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
električna energija u mehaničku
mehanička energija u akustičku
1.
2.


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

1.
2.
3.
4.
Kako pretvara napon
(električne oscilacije)
u vibracije membrane:
Elektromagnetni
Piezoelektrični
(kristalni)
Elektrostatički
(kondenzatorski)
Elektrodinamički
Akustička

Način sprege membrane sa
sredinom u koju zvučnik zrači,
zavisi od:


1.
2.
3.
karakteristika zvučnika
načina ugrađivanja u kućište
Zvučnici sa direktnim
zračenjem
Zvučnici sa levkom
Zvučničke grupe
Kondenzatorski i kristalni
zvučnici
Elektrostatički zvučnik
 Kondenzatorski zvučnik


veliki pločasti kondenzator
Izvanredna mehanička
svojstva

Piezoelektrični zvučnik
 Kristal pod naponom vibrira
tanak, veoma skup




inverzni piezoelektrični efekat
Male dimenzije
Loš pretvarač
Primene


visokotonci
slušalice
Zvučnici
Konstrukcija i princip rada
elektrodinamičkog
zvučnika
Konstrukcija
elektrodinamičkog zvučnika
Delovi
dinamičkog
zvučnika
2-
4-
-3
1-9
-3
658-
-7
2
7
7
8
4
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Elastični podmetač po obodu korpe
Elastični rub membrane (vešanje)
Centrator (spider – pauk)
Kalem (pokretni kalem)
Provodnici (elastični)
Otvor za izjednačavanje pritiska
Membrana (sa zaštitnom kupolom)
Magnetni sklop (jezgro i polne ploče)
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


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



pri čemu se postižu velike snage zračenja
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

F  B l  I
pomera membranu brzinom v u pravcu ose zvučnika


smer (napred-nazad) se menja sa naizmeničnom strujom I
U
veća sila povećanjem magnetne indukcije B
I
 duža žica (veće l) bi imala veći otpor R  manja I i manja F
R


deblja žica (manji otpor R) bi razmakla polove magneta  manja B
stalni magneti se prave od specijalnih legura (što veće B)
Elektrodinamički zvučnik
Zvučnici
Elektroakustičke karakteristike
elektrodinamičkog zvučnika
Elektroakustičke
karakteristike zvučnika
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Faktor pretvaranja (odziv ili reprodukcija)
Efikasnost
Frekvencijska karakteristika
Karakteristika usmerenosti (direktivnosti)
Nazivna (nominalna) snaga
Stepen iskorišćenja
Izobličenja
Impedansa
1. Faktor pretvaranja
Reprodukcija (odziv)
Tp ,U


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
Indeks pretvaranja
p
G p ,U [dB]  20 log
U


referenca za dB je
zamišljeni zvučnik 1V-1Pa
pokazuje koliko je zvučnik
dobar pretvarač
2. Efikasnost zvučnika

Slično kao i odziv




umesto napona
U2
Pe 
posmatra se
Z min
električna snaga
Meri se zvučni pritisak
na 1m (na 1kHz)
Meri se u gluvoj sobi

predviđen je samo
direktni zvučni talas
Koristi se za proračun ozvučenja u
otvorenom prostoru na rastojanju r
Tp , Pe
p1m

Pe
U praksi se daje u dB
G p , Pe  20 log

p1m
U2 Z
nivo zvuka na 1m
pri pobudi od 1W, npr:


Sensitivity: 97dB (1W,1m)
SPL: 111dB (1W,1m)
Tp , Pe  Pe  p1m  pr 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 < fkrut

Treba da osciluje cela
površina membrane



treba da bude elastična
treba da bude kruta
f krut 
Ispod frekvencije fkrut

Na višim frekvencijama
 f > fkrut
 Osciluju pojedini segmenti
svi delovi membrane se
pomeraju u istom smeru
(u datom trenutku)

membrana stvarno deluje
kao kruti klip
40
15
fkrut[Hz] 275
733
2a [cm]
5
2
2.200 5.500
c
54,9

2 ad
ad
ad  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


Drajveri srednjih frekvencija
(Midrange)


SF opseg od 200 Hz do 4 kHz
prečnik od 5 do 15 cm


najveće kućište
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


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



prostorna karakteristika
T
  
T0
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
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


Pe 
U eff2
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
Još neke definicije snage

Snaga kontinualnog programa predstavlja

sposobnost zvučnika da sigurno reprodukuje normalni muzički ili
govorni signal (Continuous Program Power)


Vršna snaga je




ova snaga se definiše kao dva puta (3 dB) veća od nominalne snage
zvučnika određene po prethodnom postupku
četiri puta (6 dB) veća od nominalne snage
Snaga ograničena termički Pe(max)
Snaga ograničena maksimalnim pomerajem kretnog
sistema Per
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

