Reproduktorová sústava

Reproduktorová sústava je zariadenie na premenu elektrického signálu z audio zariadení na počuteľný zvuk. Reproduktorové sústavy sa používajú pre ozvučenie vo frekvenčnom pásme počuteľnom pre ľudské ucho (20 Hz – 20 kHz). Reproduktorová sústava je finálny výrobok určený konečnému spotrebiteľovi. Tomu zodpovedá aj kvalita a tvar vyhotovenia.

Konštrukčne navonok pozostáva z ozvučnice (reproduktorovej debny), v ktorej sú inštalované elektrické zariadenia: elektroakustické meniče (reproduktory), pasívne elektricke obvody (LC výhybka), elektronika (zosilňovač, ekvalizér, displej) a elektrické prípojné miesto (konektor).

Delenie

Pri reproduktorových sústavách sa využíva niekoľko vlastností ľudského ucha v súvislosti so zvukom:

smerovosť ľudské ucho vie presne určiť smer zdroja zvuku iba pre vysoké tóny.

reč ľudské ucho je najcitlivejšie pre frekvencie ľudskej reči 1 kHz – 3 kHz

basy ľudské ucho nedokáže určiť smer a vzdialenosť zvuku o nízkej frekvencii. Nie je podstatný rozdiel pri použití jedného, alebo viacerých basových reproduktorov.

Podľa prítomnosti zosilňovača

Pasívna reproduktorová sústava je sústava neobsahujúcu zosilňovacie prvky (predzosilňovač, zosilňovač). Vstupom je elektronický signál z audio zosilňovača o napätiach > 2V. Obvykle obsahuje po jednom samostatnom reproduktore, alebo frekvenčné filtre (výhybky) a viacero reproduktorov pre jednotlivé frekvenčné pásma.
Aktívna reproduktorová sústava je sústava obsahujúca zosilňovače. Vstupom pre ňu je audio signál o napätí 0,7V -1V (<2V). Zjednodušene môžeme povedať, že aktívna reproduktorová sústava je pasívna sústava so zabudovaným audio zosilňovačom.

Počítačové reproduktory sú najbežnejším príkladom aktívnych reproduktorov. Zosilňovač je obvykle tvorený jednoduchým jednočipovým zosilňovačom a zdrojom zabudovaným v jednom z reproduktorov sústavy.

Kombo reproduktor. Používa sa prevažne pre gitary a elektronické klávesové nástroje, ako jednoduché ozvučenie pre tréning a menej náročné umelecké vystúpenia. Zvyčajne má okrem zabudovaného zosilňovača aj korekčné obvody a efekty.

Podľa frekvenčného pásma

Úzkopásmové. Reproduktor prenáša len jednu časť počuteľného spektra (20 Hz -20 kHz), podľa toho na čo je určený. Obvykle ich delíme na vysokotónové, ktoré prenášajú frekvencie 1,5 kHz až 16 kHz, strednotónové 300 Hz – 11 kHz, nízkotónové 20 Hz – 3 kHz. Hranice nie sú presne dané, záleží na konštrukcii reproduktora. Úzkopásmové reproduktory sa používajú v kombinácii so zosilňovačmi pre jednotlivé pásma, alebo v kombinácii z externou frekvenčnou výhybkou.
Širokoopásmové. Reproduktorová sústava prenáša celé spektrum (alebo jeho podstatnú časť). Je tvorená jedným, alebo niekoľkými reproduktormi, ktoré môžu byť jedno, alebo viacpásmové.

Podľa použitých reproduktorov

Jednopásmové. Reproduktor sústavy je tvorený jedným širokopásmovým meničom (reproduktorom, ktorý prenáša celé pásmo). Používajú sa len v lacných zariadeniach, kde nezáleží príliš na kvalite zvuku, alebo hlavnou úlohou je prenášať reč.
Viacpásmové. Sústava je osadená reproduktormi obvykle na tri frekvenčné pásma. Dôvodom je, že reprosústavy dvojpásmové mávajú zvyčajne problém s nadviazaním pásiem. Deliaca frekvencia je medzi 1 – 3 kHz, čo je tzv. rečová oblasť, kde má ľudské ucho najväčšiu citlivosť. Ak pásmo predelíme na dve pásma, potom sa akusticky dve reproduktory stretnú práve na týchto frekvenciách a fázové posuvy spôsobia, že v oblasti deliacej frekvencie vyžarujú oba reproduktory ten istý signál, ale s rôznou fázou, čo spôsobí zmenu amplitúdy a zafarbenia zvuku. Z tohoto hľadiska sú na tom lepšie trojpásmové sústavy, kde rečové pásmo od 1 kHz do 3 kHz môže vyžarovať jeden reproduktor. Existujú aj sústavy štvor a viacpásmové, alebo osadené viacerými reproduktormi pre jedno pásmo.

Podľa použitia

Mono reproduktorová sústava je tvorená jedným reproduktorom.
Stereo reproduktorová sústava je tvorená dvoma rovnocennými jedno, alebo viacpásmovými reproduktormi.
Viacprvková sústava je obvykle tvorená viacprvkovými reproduktormi (napr. 2.1, 4.1, 5.1, 7.1). Číslo pred bodkou udáva počet satelitov, číslo za bodkou počet subwooferov. Viacprvkové sústavy sa využívajú pre získanie dojmu priestorového zvuku hlavne v spojení s domácim kinom (zvuk deja odohrávajúceho sa za chrbtom osoby sledujúcej dej sa ozve zozadu). 2.1 je stereo zostava s jedným subwooferom, 4.1 je zostava dvoch predných, dvoch zadných reproduktorov a jedného subwoofera, 5.1 je 4.1 doplnená o dialógový (stredný reproduktor). 7.1 je 5.1 s dvoma bočnými reproduktormi.

