głośnik wysokotonowy stożkowy
głośniki wysokotonowe stożkowe mają tę samą podstawową konstrukcję i forma jako głośnik niskotonowy z optymalizacją do pracy na wyższych częstotliwościach. Optymalizacje to zwykle:
- bardzo mały i lekki stożek, dzięki czemu może się szybko poruszać;
- materiały stożkowe wybrane ze względu na sztywność (np. stożki ceramiczne w jednej linii producenta) lub dobre właściwości tłumiące (np. papier, jedwab lub tkanina powlekana) lub oba te rodzaje;
- zawieszenie (lub pająk), które jest sztywniejsze niż w przypadku innych głośników—mniejsza elastyczność jest potrzebna do reprodukcji wysokiej częstotliwości;
- małe cewki głosowe (typowe 3/4 cala) i lekki (cienki) przewód, który również pomaga stożkowi głośnika wysokotonowego poruszać się szybko.
stożkowe głośniki wysokotonowe były popularne w starszych stereofonicznych głośnikach hi-fi zaprojektowanych i wyprodukowanych w latach 60.i 70. jako alternatywa dla kopułkowego głośnika wysokotonowego (który został opracowany pod koniec lat 50.). Głośniki wysokotonowe są dziś często stosunkowo tanie, ale wiele z nich w przeszłości było wysokiej jakości, jak te Audax / Polydax, Bozak, CTS, JBL, Tonegen i SEAS. Te vintage stożkowe głośniki wysokotonowe wykazywały bardzo płaską odpowiedź częstotliwościową, niskie zniekształcenia, szybką odpowiedź przejściową, niską częstotliwość rezonansową i delikatny, low-endowy roll-off, ułatwiający konstrukcję zwrotnicy.
typowe dla epoki lat 60./70. XX wieku były stożkowe głośniki wysokotonowe CTS „phenolic ring”, charakteryzujące się płaską reakcją od 2000 do 15 000 Hz, niskimi zniekształceniami i szybką reakcją przejściową. Głośnik wysokotonowy CTS” phenolic ring ” bierze swoją nazwę od pomarańczowego pierścienia zawieszenia krawędzi, który ma, który jest wykonany z fenolu. Był używany w wielu markach i modelach dobrze cenionych kolumn vintage i był urządzeniem w średniej cenie.
stożkowe głośniki wysokotonowe mają węższą charakterystykę dyspersji, która jest taka sama jak głośniki niskotonowe. wielu projektantów wierzyło, że to sprawia, że dobrze pasują do średniotonowych i niskotonowych głośników stożkowych, umożliwiając znakomite obrazowanie stereo. Jednak „sweet spot” stworzony przez wąską dyspersję stożkowych głośników wysokotonowych jest niewielki. Głośniki ze stożkowymi głośnikami wysokotonowymi oferowały najlepsze obrazowanie stereo w narożach pomieszczenia, co było powszechną praktyką w latach 50., 60.i na początku lat 70.
w latach 70. i 80. powszechne wprowadzenie wyższej jakości płyt audiofilskich i pojawienie się płyty CD spowodowało, że głośnik wysokotonowy stożkowy wypadł z popularności, ponieważ głośniki wysokotonowe stożkowe rzadko rozciągają się po 15 kHz. Audiofile uważali, że stożkowe głośniki wysokotonowe nie mają „przewiewności” kopułkowych głośników wysokotonowych lub innych typów. Mimo to wiele wysokiej klasy stożkowych głośników wysokotonowych pozostało w limitowanej produkcji Audax, JBL i SEAS aż do połowy lat 80.
stożkowe głośniki wysokotonowe są obecnie rzadko używane w nowoczesnych zastosowaniach hi-fi i są rutynowo spotykane w tanich zastosowaniach, takich jak Głośniki samochodowe, kompaktowe systemy stereo i boom Boxy. Niektórzy producenci głośników butikowych powrócili niedawno do wysokiej klasy stożkowych głośników wysokotonowych, szczególnie do modeli pierścieni fenolowych CTS, aby stworzyć produkt w stylu vintage.
