Mis on hea kõneleja?
Täpsustuseks peaksime nimetama"kõlarid" kõlarisüsteem. See on süsteem, mis koosneb mõnest andurist, sagedusjagurist, kapist ja mõnest lisaosast.
Kõlarisüsteemi disainer peab mõistma kõlarisüsteemi komponentide vahelisi keerulisi koostoimeid.
Heade osade kokkupanek ei taga head süsteemi. (Märkus. Järgmises artiklis nimetan kõlarisüsteemi lihtsalt kõlariks.)
Kui kõlarite kujundamise protsessi kirjeldamiseks tuleb kasutada ühte sõna, siis arvan, et termin"trade-off" on kõige sobivam. Sest kõlari jõudluse ja lõpliku maksumuse vahel on kompromiss.
Seetõttu on meil keeruline erinevate tootjate kõlareid võrrelda. Kui vaatate lihtsalt teatud jõudlusindeksit (nt nimivõimsust), võib teatud kõlar parem välja näha. Kuid kui arvestada kõlarisüsteemi üldist jõudlust, võib see olla pisut halvem.
Miks on mõned kõlarid nii palju kallimad? Selle probleemi paremaks mõistmiseks vaadake' kõlarikomponente.
Tõde anduri kohta
Andur on kõlari süda. Need muundurid muudavad elektrienergia helienergiaks. Enamik helitugevdusandureid on kolbmuundurid.
Võrreldes eelmise sajandi alguses uuritud ja toodetud anduritega, ei ole tänapäevane disain põhimõtteliselt tööpõhimõttes palju muutunud. Tehnoloogia arenguga on ilmunud paremad materjalid, kerge kaal ja odav. Kõlari heliprintsiip on aga põhimõtteliselt ümbritsevate õhumolekulide vibratsioon läbi kolvi liikumise.
Puudub andur, mis suudaks kogu sagedusalas kuulamiseks vajalikku energiat pakkuda. Seetõttu on enamik kõlareid konstrueeritud kahe- või kolmesuunalise sagedusega, sisseehitatud spetsiaalsete madala sagedusega, keskmise sagedusega ja/või kõrgsagedusmuunduritega.
Võrreldes kahesuunalise konstruktsiooniga vajab kolmesuunaline konstruktsioon rohkem andureid, seega on kolmesuunaline disain kallim.
Väga oluline osa kraanikausi raami disainist
Valamuraami projekteerimisprotsess on oluline tegur, mis mõjutab madalsageduslike andurite hinda. Tembeldamise teel valmistatud kõlaribasseini raam on selle lihtsa tootmisprotsessi ja vähese toorainekulu tõttu odavam. Survevalu meetodil valmistatud kõlariraam deformeerub koonuse vibratsiooni tõttu vähem.
Samal ajal on survevalu tüüpi basseiniraamiga võrreldes suurem kvaliteet ja kaal ning vastavalt ka tootmiskulud. Kuna suurem osa andurisse laaditavast elektrienergiast kulub ära soojusenergia kujul, saame selle jõudlust optimeerida, parandades soojuse hajumise jõudlust.
Koonuse materjali valikul tuleb kaaluda selle kvaliteeti, tugevust ja maksumust. Kuigi oleme saanud kõlarikoonuste valmistamisel kasutada ka mõningaid erimaterjale (esoteerilisi materjale), on siiski enim kasutatud pabermaterjale, sest see on hea valik peale erinevate atribuutide kaalumist. Madalsagedusmuunduri hind jääb ilmselt kümnete dollarite ja sadade dollarite vahele.
Kõlarisüsteemide disainerite disainimotivatsioon määrab, millise koonuse materjali nad valivad. Kui on hinna- ja kulupiirangud, valivad nad madalama kuluga seadme. Kui soovitakse kõrgemat kvaliteeti ja jõudlust, kipuvad nad valima kõrgema hinnaga ühikumudeleid.
Helivõimendussüsteemi valjuhääldi kesk- ja kõrgsagedusüksus kasutavad tavaliselt sarvekoormuse konstruktsiooni. Kuigi sarvekoormus tagab kõrge helirõhutaseme, saab see juhtida ka helikiirgusmustrit. Sarv võib olla valmistatud paljudest materjalidest, sealhulgas puidust, metallist, klaaskiust ja plastist.
