ВЧ-динамик - Tweeter


Из Википедии, свободной энциклопедии
Вид в разрезе динамического твитера с акустической линзой и куполообразной мембраной.
  1. Магнит
  2. Звуковая катушка
  3. перепонка
  4. Подвеска

Высокочастотный динамик или высокочастотный динамик представляет собой особый тип громкоговорителя (обычно куполообразный или рог-тип) , который предназначен для получения высоких звуковых частот, как правило , от около 2000  Гц до 20000 Гц ( как правило , считаются верхним пределом человеческого слуха). Специальные твитеры может поставить высокие частоты до 100 кГц. Название происходит от высоких скатных звуки , издаваемые некоторыми птицами (Твиты), особенно в отличие от низких woofs сделанных многими собаками , после чего водители низкочастотные названы ( вуферы ).

операция

Динамик Ом с поворотным «яичного твиттер».
Ом CAM 16 динамика с «яичным твитером».

Почти все твитеры являются электродинамическими драйверами , использующими звуковой катушку , подвешенной в фиксированном магнитном поле. Эти конструкции работают с применением тока от выхода усилителя цепи к катушке провода , называемой звуковой катушкой . Звуковая катушка производит переменное магнитное поле, которое работает против фиксированного магнитного поля магнита , вокруг которого цилиндрическая звуковая катушка подвешена, заставляя звуковую катушку и диафрагму , прикрепленную к нему , чтобы двигаться. Это механическое движение напоминает форму волны электронного сигнала , поступающего с выхода усилителя к звуковой катушке. Так как катушка прикреплена к диафрагме, вибрационное движение звуковой катушки передает к диафрагме; диафрагма , в свою очередь вибрирует воздух, создавая тем самым воздушные движения или звуковые волны, которые слышится , как высокие звуки.

Современные твитеры , как правило , отличаются от старых твитеров, которые обычно были небольшие версиями вуфера . Поскольку технология твитер продвинулось, различные приложения дизайна стали популярными. Многие твитер диафрагмы термоформования из полиэфирной пленки, или шелка или полиэфирной ткани, которая была пропитана полимерной смолой. Жесткий купол твитеры, как правило , изготовлены из алюминия, алюминиево-магниевых сплавов, или титана.

Высокочастотные предназначены для преобразования электрического сигнала в механическое движение воздуха с чем складывать или вычитать, но этот процесс несовершенен, и в реальном мире твитеры включают компромиссы. Среди проблем в области дизайна твитера и производствах являются: обеспечение адекватного демпфирования, чтобы остановить движение купола быстро заканчивается, когда сигнал; обеспечение подвески линейности, позволяя высокий выход на нижнем конце его диапазона частот; обеспечение свободы от контакта с магнитным узлом, держа купол по центру, как она двигается; и обеспечивая надлежащую обработку мощности без добавления чрезмерной массы.

Высокочастотные может также работать в сотрудничестве с вуфера, которые ответственны за генерацию низких частот или низких частот.

Некоторые твитеры сидят за пределами основного корпуса в их собственной полунезависимой единицы. Примеры включают в себя " супер твитеры и роман„яичный твитер“по Ом . Последнее пробки в и вертлюги для регулировки звукового поля в зависимости от положения слушателя и предпочтений пользователя. Отделение от перегородки считается оптимальным по теории , что наименьший Перегородка можно оптимально для твитеров.

Спектр

Большинство твитеры предназначены для воспроизведения частот вплоть до формально определенного верхнего предела человеческого слухового диапазона (обычно указан как 20 кГц); некоторые работают на частотах до примерно 30 кГц. Твитеры с большим верхней частью диапазона были разработаны для психоакустического тестирования, для расширенного диапазона цифрового звука , таких как Super Audio CD , предназначенного для меломанов , для биологов , выполняющих исследование по реакции животных на звуки, и для окружающих звуковых систем в зоопарках. Ленточные твитеры были сделаны , которые могут воспроизводить 80 кГц и даже 100 кГц.