tweeterEdit
głośnik wysokotonowy kopułkowy jest zbudowany przez przymocowanie cewki głosowej do kopuły (wykonanej z tkaniny, cienkiego metalu lub innego odpowiedniego materiału), która jest przymocowana do magnesu lub górnej płyty za pomocą zawieszenia o niskiej zgodności. Te głośniki wysokotonowe zazwyczaj nie mają ramki ani kosza, ale prostą przednią płytkę przymocowaną do zespołu magnesu. Głośniki wysokotonowe są podzielone na kategorie według średnicy cewki i wahają się od 19 mm (0,75 cala) do 38 mm (1,5 cala). Zdecydowana większość kopułkowych głośników wysokotonowych stosowanych obecnie w głośnikach hi-fi ma średnicę 25 mm (1 cal).
odmianą jest chłodnica pierścieniowa, w której głównym elementem promieniującym staje się „zawieszenie” stożka lub kopuły. Te głośniki wysokotonowe mają inną charakterystykę kierunkową w porównaniu ze standardowymi głośnikami wysokotonowymi kopułkowymi.
tweeter piezoelektryczny
piezoelektryczny (lub piezoelektryczny) głośnik wysokotonowy zawiera piezoelektryczny kryształ sprzężony z mechaniczną membraną. Sygnał dźwiękowy jest przykładany do kryształu, który reaguje zginając proporcjonalnie do napięcia przyłożonego na powierzchni kryształu, przekształcając w ten sposób energię elektryczną w mechaniczną.
Konwersja impulsów elektrycznych na drgania mechaniczne i konwersja zwróconych wibracji mechanicznych z powrotem na energię elektryczną jest podstawą do badań ultradźwiękowych. Aktywny element jest sercem przetwornika, ponieważ przekształca energię elektryczną w energię akustyczną i odwrotnie. Element aktywny jest zasadniczo kawałkiem spolaryzowanego materiału (tj. niektóre części cząsteczki są naładowane dodatnio, podczas gdy inne części cząsteczki są naładowane ujemnie) z elektrodami przymocowanymi do dwóch przeciwległych powierzchni. Gdy pole elektryczne jest przyłożone do materiału, spolaryzowane cząsteczki wyrównają się z polem elektrycznym, powodując indukowane dipole w strukturze molekularnej lub krystalicznej materiału. To wyrównanie cząsteczek spowoduje, że materiał zmieni wymiary. Zjawisko to znane jest jako elektrostrykcja. Ponadto trwale spolaryzowany materiał, taki jak kwarc (SiO2) lub tytanian baru (BaTiO3), wytworzy pole elektryczne, gdy materiał zmieni wymiary w wyniku nałożonej siły mechanicznej. Zjawisko to jest znane jako efekt piezoelektryczny.
głośniki wysokotonowe Piezo rzadko są używane w high-endowym audio ze względu na ich niską wierność, chociaż występowały w niektórych high-endowych konstrukcjach z końca lat 70., takich jak Celef PE1, w którym były używane jako super tweeter w połączeniu z konwencjonalnym kopułkowym głośnikiem wysokotonowym. Są one często używane w zabawkach, brzęczkach, alarmach, szafach głośnikowych gitary basowej, tanich głośnikach komputerowych lub stereo i rogów PA.
tweeter wstęgowy
wstęgowy głośnik wysokotonowy wykorzystuje bardzo cienką membranę (często z aluminium, a może metalizowaną folię z tworzywa sztucznego), która podtrzymuje płaską cewkę często wytwarzaną przez osadzanie oparów aluminium, zawieszoną w silnym polu magnetycznym (Zwykle dostarczanym przez magnesy neodymowe) w celu odtworzenia wysokich częstotliwości. Rozwój wstęgowych głośników wysokotonowych w mniejszym lub większym stopniu podążał za rozwojem wstęgowych mikrofonów. Wstążka jest z bardzo lekkiego materiału i dzięki temu jest w stanie uzyskać bardzo wysokie przyspieszenie i rozszerzone pasmo przenoszenia. Taśmy tradycyjnie nie były zdolne do dużej wydajności (głównym powodem są duże szczeliny magnetyczne prowadzące do słabego sprzężenia magnetycznego). Ale wersje wysokotonowe wstęgowe o wyższej mocy stają się powszechne w wielkoskalowych systemach liniowych wzmacniających dźwięk, które mogą służyć tysiącom odbiorców. Są one atrakcyjne w tych zastosowaniach, ponieważ prawie wszystkie wstęgowe głośniki wysokotonowe z natury wykazują użyteczne właściwości kierunkowe, z bardzo szeroką dyspersją poziomą (pokrycie) i bardzo ciasną dyspersją pionową. Przetworniki te można łatwo układać pionowo, tworząc układ linii wysokiej częstotliwości, który wytwarza wysokie poziomy ciśnienia akustycznego znacznie dalej od lokalizacji głośników niż konwencjonalne głośniki wysokotonowe.