ABS-plastist sarve kasutatakse kõige sagedamini selle madala hinna, kerge ja lihtsa tootmise tõttu. Klaaskiust sarv on tugevam, kuid kuna seda on raske valmistada, siis vastavalt suureneb ka maksumus. Madalsagedusliku sarve suurus on suur, seetõttu kasutatakse sageli puitmaterjale.
Helisignaali juht (muundur) mängib kõlarisüsteemis keskset rolli. Suhteliselt madalate kuludega piezodraivereid või kompressioondraivereid saab kasutada signaalkoormuste projekteerimisel. Koonuskõlareid saab kasutada ka helisignaali draiveritena.
Tihendusdraiver on parim valik kesk- ja kõrgete sageduste taasvõimendamiseks. Kompressioondraiverid on oma suurema tõhususe ja täpsuse tõttu paremad kui odavad piesoelektrilised draiverid.
Anduri magnetstruktuur on samuti oluline kulusid mõjutav tegur. Suur magneti struktuur võib tekitada suurema magnetvälja tiheduse (tavaliselt samaväärne suurema efektiivsusega), mis suurendab vastavalt magneti kaalu. Seda tüüpi magnetstruktuuril peab enne kasutamist olema toestuseks valatud valamuraam. Haruldased muldmetallid, näiteks neodüüm, vajavad traditsiooniliste magnetmaterjalidega võrreldes tugevama magnetvälja tekitamiseks vaid väikest osa neodüümist. Neodüüm on ka kõige kallim sagedamini kasutatavatest magnetmaterjalidest.
Mõned kõlarite tootjad toodavad oma muundurid. See võimaldab neil tarneahelat paremini juhtida ja konkreetse kõlarisüsteemi komponentide jõudlust optimeerida.
Enamik kõlarite tootjaid peab originaalseadmete tootjaid oma muundurite tarnijatele. OEM-id on tootmises väga tõhusad, sest selles nad on head. Enamik originaalseadmete tootjaid toodab ja müüb tavaklientidele üldotstarbelisi andureid. Samal ajal teostavad nad ka patenteeritud disainilahendusi vastavalt kõlarite tootjate spetsifikatsioonidele.
Elutähtis jagaja
Kuigi crossoveri funktsiooni pole tõsiselt võetud, on crossover vaieldamatult kõlarite disaini kõige keerulisem osa. Sagedusjaotuse põhiülesanne on igale andurile edastatava signaali ribapiiramine ja muundur töötab ainult selles sagedusvahemikus, kus seda saab muundada helienergiaks. Põhimõtteliselt on sagedusjagur samaväärne auto jõuülekande ülekandesüsteemiga.
Kui kiirendate autot sujuvalt 0–60 miili tunnis, võib hea ülekandesüsteem panna rattad kiiremini pöörlema (suurem sagedus). Käiguvahetus peaks olema loomulik, sujuv ja täiuslik. Hea sagedusjaguri disain peaks olema sama. See võib sujuvalt üle minna madala sagedusega, keskmise sagedusega ja kõrge sagedusega.
Passiivsagedusjagaja on seevastu filtrivõrk, mis koosneb passiivsetest elektriseadmetest, nagu takistid, kondensaatorid ja induktiivpoolid. Passiivsete sagedusjagajatena saab kasutada masstoodanguna valmistatud üldotstarbelisi paneelseadmeid, kuid lõpuks tuleb sagedusjagurit optimeerida vastavalt sellele vastavale andurile. Seda tööd saab kõige paremini teha projekteerimisinsener.
Mõned sagedusjaoturid paigaldatakse trükkplaadile (PCB). See paigaldus pole mitte ainult lihtne ja ilus, vaid ka kergesti masstootmine, mis vähendab vastavalt tootmiskulusid. See paigaldusviis sobib väga hästi vähese energiatarbega rakendustele, kuid kui draiver on ülekoormatud, saab trükkplaat ülekuumenemise tõttu kahjustatud.
