεδιασμού του πλαισίου της λεκάνης είναι ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την τιμή των μορφοτροπέων χαμηλής συχνότητας. Το πλαίσιο της λεκάνης ηχείων που κατασκευάζεται με τη διαδικασία σφράγισης έχει χαμηλότερο κόστος λόγω της απλής διαδικασίας κατασκευής του και της χαμηλής κατανάλωσης πρώτων υλών. Το πλαίσιο των ηχείων που είναι κατασκευασμένο από διαδικασία χύτευσης με χύτευση είναι λιγότερο πιθανό να παραμορφωθεί λόγω δόνησης κώνου.
Ταυτόχρονα, σε σύγκριση με το πλαίσιο λεκάνης τύπου stamping, το πλαίσιο λεκάνης τύπου die-casting είναι μεγαλύτερο σε ποιότητα και βάρος, και αντίστοιχα, το κόστος παραγωγής είναι επίσης υψηλότερο. Δεδομένου ότι το μεγαλύτερο μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας που φορτώνεται στον μορφοτροπέα καταναλώνεται με τη μορφή θερμικής ενέργειας, μπορούμε να βελτιστοποιήσουμε την απόδοσή του βελτιώνοντας την απόδοση απαγωγής θερμότητας.
Η επιλογή του υλικού κώνου πρέπει να σταθμίζει την ποιότητα, τη δύναμη και το κόστος του. Αν και μπορέσαμε να χρησιμοποιήσουμε κάποια ειδικά υλικά (εσωτερικά υλικά) για να φτιάξουμε κώνους ηχείων, τα χάρτινα υλικά εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται συχνότερα, επειδή είναι μια καλή επιλογή μετά τη ζύγιση διαφόρων χαρακτηριστικών. Το κόστος ενός μορφοτροπέα χαμηλής συχνότητας είναι πιθανώς από δεκάδες δολάρια έως εκατοντάδες δολάρια.
Το σχεδιαστικό κίνητρο των σχεδιαστών συστημάτων ηχείων καθορίζει ποιο υλικό κώνου επιλέγουν. Εάν υπάρχουν περιορισμοί τιμής και κόστους, θα επιλέξουν μια μονάδα με χαμηλότερο κόστος. Εάν πρόκειται να επιδιώξουν υψηλότερη ποιότητα και απόδοση, θα τείνουν να επιλέγουν μοντέλα μονάδων υψηλότερης τιμής.
Η μονάδα μεσαίας συχνότητας και η μονάδα υψηλής συχνότητας του μεγαφώνου του συστήματος ενίσχυσης ήχου υιοθετούν συνήθως τη σχεδίαση φορτίου κόρνας. Ενώ το φορτίο της κόρνας παρέχει υψηλά επίπεδα ηχητικής πίεσης, μπορεί επίσης να ελέγξει το μοτίβο ακτινοβολίας ήχου. Το κέρατο μπορεί να κατασκευαστεί από πολλά υλικά, όπως ξύλο, μέταλλο, υαλοβάμβακα και πλαστικό.
Η πλαστική κόρνα ABS χρησιμοποιείται πιο συχνά λόγω του χαμηλού κόστους, του μικρού βάρους και της απλής παραγωγής της. Το κέρατο από υαλοβάμβακα είναι πιο δυνατό, αλλά επειδή είναι δύσκολο να κατασκευαστεί, το κόστος αυξάνεται ανάλογα. Το μέγεθος της κόρνας χαμηλής συχνότητας είναι μεγάλο, επομένως χρησιμοποιούνται συχνά ξύλινα υλικά.
Ο οδηγός κόρνας (μορφοτροπέας) παίζει κεντρικό ρόλο στο σύστημα ηχείων. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν οδηγοί Piezo με σχετικά χαμηλό κόστος ή οδηγούς συμπίεσης στη σχεδίαση φορτίων κόρνας. Τα κωνικά ηχεία μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως οδηγοί κόρνας.
Το πρόγραμμα οδήγησης συμπίεσης είναι η καλύτερη επιλογή για εκ νέου ενίσχυση ενδιάμεσων και υψηλών συχνοτήτων. Οι οδηγοί συμπίεσης είναι ανώτεροι από τους πιεζοηλεκτρικούς οδηγούς χαμηλού κόστους λόγω της υψηλότερης απόδοσης και πιστότητάς τους.
Η δομή του μαγνήτη του μορφοτροπέα είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει το κόστος. Η δομή του μεγάλου μαγνήτη μπορεί να δημιουργήσει μεγαλύτερη πυκνότητα μαγνητικού πεδίου (γενικά ισοδύναμη με υψηλότερη απόδοση), η οποία θα αυξήσει ανάλογα το βάρος του μαγνήτη. Αυτό το είδος δομής μαγνήτη πρέπει να έχει ένα πλαίσιο λεκάνης χυτού σαν στήριγμα για να μπορέσει να χρησιμοποιηθεί. Τα στοιχεία σπάνιων γαιών, όπως το νεοδύμιο, απαιτούν μόνο ένα μικρό μέρος νεοδυμίου για να δημιουργήσουν ισχυρότερο μαγνητικό πεδίο σε σύγκριση με τα παραδοσιακά μαγνητικά υλικά. Το νεοδύμιο είναι επίσης το πιο ακριβό από τα κοινώς χρησιμοποιούμενα μαγνητικά υλικά.
