Что такое пищалка и как она работает. Для чего используются пищалки в электронике и быту. Как сделать простейшую пищалку своими руками. Какие компоненты нужны для изготовления пищалки.
Что такое пищалка и принцип ее работы
Пищалка (зуммер, буззер) — это простейшее электроакустическое устройство, предназначенное для генерации звуковых сигналов. Принцип работы пищалки основан на электромагнитных колебаниях.
Основные компоненты пищалки:
- Электромагнит
- Металлическая мембрана
- Корпус
При подаче на пищалку электрического тока определенной частоты электромагнит начинает колебаться, заставляя вибрировать металлическую мембрану. Эти механические колебания преобразуются в звуковые волны, которые мы слышим как писк или зуммерный сигнал.
Области применения пищалок
Благодаря простоте конструкции и низкой стоимости пищалки нашли широкое применение в различных областях:
- Бытовая техника (микроволновки, стиральные машины)
- Автомобильная электроника (парктроники, сигнализации)
- Охранные системы
- Детские игрушки
- Медицинское оборудование
- Промышленная автоматика
Пищалки используются везде, где нужно подать короткий звуковой сигнал для привлечения внимания или оповещения.
Типы пищалок
По способу генерации звука пищалки делятся на два основных типа:
Электромагнитные пищалки
Работают за счет колебаний металлической мембраны под действием переменного магнитного поля. Просты по конструкции, но требуют внешний генератор сигнала.
Пьезоэлектрические пищалки
Используют обратный пьезоэффект — деформацию кристалла под действием электрического поля. Имеют встроенный генератор и могут работать от постоянного тока.
Как сделать простейшую пищалку своими руками
Для изготовления простейшей электромагнитной пищалки понадобятся следующие компоненты:
- Транзистор КТ315 или аналогичный
- Резистор 1 кОм
- Конденсатор 0.1 мкФ
- Динамик от наушников
- Батарейка 9В
- Макетная плата
Схема пищалки выглядит следующим образом:
«` «`Принцип работы данной схемы:
- Транзистор T1 работает в режиме генератора.
- Резистор R1 задает ток базы транзистора.
- Конденсатор C1 создает обратную связь, вызывающую колебания.
- Динамик Spk преобразует электрические колебания в звук.
Частота звука зависит от номиналов компонентов и может быть изменена подбором резистора R1 или конденсатора C1.
Преимущества и недостатки самодельной пищалки
Изготовление пищалки своими руками имеет ряд плюсов и минусов:
Преимущества:
- Низкая стоимость компонентов
- Возможность экспериментировать с параметрами схемы
- Наглядность принципа работы
- Развитие навыков пайки и сборки электронных устройств
Недостатки:
- Нестабильность параметров
- Низкая громкость звука
- Отсутствие корпуса
- Сложность точной настройки частоты
Улучшение конструкции самодельной пищалки
Для повышения качества и функциональности самодельной пищалки можно предпринять следующие меры:
- Использовать стабилизатор напряжения для питания схемы
- Добавить потенциометр для регулировки частоты звука
- Применить более мощный транзистор для увеличения громкости
- Установить кнопку включения/выключения
- Поместить схему в компактный пластиковый корпус
Эти улучшения позволят сделать самодельную пищалку более надежной и удобной в использовании.
Сравнение самодельной и промышленной пищалки
Давайте сравним характеристики самодельной пищалки и типичного промышленного образца:
| Параметр | Самодельная пищалка | Промышленная пищалка |
|---|---|---|
| Стоимость | Низкая | |
| Громкость звука | Низкая | Высокая |
| Стабильность частоты | Низкая | Высокая |
| Надежность | Средняя | Высокая |
| Возможность настройки | Высокая | Низкая |
Как видим, промышленные пищалки превосходят самодельные по большинству параметров. Однако самостоятельное изготовление позволяет лучше понять принципы работы устройства и получить ценный опыт.
Заключение
Пищалки — простые, но очень полезные устройства, широко применяемые в электронике. Самостоятельное изготовление простейшей пищалки — отличный способ познакомиться с основами электроники на практике. Хотя такое устройство и уступает промышленным образцам, оно позволяет понять базовые принципы генерации звука и получить навыки сборки электронных схем.