Купольные материалы

Все купольные материалы имеют свои преимущества и недостатки. Три свойства дизайнеры ищут в куполах низкая масса, высокая жесткость и хорошее демпфирование. Celestion были первыми производителями для изготовления купольных твитеров из металла, медь . В настоящее время другие металлы , такие как алюминий , титан , магний и бериллий , а также различные их сплавы, которые используются, будучи как легким , так и жесткими , но имеющим низкое демпфирование; их резонансные моды происходят выше 20 кГц. Более экзотические материалы, такие как синтетический алмаз , также используются для их чрезвычайной жесткости. Полиэтилентерефталат пленки и тканые шелковые меньше страдают звона, но не столь жесткими, что может ограничивать их очень высокой выходной частоты.

В целом, более мелкие купольные твитеры обеспечивают широкую дисперсию звука на высоких частотах. Тем не менее, небольшие купольные твитеры имеют меньше площадь излучения, что ограничивает их выход на нижнем конце их диапазона; и они имеют меньшие звуковые катушки, которые ограничивают их общую выходную мощность.

Ferrofluid

Ferrofluid представляет собой суспензию очень малых магнитных частиц ( как правило , 10 нм) оксида железа в очень низкой летучестью жидкости, как правило , синтетическое масло. Широкий диапазон вязкости и плотности вариантов магнитных позволяют разработчикам добавлять демпфирование, охлаждение, или обоих. Ferrofluid также помогает в центрирования звуковой катушки в магнитном зазоре, уменьшение искажений. Жидкость обычно вводят в магнитный зазор , и удерживается на месте с помощью сильного магнитного поля. Если высокочастотный динамик был подвергнут повышенных уровней мощности, некоторые утолщение феррожидкости происходит, как часть жидкости - носителя испаряется. В крайнем случае, это может ухудшить качество звука и выходного уровня высокочастотного динамика, и жидкость должна быть удалена и установлена новая жидкость.

Профессиональные звуковые приложения

Твитеры , предназначенные для усиления звука и музыкальных инструментов приложений в целом аналогичны высоким твитеры верности, хотя они , как правило , не называют твитеры, но как «высокочастотных драйверов». Основные отличия требования конструкции: Крепежные построенные для повторной транспортировки и обработок, водители часто устанавливают на рожок структуры для обеспечения более высоких уровней звука и усиления контроля дисперсии звука, и более надежные звуковые катушки , чтобы выдерживать более высокие уровни мощности , как правило , с которыми сталкиваются. Высокочастотные водитель в рогах PA часто называют « компрессионные драйверами » из режима акустической связи между диафрагмой водителя и горловиной.

Различные материалы используются в строительстве диафрагм драйвера сжатия , включая титан, алюминий, фенольной пропитывают ткань, полиимида и ПЭТ пленки , каждый из которых имеет свои особенности. Мембрана приклеивается к звуковой катушки, как правило , сделаны из другого материала , из купола, так как он должен справиться с теплом без разрыва или значительного изменения размеров. Пленки, Nomex и стекловолокно популярны для этого приложения. Суспензия может быть продолжением диафрагмы и приклеивает к монтажному кольцу, которое может поместиться в паз, над штифтами или быть скрепленными винтами. Диафрагмы , как правило , в форме перевернутого купола и нагрузки в ряд конических каналов в центральной структуре , называемом фаза плагиным , который уравнивает длину пути между различными областями диафрагмы и горловиной, предотвращая акустические отмены между различными точками на диафрагма поверхности. Фазы пробка выходит в коническую трубку, которая образует начало самого рога. Это медленно расширяется горло в драйвере продолжается в роговой вспышке. Рог вспышка контролирует образец покрытия, или направленность, а также в качестве акустического трансформатора, добавляет усиление. Профессиональный сочетание рога и сжатие водитель имеет выходную чувствительность между 105 и 112 дБ / Вт / метр. Это значительно более эффективным (и менее термически опасно небольшой звуковой катушки и бывший) , чем другие конструкции твитера.

Типы твитеров

Конус твитера

Конус ВЧ - динамик от Marantz громкоговорителя 5G

Конусные твитеры имеют одинаковую базовую конструкцию и форму в виде низкочастотного динамика с оптимизацией, чтобы работать на более высоких частотах. Оптимизации обычно являются:

  • очень маленький и легкий конус, чтобы он мог быстро перемещаться;
  • конусные материалы, выбранные для жесткости (например, керамические конусы в линии одного производителя), или хорошие свойства демпфирования (например, бумага, шелк или ткань с покрытием) или оба;
  • суспензия (или паук), который является более жестким, чем для других водителей менее гибкость, необходимые для воспроизведения высокой частоты;
  • небольшие звуковые катушки (3/4 дюйма является типичным) и света (тонкий) провод, который также помогает твитер конус быстро двигаться.

