Принцип действия громкоговорителей и советы по выбору

Громкоговорители преобразуют электрические сигналы в колебания воздуха, которые человеческое ухо воспринимает как звук. Классическая конструкция громкоговорителя – это одна или несколько излучающих головок в акустическом оформлении. Источник звука – сама головка. Оформление или корпус обеспечивают только качественное и выразительное звучание в нужном диапазоне частот.

Ближайший технический аналог громкоговорителей – это наушники или динамики микрофона. Но между наушниками и громкоговорителями есть одно существенное различие: наушники не предназначены для трансляции звуковых волн в открытое пространство, тогда как именно это и есть основное предназначение громкоговорителей.

Принцип работы громкоговорителей

С технической точки зрения громкоговоритель – электроакустический преобразователь. Что это означает? Его принцип работы основан на взаимодействии проводника с магнитным полем. При подаче тока полюса магнита образуют поле. В нем находится проводник (чаще всего – катушка), на который воздействует электродинамическая сила.

Она стремится вытолкнуть проводник из магнитного поля, создавая колебания. Катушка жестко соединена с диффузором, который также начинает колебаться, в результате чего возникают звуковые волны.

Катушка – это каркас, обмотанный алюминиевым или медным проводом. Число слоев провода четное, потому что выводы катушки должны быть с одной стороны, а для этого нужно сделать 2 или 4 слоя обмотки. Каркас с обмоткой скрепляют лаком. Выводы надежно приклеивают к диффузору и каркасу.

Еще один важный элемент громкоговорителя – центрирующая шайба. Она задает правильное положение звуковой катушки в магнитном поле. Шайба жестче проводника, поэтому она поддерживает основной резонанс подвижной системы громкоговорителя.
Наконец, конструкция предполагает наличие диффузора.

Это излучающий элемент, определяющий электроакустические характеристики устройства. Он имеет коническую форму, потому что на средних и высших частотах участки диффузора колеблются с разными амплитудами и фазами. Но применяются также круглые и овальные диффузоры.

Эти элементы отливают из бумажной массы, их толщина – от 0,1-0,4 мм. Чем меньше масса диффузора и жестче материал, тем лучше громкоговоритель воспроизводит высокие частоты.

Виды громкоговорителей

Этот вид акустического оборудования можно назвать и по-другому: динамиком. Громкоговорители – неотъемлемая часть акустических систем, оповещения и озвучивания. Их используют музыканты и звукорежиссеры во время концертов, театральных выступлений, демонстрации фильмов. Основная задача громкоговорителя – преобразовать электрические сигналы в акустические колебания.

В продаже есть громкоговорители разных видов. За основу классификации чаще всего принимают способ звучания. Но значение имеют и другие характеристики:

• Принцип действия: электростатический, плазменный, пьезокерамический, электродинамический.
• Частотность: широкополосные, низко-, средне- и высокочастотные.
• Применяемость: для приемников, акустических систем, студий звукозаписи и т.д.

Однако при покупке первый критерий выбора – звучание. Наиболее популярный вариант – электродинамический громкоговоритель. Его конструкция похожа на микрофон: магнит создает поле, в нем находится катушка, которая колеблется от электрических импульсов, формируя звуковые волны.

Они образуются за счет давления на мембрану диффузора. Такой динамик простой в эксплуатации, недорогой и поддерживает высокое качество звучания.

По похожему принципу действует электростатический громкоговоритель, однако в его основе – колебания двух мембран, между которыми действует электрическая энергия с высокими показателями напряжения. Электромагнитные модели используют намагниченный диффузор и мощный электромагнит, которые создают акустические волны при помощи импульсов напряжения.

Иначе устроены пьезоэлектрические модели. Они генерируют акустические волны нужной частоты за счет колебаний мембраны, которые возникают под действием электрического поля. Громкоговорители-ионофоны обходятся вовсе без диффузоров, поскольку используют для звуковых колебаний электрические разряды.

Это основная классификация громкоговорителей, но их можно разделить на виды и по другим характеристикам:

• Способу подключения к трансляционной сети: низкоомные, которые подсоединяются напрямую к выходному контакту усилителя, и трансформаторные, подключаемые к трансляционному выходу с трансформатором.
• Принципу преобразования сигнала: катушечные (электродинамические), электретные (электростатические), с неподвижной катушкой (электромагнитные), ленточные модели (пьезоэлектрический принцип работы).
• Области применения: для использования внутри помещений, всепогодные модели для установки на улице и громкоговорители во взрывозащищенном корпусе.
• Конструктивному исполнению: врезные, накладные, корпусные.

Устройства для помещений не отличаются прочностью корпуса. Всепогодные модели, наоборот, защищены не только от механических повреждений, но также от проникновения влаги. Взрывозащищенный корпус рассчитан на помещения, где хранят агрессивные и взрывоопасные вещества.