Пищалка
Создание схем для начинающих действительно очень сложная задача. Каждый раз приходится находить компромисс между надёжностью, простотой, повторяемостью, «не убиваемостью» и, в тоже время, она (схема) должна быть интересной, способной повести за собой и быть информативной. Невозможно разработать устройство, которое в равной степени будет отвечать всем этим качествам одинаково для разновозрастных групп учащихся. И чем они младше, тем это сделать сложнее! В этой статье я хочу рассказать о конструкциях, которые с удовольствием повторяют четырёх классники. Да, новизны схемотехнических решений здесь мало (если не сказать больше – нет). Но есть система и надёжность конструкций, их высокая повторяемость и низкая себестоимость. И я не буду утруждать теорией, так как для ученика четвёртого класса знать: это резистор, это конденсатор, а это транзистор и у него три ножки (!!!) – уже большое достижение. По этой же причине я не буду приводить разводку печатного монтажа, так как травить платы в этом возрасте нельзя
Монтаж выполняется навесным способом на куске картона под руководством педагога или родителя.«Сердцем» всех рассматриваемых мною устройств будет простейший звуковой генератор, выполненный на однопереходном транзисторе КТ117 и, путем не сложных модернизаций, мы будем получать разные потребительские качества.
Видео работы:
Часто подобные пищалки называют «отпугиватель комаров», но, кто бы выступил добровольным донором и на практике доказал бы эффективность (не эффективность) подобных устройств? Лично я предпочитаю пользоваться химическими реагентами. Но надо же, как то сподвигнуть ребёнка к повторению схемы! А так…МЫ ПУГАЛИ КОМАРА!
Просто пищать не интересно. Последовательно с батарейкой устанавливаем макет ключа и имитируем работу телеграфом. И, бойтесь школьные учителя, пищит противно, тон высокий, местоположение генератора в пространстве локализируется на слух тяжело.
Эту схему легко трансформировать в звуковой маячок. Для этого часто рекомендуют запитать весь генератор через мигающий светодиод. Это не совсем верно. Да, схема работать будет, но закрытый светодиод (он не светится) всё равно пропускает ток через себя, так как его p-n переходы включёны в прямом направлении. Частота генерации схемы зависит и от напряжения питания, вследствие чего звучание получается рванным – громкий высокий тон чередуется с тихим низким тоном. Устранить этот недостаток можно, если ввести управление мигающим светодиодом по второй базе транзистора.
Видео работы:
Ещё одой интересной трансформацией исходной схемы можно признать введение зависимости тона звучания генератора от освещенности.
Для этого в схему следует ввести фототранзистор PTR1, управляя с помощью него однопереходным транзистором со стороны эмиттера. Генератор пищит ещё противней, но, сколько радости у ребёнка вызывает тот факт, что звук совершенно разный у окна и в нутрии комнаты!
Видео работы:
Ну и, конечно же, двух тональная сирена, а как без неё? Без неё не обходится ни одна милицейская (полицейская) машина! Для организации двух тонального звучания вводим управление однопереходным транзистором по эмиттеру с помощью опять-таки мигающего светодиода. Эту конструкцию полезно будет вставить в игрушечный автомобиль.
Видео работы:
Если есть желание построить многотональный автомат звуковых эффектов, то необходимо применить в качестве управляющего светодиода трехцветный мигающий диод, или включить три различных с разным свечением (красный, синий, зелёный как это сделано здесь) диода.
При желании увеличить громкость звучания необходимо применить любой усилитель звуковой частоты, для этого динамик необходимо поменять на резистор с сопротивлением 100 Ом и с него снимать сигнал для УНЧ.
Рассмотренные мною схемы позволяют стимулировать младших школьников к изучению самых основ радиоэлектроники, могут быть полезны в системе дополнительного образования, не содержат большого количества деталей и не вызывают трудностей при их повторении.
Пищалка
У этой штуки несколько названий.
Кто-то называет эту штуку буззером (от английского boozer), кто-то зуммером. Поскольку мы — русские люди, а назначение этой штучки — пищать, то давайте так и будем её называть — пищалка. (И в самом деле, она ведь не «буззает» и не «зуммает», а пищит!)
Приведённая на фотке пищалка неплохая и вполне годная вещь для многих применений. И если у вас по какой-то причине до сих пор всё ещё не сложились отношения с паяльником, то можете и не переживать! Продолжайте и дальше пользоваться этой пищалкой! Но если вы овладели искусством пайки, то я предлагаю вам произвести незатейливые изменения и существенно улучшить потребительские свойства этой пищалки.
Поехали!
Для начала обратимся к оригинальной схеме этого изделия.
Как видите, схема не самая сложная
Вывод GND — это общий провод.
Вывод I/O — сюда подается управляющее напряжение.
Вывод VCC — сюда подаётся напряжение питания.
Всё просто! Подключаем пищалку к Ардуино — вывод GND к общему проводу, вывод VCC к проводу питания. Если управляющий вывод пищалки замкнуть на общий провод, то пищалка запищит. Если его «оставить в воздухе» (то есть никуда не подключать) или замкнуть на VCC, то пищалка замолкнет.
