MiniElektrikář 14. - Reproduktory

1. Druhy reproduktorů

Dělení reproduktorů dle způsobu vyzařování:

• Přímovyzařující - kmitající membrána je bezprostředně navázána na prostředí, do kterého se akustická energie vyzařuje. Obvyklá účinnost nepřevyšuje několik málo procent.
   
• Nepřímovyzařující (tlakové) - mezi prostředím, do kterého se akustická energie vyzařuje, a mezi membránou, je vložen zvukovod a popřípadě další pomocné akustické obvody. Toto uspořádání obvykle zvyšuje účinnost, umožňuje dosahovat vysokých vyzářených výkonů, tvarovat směrový diagram apod.

Dělení reproduktorů dle pohonu:

• Elektrodynamické
• Elektromagnetické
• Elektrostatické
• Piezoelektrické
• Plazmové
• Pneumatické
•  ... a další

Dělení reproduktorů dle účelu:

• pro domácí použití (spotřební elektronika, HiFi soustavy)
• vysoce kvalitní měniče pro studiové monitory, HiEnd audio apod.
• pro profesionální použití (výkonné PA systémy apod.)
• ozvučení automobilů
• pro el. hudební nástroje (speciálně vyráběné reproduktory pro aparatury zvláště el. kytar, baskytar, klávesových nástrojů apod.)
• reproduktory a reprosoustavy pro přenos mluveného slova (městský rozhlas, sirény apod.), zde se často používají tlakové reproduktory se skládaným (reentrantním) zvukovodem
• speciální (např. ozvučení pod vodní hladinou, pro vědecké pokusy, jednotky s velkým výkonem, vojenské použití aj.)

Dělení reproduktorů dle kmitočtového rozsahu:

• širokopásmové (45 - 15 000 Hz)
• koaxiální reproduktory
• hlubokotónové (basové) reproduktory (35 - 5 000 Hz)
• středopásmové (středotónové) reproduktory (80 - 12 000 Hz)
• vysokotónové (výškové) reproduktory (2 000 - 20 000 Hz)

2. Princip

Reproduktory jsou elektro-akustické měniče, tj. zařízení (elektrické stroje), které přeměňují elektrickou energii na mechanickou energii ve formě zvuku . Obvykle se skládají z membrány, z pohonné části, do které je přiváděn vstupní signál a dalších dílů. Zvláštním případem malých reproduktorů jsou sluchátka.

3. Dynamický reproduktor

Princip spočívá v kmitání cívky v magnetickém poli trvalého magnetu. Pokud na cívku v mg. poli přivedeme napětí, cívka se podle toho vychýlí a opačně - tj. pokud s cívkou v mg. poli pohneme, na jejích koncích se indukuje napětí.
Na tomto principu funguje dynamický reproduktor - elektrický signál přivedený na cívku připevněnou k membráně repráku s ní kmitá a membrána vydává zvuk.

4. Použití a parametry pro jejich volbu

Kvalitu a použití reproduktoru určují následující vlastnosti:

• Jmenovitá impedance - je zpravidla o cca 10 - 20% větší než stejnosměrný odpor kmitací cívky, běžná hodnota je několik jednotek až několik desítek ohmů. Impedance se vždy mění s kmitočtem, jmenovitá impedance je přibližně nejnižší impedance v pracovním pásmu (t.j. nad rezonančním kmitočtem).[10][11] Běžné hodnoty jmenovité impedance se pohybují v hodnotách 4,6, 8 Ohmů, reproduktory do kytarových reproboxů a vysoce výkonné výškové systémy mívají často 16 Ohmů. Naopak reproduktory pro ozvučování automobilů se často zhotovují s malou jmenovitou impedancí, 3.2 či 2 Ohmy, občas i méně.
• Frekvenční rozsah - je dán frekvenční charakteristikou, která definuje závislost (akustického tlaku) na frekvenci zvuku. Může být uváděn ve zjednodušené formě číselně (od-do), pro definovaný pokles citlivosti při krajních kmitočtech (např. -3 nebo -10dB)
• Příkon - určuje, jak velký elektrický příkon je reproduktor schopen zpracovat při jeho přeměně v akustický výkon, obvykle se pohybuje v jednotkách až stovkách wattů, vyšší je u basových a středobasových reproduktorů, nižší pak u reproduktorů středotónových a vysokotónových. Vzhledem k poměrně nízké účinnosti zařízení je vyzářený akustický výkon obvykle poměrně malý i při vysokém příkonu.
• Charakteristická citlivost - určuje vyzářený akustický výkon (hladinu akustického tlaku) při daném příkonu - obvykle při příkonu 1 Wattu měřené ve vzdálenosti 1 metru v ose reproduktoru. Charakteristické citlivosti 102 dB na 1 W (1 m) odpovídá účinnost cca 10%.
• Směrová charakteristika - používá se „vyzařovací diagram“, který určuje závislost akustického výkonu na směru vyzařování. Směrová charakteristika je proměřována pro horizontální i vertikální poslechovou rovinu.
• Rezonanční kmitočet - pod tímto kmitočtem obvykle vyzářený výkon reproduktoru strmě klesá. U reproduktorů s malým tlumením se při rezonanci značně zvyšuje výchylka membrány, což většinou znamená vyšší zkreslení a sníženou zatížitelnost kolem rezonančního kmitočtu. U basových reproduktorů se může rezonanční kmitočet pohybovat obvykle v rozmezí 20 - 70Hz. Při zabudování basového reproduktoru do uzavřené ozvučnice se rezonanční kmitočet zvýší. U středotónových a vysokotónových měničů bývá rezonanční kmitočet obvykle mimo pásmo pracovních kmitočtů.
• Kvalita materiálu, zkušenosti elektroakustických inženýrů, pečlivost a zručnost výrobců, tradice výroby

6. Stereofonní jev

Zachovávající původní prostorové rozložení zvuku, potřeba je přenést alespoň dva na sobě nezávislé signály (obvykle levý a pravý)

7. Rozmístění reproduktorů

• STEREO ... 2 reproduktory
• KVADRO ... 4 reproduktory
• Sestava 5.1 ... sestava
• Sestava 6.1 nebo Sestava 7.1