Ορισμένοι κατασκευαστές ηχείων θα παράγουν τους δικούς τους μετατροπείς. Αυτό τους επιτρέπει να ελέγχουν καλύτερα την αλυσίδα εφοδιασμού και να βελτιστοποιούν την απόδοση των εξαρτημάτων σε ένα συγκεκριμένο σύστημα ηχείων.
Οι περισσότεροι κατασκευαστές ηχείων θεωρούν τους κατασκευαστές OEM ως προμηθευτές μορφοτροπέων τους. Οι OEM είναι πολύ αποδοτικοί στην παραγωγή, γιατί σε αυτό είναι καλοί. Οι περισσότεροι κατασκευαστές OEM παράγουν και πωλούν μετατροπείς γενικής χρήσης για τακτικούς πελάτες. Παράλληλα πραγματοποιούν και πατενταρισμένα σχέδια σύμφωνα με τις προδιαγραφές των κατασκευαστών ηχείων.
Ζωτικό διαχωριστικό
Αν και η λειτουργία του crossover δεν έχει ληφθεί σοβαρά υπόψη, το crossover είναι αναμφισβήτητα το πιο δύσκολο κομμάτι του σχεδιασμού των ηχείων. Το κύριο καθήκον της διαίρεσης συχνότητας είναι ο περιορισμός ζώνης του σήματος που μεταδίδεται σε κάθε μορφοτροπέα και ο μορφοτροπέας λειτουργεί μόνο εντός του εύρους συχνοτήτων όπου μπορεί να μετατραπεί σε ηχητική ενέργεια. Κατ' αρχήν, ο διαιρέτης συχνότητας είναι ισοδύναμος με το σύστημα μετάδοσης ενός αυτοκινήτου.
Όταν επιταχύνετε ομαλά το αυτοκίνητο από τα 0 στα 60 mph, ένα καλό σύστημα μετάδοσης μπορεί να κάνει τους τροχούς να στρίβουν πιο γρήγορα (αυξημένη συχνότητα). Η αλλαγή ταχυτήτων πρέπει να είναι φυσική, ομαλή και τέλεια. Ένας καλός σχεδιασμός διαιρέτη συχνότητας θα πρέπει να είναι ο ίδιος. Μπορεί να μεταβεί ομαλά μεταξύ χαμηλής συχνότητας, μεσαίας συχνότητας και υψηλής συχνότητας.
Ο παθητικός διαιρέτης συχνότητας, από την άλλη πλευρά, είναι ένα δίκτυο φίλτρων που αποτελείται από παθητικές ηλεκτρικές συσκευές, όπως αντιστάσεις, πυκνωτές και επαγωγείς. Τα μαζικής παραγωγής προκατασκευασμένα προϊόντα γενικής χρήσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως παθητικά διαιρέτες συχνότητας, αλλά τελικά, ο διαιρέτης συχνότητας πρέπει να βελτιστοποιηθεί σύμφωνα με τον αντίστοιχο μορφοτροπέα του. Αυτή η εργασία γίνεται καλύτερα από έναν μηχανικό σχεδιασμού.
Ορισμένοι διαιρέτες συχνότητας θα τοποθετηθούν στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB). Αυτή η εγκατάσταση δεν είναι μόνο απλή και όμορφη, αλλά και εύκολη στη μαζική παραγωγή, γεγονός που θα μειώσει ανάλογα το κόστος παραγωγής. Αυτή η μέθοδος εγκατάστασης είναι πολύ κατάλληλη για εφαρμογές χαμηλής κατανάλωσης, αλλά εάν το πρόγραμμα οδήγησης υπερφορτωθεί, η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος θα καταστραφεί λόγω υπερθέρμανσης.
Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) μπορεί επίσης να λυγίσει ή να σπάσει λόγω υπερβολικής επαγωγής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πολλοί κατασκευαστές επιμένουν στη σχεδίαση σκληρού καλωδίου του διαιρέτη συχνότητας (Hard Wire). Ο σχεδιασμός της σκληρής σύνδεσης πρέπει να ολοκληρωθεί χειροκίνητα και το αποτέλεσμα εμφάνισης μετά την ολοκλήρωση συχνά δεν είναι πολύ καλό. Αλλά σε σύγκριση με ένα διαχωριστικό PCB, ένα διαχωριστικό σχεδιασμού με σκληρό καλώδιο είναι πιο στιβαρό (και πιο ακριβό).
Ορισμένα συστήματα ηχείων δεν διαθέτουν ενσωματωμένο crossover. Αυτός ο τύπος συστήματος ηχείων οδηγείται από επαγγελματικό ηλεκτρονικό εξοπλισμό επεξεργασίας. Αφού σταλεί το σήμα στον ενισχυτή ισχύος για να ολοκληρωθεί η διαδικασία επεξεργασίας σήματος, το ονομάζουμε ενεργό σύστημα ηχείων crossover.