Однако у этого варианта пищалки есть небольшой недостаток, который мы чуть погода исправим. Но сначала давайте поймём, в чём заключается этот недостаток.
Во первых, было бы логичнее управлять звуком так: подали на напряжение — запищало, сняли напряжение — молчит. В цифровой электронике управление почти всегда осуществляется подачей логического нуля или подачей логической единицы на управляющий вход.
Поэтому было бы логичнее, если пищалка пищала при подаче на её управляющий вход логической единицы, а не логического нуля. Ну, согласитесь — логично ведь: подали ноль — молчит, подали единицу — пищит.
Во вторых. Поскольку сейчас в тренде микроконтроллеры, то управление звуком скорее всего будет осуществляться подачей логической единицы (лог «1») и логическеого нуля (лог «0») на вывод микроконтроллера. И вот тут нас поджидает небольшая проблема.
Дело в том, что если вы используете микроконтроллер с питанием +5 В, то всё ещё работает. Но если у вас питание микроконтроллера +3.3 В, то у вас пищалка будет пищать заметно тише. А может и вообще не запищать.
Более того, вы не можете подать на вывод VCC пищалки напряжение большее, чем напряжение питания микроконтроллера. Если вы это сделаете, то транзистор будет всегда открыт — посмотрите на схему и вы сами поймёте — почему это так будет.
Подсказка: чтобы транзистор открылся, нужно подать на его база-эмиттерный переход напряжение большее 0.
6-0.7 В. Если это напряжение будет меньше, то транзистор не откроется. «А теперь внимательно следите за руками!» (с) Если вы используете микроконтроллер, у которого питание 3.3 В, и при этом вы хотите чтобы пищалка работала достаточно громко, то нужно подключить её к большему напряжению питания. Но если это напряжение будет равным или большим чем 3.3 + 0.7 = 4.0 В, то транзистор вы уже никак не сможете закрыть. Значит, пищалка не выключиться ни при каких условиях. «Пичалька!» (с)
Поэтому нужно что-то предпринять. Я предлагаю слегка переделать схему пищалки. Я предлагаю заменить транзистор S8550, проводимость которого p-n-p. Вместо него нужно установить транзистор с проводимостью n-p-n. Например, широко распространённый и чрезвычайно недорогой BC847B. У этих (и большинства других) транзисторов выводы совпадают, поэтому резать проводнички на печатной плате и затем их соединять как-то по другому не потребуется. Просто выпаиваем транзистор S8550, и на его место впаиваем BC847.
Но это ещё не всё! Надо выпаять саму пищалку и впаять её обратно, повернув её на 180 градусов (то есть нужно поменять полярность её подключения).
После такой переделки сменятся наименования выводов на плате. Там где раньше был вывод GND, сейчас будет вывод VCC. А вместо вывода VCC будет ввод GND. Изменённая схема будет выглядеть так:
Я ещё раз хочу обратить ваше внимание на обозначение выводов на плате (названия пинов) — выводы VCC и GND поменялись местами! Пока вы не забыли — сотрите старые обозначения на плате и напишите новые. Я поступил просто — я воспользовался белой изолентой, на которой перманентными маркерами написал названия цепей.
В результате получилось вот так:
Итак, давайте посмотрим, что мы получили в результате. Теперь мы можем на вход I/O подавать от микроконтроллера сигналы управления уже в нормальной логике. Подача логической единицы будет включать пищалку, а подача логического нуля — выключать.
Логично!
Но самое главное — мы отвязались от необходимости подавать на вывод VCC напряжения, равного напряжению питания микроконтроллера. Теперь мы можем на вывод VCC подавать совершенно любое напряжение. Пищалка будет работать независимо от того — большее напряжение подано на её, чем напряжение питания микроконтроллера, или же меньшее. Она всегда будет работать. Более того, чем большее напряжение будет на неё подано, тем громче пищалка будет пищать. Попробуйте подать на пищалку 12 В и вы оцените силу её звука! Напряжение большее чем 12-15 В на пищалку подавать, я думаю, наверно, не стоит — она вполне может выйти из строя.
Вот, с помощью таких нехитрых манипуляций, мы с вами существенно улучшили потребительские свойства обычной пищалки.
Если у вас есть вопросы, не стесняйтесь их задавать!