płasko-magnetyczny tweeter
niektórzy projektanci głośników używają płasko-magnetycznego Tweetera, czasami nazywanego quasi-wstęgą. Planarne magnetyczne głośniki wysokotonowe są na ogół tańsze niż prawdziwe wstążkowe głośniki wysokotonowe, ale nie są dokładnie równoważne, ponieważ taśma z folii metalowej jest lżejsza niż membrana w płaskim magnetycznym głośniku wysokotonowym, a struktury magnetyczne są różne. Zwykle stosuje się cienki kawałek folii PET lub tworzywa sztucznego z drutem cewki głosowej biegnącym wielokrotnie pionowo na materiale. Konstrukcja magnesu jest tańsza niż w przypadku wstęgowych głośników wysokotonowych.
tweeter elektrostatyczny
elektrostatyczny głośnik wysokotonowy działa na tych samych zasadach, co Pełnozakresowy Głośnik elektrostatyczny lub para słuchawek elektrostatycznych. Ten typ głośnika wykorzystuje cienką membranę (zazwyczaj z tworzywa sztucznego i zazwyczaj z folii PET), z cienką powłoką przewodzącą, zawieszoną między dwoma ekranami lub perforowanymi blachami, określanymi jako stojany.
wyjście wzmacniacza napędowego jest przykładane do pierwotnego transformatora stepowego z centralnym naciągiem wtórnym, a bardzo wysokie napięcie-od kilkuset do kilku tysięcy woltów-jest przykładane między centralnym kranem transformatora a membraną. Elektrostatyka tego typu musi zawierać zasilacz wysokiego napięcia, aby zapewnić używane wysokie napięcie. Stojany są podłączone do pozostałych zacisków transformatora. Gdy sygnał audio jest przyłożony do pierwotnego transformatora, stojany są napędzane elektrycznie o 180 stopni poza fazą, naprzemiennie przyciągając i odpychając membranę.
nietypowym sposobem napędzania głośnika elektrostatycznego bez transformatora jest podłączenie płyt wzmacniacza lampowego push-pull bezpośrednio do stojanów, a zasilanie wysokiego napięcia między membraną a masą.
Elektrostatyka ma zmniejszone zniekształcenia harmoniczne parzystego rzędu ze względu na ich konstrukcję push-pull. Mają też minimalne zniekształcenia fazowe. Projekt jest dość stary (oryginalne patenty pochodzą z lat 30.), ale zajmuje bardzo mały segment rynku ze względu na wysokie koszty, niską wydajność, duże rozmiary dla pełnych projektów i kruchość.
AMT tweeterEdit
Głośnik Wysokotonowy Air Motion Transformer działa wypychając powietrze prostopadle z plisowanej membrany. Jego membrana to złożone fałdy folii (zazwyczaj folii PET) wokół aluminiowych rozpórek utrzymywanych w silnym polu magnetycznym. W ostatnich dziesięcioleciach ESS z Kalifornii wyprodukował serię kolumn hybrydowych wykorzystujących takie głośniki wysokotonowe, wraz z konwencjonalnymi głośnikami niskotonowymi, określając je jako przetworniki Heila po ich wynalazcy, Oskarze Heilu. Są one zdolne do znacznych poziomów wyjściowych i są raczej bardziej wytrzymałe niż Elektrostatyka lub taśmy, ale mają podobne ruchome elementy o małej masie.