Конусные твитеры были популярны в старых стерео привет-фантастических колонок, разработанных и изготовленных в 1960-е и 1970-е годы в качестве альтернативы купольного твитера (который был разработан в конце 1950-х годов). Конусные твитеры сегодня часто относительно дешевы, но многие из тех, кто в прошлом были высокого качества, такие, как те, сделанные Audax / Polydax, Bozak, CTS, JBL, Tonegen и SEAS. Эти старинные твитеры конуса выставлены очень плоская частотная характеристика, низкие уровень искажений, быстрая переходная характеристику, низкая резонансная частота и нежные низы скатывание, ослабление дизайна кроссовера.

Типичный 1960/1970-эры были CTS «фенольного кольца» конус твитеры, демонстрируя плоскую характеристику от 2000 до 15000 Гц, низким уровнем искажений и быстрой переходной характеристики. «Фенольное кольцо» твитер CTS получил свое название от оранжевого цвета кромки подвески кольца, что он имеет, который сделан из фенольных. Он был использован во многих марках и моделях хорошо зарекомендовавших винтажных динамиков, и был средним ценовым блоком.

Конусные твитеры имеют более узкую дисперсионную характеристику, которая является таким же, как конус низкочастотного динамика. Поэтому многие дизайнеры считали, что это сделало их хорошее совпадение с коническим среднечастотными и вуфер, обеспечивая превосходный стереоэффект. Тем не менее, «сладкое пятно», созданное узкой дисперсия конуса твитеров мало. Выступающие с коническими твитеры предложил лучший стереообраз, когда они расположены в углах комнаты, общую практику в 1950-х, 1960-х и начале 1970-х годов.

В течение 1970-х и 1980-х годов, широкое внедрение более высокого качества аудиофилов дисков и появлением компакт-диска вызвало конус ВЧ-динамик выпадать популярности, потому что конусные твитеры редко простираться мимо 15 кГц. Меломаны почувствовал, что конус твитеры не хватало «воздушность» купольных твитеров или других типов. Тем не менее, многие высокого класса конусные твитеры остался в ограниченном производстве по Audax, JBL и SEAS до середины 1980-х годов.

Конусные твитеры теперь редко используются в современном использовании привет-фантастическом и обычно видели в низкой стоимости приложений, таких как заводские динамики автомобиля, компактные стереосистемы и стрелы коробки. Некоторые производители бутик спикера недавно вернулись высоким класс конусных твитеров, особенно воссозданных CTS фенольных кольцевые моделей, чтобы создать старинный звучащий продукт.

Купол твитера

Купол твитер выполнен путем присоединения звуковой катушки к куполу (изготовленный из тканого материала, тонкого металла или другого подходящего материала), который прикреплен к магниту или верхней пластине через низкую подвеску соответствия. Эти твитеры, как правило, не имеют раму или корзины, но простую переднюю пластину, прикрепленную к сборке магнита. Купол твитеры классифицируются по их диаметр звуковой катушки, и в диапазоне от 19 мм (0,75 дюйма), через 38 мм (1,5 дюйма). Подавляющее большинство купольные твитеры применяемых в настоящее время в привет-фи динамиков 25 мм (1 дюйм) в диаметре.

Вариант является кольцо радиатора, в котором «подвески» конуса или купола становится основным излучающим элемент. Эти твитеры имеют различные характеристики направленности по сравнению со стандартными купольные твитеры.

Пьезо твитер

Пьезо (или пьезоэлектрический) ВЧ - динамик содержит пьезоэлектрический кристалл , соединенный с механической диафрагмой. Звуковой сигнал подается на кристалл, который отвечает сгибая пропорционально напряжения , приложенного к поверхности кристалла, таким образом преобразования электрической энергии в механическую.