Супер твитер Громкоговоритель Мощность звука Принципиальная схема, Трансмиссия Gm 4l80e, автозапчасти, звук, электричество png
Информация PNG
- Размеры
- 1213x1151px
- Размер файла
- 1,65 МБ
- Тип MIME
- Изображение/png
Изменение размера онлайн png
ширина (пкс)
высота (пкс)
Лицензия
Некоммерческое использование, DMCA Свяжитесь с нами
org/ImageGallery» align=»middle»>
org/ImageObject»> Шестерня Трансмиссия Механическая система Машиностроение Промышленность, Автомасло, машиностроение, работа, обод png
800x436px
276,19 КБ
org/ImageObject»> Ford Loudspeaker Автомобильная аудиосистема Автомобильный твитер, аудиоколонки, электроника, автомобиль, динамик png
3000x2314px
4,16 МБ
org/ImageObject»> Car Vehicle audio Звук, автомобиль, компактный автомобиль, автомобиль, вид транспорта png
931x465px
449,46 КБ
org/ImageObject»> серебряная и золотая иллюстрация шестерни автомобиля, автомобиль Volkswagen Ford PowerShift, коробка передач с прямым переключением, механическая коробка передач, автоматическая коробка передач, транспортное средство, автозапчасти png
1057x605px
731,37 КБ
org/ImageObject»> Автомобиль Коробка передач Механическая коробка передач Ремонт Автоматическая коробка передач, автомобиль, автомобиль, авторемонтная мастерская, автоматическая коробка передач png
950x681px
712,27 КБ
org/ImageObject»> Автомобиль Рейка и шестерня Усилитель руля Ford F-Series, автомобиль, автомобиль, авторемонтная мастерская, транспортное средство png
1441x641px
1,06 МБ
org/ImageObject»> Твитер JBL Loudspeaker Audio crossover Компонентный динамик, громкоговоритель, динамик, автомобильный сабвуфер, электронное устройство png
1200x1200px
547,16 КБ
org/ImageObject»> Электрический кабель Разъем для телефона Разъем RCA Cavo audio, миндалины, кабель, длина, стереофонический звук png
1380x833px
536,83 КБ
org/ImageObject»> Автомобиль Автоматическая коробка передач Автомобиль Механическая коробка передач, автомобиль, грузовик, авторемонтная мастерская, транспорт png
1080x520px
2,74 МБ
org/ImageObject»> Электрический кабель Силовой кабель Электричество Провод динамика Разъем RCA, провод и кабель, электроника, электрические провода Кабель, материал png
1000x1000px
1,18 МБ
org/ImageObject»> Автомобильные электрические провода и кабели Схема подключения Свеча зажигания, автомобиль, Электрические провода Кабель, автомобиль, кабель png
720x520px
316,38 КБЧто такое твитеры? Что делают твиттеры? Руководство по динамикам для твитеров
Великолепно звучащие акустические системы состоят из нескольких типов динамиков, включая твитеры.
Но что такое твитеры? А что делают твиттеры?
В этом исчерпывающем посте я покажу вам, что делают твитеры, какие материалы излучателей звучат лучше всего, и многое другое!
Содержание
- Инфографика – Факты о твитере
- Что такое твитеры?
- Что делают твитеры?
- Как используются твитеры?
- Зачем твиттеру кроссоверы?
- Распространенные типы твитеров и материалы
- Основные сведения о частотных характеристиках твитеров
Инфографика – факты о твитере
Что такое твитеры?
Высокочастотные динамики — это динамики, воспроизводящие верхний диапазон звука, который вы слышите в музыке. Поскольку более высокие звуковые частоты имеют меньшие звуковые волны, их размер меньше, чем у других динамиков, с которыми они работают.
Твитер — это разновидность электромеханического громкоговорителя, воспроизводящего звук и музыку в верхнем (высокочастотном) музыкальном диапазоне.
Они дополняют вуферы и другие динамики, которые не могут воспроизводить более высокие звуки, например, используемые в паре двухполосных полочных динамиков.
Твитеры имеют небольшой размер, поскольку они производят меньшие звуковые волны и имеют небольшой диффузор. Вообще говоря, их лучше всего использовать, когда они направлены на слушателя.
Большинство из них ограничены определенным диапазоном, например, от 3 кГц до 20 кГц (максимум), хотя это зависит от ограничений конкретного динамика. Типичный диапазон человеческого слуха составляет от 20 Гц до 20 кГц.
Килогерц — это термин, используемый для описания частоты воспроизводимого звука или количества циклов в секунду формы звукового сигнала.
Основные детали твитера
Изображение твитера автомобиля в разобранном виде. Показан узел магнита (слева) и узел купола/решетки/клеммной клеммы (справа). Звуковая катушка прикреплена к задней части купола. На этом изображении купол сделан из серебряного материала — скорее всего майлара или какого-то другого типа пластика или другого легкого материала.