Θεωρητικά, ένας τέτοιος σχεδιασμός θα μπορούσε να εξοικονομήσει το κόστος παραγωγής του ίδιου του ηχείου (λιγότερα εξαρτήματα), αλλά αυτός ο τύπος ηχείου απαιτεί εξωτερικό επεξεργαστή κατά την κατασκευή του συστήματος και ακόμη περισσότερα κανάλια ενισχυτή ισχύος, επομένως το τελικό κόστος τείνει να είναι πιο ψηλά. Σε σύγκριση με τα παθητικά ηχεία crossover, τα ενεργά ηχεία crossover μπορούν να παρέχουν υψηλότερη πιστότητα και υψηλότερο επίπεδο ηχητικής πίεσης (SPL).
Ωστόσο, σε σύγκριση με τη σχεδίαση ενεργού crossover, ένα υψηλής ποιότητας ηχείο παθητικού σχεδιασμού crossover μπορεί να προσφέρει εξαιρετική ποιότητα ήχου με χαμηλότερο συνολικό κόστος και είναι σχετικά απλό στη σύνδεση και τον εντοπισμό σφαλμάτων.
Κουτί
Το ντουλάπι των ηχείων και η δομή του είναι επίσης σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την τιμή των ηχείων. Το ντουλάπι πρέπει να είναι πολύ δυνατό και στιβαρό. Το ίδιο το δονούμενο κουτί είναι ένας μορφοτροπέας, ο οποίος θα αλληλεπιδράσει με άλλους μετατροπείς και θα μειώσει την απόδοση ολόκληρου του συστήματος. Ένα στιβαρό κουτί απαιτεί πολλή ποιότητα, πολλές νευρώσεις ή και τα δύο. Η τιμή είναι το μεγάλο βάρος του ντουλαπιού.
Το σκυρόδεμα είναι μια καλή επιλογή ως υλικό κουτιού, αλλά είναι κατάλληλο μόνο για προσαρμοσμένο σύστημα υπογούφερ. Η ινοσανίδα μεσαίας πυκνότητας (MDF) είναι επίσης πιο κατάλληλο υλικό για την κατασκευή ντουλαπιών. Οι ινοσανίδες μεσαίας πυκνότητας έχουν υψηλή πυκνότητα και χαμηλό κόστος, αλλά το ίδιο το υλικό είναι πολύ βαρύ και είναι εύκολο να λυγίσει αφού είναι υγρό.
Τα κουτιά από μοριοσανίδες έχουν χαμηλό κόστος, αλλά πρέπει να αποφεύγονται όσο το δυνατόν περισσότερο. Το κόντρα πλακέ είναι ελαφρύτερο και ισχυρότερο από το MDF, αλλά υπάρχουν κενά μεταξύ των στρωμάτων. Το κόντρα πλακέ σημύδας της Βαλτικής είναι η καλύτερη επιλογή για το υλικό του ντουλαπιού (περισσότερες από 11 στρώσεις και δεν υπάρχουν κενά μεταξύ των στρωμάτων), αλλά είναι επίσης το πιο ακριβό ξύλο στην παραγωγή ηχείων.
Το σύνθετο υλικό έχει υψηλή αντοχή και χαμηλό βάρος, αλλά το κόστος είναι υψηλό. Οι ίνες γυαλιού έχουν υψηλή ακαμψία και αντοχή στις καιρικές συνθήκες, αλλά επειδή είναι δύσκολο να κατασκευαστούν, το κόστος είναι υψηλότερο από το ξύλο και το πλαστικό.
Τα τελευταία χρόνια, το Molded-plastic έχει γίνει σταδιακά ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο ντουλάπι ηχείων. Το χυτευμένο κουτί έχει μικρό βάρος και μπορεί να υποστεί επεξεργασία για να το καταστεί ανθεκτικό στις καιρικές συνθήκες. Μετά από χρόνια μαζικής παραγωγής, το αρχικό υψηλό κόστος καλουπιού μπορεί να αραιωθεί. Αυτός ο τύπος δομής ντουλαπιών είναι πολύ πρακτικός για ηχεία με μικρότερα ντουλάπια, αλλά τα ηχεία με μεγάλα ντουλάπια απαιτούν πιο άκαμπτα υλικά.
Τα ηχεία που ανυψώνονται πάνω από το αμφιθέατρο πρέπει να έχουν ειδικά εξαρτήματα ανάρτησης (σημεία ανάρτησης). Και πρέπει να υποβληθεί σε δοκιμή έλξης (δοκιμή έλξης) για να διασφαλιστεί η σταθερότητα και η ασφάλεια του κουτιού και των εξαρτημάτων που κρέμονται.
Δεν υπάρχει μεγάλη διαφορά στην εμφάνιση μεταξύ ηχείων οροφής και ηχείων που τοποθετούνται στο δάπεδο και ηχείων με κολόνα. Ωστόσο, τα ηχεία που τοποθετούνται στην οροφή έχουν υψηλότερες απαιτήσεις για τη δομή του ντουλαπιού, τη στήριξη αναρτήσεων και τις δοκιμές, επομένως το κόστος είναι συχνά πολύ υψηλότερο.
