Reproduktor je zařízení, které převádí elektrický zvukový signál na vstupu na akustický signál na výstupu. Aby byla zajištěna správná kvalita, musí reproduktor fungovat hlasitě a efektivně – reprodukovat zvukový signál v přípustném (slyšitelném) dynamickém (85-120dB) a frekvenčním (200-5000Hz) rozsahu.

Reproduktory mají nejširší uplatnění v různých oblastech lidské činnosti: v průmyslu, dopravě, sportu, kultuře, spotřebitelských službách. Například v průmyslu se reproduktory používají k poskytování veřejné telefonní komunikace (PAC), v dopravě – pro nouzovou komunikaci, hlášení, v domácí sféře – pro pagingové výstrahy a také vysílání hudby na pozadí. V oblasti kultury a sportu jsou nejpoužívanější profesionální akustické systémy určené pro kvalitní hudební doprovod akcí. Na základě takových systémů jsou postaveny zvukové podpůrné systémy (SSS). Reproduktory jsou aktivně využívány v celé řadě organizačních opatření k ochraně obyvatelstva: v oblasti bezpečnosti – ve varovných systémech a řízení evakuace (SAEC), v oblasti civilní obrany – v místních varovných systémech (LSA) a jsou určeny pro přímé (zvukové) varování osob v případě požáru a mimořádných situací.

2. Transformátorové reproduktory

Transformátorové reproduktory – reproduktory s vestavěným transformátorem jsou konečnými výkonnými prvky v drátových vysílacích systémech, na jejichž základě jsou budovány požární varovné systémy, místní varovné systémy a ozvučení. V takových systémech je implementován princip transformátorového přizpůsobení, ve kterém je k vysokonapěťovému výstupu vysílacího zesilovače připojen samostatný reproduktor nebo linka s několika reproduktory. Přenos signálu ve vysokonapěťovém vedení umožňuje zachovat množství přenášeného výkonu snížením proudové složky, a tím minimalizovat ztráty na vodičích. U transformátorového reproduktoru existují 2 stupně konverze. V prvním stupni je použit transformátor ke snížení napětí vysokonapěťového elektrického signálu, ve druhém je elektrický signál převeden na akustický zvukový signál.

Obrázek ukazuje zadní stranu skříňového nástěnného transformátorového reproduktoru. Transformátorový reproduktor se skládá z následujících částí:

Pouzdro reproduktoru může být v závislosti na aplikaci vyrobeno z různých materiálů, z nichž dnes je nejrozšířenější plast ABC. Pouzdro je nezbytné pro snadnou instalaci reproduktoru, ochranu živých částí před prachem a vlhkostí, zlepšení akustických charakteristik a vytvoření požadovaného směrového vzoru (NDP).

Snižovací transformátor je určen ke snížení vysokonapěťového napětí vstupní linky (15/30/60/120V nebo 25/75/100V) na provozní napětí elektrodynamického měniče (reproduktoru). Primární vinutí transformátoru může obsahovat více odboček (např. plný výkon, 2/3 výkonu, 1/3 výkonu), což umožňuje měnit výstupní výkon. Odbočky jsou označeny a připojeny ke svorkovnicím. Každá taková odbočka má tedy svou impedanci (r, Ohm) – reaktanci (primárního vinutí transformátoru) v závislosti na frekvenci. Výběrem (znáním) hodnoty impedance můžete vypočítat výkon (p, W) reproduktoru při různých napětích (u, V) vstupní vysílací linky, jako:

Svorkovnice poskytuje pohodlí pro připojení vysílací linky k různým odbočkám primárního vinutí transformátorového reproduktoru.

Reproduktor je zařízení pro převod elektrického signálu na vstupu na zvukový (zvukový) akustický signál na výstupu. Připojuje se k sekundárnímu vinutí snižovacího transformátoru. U rohového reproduktoru hraje roli reproduktoru budič pevně připevněný k houkačce.

3. Reproduktorové zařízení

Reproduktor (elektrodynamický měnič) je reproduktor, který převádí elektrický signál na vstupu na zvukové vlny na výstupu pomocí systému mechanické pohyblivé membrány nebo difuzoru (viz obrázek, obrázek převzatý z internetu).