Pa
  100%
Pe
Zavisi od načina
ugradnje zvučnika

Direktni emiter



svega 1-3%
neefikasan pretvarač
Eksponencijalni levak


smanjuje ugao zračenja
povećava stepen
iskorišćenja i do 50%
Eksponencijalni levak

Levak smanjuje
prostorni ugao zračenja


Pa
Jr 
zr 2
kao što čovek stavi šake oko usta kad se dovikuje
Pomoćno akustičko sredstvo
poboljšava stepen korisnog dejstva
Pa
 Primena
  100%
Pe
 u mornarici



na stadionima
na mitinzima
7. Izobličenja

Zvučni signal nije verna slika električnog
 radi se o harmonijskim izobličenjima
THD 


mere se drugi i treći harmonik

2
U
 i
i 2
U12
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%
Uzroci izobličenja

Vezuju se za električnu snagu Pe



Membrana nije centrirana savršeno


naglo se uvećavaju kada se zvučnik preoptereti
kalem izlazi iz homogenog magnetnog polja
 pri suviše velikoj pobudi (velike amplitude kretanja)
treba da osciluje paralelno celom površinom
Doplerov efekat na površini membrane


na NF osciluje cela
na VF proosciluju delovi
membrane
f  f krut 
c
54,9

2 ad
ad
Visine procepa i kalema
a)
b)
c)
Stepen iskorišćenja najveći,
linearnost mala
Mala masa kretnog sistema,
mali proizvod B·l,
veoma dobra linearnost
magnetnog polja
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
54,9

2 ad
ad
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 Re i induktivnost Le

zavisi od konstrukcije
i frekvencije
Z e  Re  j  Le
Komponente impedanse


U
Z e   Re  j  Le
odnos električnog napona U i struje I u kalemu I

sadrži otpornost žice Re i induktivnost kalema Le
Električna impedansa (kalem)
(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
F
Z m   Rm  j  m 
elastičnosti vešanja Cm i Rm


opterećuje zvučnik na NF
u nju je preslikana i akustička
impedansa sa ekvivalentnim
akustičkim parametrima
v
1
j  Cm
1
Z a  Ra  j  ma 
j  Ca
Kako mehanička impedansa
opterećuje ekvivalentnu električnu

Radni opseg se bira tamo gde je ravna k-ka

1
rezonantna frekvencija
f rez 
2 m  Cm
zavisi od svih delova impedanse




dominantno od mase membrane m i meh. elastičnosti
Sila koja pokreće membranu F  B  l  I
Napon na krajevima kalema U  B  l  v
koji se kreće u magnetnom polju
Mehanička impedansa se preslikava
recipročno u električnu
U B  l  v (B  l )2
Ze 
I

F
B l

F
v
(B  l )2

Zm
Impedanse neugrađenog
elektrodinamičkog zvučnika
frez
Daje se: nominalna i minimalna vrednost impedanse
i otprnost kalema zvučnika
Pe 
U eff2
Z min
Frekvencijska zavisnost
ukupne impedanse



Impedansu čini električna Ze i u nju preslikana
mehanička impedansa Zm (obuhvata i akustičku Za)
Na DC sve se svodi na Re kalema (deklarisanih 4)
Ispod mehaničke rezonanse dominira Cm


Na mehaničkoj rezonansi Zm je minimalno



minimum Zm znači maksimum Ze
Iznad mehaničke rezonanse dominira masa m


kapacitivno Zm opterećuje Ze kao induktivno (raste sa f )
induktivno Zm opterećuje Ze kao kapacitivno (opada sa f )
Iznad frekvencija gde dominira Zm je radni opseg
Na visokim frekvencijama dominira Le 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)


ugradnja u otvorenu kutiju


potrebna površina više m2
potrebna zapremina više m3
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 (Ca)


smanjuje elastičnost vešanja membrane (Cm)
povećava rezonantnu frekvenciju

povećanje zapremine kutije smanjuje problem
Suženje radnog opsega zbog
ugradnje membrane u kutiju

Akustička elastičnost kutije Ca
(krutost sabijanja zvuka)



f rez
1

2 Leq  Ceq
menja karakter impedanse zračenja
pojavljuje se Ca na red sa Cm – snižava Cekv
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 ma javlja u
paraleli sa akustičkom impedansom (Ca i Zaz)
 VF ne prolaze kroz   ma


nema promena na VF zbog otvora

eliminiše uticaj ugradnje u kutiju (Ca)
kroz otvor korisna superpozicija bas tonova
1
na NF reaktansa otvora   ma kratko vezuje
  Ca



otvor može biti i sa strane i kao lavirint
Proširuje se radni opseg na NF
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.
2.
3.
4.
5.
6.
Kompresione kutije (zatvorene)
Bas-refleks kutije
Sa spregnutim
Da bi se rešio problem neželjenih4 superkomorama
poniranja zvučnih talasa nastalih
na suprotnim stranama membrane,
Lavirint kutije
zvučnike ugrađujemo u velike pregrade
(npr. plafon ili zid), ili u zvučne kutije.
Pasivni radijator
Izobarična kutija
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



