Zestawy głośnikowe i ich parametry

Rodzaje zestawów głośnikowych

Zadaniem głośnika jest zamiana sygnału audio z postaci elektrycznej na fale dźwiękowe. Ze względu na budowę oraz zastosowanie wyróżnić można różne rodzaje zestawów głośnikowych (naścienne, sufitowe, tubowe itp.). Zestawy przeznaczone do stosowania w aplikacjach dźwiękowych systemów ostrzegawczych objęte są dodatkowo wymogami normy zharmonizowanej EN54 oraz wymaganiami wynikającymi z przepisów krajowych.


Głośniki pełnopasmowe

Głośnik pełnopasmowy jest zdolny do reprodukcji dźwięku w szerokim zakresie częstotliwości (250Hz - do 6kHz lub więcej).


Zestawy głośnikowe wielodrożne

Zestaw dwu-, trzy-, cztero-, itd. –drożny składa się z większej liczby przetworników odpowiedzialnych za reprodukcję dźwięku w określonych zakresach częstotliwości. Poprzez odpowiedni dobór komponentów głośnikowych oraz częstotliwości podziału pasma, które przyjdzie im obsługiwać, uzyskać można konstrukcje, które cechować się będą pożądanym pasmem przenoszenia oraz dynamiką


Rodzaje obudowy

Zadaniem obudowy głośnikowej jest odpowiednie ukształtowanie dźwięku wydobywającego się z zestawu. Stanowi ona przede wszystkim odgrodę dla ciśnienia akustycznego, jakie membrana głośnikowa generuje do tyłu. Standardowym rodzajem obudowy głośnikowej jest obudowa zamknięta, gdzie korpus urządzenia stanowi zamkniętą pojemność. Obudowy typu Bass-Reflex wyposażone są dla odmiany w specjalny kanał odprowadzający ciśnienie z wnętrza komory głośnikowej, dzięki czemu zestaw reprodukować może częstotliwości niższe, niż jego zamknięty odpowiednik. Stosując zestawy głośnikowe tego typu warto zapewnić w systemie możliwość kontroli nad zachowaniem dźwięku w pasmie niskich częstotliwości w postaci odpowiednich filtrów. Część zestawów głośnikowych nie posiada w pełni zamkniętej obudowy. Dobrym przykładem są tu pozbawione tyłu głośniki sufitowe. Urządzenia tego typu pracować będą poprawnie tylko zamontowane w odpowiedni sposób np. osadzone w konstrukcji pełnego sufitu podwieszanego.


Głośniki tubowe

Tubowe zestawy głośnikowe zrealizowane są w oparciu o przetwornik elektroakustyczny zamknięty w specjalnej tubie, której zadaniem jest odpowiednie wzmocnienie i skierowanie fali akustycznej. Konstrukcja tego typu cechuje się możliwością generowania dźwięku o bardzo wysokim poziomie.


Urządzenia wyrównane liniowo

Urządzenia tego typu pracują na zasadzie tzw. liniowego źródła dźwięku. Dzięki specjalnej konstrukcji, która polega na odpowiednim rozmieszczeniu przetworników, urządzenie liniowe zapewnia mniejszy spadek generowanego przez siebie poziomu ciśnienia akustycznego w funkcji odległości. Dodatkową konsekwencją takiej budowy jest fakt, iż system tego typu cechuje się zazwyczaj szerokim kątem promieniowania w płaszczyźnie poziomej oraz wąskim kątem w płaszczyźnie pionowej. Dzięki temu poprawnie zorientowany system dostarcza zmaksymalizowaną ‘ilość’ dźwięku do powierzchni nagłaśnianej, a jednocześnie zminimalizowana jest 'ilość' dźwięku padająca w miejsca niepożądane – ściany, sufit. Co za tym idzie ograniczona zostaje ilość powstającego, szkodliwego dźwięku odbitego.


Moc znamionowa

Mierzona w Watach moc znamionowa głośnika, to parametr informujący jakiego poziomu mocy elektrycznej urządzenie może odtwarzać w sposób ciągły, bez ryzyka uszkodzenia oraz słyszalnych zniekształceń sygnału. Warto zwrócić uwagę, iż rzeczywisty sygnał audio, jakim zasilane są głośniki, ma przebieg silnie zmienny w czasie. Z tego tytułu dla urządzeń pracujących w technice niskoimpedancyjnej (obciążenia 4, 8, 16 Ohm) podaje się często moc znamionową przy tzw. obciążeniu programowym. Należy to rozumieć jako rekomendowaną moc wyjściową zasilającego urządzenie wzmacniacza. Dzięki temu podczas odtwarzania sygnałów muzycznych system zachowuje zapas mocy niezbędny na poprawne przetwarzanie sygnałów szczytowych. Jednocześnie warto zwrócić uwagę, iż jeśli system przeznaczony jest do ciągłego odtwarzania sygnału o wysokiej amplitudzie i nasyceniu przez dłuższy fragment czasu (np. system alarmowy), wtedy moc wyjściowa wzmacniacza nie powinna przekraczać mocy znamionowej podłączonych urządzeń głośnikowych.