Преобразование электрических импульсов в механические колебания и преобразование механических колебаний , возвращаемых обратно в электрическую энергию является основой для ультразвукового контроля. Активный элемент является сердцем преобразователя , как он преобразует электрическую энергию в акустическую энергию, и наоборот. Активный элемент в основном кусок поляризованного материала (т.е. некоторые части молекул заряжены положительно, в то время как другие части молекул заряжены отрицательно) с электродами , прикрепленных к двум из его противоположных граней. Когда электрическое поле прикладываетса к материалу, поляризованные молекулы будут присоединяются к электрическому полю, в результате индуцированных диполей в пределах молекулярной или кристаллической структуры материала. Это выравнивание молекул приведет к тому , что материал изменять размеры. Это явление известно как электрострикция . Кроме того, постоянно поляризованный материал , такие как кварц (SiO 2 ) или титанат бария (BaTiO 3 ) будет производить электрическое поле , когда материал изменяет размеры в результате навязанной механической силы. Это явление известно как пьезоэлектрический эффект .

Пьезоэлектрические твитеры никогда не привыкают в высококачественных аудио из-за их низкой точности, но они часто привыкают в игрушки, зуммеры, сигнализация дешевых компьютера или стереодинамики и рогами PA.

Лента твиттер

Philips ленты твитер.

Лента твитер использует очень тонкую мембрану (часто из алюминия, или , возможно , металлизированного пластиковой пленки) , которая поддерживает плоскую катушку часто изготавливают путем осаждения из паров алюминия, подвешенный в мощном магнитном поле (обычно обеспечивается неодимовых магнитов) для воспроизведения высоких частот. Развитие ленточных твитеров имеет более или менее следит за развитием ленточных микрофонов . Лента имеет очень легкого материал и так способны очень высокого ускорения и расширенную высокие частотную характеристику. Ленты традиционно были неспособны к высокой производительности (большие зазоры магнита приводит к плохой магнитной связи является основной причиной). Но более высокие версии мощности ленточных твитеров становятся все более распространенными в крупномасштабных звукоусиления систем линейных массивов, которые могут служить аудитории тысяч. Они привлекательны в этих приложениях , так как почти все ленты твитеры по своей природе обладают полезными свойствами направленности, с очень широкой горизонтальной дисперсией (покрытия) и очень жесткой вертикальной дисперсией. Эти драйвера могут быть легко уложены вертикально, построение массива высокочастотных линий , которая производит высоких уровни звукового давления намного дальше от места колонок , чем делать обычные твитер.

Планарная-магнитный твитер

Некоторые дизайнеры используют акустические плоскостной-магнитный твитер, который иногда называют квази-ленту. Планарные магнитные твитеры , как правило , дешевле , чем истинные твитеры ленты, но не точно эквивалентны как лента металлической фольги легче , чем диафрагмы в плоской магнитной твитера и магнитные структуры различны. Как правило , тонкий кусок пленки ПЭТ используется или пластик с звуковой катушкой проволокой работает много раз вертикально на материале. Структура магнита является менее дорогостоящей , чем для ленточных твитеров.

Электростатический твитер

Shackman MHT85 Электростатический твитер.

Электростатическое твитер действует на тех же принципах , как полный диапазон электростатического громкоговорителя или пары электростатических наушников. Этот тип громкоговорителя использует тонкую мембрану ( как правило , пластиковую и обычно ПЭТ пленки), с тонким проводящим покрытием, подвешенной между двумя экранами или перфорированными металлическими листами, упоминается как статоры.

Выход ведущего усилителя подается на первичную обмотку повышающего трансформатора с-в - вольт применяется центрального отвода вторичной обмотки, и очень высокого напряжения от нескольких сотен до нескольких тысяч между центром крана трансформатора и диафрагмой. Электростатика этого типа обязательно включать в себя источник питания высокого напряжения , чтобы обеспечить высокое напряжение , используемое. Статоры подключены к остальным клеммам трансформатора. Когда звуковой сигнал подается на первичную обмотку трансформатора, статоры с электрическим приводом на 180 градусов по фазе, попеременно притягивающих и отталкивающих диафрагму.

Необычный способ вождения электростатического динамика без трансформатора, чтобы соединить пластины усилителя лампового двухтактного непосредственно к статорам, и высокое напряжение питание между диафрагмой и землей.