Trükkplaat (PCB) võib ka liigse induktiivsuse tõttu painduda või puruneda. Seetõttu nõuavad paljud tootjad sagedusjaguri kõvajuhtme konstruktsiooni (Hard Wire). Kõvaühenduse projekteerimine tuleb lõpule viia käsitsi ja välimus ei ole pärast valmimist sageli väga hea. Kuid võrreldes PCB-jaguriga on juhtmega disainijagaja tugevam (ja kallim).
Mõnel kõlarisüsteemil puudub sisseehitatud ristmik. Seda tüüpi kõlarisüsteemi juhivad professionaalsed elektroonilised töötlusseadmed. Pärast signaali saatmist võimsusvõimendisse signaalitöötlusprotsessi lõpuleviimiseks nimetame seda aktiivseks ristkõlarite süsteemiks.
Teoreetiliselt peaks selline disain suutma säästa kõlari enda tootmiskulusid (vähem komponente), kuid seda tüüpi kõlarid vajavad süsteemi ehitamisel välist protsessorit ja veelgi rohkem võimsusvõimendi kanaleid, nii et lõppmaksumus kipub olema kõrgem olla. Võrreldes passiivsete ristkõlaritega suudavad aktiivsed ristkõlarid pakkuda suuremat täpsust ja suuremat helirõhutaset (SPL).
Sellegipoolest suudab kõrgekvaliteetne passiivse crossover disainiga kõlar pakkuda suurepärast helikvaliteeti madalama kogukuluga ning seda on suhteliselt lihtne ühendada ja siluda.
Kast
Kõlarikapp ja selle struktuur on samuti olulised tegurid, mis kõlarite hinda mõjutavad. Kapp peab olema väga tugev ja vastupidav. Vibratsioonikast ise on andur, mis suhtleb teiste anduritega ja vähendab kogu süsteemi jõudlust. Tugev kast nõuab palju kvaliteeti, palju ribisid või mõlemat. Hind on kapi raske kaal.
Betoon on karbi materjalina hea valik, kuid see sobib ainult kohandatud bassikõlarisüsteemi jaoks. Keskmise tihedusega puitkiudplaat (MDF) on ka sobivam materjal kappide valmistamiseks. Keskmise tihedusega puitkiudplaadil on kõrge tihedus ja madal hind, kuid materjal ise on väga raske ja seda on pärast niiskust lihtne painutada.
Puitlaastplaadist karbid on madala hinnaga, kuid neid tuleks nii palju kui võimalik vältida. Vineer on kergem ja tugevam kui MDF, kuid kihtide vahel on vahed. Kapi materjaliks on parim valik Baltikumi kasevineer (üle 11 kihi ja kihtide vahel ei ole vahesid), kuid see on ka kõige kallim puit kõlarite valmistamisel.
Komposiitmaterjalil on kõrge tugevus ja väike kaal, kuid hind on kõrge. Klaaskiul on kõrge jäikus ja ilmastikukindel, kuid kuna seda on raske valmistada, on selle maksumus kõrgem kui puidul ja plastil.
Viimastel aastatel on vormitud plastist saanud järk-järgult laialt levinud kõlarikapp. Vormitud kast on väikese kaaluga ja seda saab töödelda ilmastikukindlaks. Pärast aastatepikkust masstootmist saab hallituse esialgset kõrget maksumust lahjendada. Seda tüüpi korpuse struktuur on väga praktiline väiksema korpusega kõlarite jaoks, kuid suurte korpustega kõlarid nõuavad jäigemaid materjale.
Auditooriumi kohale tõstetavatel kõlaritel peavad olema spetsiaalsed riputusosad (riputuskohad). Ja peab läbima tõmbetesti (tõmbekatse), et tagada kasti ja rippuvate osade tugevus ja ohutus.
Lakke ja põrandale paigaldatavate kõlarite ja sammaskõlarite välimuses pole suurt erinevust. Lakke paigaldatavatel kõlaritel on aga kõrgemad nõuded kapi konstruktsioonile, toestavatele traksidele ja testimisele, mistõttu on hind sageli palju suurem.
