Громкоговорители: устройство, принцип работы и сферы применения

Громкоговорители используются очень давно. Название этих устройств говорит само за себя – они способны громко передавать звуки. В сегодняшней статье мы узнаем о таком оборудовании, а также в каких сферах оно используется.

Громкоговоритель являет собой специальное устройство, которое используется для воспроизведения громких звуков. Усиление исходящего от источника сигнала у современных агрегатов происходит механически или при помощи электроакустического способа. В охранно-пожарных устройствах комбинированного подвида громкоговорители обычно используются с целью оповестительного оборудования и прекрасно справляются со своими обязанностями. За счет применения этих технических устройств в комбинации с мощными световыми указателями заметно снижаются риски при эвакуации персонала или посетителей учреждений.

Качественные модели громкоговорителей, которые выпускают современные производители, перестали использоваться только в качестве предупредительных устройств на случай пожара.

Александр Грэм Бэлл запатентовал первую электродинамическую головку как одну из составляющих частей телефона. Это произошло в 1876-1877 гг. А уже в 1878 году конструкцию усовершенствовал Вернер фон Сименс. В 1881 году Никола Тесла тоже сделал заявление об изобретении устройства похожего типа, но не занялся его патентованием. В это же время Томас Эдисон заполучил британский патент на систему, которая могла задействовать сжатый воздух в роли механизма звукового усиления в ранних роликовых фонографах, но в итоге установил обыкновенный рупор из металла.

В 1898 году Х. Шорт запатентовал устройство громкоговорителя, управление которого осуществлялось при помощи сжатого воздуха. После этого он продал права на свою разработку Чарльзу Парсонсу.

Часть компаний, среди которых были и Victor Talking Machine Company, и Pathe, специализировалось на выпуске проигрывателей, в конструкции которых присутствовали головки, управляемые сжатым воздухом. Но устройства указанного типа использовались ограниченно, потому что не могли выдавать хорошего качества звука. На низкой громкости стойкого звучания добиться было невозможно. Разновидности этих систем задействовались в звукоусилительных установках и в редких случаях в промышленных (в испытательной технике) масштабах.

Нынешняя конструкция головки, имеющей подвижную катушку, была разработана специалистом Оливером Лоджем в 1898 году. Принцип работы этой детали был запатентован в 1924 году Честером У. Райсом и Эдвардом У. Келлогом.

Первые ГД с электромагнитами отличались громоздкими габаритами. Постоянные магниты, отличающиеся высокой мощностью, были труднодоступными, поскольку стоили дорого. Обмотка электромагнита, которая назвалась полевой, намагничивается благодаря току, что идет по иной обмотке головки.

Качественный уровень акустических звукозаписывающих систем до наступления 1950-х годов был не самым высоким. Дизайн корпусной части устройств обновляется по сей день. Больше внимания стало уделяться и материалам, использующимся в производстве техники, что благотворно сказалось и на непосредственном качестве звукового воспроизведения.

Громкоговорители – это полезные устройства, которые выполняют серьезную роль в области своего применения. Без такого оборудования не обходятся крупные или малые производственные цеха, поэтапные производства, где необходимо бесперебойное общение звеньев всего процесса. Связь громкоговорящего типа дает возможность донести до персонала необходимые изменения, касающиеся технологических процессов, экстренные известия, появившиеся в течение рабочего дня. Когда в промышленном помещении присутствует это звуковое оборудование, работники могут быть в курсе всех важных дел и изменений, не покидая своих рабочих мест.

При помощи громкоговорителей диспетчерские службы могут держать под контролем и аккумулировать подразделения для более слаженной и продуктивной работы, используя голосовые команды.

Нередко громкоговорители используются людьми для дополнительного заработка. В одну из обязанностей промоутеров сегодня входит проведение интересных презентаций и общение со своей целевой аудиторией. Чтобы охватить как можно больше людей, понадобится продемонстрировать не только слаженную и красивую, но и достаточно громкую речь. Чтобы не испортить собственные голосовые связки постоянными криками, целесообразно задействовать ручную модель громкоговорителя. Модели поясного типа давно используются промоутерами, поскольку они удобные и компактные, их не нужно постоянно носить в руках.

В местах с большим скоплением людей и на пляжах всегда в обязательном порядке устанавливают уличные громкоговорители. Держа под контролем уровень безопасности в подобных условиях, охранная служба либо администрация площади вправе сделать то или иное заявление, либо предупредить людей об опасности.

Схема современного громкоговорителя состоит из нескольких основных деталей. Устроено оборудование из таких основных систем:

• ЭЛ – электрические подсистемы;
• ЭМ – электромеханические подсистемы;
• МА – механико-акустическая система;
• АК – акустическая подсистема.