Uticaj otvora   ma



na VF ne kvari ništa
na NF eliminiše uticaj
zapremine kutije
Mehanička rezonansa


da se ne ponište
zračenja
f meh
elastičnost vazduha u kutiji
masa vazduha u cevi
1

2 ma  Ca
NF :  ma  1  Ca
VF :  ma  1  Ca
Poređenje sistema
sa bas-refleks i zatvorenom kutijom
Sa zatvorenom kutijom
 Jednostavniji





za proračun
za izvedbu
Bolja tranzijentna
karakteristiku
Prenosna funkcija 2. reda

Sa bas-refleks kutijom
brzina porasta
na NF je 12 dB/oct
Veći stepen iskorišćenja
(za 3,9/2 ili 2,9 dB)


Manja kutija



za isti stepen iskorišćenja i
donju graničnu frekvenciju
Nižu donju graničnu frekvenciju


pri istoj zapremini kutije
i donjoj graničnoj frekvenciji
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


određuje gornju graničnu frekvenciju
Zadnja komora je obično kompresiona



zrači iz zadnje u prednju komoru
Prednja komora sa bas-refleks otvorom


frekv. k-ka 4. reda (24 dB/okt)
određuje donju graničnu frekvenciju
može da ima bas-refleks otvor ka spolja
ili ka prednjoj komori
 česta primena za automobile
frekv. k-ka 4. reda (24 dB/okt)
Komplikovana za proračun i izradu

kvalitetan zvuk sa jeftinijim drajverima
frekv. k-ka 6. reda (36 dB/okt)
Lavirint (Transmission Line)
zvučne kutije

Još jedna varijanta bas-refleks kutije



Radi na principu tzv. talasovoda (sabira izlaze u fazi)




umesto cevi koristi se i niz pregrada
veštački povećana dubina kutije
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


Na odgovarajuće drajvere se propuštaju
audio signali određenih opsega učestanosti


između drajvera i pojačala postavljamo
frekvencijsku skretnicu
pasivni zvučni NF i/ili VF filtri
Elektronski sklop sačinjen 1od:



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

Pa ( N ) N 2  Pa
 N  

 N 
Pe N  N  Pe
znatno pojačano zračenje na NF, ali ne i na VF
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


Specifično konstruisani da prikazuju zvuk što tačnije


čak ni slušalice u nekim momentima ne mogu to da postignu
Omogućuje da se primete i najsitnije nepravilnosti


baš onako kako je zvuk snimljen (krucijalno u audio
produkciji)
Obezbeđuju jasniji stereo zvuk


za razliku od Hi-Fi zvučnika koji "boje" zvuk tako što u
odgovarajućoj meri dodaju niske i visoke tonove
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





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


gde se traži maksimalan kvalitet
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



posebno su korisni kada se pored električnih
instrumenata korise akustični
Zvučnici


da jasno čuje sebe i ostatak benda
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


PC speaker
 mali zvučnik unutar kućišta kompjutera


spojen je na matičnu ploču
naziva se još i PC beeper



mogu se direktno spojiti na priključak zvučne kartice
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


Zvuci iz jednog izvora stižu
različito do 2 mikrofona


karakteristike usmerenosti:
kružne ili (jednako) usmerene
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 900
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



Zvučnike ne treba stavljati
u same uglove


b = (1-1,5) a
 = 300-450
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



Potrebe filma i TV


zvučnici raspoređeni u temenima kvadrata
slušalac u centru kvadrata
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 cm3 (ušna školjka i slušni kanal)
zvučnik ozvučava više desetina ili stotina m3 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)



Ear-buds
(bubice)
Headsets
Supra-aural
(naušne)

In-ear monitors
(uušne)

Telefonske
slušalice
Elektromagnetne slušalice


Primenjuje se i usavršava od 1878. g. (Bel)
Membrana je od savitljivog feromagnetnog materijala



Namotaji su od bakarne žice





na stalni magnet namotana žica (provodnik)
superpozicija magnetnog fluksa privlači membranu
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


Pod dejstvom napona osciluje
bimorfna kristalna ćelija



mala membrana
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


Pomeraji membrane
izazivaju oscilovanje
čestica vazduha
koje prolazi kroz rešetke


membrana se približava
jednoj ili drugoj elektrodi
stvarajući zvučni talas
Frekvencijski odziv > 20kHz
Slušalice sa balansiranim
jezgrom

Sastoje se od elastično
prikačenog pokretnog
magnetnog oklopa


Kada struja teče kroz kalem



može da se kreće u
polju stalnog magneta
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




Mekani jastučići na kućištu


nepokretni stalni magnet (ferit)
pokretni kalem i
membrana (lagana, čvrsta)
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