Типичная конструкция твитера (хотя существуют и другие типы) состоит из небольшого магнита с круглым зазором внутри. Звуковая катушка с намотанной медной проволокой, называемая звуковой катушкой, прикреплена к куполу динамика, изготовленному из одного из множества различных материалов. Они отличаются тем, что в большинстве из них используется изогнутая форма купола, изогнутая наружу, в отличие от других динамиков, в которых используется конус, наклоненный вниз.
Этот узел вставляется и подвешивается внутри зазора магнита. Купол поддерживается по бокам, как и другие громкоговорители, гибким, но жестким материалом.
Что делают твитеры?
Нравится хорошая музыка? Твитеры делают возможной хорошую музыку в звуковой системе, которую вы видите повсюду. Домашние стереодинамики, такие как полочные колонки Dayton B652 , используют недорогой, но эффективный твитер, чтобы заполнить звуковой диапазон, который не может воспроизвести среднечастотный динамик или низкочастотный динамик.
Вместе они могут воспроизвести весь спектр звука для создания хорошо звучащей аудиосистемы.
Твитеры используются для воспроизведения высокочастотного звука (высоких частот) и дополняют другие динамики, которые для этого не подходят. В составе даже недорогой аудиосистемы с сабвуфером и двухполосными динамиками они могут звучать фантастически.
«Высокие частоты» — это слово, используемое для описания частей музыки в верхнем диапазоне, таких как тарелки, синтетические звуки клавишных, эффекты ударных и звук «tssst tsst» (высокий тон) различных музыкальных инструментов.
Когда усиленный музыкальный сигнал подается на твитер через положительный (+) и отрицательный (-) проводные соединения, звуковая катушка создает магнитное поле внутри области постоянного магнитного зазора магнита.
Это переменное поле заставляет катушку и купол твитера двигаться вперед и назад, очень быстро перемещая воздух вслед за сигналом. При этом возникает звук.
Твитеры в воспроизведении музыки – почему они важны
Музыка состоит из гораздо большего, чем ограниченный набор звуков. Это очень сложная комбинация различных тонов, частот и других характеристик. Они сделаны из разных инструментов, голоса певцов и предметов, добавленных при записи музыки.
Твитеры имеют решающее значение в звуковой системе для воспроизведения всего спектра звуков, которые вы можете услышать. Благодаря этому музыка становится намного приятнее и звучит намного естественнее.
Стереоизображение
Стереоизображение — это термин, используемый для описания того, как музыка записывается и воспроизводится, чтобы дать пространственные сигналы, которые сообщают вашему мозгу, откуда исходят звуки. Например, музыка, записанная музыкантами, может иметь некоторые инструменты в левом, центральном и правом каналах. Твитеры помогают воспроизводить звуковые сигналы более высокого диапазона и создают стереофонический «образ».
Музыка звучит по-разному почти во всех диапазонах, которые могут слышать наши уши. Кроме того, он обычно записывается в стереорежиме таким образом, чтобы можно было воспроизвести оригинальный студийный инструмент и размещение звука (слева, справа, по центру и т. д.).
Это создает так называемое стереоизображение при прослушивании музыки хорошего качества с помощью вашей звуковой системы.
Автомобильные твитеры
Изображение, показывающее 3 наиболее типичных заводских крепления твитера. Слева: приборная панель. Центр: на стойке. Справа: установлена верхняя дверца. Как и домашние стереодинамики, они используются вместе с другими динамиками, такими как низкочастотные динамики. В автомобилях их часто устанавливают выше, потому что твитеры имеют направленный характер, что снижает потери громкости.
Поскольку твитеры производят высокочастотные звуки, в автомобилях они используются как часть автомобильной акустической системы, но не отдельно.
Они используются вместе с другими, такими как компонентные динамики, или для дополнения и улучшения того, что уже есть.
Автомобильная аудиосистема с лучшим звучанием будет использовать низкочастотный динамик, один или несколько пассивных кроссоверов и отдельный твитер. (Обратите внимание, что автомобильные твитеры часто имеют постоянно прикрепленную для защиты решетку динамика).
СЧ-динамик воспроизводит средние и нижние частоты, которые имеют более крупные звуковые волны и не так требовательны к местоположению. Однако твитеры являются направленными, поскольку воспроизводимый ими звук оптимально слышен, когда они направлены к вашим ушам.
Заводские твитеры часто располагаются далеко не в идеальном месте. Это потому, что это компромисс между пространством в автомобиле и производственными затратами на сборочной линии.
Расположение твитера не считается очень важным для производителей автомобилей, за исключением роскошных автомобилей и других аудиосистем премиум-класса.