Как правильно выбрать громкоговоритель

Если вы покупаете динамики для охранно-пожарной сигнализации, их характеристики должны соответствовать ГОСТ 16122-78 и 9010-78, а также нормативным актам Международного электротехнического комитета. Основные параметры, на которые следует обращать внимание при выборе:

1. Характеристическая мощность – показатель звукового давления. Оптимальный вариант – 94 децибела на расстоянии в метр при частотном диапазоне 100-8000 Герц.
2. Чувствительность – чем выше мощность, тем ниже чувствительность оборудования.
3. Шумовая мощность – показатель среднего уровня звука, который соответствует заявленной производителем мощности громкоговорителя.
4. Максимальная мощность – пиковая сила звука, которую устройство может поддерживать в течение часа без вреда для корпуса.
5. Номинальная мощность – сила звука, при которой невозможно почувствовать нелинейные искажения.

Мощность и количество громкоговорителей нельзя определить навскидку. Эти параметры рассчитывают, ориентируясь на характеристики помещения, где будет использоваться акустика.

Оборудование подбирают так, чтобы обеспечить равномерное распространение звука. Площадь покрытия рассчитывают выше уровня пола: на высоте 1,6-1,8 м. Наши консультанты помогут вам подобрать громкоговоритель из нашего каталога для любых целей.

ТОП-10 громкоговорителей

На основе отзывов пользователей мы составили рейтинг громкоговорителей. Он учитывает соотношение цены и качества акустики, а также ее надежности и удобства эксплуатации.
Первое место рейтинга занял профессиональный активный сабвуфер Apart SUBA165-W – он собрал максимальное количество положительных отзывов.

Это динамик со встроенным усилителем, который воспроизводит расширенный диапазон низких частот. Его можно использовать для трансляции музыки и речи: будет отчетливо слышно каждое слово диктора. Мощность устройства – 140 Вт, частотный диапазон – 30-180 Гц. Вес оборудования – чуть больше 12 кг.

Второе место рейтинга достается сабвуферу той же фирмы Apart, но пассивной модели: SUBLIME-W. Она охватывает частотный диапазон 45-150 Гц, обладает чувствительностью 85 дБ и весит 8 кг. Однако эта модель требует дополнительного подключения усилителя звука.

Третье место – пассивный потолочный динамик CVG AUDIO SUB-S8T. Это встраиваемая модель, поэтому ее «прячут» в отделке потолка, делая невидимой. При этом сабвуфер поддерживает высокое качество звучания, он охватывает диапазон от 45 до 200 Гц. Чувствительность модели – 91 дБ. Весит она чуть больше 6 кг, что облегчает установку акустики.

Также в десятку лучших, согласно отзывам покупателей, вошли такие громкоговорители:

• CVG AUDIO CR6TE – двухполосная акустическая система для установки в подвесной потолок. Корпус выполнен из белого пластика. Чувствительность оборудования – 89 дБ, частотный диапазон – от 80 до 18000 Гц. Это недорогая модель, которую легко монтировать в коммерческих помещениях. Весит она около 2 кг.
• Yamaha VXS3FTW – широкополосная настенная система для фоновой озвучки помещений. Ее выбирают владельцы магазинов, торговых центров, кафе и ресторанов. Оборудование поддерживает качественную трансляцию музыки и речи, весит всего 1 кг. Чувствительность модели – 86 дБ, диапазон частот – 130-20000 Гц.
• Apart MASK8F-W – двухполосный настенный громкоговоритель для использования без сабвуфера. Работает в диапазоне от 20 до 25000 Гц, обладает чувствительностью 93 дБ. Модель можно не только монтировать на стену, но и установить на подставке.
• JBL C60PS/T-WH – компактный подвесной сабвуфер. Это качественная акустика для ресторанов и кафе, магазинов и баров, фитнес-центров и прочих коммерческих помещений. При высокой нагрузке сабвуфер демонстрирует отличную надежность и долговечность эксплуатации. Чувствительность – 88 дБ, вес – 7,6 кг.
• JBL C67HC/T-WH – узконаправленная широкополосная акустическая система для высоких потолков. Поддерживает частотный диапазон от 75 до 17000 Гц, чувствительность – 90 дБ. Корпус выполнен из полистирола, модель защищена от брызг, повышенной влажности и ультрафиолетового излучения.
• Atlas Sound AH94-212-BSG – рупорная стадионная система. Трехполосная модель поддерживает частотный диапазон от 100 до 17000 Гц. Чувствительность – 105 дБ. Акустику защищает прочный серый корпус, устойчивый к неблагоприятным внешним факторам.
• Apart COLW101 – настенная акустическая система. Работает в частотном диапазоне от 160 до 20000 Гц. Это колонка на 11 динамиков, рассчитанная на использование в 100-вольтовых линиях. Выполнена в прочном алюминиевом корпусе, в комплект поставки входит также надежный настенный кронштейн для монтажа.

Акустические колонны формируют направленный звук, который можно транслировать на большие расстояния. Это специфическая разновидность громкоговорителей, которые устанавливают в системах звукоусиления в 100-вольтовых линиях.

Сабвуферы представляют собой динамики с расширенным диапазоном низких частот, их используют для придания музыке глубины, выразительности и драйва.

Выбор акустической системы зависит от условий эксплуатации и параметров помещения (открытого пространства), где она будет установлена. Оптимально, если расчет параметров и количества громкоговорителей выполнят профессиональные инженеры.