Работает устройство, основываясь на взаимодействии проводника и магнитного поля. Когда подается ток магнитного полюса, происходит формирование поля. В нем и находится проводник (обычно – это катушка), на который действует электромагнитная сила. Она будет стремиться вытолкнуть проводник из магнитного поля, формируя колебания. Катушка жестко соединяется с диффузорной деталью, которая также начинает колебаться. За счет таких действий и создаются нужные звуковые волны.

Катушка являет собой каркас, который обматывается проводом из меди или алюминия. Количество слоев обычно является четным, поскольку выводы катушки должны быть с одной стороны, а для этого понадобится от 2-х до 4-х слоев обмотки. Каркас скрепляется специальным лаком. Выводы проклеиваются максимально надежно и крепко и к диффузору, и к каркасному основанию.

В конструкции громкоговорителя присутствует еще один важный элемент – центрирующая шайба. Эта деталь задает нужное положение звуковой катушки, что находится в магнитном поле. Шайба более жесткая, чем проводник, потому она отвечает за поддержание основного резонанса подвижной системы устройства.

В конструкции имеется диффузор. Это один из лучших элементов, который определяет электроакустические характеристики оборудования. Он отличается характерной конической формой, поскольку на высоких и средних частотах зоны диффузора колеблются с различными фазами и амплитудами. Также могут быть применены диффузоры, имеющие овальную или округлую форму.

Современные модели громкоговорителей бывают разными. Они отличаются по многим критериям и параметрам. Их может отличать диапазон воспроизводимых частот, непосредственная комплектация, форм-фактор и многие другие характеристики. Познакомимся поближе с различными подвидами такой техники и узнаем побольше об их особенностях.

В зависимости от того, каким способом осуществляется излучение звука, громкоговорители делятся на нижеперечисленные варианты.

• Электродинамический. Это такой подвид устройства, в котором источником механических колебаний диффузора выступает облегченная катушка. Она перемещается в поле высокомощного магнита. Такой агрегат завоевал большую популярность и широкое распространение.

• Электростатический. Этот способ излучения основан на электростатическом взаимодействии специальных тонких мембран. Между ними имеет место высокое напряжение.

• Пьезоэлектрический. Указанный вид излучения основывается на пьезоэффкте.

• Электромагнитный. Рупор этого типа имеет в своей конструкции магнитные материалы, из которых сделан диффузор. Он перемещается под воздействием магнитного поля электрического магнита.

• Ионофон. Предполагает схему, в которой отсутствует диффузор. Воздушные колебания образуются под воздействием электрозаряда.

Исходя из этого критерия, выделяются разные виды громкоговорителей. Техника может иметь цифровой или аналоговый тип подключения. Первый вариант осуществляется при помощи специальных разъемов и так называемых «тюльпанов». Цифровой же способ подключения предусматривает использование оптического кабеля.

Исходя из конкретной модели усилителя, вместо привычных стандартных разъемов под штекер может иметь место зажим для «голых» проводов. Этот метод подключения нельзя назвать самым удобным. Простые обыватели скептически относятся к подобному решению, хотя технически оно оказывается более практичным, поскольку здесь нет лишних соединений. В последних всегда есть дополнительное сопротивление, которое негативно сказывается на качестве звучания.

Исходя из основных характеристик, современные разновидности громкоговорителей делятся на категории.

• Двухполосный. Обычно это активные устройства с широким рабочим диапазоном. Часто используются в качестве настенных элементов, но встречаются и потолочные подтипы. Используются в противопожарных системах и встречаются довольно часто. Имеют относительно небольшие размеры. Различаются по мощностному уровню.

• Беспроводной. Сегодня в продаже можно встретить высококачественные и относительно недорогие громкоговорители беспроводного типа. Это удобные портативные устройства, которые часто покупают экскурсоводы, аниматоры или учителя. Встречаются многофункциональные экземпляры с дополнительными опциями и микрофоном.

• Широкополосные. Хорошим качеством звучания могут похвастаться эти разновидности громкоговорителей. Эти модели могут отличаться частотным диапазоном и дизайнерским оформлением.

• Взрывозащищенный. Эта рупорная модель (простонародное название – «колокол») часто устанавливается в обстановке промышленных объектов, где присутствуют взрывоопасные зоны.

Громкоговорители разделяются в соответствии со своей конструкцией. Очень популярны сегодня относительно недорогие ручные модели, представленные в широком ассортименте. Эти варианты могут быть переносными. Обычно они имеют небольшие размеры и вес.

Также существуют встраиваемые громкоговорители. Это часто двухполосные варианты, которые устанавливают на стенах или на потолке. Они не бросаются в глаза и почти не привлекают к себе внимания. Чаще всего в продаже встречаются встраиваемые модели белого цвета.