Индивидуальные автомобильные стереосистемы часто обеспечивают наилучшее звучание при использовании нестандартного монтажа, позволяющего преодолеть ограничения пространства и мест установки. Кроме того, послепродажные (не заводские) твитеры доступны в широком диапазоне уровней качества, о которых я расскажу дальше.
Как используются твитеры?
Обычное использование в акустических системах
Для получения высококачественного звука можно использовать такой комплект, как этот комплект автомобильных компонентов CT Sounds Strato. В компонентных акустических системах обычно используются низкочастотные и высокочастотные динамики, подключенные к кроссоверам динамиков через акустический провод.
Они предназначены для согласования драйверов и разделения звука, направляя его на тот, который лучше всего подходит для этого.
ВЧ-динамики используются в акустических системах по ограниченному числу причин (они никогда не используются отдельно):
- В 2-полосной или 3-полосной акустической системе воспроизводить звук другие динамики не могут
- Чтобы добавить более высокочастотный звук (высокие частоты) для дополнительного эффекта
Большинство систем динамиков, используемых сегодня, называются «двухполосными», поскольку в них используется комбинация из 2 динамиков, воспроизводящих ограниченный диапазон звука.
Это связано с тем, что почти ни одна продаваемая сегодня акустическая система с одним диффузором не может воспроизвести весь диапазон звука, который вы слышите.
Основная причина этого заключается в том, что большие динамики не могут хорошо воспроизводить более высокие (высокие) частоты, а маленькие динамики не могут воспроизводить более высокие (низкие) частоты.
Динамики, как правило, специализированы и лучше всего подходят для воспроизведения различных звуков.
Динамики среднего диапазона, такие как низкочастотные динамики (также иногда называемые «мидбасовыми» динамиками или «мидвуферами»), обычно имеют ужасные характеристики в верхнем диапазоне звука.
Поэтому твитеры имеют решающее значение для воспроизведения этого недостающего диапазона звука.
Зачем твиттеру кроссоверы?
Кроссоверы автомобильных динамиков (слева) и кроссоверы домашних стереодинамиков (справа) отвечают за направление басов на нужные динамики.
Они защищают твитер и блокируют искажения и потенциально вредят мощности басов от перегрузки.
Как я упоминал ранее, твитеры нуждаются в кроссоверах, как на изображении выше, по нескольким причинам:
- Твитеры не могут воспроизводить низкочастотные звуки — они сильно искажают
- Они могут быть повреждены, если ими управляет достаточно сильный низкочастотный сигнал или сигналы
- Снижает потребляемую мощность и помогает защитить ее
Кроссоверы динамиков
2-полосные (пассивные) кроссоверы динамиков чрезвычайно распространены. Твитер принимает звуки, которым разрешено проходить выше точки кроссовера. Показанный 2-полосный кроссовер создан путем объединения верхних и нижних частот. На этой диаграмме индуктор (проволочная катушка) обозначен буквой «L», а конденсатор — буквой «C».
Во многих случаях твитеры поставляются с простым конденсатором, подключенным последовательно к одной из клемм проводки. Обычно это положительная (+) клемма по соглашению.
Конденсаторы действуют как одноступенчатый аудиокроссовер. То есть они имеют наклон кроссовера, который работает со скоростью -6 децибел на октаву (дБ). Октава — это термин, используемый для звука и представляющий собой удвоение или уменьшение частоты вдвое. Например, 400 Гц на одну октаву выше 200 Гц.
Кроссоверы более высокого порядка отфильтровывают еще больше басов, которые достигают твитеров, и еще более эффективны. -12 дБ/октава (2-й порядок) является одним из наиболее распространенных и эффективных, но не слишком дорогих.
Как видно на изображении выше, для кроссовера 2-го порядка (-12 дБ) требуется дополнительный компонент, называемый катушкой индуктивности. Это витки провода, которые реагируют на музыку и уменьшают выходной сигнал динамика на определенных частотах.
На фото: типичный двухполосный домашний стереодинамик с твитером. В этой недорогой конструкции один конденсатор используется последовательно в качестве кроссовера высоких частот для фильтрации басов.
Это также предотвращает искажение и потенциальное повреждение.
Что означает рейтинг импеданса твитера?
Сопротивление, измеряемое в Омах, — это термин, используемый для описания полного электрического сопротивления динамика току. Звуковая катушка твитера состоит из длинного провода, намотанного на катушку. Этот провод имеет электрическое сопротивление.
Импеданс важен, так как кроссоверы рассчитаны на рейтинг ваших твитеров. Кроме того, твитеры должны быть согласованы с низкочастотными динамиками и другими динамиками с аналогичным рейтингом.