READ
Jak správně nainstalovat větrací mřížky?

Hlavní pracovní jednotkou elektrodynamického reproduktoru je difuzor, který převádí mechanické vibrace na akustické. Kužel reproduktoru je poháněn silou působící na cívku pevně k ní připojenou a umístěnou v radiálním magnetickém poli. V cívce protéká střídavý proud odpovídající zvukovému signálu, který musí reproduktor reprodukovat. Magnetické pole v reproduktoru je tvořeno prstencovým permanentním magnetem a magnetickým obvodem dvou přírub a jádra. Cívka se vlivem ampérové ​​síly volně pohybuje v prstencové mezeře mezi jádrem a horní přírubou a její vibrace se přenášejí do difuzoru, který zase vytváří akustické vibrace šířící se vzduchem.

4. Zařízení s reproduktorem klaksonu

Hornový reproduktor je (aktivní primární) prostředek pro reprodukci zvukového akustického signálu v přípustném frekvenčním a dynamickém rozsahu. Charakteristickými rysy klaksonu je poskytování vysokého akustického tlaku díky omezenému úhlu otevření a relativně úzkému frekvenčnímu rozsahu. Klaksonové reproduktory se používají především pro hlasová hlášení a jsou široce používány v místech s vysokou hlučností – podzemní parkoviště, autobusová nádraží. Vysoce koncentrovaný (úzce směrovaný) zvuk umožňuje jejich použití na železnici. stanicích, v metru. Nejčastěji se rohové reproduktory používají pro ozvučení otevřených ploch – parky, stadiony.

Trubkový reproduktor (houkačka) je odpovídající prvek mezi budičem (emitorem) a okolím. Budič, pevně spojený s klaksonem, převádí elektrický signál na zvukovou energii, která je přijímána a zesilována v klaksonu. Zvuková energie uvnitř klaksonu je zesílena díky speciálnímu geometrickému tvaru, který poskytuje vysokou koncentraci zvukové energie. Použití dodatečného soustředného kanálu v konstrukci umožňuje výrazně zmenšit velikost klaksonu při zachování kvalitativních charakteristik.

  • kovová membrána (a);
  • kmitací cívka nebo prstenec (b);
  • válcový magnet (c);
  • ovladač komprese (d);
  • soustředný kanál nebo výstupek (e);
  • megafon nebo polnice (f).

Hornový reproduktor funguje následovně: na vstup kompresního měniče (d) je přiveden elektrický zvukový signál, který jej na výstupu převádí na akustický signál. Ovladač je (pevně) připevněn k klaksonu (f), který zajišťuje vysoký akustický tlak. Budič se skládá z tuhé kovové membrány (a) poháněné (buzené) kmitací cívkou (cívkou nebo prstencem b) navinutou kolem válcového magnetu (c). Zvuk v tomto systému se šíří z měniče, prochází soustředným kanálem (e), je exponenciálně zesilován v klaksonu (f) a poté jde na výstup.

POZNÁMKA: V různé literatuře a v závislosti na kontextu lze nalézt následující názvy klaksonu – megafon, polnice, reproduktor, reflektor, trubka.

5. Připojení transformátorových reproduktorů

Ve vysílacích systémech je nejběžnější možností, když je třeba k jednomu vysílacímu zesilovači připojit několik transformátorových reproduktorů, například pro zvýšení hlasitosti nebo oblasti pokrytí.

Pokud máte větší počet reproduktorů, je nejpohodlnější je připojit ne přímo k zesilovači, ale k lince, která je zase připojena k zesilovači nebo výhybce (viz obrázek).

Délka takových tratí může být poměrně dlouhá (až 1 km). K jednomu zesilovači lze připojit několik takových linek a je třeba dodržovat následující pravidla:

RULE 1: Transformátorové reproduktory jsou připojeny k vysílacímu zesilovači (pouze) paralelně.