К отдельной категории можно отнести подвесные громкоговорители. Эти устройства могут иметь самые разные формы и показатели мощности. Продаются отдельные экземпляры для помещения и более экстремальных условий.

Сегодняшние модели громкоговорителей могут похвастаться богатыми функциональными возможностями. В эксплуатации эти технические устройства демонстрируют себя более практичными и полезными. Рассмотрим, какими бывают современные функциональные громкоговорители.

• Студийного контроля. Другими словами, это акустический монитор, то есть акустическая система как громкоговоритель в соответствующем оформлении. Обычно это экземпляры небольшой мощности, но с гладкой АЧХ. Применяются эти устройства в звукозаписывающих студиях с целью контроля баланса музыкальных инструментов. Звучание данного оборудования идеально четкое и чистое, поэтому его часто применяют для прослушивания и записи практически любых жанров музыки.

• Настольный. Эти разновидности громкоговорителей чаще имеют компактные размеры и маленький вес. Предназначаются для воспроизведения речевых сообщений о пожаре и прочих чрезвычайных ситуациях. Нередко именно настольное оборудование используют для трансляции специальных звуковых сигналов. Часто в наборе с этим устройством идет микрофон.

Сегодняшние производители выпускают все новые и качественные устройства, дополненные актуальными для нашего времени разъемами, системой обратной связи, емкими аккумуляторами, удобными ремешками для переноски и многими другими оснащениями.

Ассортимент громкоговорителей по-прежнему неустанно растет и пополняется новыми многозадачными моделями, отличающимися простым и максимально удобным управлением. Такое звуковоспроизводящее оборудование сегодня применяется во многих сферах, поэтому спрос на него не падает.

Если вы решили приобрести качественный громкоговоритель, вам стоит отталкиваться от ряда основных критериев.

1. Первое, что вам нужно будет сделать, – это определиться с целью покупки. Для решения разных задач покупаются разные устройства. Все зависит от конкретного типа техники и ее технических характеристик.
2. Если вы покупаете встраиваемую модель громкоговорителя, стоит согласовать ее параметры и параметры помещения, в котором устройство будет установлено. Чаще всего для этого берут двухполосные экземпляры. Подбирая эту модель, обсудите с продавцом, для какой обстановки вы покупаете ее.
3. Обратите внимание на диапазон частот техники. Нужно помнить о том, что человеческое ухо способно уловить частоты только в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Ни один из существующих динамиков не может воспроизвести абсолютно весь слышимый диапазон частот. Качество звукового воспроизведения в любом случае будет отличаться от требуемого.
4. Учтите номинальную мощность оборудования. Сегодня выпускаются самые разные модели громкоговорителей. Есть и маломощные, и средние, и мощные варианты, выдающие очень громкий звук.
5. Убедитесь в том, что пользоваться устройством вам будет удобно. Особенно это касается настольных и переносных вариантов, которые надо носить в руках. Желательно убедиться в том, что в использовании техника будет удобной, еще в магазине и до оплаты.
6. Внимательно осмотрите аудиоконструкцию, которую собрались покупать. Неважно, для каких целей вы подобрали громкоговоритель. Любая модель должна быть собрана «на совесть», без плохо закрепленных или поврежденных деталей. Убедитесь в том, что все нужные элементы конструкции находятся на своих местах. Ни на одной из возможных поверхностей техники не должно быть ни потертостей, ни сколов, ни царапин, ни любых других недочетов.
7. Многие покупатели недооценивают важность привлекательного дизайна качественного громкоговорителя. Разумеется, это не самый важный и весомый критерий, но его тоже лучше учесть. Особенно это касается тех случаев, когда оборудование покупается для проведения рекламных акций и презентаций.
8. Сегодня качественные и надежные громкоговорители самых разных категорий выпускают многие известные и крупные бренды. Если вы решили приобрести долговечную модель, которая не будет подвержена поломкам и выдаст хороший звук, то вам не стоит экономить, покупая дешевые китайские изделия низкого качества.

Громкоговорители встречаются не во всех магазинах. Такие вещи нужно покупать в специализированных торговых точках, где они будут продаваться в сопровождении с гарантийными талонами. Очень много высококачественных брендовых моделей встречается в крупных интернет-магазинах, где можно выбрать понравившийся вариант и сделать заказ. Настоятельно не рекомендуется покупать подобное оборудование в сомнительных магазинах или на рынке. Здесь вы вряд ли сможете отыскать устройство, которое порадует вас хорошим звучанием. Да и срок службы этих товаров часто оказывается коротким, а качество сборки оставляет желать лучшего.

Обзор рупора громкоговорителя мегафона Спартак RD 8S, смотрите в следующем видео.