Если вы не соответствуете импедансу динамиков, один из них будет воспроизводиться с большей громкостью, чем другой, так как их приводит в действие большая мощность. Это связано с тем, что мощность, развиваемая динамиком, напрямую зависит от его номинала в Омах.
Традиционно домашние стереодинамики рассчитаны на 8 Ом, а автомобильные — на 4 Ом. Что интересно, например, 8-омные динамики — это не совсем 8-омные.
Это приблизительное значение, так как они обычно несколько ниже (например, от 6 до 7 Ом).
Номинальная мощность твитера
Средний твитер не может справиться с большой мощностью, как более крупные громкоговорители. Низкочастотные динамики и другие более крупные громкоговорители могут рассеивать большее количество тепла и иметь большее сечение проводки звуковой катушки.
За некоторыми исключениями номинальная мощность 15 Вт (ватт) RMS и выше является реалистичной. 25W-50W довольно распространены для моделей средней ценовой категории, продаваемых сегодня.
Твитеры должны соответствовать номинальному сопротивлению, ожидаемому от усилителя. Усилители могут перегреваться, если они используются с громкоговорителями, слишком низкими для их конструкции. (Например: использование твитеров с сопротивлением 4 Ом со стереосистемой с сопротивлением не менее 8 Ом неприемлемо).
Эффективность твитера (рейтинг SPL)
Как и другие типы динамиков, твитеры имеют рейтинг эффективности.
Это говорит вам, какую громкость в децибелах (дБ) производит твитер при определенной мощности. Обычно указывается как параметр «SPL».
В случае динамиков чем выше эффективность, тем лучше. Для среднестатистических твитеров вы можете ожидать от 89 до 91 дБ при мощности 1 Вт. Для них нет ничего необычного в том, что они звучат «резко» или слишком «ярко» из-за более высокой мощности, чем у среднечастотных или низкочастотных динамиков, с которыми они используются. Отсюда необходимость уменьшить громкость твитера с помощью L-образной прокладки или аттенюационной сети.
Примечание: дБ при 1 Вт/1 м — это стандартный способ измерения эффективности динамиков с помощью тестового оборудования с микрофоном, расположенным на расстоянии 1 метра. Однако для этого есть 2 типа тестов, и это может сбивать с толку.
При сравнении твитеров важно убедиться, что измерения основаны на схожих типах измерений. По возможности сравните 2 твитера с измерениями, основанными на одном и том же стандарте эффективности (1 Вт/1 млн или 2,83 В/1 млн).
Причина этого в том, что 8-омные твитеры требуют более высокого напряжения для создания 1 Вт мощности по сравнению с 4-омными моделями. Точно так же подбор твитеров и низкочастотных динамиков требует такой же осторожности при покупке.
Распространенные типы твитеров и материалы
Материалы
Примеры некоторых наиболее распространенных сегодня типов твитеров. Твитер с мягким куполом (слева) часто изготавливается из текстиля или шелковых материалов, как показано на рисунке. Твитер с металлическим куполом (справа) обычно изготавливается из алюминия, титана или какой-либо гибридной конструкции. Некоторые слушатели предпочитают одно другому, хотя хорошо спроектированный твитер одного типа может превзойти другой. Важно проверить все характеристики и частотную характеристику, если таковая имеется.
Слишком много материалов, используемых для перечисления здесь, но я расскажу о некоторых из наиболее распространенных. Не забывайте, что некоторые из них, продаваемые сегодня, сделаны из множества менее распространенных материалов.
Кроме того, важно всегда внимательно проверять, так как иногда спецификации неясны и вводят в заблуждение.
Некоторые из наиболее распространенных материалов, используемых для изготовления твитеров, включают:
- Шелк, ткань или другую ткань
- Майлар или другие пластмассы
- Пластмассы с металлическим покрытием и материалы PEI
- Металлы: алюминий, титан и сплавы
- Керамика и купола с керамическим покрытием
- Каптон (в ленточных твитерах)
Шелк и ткань являются одними из наиболее распространенных материалов. Титан и другие типы металлов, такие как алюминий, также довольно распространены для твитеров среднего и верхнего ценового диапазона.
Шелковые твитеры
Шелковый купольный твитер является одним из самых популярных типов и часто представляет собой хороший компромисс между стоимостью, производительностью и качеством звука. Отличный пример это пара автомобильных твитеров Polk Audio DB1001.
Эти типы, как правило, хорошо работают и из-за своей дополнительной жесткости часто ассоциируются с определенным «цветом» звука. Другие специальные материалы, такие как керамика и даже алмаз, также используются в других моделях.