RULE 2: Celkový výkon všech reproduktorů připojených k vysílacímu zesilovači (včetně přes reléový modul) by neměl překročit jmenovitý výkon vysílacího zesilovače.

READ
Jak správně nainstalovat hmoždinku-hřebík?

Pro pohodlí a spolehlivost připojení je nutné použít speciální svorkovnice.

6. Klasifikace reproduktorů

Možná klasifikace reproduktorů je znázorněna na obrázku.

  • Podle oblasti použití,
  • Podle charakteristik,
  • Podle návrhu.

7. Oblast použití reproduktorů

Reproduktory mají širokou škálu použití: od reproduktorů používaných v tichých vnitřních prostorách až po reproduktory používané v hlučných otevřených prostorách, v závislosti na akustických vlastnostech – od hlasových hlášení po vysílání hudby na pozadí.

  1. Vnitřní reproduktory – pro použití v uzavřených prostorách. Tato skupina reproduktorů se vyznačuje nízkým stupněm krytí (IP-41).
  2. Externí reproduktory – pro použití v otevřených prostorách. Takové reproduktory se někdy nazývají venkovní reproduktory. Tato skupina reproduktorů se vyznačuje vysokým stupněm krytí (IP-54).
  3. Nevýbušné reproduktory (nevýbušné) se používají pro použití ve výbušných prostorech nebo v prostorách s vysokým obsahem agresivních (výbušných) látek. Tato skupina reproduktorů se vyznačuje vysokým stupněm krytí (IP-67). Takové reproduktory se používají v ropném a plynárenském průmyslu, v jaderných elektrárnách atd.

Každá ze skupin může být spojena s odpovídající třídou (stupněm) ochrany IP. Stupeň ochrany je chápán jako metoda, která omezuje přístup k nebezpečným živým a mechanickým částem, vnikání pevných předmětů a (nebo) vody do pláště.

Stupeň ochrany krytu elektrického zařízení je označen pomocí mezinárodní ochranné známky (IP) a dvou čísel, z nichž první znamená ochranu proti vniknutí pevných předmětů, druhé – proti vniknutí vody.

  • IP-41 kde: 4 – Ochrana před cizími předměty většími než 1 mm; 1 – Svisle kapající voda nesmí narušovat provoz zařízení. Reproduktory této třídy se nejčastěji instalují do uzavřených prostor.
  • IP-54 kde: 5 – Ochrana proti prachu, ve které může určité množství prachu proniknout dovnitř, ale to by nemělo narušovat provoz zařízení; 4 – Cákance. Ochrana proti stříkající vodě padající v libovolném směru. Reproduktory této třídy se nejčastěji instalují do otevřených prostor.
  • IP-67 kde: 6 – prachotěsnost, při které by se prach neměl dostat do zařízení, úplná ochrana před dotykem; 7 – Při krátkodobém ponoření by voda neměla vniknout v množství, které by narušovalo provoz zařízení. Reproduktory této třídy jsou instalovány na místech vystavených kritickým vlivům. Existují i ​​vyšší stupně ochrany.

8. Charakteristika reproduktoru

  • šířkou amplitudově-frekvenční odezvy (AFC);
  • podle šířky záření (WPD);
  • podle hladiny akustického tlaku.

8.1 Klasifikace reproduktorů podle šířky frekvenční charakteristiky

Podle šířky frekvenční charakteristiky lze reproduktory rozdělit na úzkopásmové, jejichž pásma stačí pouze pro reprodukci řečové informace (od 200 Hz do 5 kHz) a širokopásmové (od 40 Hz do 20 kHz), slouží k reprodukci nejen řeči, ale i hudby.

Frekvenční charakteristika reproduktoru z hlediska akustického tlaku je grafická nebo číselná závislost hladiny akustického tlaku na frekvenci signálu vyvinutého reproduktorem v určitém bodě volného pole, umístěném v určité vzdálenosti od pracovního centra. při konstantní hodnotě napětí na svorkách reproduktoru.

V závislosti na šířce frekvenční charakteristiky mohou být reproduktory úzkopásmové nebo širokopásmové.