większość obecnie używanych przetworników AMT jest podobna pod względem wydajności i częstotliwości do oryginalnych konstrukcji Oskara Heila z Lat 70.
horn tweeterEdit
horn tweeter to dowolny z powyższych głośników wysokotonowych sprzężonych ze strukturą flared lub horn. Rogi służą do dwóch celów-do kontrolowania dyspersji, oraz do łączenia membrany wysokotonowej z powietrzem dla większej wydajności. Głośnik wysokotonowy w obu przypadkach jest zwykle nazywany przetwornikiem kompresji i różni się od bardziej popularnych typów głośników wysokotonowych (patrz wyżej). Właściwie użyty klakson poprawia pozaosiową reakcję głośnika wysokotonowego, kontrolując (tj. zmniejszając) kierunkowość głośnika wysokotonowego. Może również poprawić sprawność głośnika wysokotonowego, łącząc stosunkowo wysoką impedancję akustyczną głośnika z niższą impedancją powietrza. Im większy róg, tym niższe częstotliwości, przy których może pracować, ponieważ duże rogi zapewniają sprzężenie z powietrzem przy niższych częstotliwościach. Istnieją różne rodzaje rogów, w tym radialna i stała kierunkowość (CD). Tubowe głośniki wysokotonowe mogą mieć nieco „inną” sygnaturę dźwiękową niż proste kopułkowe głośniki wysokotonowe. Źle zaprojektowane rogi, czy niewłaściwie przekreślone rogi, mają przewidywalne problemy z dokładnością ich wyjścia i obciążeniem, jakie prezentują wzmacniaczowi. Być może zaniepokojeni obrazem źle zaprojektowanych rogów, niektórzy producenci używają głośników wysokotonowych obciążonych tubą, ale unikają używania tego terminu. Ich eufemizmy to „eliptyczna apertura „”półksiężyc” i „sterowana kierunkowością”. Są to jednak formy obciążenia klaksonem.
plasma lub ion tweeterEdit
ponieważ zjonizowany gaz jest naładowany elektrycznie, a więc może być manipulowany przez zmienne pole elektryczne, możliwe jest użycie małej kuli plazmy jako głośnika wysokotonowego. Takie głośniki wysokotonowe nazywane są wysokotonowym” plazmowym „lub wysokotonowym” jonowym”. Są one bardziej złożone niż inne głośniki wysokotonowe (generacja plazmy nie jest wymagana w innych typach), ale oferują tę zaletę, że ruchoma masa jest optymalnie niska, a więc bardzo reaguje na wejście sygnału. Tego typu głośniki wysokotonowe nie są zdolne do wysokiej wydajności, ani do innych niż bardzo wysoka reprodukcja częstotliwości, a więc są zwykle używane w gardle konstrukcji tubowej do zarządzania użytecznymi poziomami wyjściowymi. Jedną z wad jest to, że łuk plazmowy zazwyczaj wytwarza ozon, trujący gaz, w małych ilościach jako produkt uboczny. Z tego powodu Głośniki Magnat „magnasphere” niemieckiej produkcji zostały zakazane w imporcie do Stanów Zjednoczonych w 1980 roku.
w przeszłości dominującym dostawcą był DuKane koło St Louis w USA, który produkował Ionovac; sprzedawany również w wersji brytyjskiej jako Ionophane. Electro-Voice przez krótki czas tworzyło model na licencji DuKane. Te wczesne modele były wybredne i wymagały regularnej wymiany ogniwa, w którym wytwarzano plazmę (Jednostka DuKane wykorzystywała precyzyjnie obrobione ogniwo kwarcowe). W rezultacie były to jednostki drogie w porównaniu do innych konstrukcji. Ci, którzy słyszeli Ionovacs, donoszą, że w sensownie zaprojektowanym systemie głośnikowym wysokie tony były „przewiewne” i bardzo szczegółowe, choć wysoka moc nie była możliwa.
w latach 80.w głośnikach Plasmatronics zastosowano również głośnik wysokotonowy plazmowy, choć producent nie pozostał na rynku zbyt długo i bardzo niewiele z tych skomplikowanych urządzeń zostało sprzedanych.