Однако очень важно понимать, что тип материала, из которого изготовлен купол твитера, сам по себе не определяет его качество . Вам необходимо всегда проверять технические характеристики, такие как диаграмма частотной характеристики, если она имеется.
Если ничего не предоставлено, лучше поискать дополнительную информацию и купить модель, которая предоставляет эту информацию.
В противном случае вы рискуете, покупая слишком «яркий» или «резкий» твитер, поскольку он может слишком сильно или недостаточно выделять определенные диапазоны звука.
Майлар, PEI и другие
Для изготовления купола типов Mylar и PEI используется пластик. Их часто можно найти в бюджетных наборах компонентов или коаксиальных колонках.
Хотя они дешевле, они обычно не очень хороши для точного, четкого звука. Вы часто можете услышать разницу, сравнивая их непосредственно с парой твитеров с шелковым куполом.
Некоторые модели являются гибридными и используют тип металлического покрытия, которое может обеспечивать или не обеспечивать лучшие характеристики. Все перечисленные типы обычно представляют собой конические твитеры по форме.
Рупорные и компрессионные рупорные твитеры
Рупорный твитер (слева) может управляться магнитным узлом или пьезоизлучателем. Пьезо твитеры очень громкие и эффективные, но не очень хороши с точки зрения качества музыки. «Супертвитер» обычно приводится в действие магнитом, производит больший объем и имеет более высокую номинальную мощность, чем обычные продукты. Оба часто используются для музыкальных мероприятий и собраний на открытом воздухе.
Рупорные твитеры — это особый класс динамиков. Модели начального уровня, такие как пьезо твитеры, недороги и не очень хороши в воспроизведении хороших музыкальных тонов, но они дешевы и очень эффективны.
Их громкость часто намного выше, чем у стандартных твитеров (например, 96 дБ против 91 дБ при мощности 1 Вт).
В отличие от моделей, в которых используется магнит, в пьезоизлучателях для высоких частот используется пьезоэлектрический кристалл, соединенный с механической диафрагмой, подобно цифровым часам или электронным часам, используемым для воспроизведения звука. Обычно они имеют очень высокий импеданс и могут даже не нуждаться в кроссовере. Пьезо-твитер недорог, эффективен (хорошая мощность дБ на ватт), но не очень хорош для качества звука.
Другие рупорные твитеры, используемые в высококачественных домашних стереосистемах, имеют очень хорошую частотную характеристику, а также звук. Чаще всего это динамики типа «компрессионный рупор» с магнитом и куполом, которые крепятся к расширяющемуся наружу корпусу рупора.
Это помогает более эффективно направлять звук и может излучать звук более равномерно, чем другие.
Модели с супертвитером и цилиндрическим твитером
Они аналогичны другим, но могут иметь форму «пули», прикрепленную к куполу для создания высоких уровней звука.
Они отлично подходят для объема и большей мощности.
Такие твитеры можно использовать в ситуациях, когда основными требованиями являются высокая мощность и высокая громкость. Для критического прослушивания и удовольствия в помещении они обычно не очень практичны.
Ленточные твитеры
Ленточный твитер немного отличается от других. В них используется уникальная конструкция с очень тонкой «ленточной» диафрагмой, которая линейно перемещается вперед и назад для воспроизведения звука.
ВЧ-динамики этого типа являются одними из лучших и самых музыкальных, доступных сегодня, но это во многом зависит от дизайна и качества. Цены варьируются от 25 до 600 долларов или около того.
Одна из причин их уникальности заключается в том, что, в отличие от твитеров на основе звуковой катушки и магнита, их импеданс гораздо более плоский во всем частотном диапазоне.
Это означает меньшее взаимодействие с кроссовером из-за колебаний, возникающих при изменении частоты аудиосигнала.
ВЧ-динамик с кольцевым излучателем (концентрическим)
ВЧ-излучатель с двойным кольцом (иногда называемый «концентрическим» кольцом) представляет собой уникальный тип твитера с подвижной поверхностью, состоящей из нескольких колец и центральной заглушки. Эти типы являются более акустически точными и музыкально детализированными твитерами.
Однако твитеры такого типа встречаются реже.
Недостатком является то, что, в отличие от других типов, они издают гораздо меньше звука под углами (так называемый внеосевой отклик). Это означает, что они лучше всего подходят для акустических систем, где они направлены непосредственно на слушателя.
Основные сведения о частотных характеристиках высокочастотного динамика
Как и любой другой громкоговоритель, высокочастотные динамики обладают уникальными характеристиками. На этом изображении вы можете увидеть уровень звука, воспроизводимого на разных частотах (так называемый «отклик»).
