Jeśli planujesz zakup systemu muzycznego Hi-Fi, być może spotkałeś się z określeniami takimi jak głośniki wysokotonowe, przetworniki średniotonowe i głośniki niskotonowe — ale co te terminy oznaczają?
Czy te konfiguracje sterowników zapewniają lepszą jakość dźwięku?
Jak słyszymy dźwięk?
Zanim przejdziemy do głośników i ich działania, konieczne jest zrozumienie, w jaki sposób powstaje dźwięk. Mówiąc najprościej, dźwięk to wibracja docierająca do ucha.
W przypadku instrumentu muzycznego, takiego jak bęben, dźwięk powstaje poprzez fizyczne generowanie wibracji poprzez uderzanie w talerz lub bęben basowy. Po uderzeniu skóra bębna wibruje, tworząc falę ciśnienia w cząsteczkach powietrza w jej pobliżu, generując falę dźwiękową. Ta fala dźwiękowa to nic innego jak zestaw kompresji i rozrzedzeń podróżujących w powietrzu.
Po dotarciu do ucha wibracje wprawiają w wibracje błonę bębenkową, umożliwiając usłyszenie dźwięku bębna.
Ludzkie ucho słyszy dźwięki tylko w zakresie częstotliwości od 20 Hz do 20 000 Hz. Nasze uszy nie są w stanie przetworzyć niczego poza tym zakresem. Ponadto wraz z wiekiem nasz zakres słyszalności ma tendencję do zmniejszania się.
Jak działają głośniki?
Teraz, gdy mamy podstawową wiedzę na temat tworzenia dźwięku, możemy przyjrzeć się, w jaki sposób głośniki tworzą fale dźwiękowe.
W przeciwieństwie do bębna, który wytwarza fale dźwiękowe poprzez wibrowanie skóry bębna, głośnik wykorzystuje koncepcje magnetyzmu do tworzenia dźwięku. Mówiąc prościej, głośnik wykorzystuje trzy główne komponenty do tworzenia fal dźwiękowych, a razem wzięte, jest znany jako sterownik. Krótki przegląd tego samego znajduje się poniżej:
- Membrana: Podobnie jak bęben ma skórę, głośnik wykorzystuje membranę do wytwarzania wibracji. Ta membrana to cienka membrana wykonana z papieru, metalu lub tworzywa sztucznego połączona z cewką drgającą.
- Cewka drgająca: Jak sama nazwa wskazuje, cewka drgająca to miedziana cewka, która działa jak elektromagnes, gdy przepływa przez nią prąd. Prąd w cewce drgającej zmienia się w zależności od sygnału audio wibrującego membranę.
- Magnesy trwałe: Membrana i cewki drgające umieszczone są pomiędzy zestawem magnesów trwałych. To połączenie magnesów trwałych i elektromagnesów tworzy dźwięk.
Teraz, gdy mamy podstawową wiedzę na temat komponentów, z których składa się głośnik, możemy przyjrzeć się, jak to działa.
W większości przypadków głośnik jest podłączony do urządzenia cyfrowego, np komputer lub DAC. Urządzenia te wysyłają sygnały audio do głośnika, które są następnie przetwarzane i przesyłane do cewki drgającej. Te sygnały dźwiękowe są kombinacją różnych fal sinusoidalnych.
Gdy te fale sinusoidalne dotrą do cewki drgającej, indukują zmienny prąd w cewce drgającej, przekształcając ją w magnes, który zmienia swoją polaryzację w zależności od sygnału wejściowego.
Teraz, gdy membrana i cewka drgająca są otoczone polem magnetycznym magnesu stałego, an siła przyciągania/odpychania jest przykładana do cewki drgającej w zależności od biegunowości pola magnetycznego posiada.
To właśnie ten podstawowy mechanizm tymczasowych i trwałych magnesów pomaga głośnikom odtwarzać muzykę z dużą dokładnością, ale jest pewien haczyk; pojedyncza membrana nie może zrobić tego wszystkiego.
Wyjaśnienie głośników wysokotonowych, średniotonowych i niskotonowych
Widzisz, muzyka, której słuchamy, może mieć dźwięki w zakresie od 20 Hz do 20 000 Hz, a pojedyncza membrana nie może wibrować, aby wygenerować tak szeroką gamę częstotliwości. Dlatego głośnik wykorzystuje membrany o różnych rozmiarach, aby rozwiązać ten problem.