Úzkopásmové reproduktory se vyznačují omezenou frekvenční charakteristikou a zpravidla se používají k reprodukci řečových informací v rozsahu od 200 400 Hz – nízký mužský hlas do 5 kHz – vysoký ženský hlas.

READ
Jak bergenie ovlivňuje krevní tlak?

Širokopásmové reproduktory se vyznačují širokou frekvenční charakteristikou. Kvalita zvuku reproduktoru je dána velikostí nerovnoměrnosti frekvenční charakteristiky – rozdílem mezi maximální a minimální hodnotou hladiny akustického tlaku v daném frekvenčním rozsahu. Pro zajištění správné kvality by tato hodnota neměla překročit 10 %.

8.2 Klasifikace reproduktorů podle šířky vyzařovacího diagramu

Šířka směrového vzoru (DPW) je dána typem a konstrukcí reproduktoru a výrazně závisí na frekvenčním rozsahu.

Reproduktory s úzkým PDP se nazývají vysoce směrové (například rohové reproduktory, reflektory). Výhodou takových reproduktorů je jejich vysoký akustický tlak.

Reproduktory s širokým NDP se nazývají širokosměrové (například akustické systémy, zvukové sloupy, skříňové reproduktory).

8.3 Klasifikace reproduktorů podle akustického tlaku

Reproduktory lze běžně rozlišovat podle hladiny akustického tlaku.

Hladina akustického tlaku SPL (Sound Pressure Level) je hodnota akustického tlaku naměřená na relativní stupnici, vztažená na referenční tlak 20 μPa, odpovídající prahu slyšitelnosti sinusové zvukové vlny o frekvenci 1 kHz. Hodnotu SPL, nazývanou citlivost reproduktoru (měřenou v decibelech, dB), je třeba odlišit od (maximální) hladiny akustického tlaku max SPL, která charakterizuje schopnost reproduktoru reprodukovat horní úroveň deklarovaného dynamického rozsahu bez zkreslení. Takže akustický tlak reproduktoru (v pasech označený jako maxSPL) se jinak nazývá hlasitost reproduktoru a skládá se z jeho citlivosti (SPL) a elektrického (typového štítku) výkonu (P, W), převedených na decibely (dB), podle pravidlo „deset logaritmů“:

Z tohoto vzorce je zřejmé, že vysoká nebo nízká hladina akustického tlaku (hlasitost) do značné míry nezávisí na jeho elektrickém výkonu, ale na citlivosti určené typem reproduktoru.

Vnitřní reproduktory mají zpravidla maxSPL nepřesahující 100 dB, zatímco akustický tlak např. hornových reproduktorů může dosáhnout 132 dB.

8.4 Klasifikace reproduktorů podle konstrukce

Reproduktory pro vysílací systémy se liší v designu. V nejobecnějším případě lze reproduktory rozdělit na reproduktory skříňové (s elektrodynamickým reproduktorem) a reproduktory lesní. Skříňkové reproduktory lze zase rozdělit na stropní a nástěnné, zadlabací a stropní. Hornové reproduktory se mohou lišit tvarem apertury – kulaté, obdélníkové, materiál – plast, hliník.

Příklad klasifikace reproduktorů podle konstrukce je uveden v článku „Konstrukční vlastnosti reproduktorů ROXTON“.

9. Umístění reproduktorů

Jedním z naléhavých problémů je správná volba druhu a množství. Se správným schématem umístění reproduktorů můžete dosáhnout dobrých výsledků – vysoká kvalita zvuku, srozumitelnost pozadí, rovnoměrné (pohodlné) rozložení zvuku. Uveďme si pár příkladů.

Pro ozvučení otevřených prostor se používají rohové reproduktory díky svým vlastnostem, jako je vysoký stupeň směrovosti zvuku a vysoká účinnost.

V uzavřených prostorách se doporučuje instalovat vnitřní reproduktory. V závislosti na konfiguraci místnosti to mohou být buď stropní nebo nástěnné reproduktory.