Moc przepinana

Głośniki przystosowane do pracy w technice wysokonapięciowej (70/100V) posiadają zazwyczaj możliwość regulacji mocy wyjściowej – najczęściej w zakresie 1/2, 1/4 i 1/8 mocy znamionowej (odpowiednio: -3, -6 i -9 dB). Pozwala to dostosować wyjściowy poziom głośności urządzenia do otoczenia, w którym ma ono pracować. Należy również mieć na uwadze, iż w technice 100V zestawy głośnikowe dopasowane są do wzmacniacza poprzez moc obciążenia – odczepy wszystkich urządzeń należy dobierać tak, aby suma ich mocy przepinanej nie przekraczała mocy wyjściowej wzmacniacza.


Impedancja

Systemy głośnikowe pracować mogą w systemie: niskiej i wysokiej impedancji. W tych pierwszych zestawy głośnikowe cechują się zazwyczaj impedancją 4, 8, lub 16 Ohm. Urządzenia łączy się szeregowo i/lub równolegle, pamiętając, aby impedancja głośników nie była mniejsza od dopuszczalnej impedancji wzmacniacza. W technice wysokonapięciowej impedancja wypadkowa linii zależy od ustawień transformatorów poszczególnych zestawów głośnikowych na obwodzie. Urządzenia w tej technice łączy się równolegle, a wypadkowa impedancja linii wynosi od kilkudziesięciu Ohm do kilku kOhm.


Efektywność

Efektywność to parametr, który pozwala porównać poziom ciśnienia akustycznego generowany przez różne zestawy głośnikowe przy tym samym wysterowaniu, a także określić (uwzględniając zysk mocowy) maksymalny poziom ciśnienia akustycznego, jaki urządzenie może generować. Jako efektywność zestawu głośnikowego należy rozumieć poziom SPL, jaki wygeneruje on zasilony sygnałem o mocy 1W, w odległości 1m, na tzw. osi głównej głośnika.


Pasmo przenoszenia

Pasmo przenoszenia (zwane również odpowiedzią częstotliwościową) należy rozumieć jako zakres częstotliwości, jakie zestaw głośnikowy jest w stanie reprodukować. Informacja ta może być dostarczona w formie zakresu częstotliwości granicznych (np. od 50 Hz do 20 kHz) lub w formie graficznej.

Oczywiste jest, że poziom ciśnienia akustycznego generowanego przez urządzenie jest zmienny w różnych zakresach częstotliwości. Przyjęło się jako pasmo przenoszenia podawać zakres, w którym tenże poziom nie spada o więcej niż 10 dB w stosunku do wartości uśrednionej.


Kąt promieniowania

Kąt promieniowania określa obszar przestrzeni otaczającej głośnik, w którym wartość rozkładu przestrzennego poziomu ciśnienia akustycznego nie spada o więcej niż 6 dB w stosunku do poziomu, jaki urządzenie generuje na tzw. osi głównej. Kąt promieniowania zestawu głośnikowego jest silnie zależny od częstotliwości, dla jakiej jest on badany. Większość urządzeń wykazuje właściwość, iż w zakresie częstotliwości niskich kąt promieniowania jest szeroki, natomiast dla częstotliwości wyższych zawęża się. Warto pamiętać, iż w zależności od budowy urządzenia jego charakterystyka promieniowania może być asymetryczna.


THD

Współczynnik zniekształceń harmonicznych THD (Total Harmonic Distortion) określa stosunek procentowy sumy mocy składowych harmonicznych sygnału do mocy częstotliwości podstawowej. Ten stosunek pozwala szybko określić jakość transmisji w odniesieniu do nieliniowych zniekształceń toru transmisyjnego. Poziom zniekształceń harmonicznych rzędu 1% jest praktycznie niewychwytywany dla ludzkiego ucha. Poziom rzędu 3% będzie już jednak wyraźnie odbierany jako nieprzyjemne doznanie słuchowe.