Ze względu na różnicę wielkości membrany różne przetworniki odtwarzają określone częstotliwości z lepszą dokładnością. Ta różnica wielkości tworzy głośniki wysokotonowe, średniotonowe i niskotonowe.
Głośniki wysokotonowe
Głośniki wysokotonowe generują dźwięki o wysokiej częstotliwości. Chociaż różne głośniki mają różne zakresy częstotliwości dla głośników wysokotonowych, w większości przypadków głośniki wysokotonowe są używane do tworzenia dźwięków w zakresie częstotliwości od 2000 Hz do 20 000 Hz.
Ponieważ głośnik wysokotonowy musi generować dźwięki w zakresie wysokich częstotliwości, zastosowano w nim membranę o małej średnicy. Dzięki niewielkim rozmiarom głośnik wysokotonowy może wibrować przy wyższych częstotliwościach, tworząc przenikliwe dźwięki z dużą dokładnością. Nie tylko to, ale także mała membrana umożliwia dobrą pracę głośnika wysokotonowego bez zużywania dużej mocy.
Sterowniki średniego zasięgu
Jak sama nazwa wskazuje, przetworniki średniotonowe są przeznaczone do odtwarzania dźwięków w środku zakresu częstotliwości słyszalnych przez człowieka. Zwykle te głośniki pracują w zakresie 500 Hz i 4000 Hz. Ze względu na ten zakres częstotliwości, moc wyjściowa głośników wysokotonowych średniotonowych jest dość płaska.
To powiedziawszy, większość wokali i instrumentów w dowolnej kompozycji muzycznej ma częstotliwość średniego zakresu, co sprawia, że niezbędne jest posiadanie przetwornika, który dobrze działa podczas generowania tych częstotliwości.
Pod względem wielkości membrany głośnik średniotonowy znajduje się pomiędzy głośnikiem wysokotonowym a głośnikiem niskotonowym.
Głośniki niskotonowe
Głośnik niskotonowy w systemie głośników wytwarza najniższą część widma częstotliwości i dodaje basów do całej Twojej muzyki. Jeśli chodzi o zakres częstotliwości, większość głośników niskotonowych pracuje w zakresie od 20 Hz do 2000 Hz.
Aby wytworzyć te dźwięki o niskiej częstotliwości, głośnik niskotonowy wykorzystuje dużą membranę, która umożliwia mu wibrowanie wielu cząsteczek powietrza. To powiedziawszy, ze względu na duży rozmiar głośnik niskotonowy nie może wibrować z bardzo dużą prędkością, co uniemożliwia generowanie wysokich dźwięków.
Kolejną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę w przypadku głośników niskotonowych, jest to, że obudowa, w której są umieszczone, również wpływa na wytwarzany przez nie bas. Z tego powodu większość systemów głośnikowych umieszcza głośnik niskotonowy w niezależnej obudowie, aby zapewnić lepszą charakterystykę basów.
W jaki sposób sygnał audio z komputera dociera do różnych sterowników?
Podczas odtwarzania muzyki na głośnikach pojedynczy strumień audio przesyłany jest z komputera do głośnika. Ten sygnał audio jest następnie dzielony przez sieć zwrotnicy w oparciu o konstrukcję głośników.
The sieć krzyżowa to urządzenie elektroniczne, które rozdziela częstotliwości w sygnale audio na różne podczęstotliwości.
Tak więc, jeśli masz głośnik z głośnikiem wysokotonowym, przetwornikiem średniotonowym i głośnikiem niskotonowym, sygnał audio z komputera zostanie podzielony na trzy części. Jeden dla głośnika niskotonowego, który składa się z sygnału audio o niskiej częstotliwości. Po drugie, sygnał audio w paśmie średnich częstotliwości dla przetwornika średniotonowego, a na koniec strumień audio o wysokiej częstotliwości dla głośników wysokotonowych.
Wszystkie te sygnały są przesyłane jednocześnie do różnych przetworników, zapewniając wciągające wrażenia dźwiękowe.
Czy powinieneś kupić głośnik z kilkoma sterownikami?
Muzyka, której słuchamy, jest połączeniem kilku częstotliwości. Dlatego użycie konstrukcji z jednym przetwornikiem do odtwarzania muzyki daje przeciętny dźwięk.
Tak więc, jeśli szukasz fenomenalnych wrażeń dźwiękowych, powinieneś kupić głośnik z dedykowanymi przetwornikami zaprojektowanymi do generowania określonych częstotliwości, oferując bardziej wciągające wrażenia muzyczne.