Do chodeb, galerií a dalších rozšířených místností se doporučuje instalovat zvukové světlomety. Bodové svítidlo lze instalovat buď na konec chodby – jednosměrný reflektor, nebo uprostřed chodby – obousměrné bodové svítidlo a snadno pronikne do délek několika desítek metrů.

Při použití stropních reproduktorů je nutné počítat s tím, že zvuková vlna z reproduktoru se šíří kolmo k podlaze, proto ozvučenou plochou, určenou ve výšce uší posluchačů, je kružnice, jejíž poloměr pro 90° vyzařovací diagram se bere jako rozdíl mezi výškou stropu (upevnění reproduktoru) a vzdáleností ke značkám 1,5 m od podlahy (podle regulačních dokumentů).

READ
Jak vypočítat objem sloupce?

Ve většině úloh pro výpočet stropní akustiky se používá metoda (geometrických) paprsků, při které se zvukové vlny ztotožňují s geometrickými paprsky. V tomto případě vyzařovací diagram stropního reproduktoru určuje úhel vrcholu pravoúhlého trojúhelníku a polovina základny určuje poloměr kruhu. Pro výpočet plochy vyjádřené stropním reproduktorem tedy stačí Pythagorova věta.

Pro zajištění rovnoměrného zvuku v celé místnosti by měly být reproduktory instalovány tak, aby se výsledné oblasti navzájem mírně překrývaly. Potřebný počet reproduktorů se získá z poměru ozvučené plochy k ploše ozvučené jedním reproduktorem. Umístění reproduktorů je určeno geometrií budovy. Vzdálenost mezi reproduktory nebo rozteč je určena na základě oblastí pokrytí. Pokud je umístění nesprávné (přesahuje výšku), bude zvukové pole rozloženo nerovnoměrně a v některých oblastech budou docházet k propadům, které zhoršují vnímání.

V případě použití reproduktorů s vysokým akustickým tlakem se zvyšuje hladina dozvukového pozadí, což vede k tak negativnímu jevu, jako je ozvěna. Pro kompenzaci tohoto efektu jsou podlaha a stěny místnosti pokryty nebo dokončeny materiály pohlcujícími zvuk (například koberce). Další příčinou dozvuku je nevhodné umístění reproduktorů. V místnostech s vysokými stropy mohou reproduktory, které jsou umístěny těsně vedle sebe, způsobit mnoho vzájemného rušení. Pro snížení tohoto vlivu je vhodné umístit reproduktory do větší vzdálenosti, ale pro zachování charakteristiky budete muset zvýšit výkon. V takových případech může být doporučeno použít zavěšené audio reproduktory.

Umístění reproduktorů v místnostech se provádí po předběžných výpočtech. Výpočty mohou potvrdit i určit různé vzory uspořádání, z nichž nejúčinnější jsou: uspořádání podle „čtvercové mřížky“, „trojúhelníku“, šachovnicového vzoru. Pro umístění reproduktorů v chodbách je hlavním designovým parametrem rozteč.

Problematice související s elektroakustickými výpočty a umístěním reproduktorů se budeme podrobně věnovat v dalším článku.

Reproduktory se používají již velmi dlouho. Název těchto zařízení mluví sám za sebe – jsou schopny hlasitě přenášet zvuky. V dnešním článku se dozvíme o takovém zařízení a také v jakých oblastech se používá.

Co je to?

Reproduktor je speciální zařízení, které slouží k přehrávání hlasitých zvuků. U moderních jednotek je signál vycházející ze zdroje zesilován mechanicky nebo pomocí elektroakustické metody. V kombinovaných podtypových bezpečnostních a požárních zařízeních se reproduktory obvykle používají pro účely výstražného zařízení a plní své povinnosti vynikajícím způsobem. Použitím těchto technických zařízení v kombinaci s výkonnými světelnými indikátory se výrazně snižují rizika při evakuaci personálu nebo návštěvníků institucí.

Kvalitní modely reproduktorů z produkce moderních výrobců již neslouží pouze jako výstražná zařízení v případě požáru.

