Громкоговоритель ( является электроакустический преобразователь ; ,который преобразует электрический аудиосигнал в соответствующий звук . Наиболее широко используемым типом громкоговорителья м является динамический громкоговоритель, изобретенный в 1925 году Эдвардом У. Келлогом и Честером У. Райсом . Динамический динамик работает по тому же основному принципу, что и динамический микрофон , но наоборот, для создания звука из электрического сигнала. Когда электрический аудиосигнал переменного токаприменяется к его звуковой катушке , катушке провода, подвешенной в круглом промежутке между полюсамипостоянного магнита , катушка вынуждена быстро перемещаться назад и вперед из-за закона индукции Фарадея , который вызывает диафрагму (обычно коническую) прикрепленный к катушке, чтобы двигаться вперед и назад, подталкивая воздух, чтобы создать звуковые волны . Помимо этого наиболее распространенного метода существует несколько альтернативных технологий, которые можно использовать для преобразования электрического сигнала в звук. Источник звука (например, звукозапись или микрофон) должен быть усилен или усилен усилителем мощности звука до того, как сигнал будет отправлен в громкоговоритель.
Динамики, как правило, размещаются в корпусе громкоговорителя или в шкафу громкоговорителей, который часто представляет собой прямоугольную или квадратную коробку из дерева или иногда пластика. выбор громкоговорителей основан на подборе материалов и дизайна корпуса, которые играют важную роль в качестве звука. Там, где требуется высококачественное воспроизведение звука, в одном корпусе часто устанавливаются несколько громкоговорителей, каждый из которых воспроизводит часть слышимого частотного диапазона . В этом случае отдельные динамики называются «драйверами», а весь блок называется громкоговорителем. Драйверы, предназначенные для воспроизведения высоких звуковых частот, называются твитерами , для средних частот называются средние драйверы, а для низких частот — вуферы . Меньшие громкоговорители находятся в таких устройствах, как радиоприемники , телевизоры , портативные аудиоплееры, компьютеры и электронные музыкальные инструменты . Большие системы громкоговорителей используются для музыки, усиления звука в театрах и концертах, а также в системах с общественным адресом .
Задача громкоговорителя состоит в том, чтобы доставлять электрическую энергию, подаваемую на нее как можно эффективнее, к окружающему пространству. В частности, есть четыре требования:
высокая эффективность (от подаваемой энергии должен быть достигнут максимально возможный объем, см. также волновое сопротивление )высокая точность (звук не следует фальсифицировать, если это возможно)малый размер, если динамики должны быть портативными. В стационарных установках (например, в театрах, кинотеатрах или дискотеках) размер больше не играет такой решающей роли.максимально возможную полосу пропускания (отношение используемых верхних и нижних частот)
Эти четыре требования влияют друг на друга. Трудность в разработке звукового сигнала заключается в том, чтобы найти максимально возможный компромисс между этими требованиями.
Поскольку в этой статье всегда говорится о частотах и ??связанных длинах волн, здесь приведены некоторые типичные звуки и связанные частоты и длины волн (начиная со скорости звука 340 м / с):
наивысшая нота на фортепиано: 4220 Гц или 0,08 мКамерный звук A: 440 Гц или 0,77 мСамая низкая нота на современной бас-гитаре (низкий H): 30 Гц или 11,33 мСамая низкая нота на фортепиано: 27,5 Гц или 12,36 мНижний предел слухового спектра человека: 16 Гц или 21,25 м
Прямой излучающий громкоговоритель, таким образом, корпус громкоговорителя, такие как перегородки, имеет, как и любой другой акустический излучатель также имеет акустический импеданс, который, главным образом, от его геометрии (особенно в диаметре) и удельная плотность и сжимаемость окружающего воздуха зависит. Если длина волны передаваемого сигнала увеличивается за пределами окружности кругового излучателя, происходит несоответствие, что значительно снижает эффективность электроакустического преобразователя. Одним из решений было бы значительное увеличение диаметра. Однако это регулярно устраняется из-за тенденции очень большой диафрагмы громкоговорителя производить частичные колебания с фазой. Кроме того, конструктивные причины часто выступают против него.
Особенно в больших звуковых системах желательно направлять звуковую энергию там, где это необходимо; С другой стороны, его часто следует избегать, чтобы разбирать другие области. Поэтому звук должен быть направлен. Это наиболее легко возможно благодаря наличию излучателя (что означает всегда активную часть громкоговорителя, то есть фаз вибрирующей мембраны) одну из самых больших передаваемых длин волн, равных или больших размеров. На очень низких частотах это возможно только с помощью звукового гида (например, звукового сигнала) или громкоговорителей.