Электростатика свели четного порядка гармонических искажений из-за их двухтактного дизайна. Они также имеют минимальное искажение фазы. Дизайн довольно старый (оригинальные патенты датируются 1930-х годов), но занимает очень небольшой сегмент рынка из-за высоких затрат, низкая эффективность, большой размер для полных конструкций диапазона и хрупкости.

AMT твитер

Air Motion Transformer твитер работает, нажав воздух перпендикулярно от гофрированной мембраны. Его диафрагма сложенные складки пленки ( как правило , ПЭТ - пленка) вокруг алюминиевых распорок , проведенных в сильном магнитном поле. В последних десятилетиях, ESS Калифорнии выпустила серию гибридных акустических систем с использованием таких твитеров, наряду с обычными вуфер, обращаясь к ним , как Heil преобразователи после их изобретателя, Oskar Heil . Они способны значительных уровней выходных и гораздо более прочные , чем электростатики или ленты, но имеют сходные маломассивные двигающиеся элементы.

Большинство современных АМТ драйверов, используемых сегодня подобны в эффективности и частотной характеристики на оригинальных Oskar Heil конструкций 1970-х годов.

рупорный твитер

Рог твитер представляет собой любой из указанных выше твитеров в сочетании с расширяющейся или рупорной конструкцией. Рожки используются для двух целей - для управления дисперсией, а также пару Твитера диафрагмы на воздух в течение более высокой эффективности. Твитер в любом случае, как правило , называют компрессионный динамик и довольно сильно отличается от более общих типов твитеров (см . Выше) При правильном использовании рог улучшает реакцию внеосевой твитеры пути управления (то есть, уменьшая) направленностью высокочастотного динамика. Это также может повысить эффективность твитера путем сочетания относительно высокий акустический импеданс водителя к более низким импедансом воздуха. Больше рога, тем ниже частота , на которых он может работать, так как большие рога обеспечивают сцепление на воздух при более низких частотах. Существуют различные виды рогов, в том числе радиальных и постоянной направленности (CD). Хорн твитеры может иметь несколько «другую» звуковую сигнатуру , чем простые купольные твитеры. Плохо разработанные рога, или неправильно перечеркнутые над рогами, предсказуемые проблемы в точности их производства, а также нагрузка , которую они представляют к усилителю. Может быть обеспокоен изображением плохо спроектированным рога, некоторые производители используют роговые загружены твитер, но не использовать этот термин. Их эвфемизмы включают в себя «эллиптическую апертуру» «пол-рог» и «Направленность контролируемой». Это, тем не менее, форма роговой нагрузки.

Плазменный или ионный твитер

Поскольку ионизированный газ электрически заряжен и так можно манипулировать с помощью переменного электрического поля, можно использовать небольшую сферу плазмы в качестве твитера. Такие твитеры называются «плазма» ВЧ - динамик или «ион» ВЧ - динамик. Они являются более сложными , чем другие твитеры (генерации плазмы не требуется в других типах), но обладают тем преимуществом , что движущаяся масса оптимально низким, и поэтому очень отзывчив на вход сигнала. Эти типы твитеров не способны к высокой производительности, ни, кроме очень высокой частоты воспроизведения, и так, как правило , используются в горловине рупорной структуры для управления используемых уровней выходного сигнала. Один недостаток заключается в том , что плазменная дуга обычно производит озон , а яд газа, в небольших количествах в качестве побочного продукта. Из - за этого немецкого производства Magnat «magnasphere» динамики были запрещены из импорта в США в 1980 - х годах.

В прошлом основным поставщиком был DUKANE возле Сент - Луис в США, который сделал Ionovac; также продается в варианте Великобритании как Ionophane. Electro-Voice сделал модель в течение короткого промежутка времени в соответствии с лицензией от DUKANE. Эти ранние модели были привередливы и требуют регулярной замены ячейки , в котором была создана плазма (блок DUKANE используется с высокой точностью, кварцевой кюветой). В результате, они были дорогие единицы по сравнению с другими конструкциями. Те , кто слышал Ionovacs сообщают , что в разумно спроектированной системе громкоговорящей, максимумы были «воздушные» и очень подробно, хотя высокая производительность не удалось.

В 1980 году Plasmatronics динамик также используется плазменный твитер, хотя производитель не остался в бизнесе очень долго и очень немногие из этих сложных единиц было продано.

Смотрите также

Рекомендации