Nové vybavení se stalo relevantnějším a používá se v mnoha nebezpečnějších situacích.

historie

Alexander Graham Bell patentoval první elektrodynamickou hlavu jako jednu ze součástí telefonu. Stalo se tak v letech 1876-1877. A již v roce 1878 vylepšil design Werner von Siemens. V roce 1881 Nikola Tesla také učinil prohlášení o vynálezu zařízení podobného typu, ale nepatentoval jej. Ve stejnou dobu Thomas Edison získal britský patent na systém, který mohl používat stlačený vzduch jako mechanismus pro zesílení zvuku v raných válečkových fonografech, ale skončil instalací obyčejného kovového rohu.

READ
Jak číst rozměry potrubí?

V roce 1898 si H. Short nechal patentovat reproduktorové zařízení, které bylo ovládáno pomocí stlačeného vzduchu. Poté prodal práva na svůj vývoj Charles Parsons.

Některé společnosti, včetně Victor Talking Machine Company a Pathe, se specializovaly na výrobu gramofonů, jejichž konstrukce zahrnovala hlavy ovládané stlačeným vzduchem. Ale zařízení tohoto typu byla používána v omezené míře, protože nemohla produkovat dobrou kvalitu zvuku. Nebylo možné dosáhnout stabilního zvuku při nízké hlasitosti. Různé tyto systémy byly použity v instalacích pro zesílení zvuku a ve vzácných případech v průmyslovém (testovacím) měřítku.

Současný design hlavy s pohyblivou cívkou byl vyvinut specialistou Oliverem Lodgeem v roce 1898. Funkční princip této části byl patentován v roce 1924 Chesterem W. Riceem a Edwardem W. Kelloggem.

První plynové motory s elektromagnety se vyznačovaly objemnými rozměry. Permanentní magnety, vyznačující se vysokým výkonem, bylo obtížné získat, protože byly drahé. Vinutí elektromagnetu, které se nazývá budicí vinutí, je magnetizováno díky proudu, který protéká dalším vinutím hlavy.

Úroveň kvality akustických záznamových systémů před 1950. lety nebyla nejvyšší. Design těla zařízení je aktualizován dodnes. Větší pozornost byla věnována použitým materiálům při výrobě zařízení, což mělo příznivý vliv i na přímou kvalitu reprodukce zvuku.

Za nejvýznamnější zlepšení lze považovat nové rámy, zavedené technologie vysokoteplotní adheze, vylepšené technologie výroby permanentních magnetů a vylepšené měřicí zařízení.

Сферы применения

Reproduktory jsou užitečná zařízení, která hrají důležitou roli ve své oblasti použití. Bez takového vybavení se neobejdou velké či malé výrobní dílny, etapová výroba, kde je nutná nepřetržitá komunikace mezi články celého procesu. Reproduktorová komunikace umožňuje sdělit personálu potřebné změny týkající se technologických postupů a mimořádné zprávy, které se objevily během pracovního dne. Když je toto audio zařízení přítomno v průmyslovém zařízení, pracovníci si mohou být vědomi všech důležitých činností a změn, aniž by opustili svá pracoviště.

S pomocí reproduktorů mohou dispečerské služby udržet kontrolu a shromáždit oddělení pro koordinovanější a produktivnější práci pomocí hlasových příkazů.

Reproduktory lidé často používají k přivýdělku. Jednou z povinností promotérů je dnes dělat zajímavé prezentace a komunikovat s cílovým publikem. Abyste oslovili co nejvíce lidí, budete muset předvést nejen sehraný a krásný projev, ale také poměrně hlasitý projev. Abyste si neustálým křikem nepoškodili vlastní hlasivky, je vhodné použít ruční model reproduktoru. Modely pásového typu propagátoři již dlouho používají, protože jsou pohodlné a skladné a není třeba je neustále nosit v rukou.

V místech s velkými davy lidí a na plážích jsou vždy bezchybně instalovány venkovní reproduktory. Udržování kontroly nad úrovní bezpečnosti v takových podmínkách má bezpečnostní služba nebo správa náměstí právo učinit to či ono prohlášení nebo varovat lidi před nebezpečím.