Podľa konštrukcie ozvučnice

Bližšie pozri Ozvučnica.

uzatvorená – reproduktorová ozvučnica je uzatvorená krabica
otvorená – reproduktorová ozvučnica je krabica bez zadnej steny, alebo len rezonančná doska
basreflexová ozvučnica je uzatvorená ozvučnica s otvorom (nátrubkom) pre otáčanie fázy spätného pohybu reproduktora.
izobarická (s konštantným akustickým tlakom) – v uzatvorenej ozvučnici sú reproduktory sú umiestnené za sebou, tak aby sa tlakovo ovplyvňovali. Druhý reproduktor v tandeme kompenzuje tlak za membránou a tým odstraňuje efekt „tlakovej pružiny“
pásmový priepust (bandpass) v ozvučnici reproduktor nehrá bezprostredne do posluchového priestoru, ale cez nátrubok. V uzatvorenej ozvučnici je nízkofrekvenčný rozsah interakciou reproduktora a ozvučnice, ale rozsah vyšších frekvencií je výsledkom prirodzenej charakteristiky reproduktora. Pri ozvučnici typu pásmový priepust predná časť reproduktoru vyžaruje do komory ktorá je naladená nátrubkom, čo vytvára filter ktorý obmedzuje frekvenčný rozsah reproduktora – ozvučnica prepúšťa len určité frekvencie.
pasívny žiarič (passive radiator) – uzatvorená ozvučnica obsahuje aktívny reproduktor a pasívny reproduktor (bez magnetickej časti a cievky). Vnútorný pretlak v uzatvorenej ozvučnici, ktorý vznikne pohybom membrány aktívneho reproduktora vzad vyvolá dopredný pohyb pasívnej membrány, a tým vyvolanie zvuku v rovnakej fáze bez akustického skratu.
slimák ozvučnica má vnútorne zložitú štruktúru – vytvorený zvukovod, ktorý prenáša akustický tlak vyvolaný pohybom membrány reproduktora vzad. Dlhá akustická cesta spôsobí oneskorenie zvuku spôsobeného týmto pohybom a tým eliminuje akustický skrat.
so zvukovodom – na výstupe reproduktora je umiestnený nátrubok lievikovitého tvaru brániaci akustickému skratu. Používa sa hlavne pre vysokotónové reproduktory. Mení smerové charakteristiky.

Materiál

Reproduktorové sústavy musia mať tuhosť, aby nedochádzalo k nežiaducim parazitickým kmitom, vibráciám, rezonanciám. Preto sa vyrábajú z tuhého materiálu najlepšie so zložitou vnútornou štruktúrou pohlcujúcou vibrácie. Ideálna je hrubá drevotrieska, preglejka, MDF, plast (obvykle tenkostenný, ale s rebrovaním), kov, ale aj betón a iné neštandardné materiály. Vnútro ozvučnice býva vystlané tlmiacim materiálom (vatelín). Veľkosť ozvučnice závisí hlavne na parametroch basového (stredového) reproduktora.

Elektrické prvky v reproduktorovej sústave

Každá kvalitnejšia reproduktorová sústava, či už aktívna alebo pasívna obsahuje obvykle viacero obvodov slúžiacich na zosilnenie, usmernenie, vyhladenie alebo separovanie privádzaného hudobného signálu.

Elektrická výhybka

Potrebnou súčasťou viacpásmových reproduktorových zostáv je elektrická LC frekvenčná výhybka, ktorá slúži na rozdelenie privádzaného signálu do niekoľkých frekvenčných pásiem. Pretože dnešné potreby pre kvalitný posluch hudby sú vyššie ako v minulosti, do reproduktorových sústav sa osadzuje niekoľko reproduktorov špecializovaných pre jednotlivé frekvenčné pásma. Ide hlavne o dvojpásmové (stredobasový a stredovýškový reproduktor) a trojpásmové (basový, stredový a výškový reproduktor) zostavy.

Základné časti výhybky sú krabicové (zvitkové, elektrolytické kondenzátory s nízkou impedanciou) zadržiavajúce nízke frekvencie a tlmivky (cievky) zadržiavajúce vysoké frekvencie. Pomocou týchto pasívnych súčiastok zapojených do série môžeme ľahko odvodiť väčšinu jednoduchších pasívnych výhybiek. Aktívne výhybky obsahujú integrované obvody a sú často kvalitnejšie a preladiteľné, ale potrebujú vlastný zdroj napájania.

Ochranné obvody

Tieto obvody slúžia na vyhladenie chodu meničov v reproduktorovej zostave a na ich ochranu. Ide prevažne o obvody obmedzovača nárazového prúdu, oneskoreného pripojenia / odpojenia reproduktorov pri ich zapnutí/vypnutí, limitácie výkonu zosilňovača (limiter), ochrany reproduktorov pri jednosmernom napätí a tepelnej a mechanickej ochrany.

Pozri aj

Iné projekty

Commons ponúka multimediálne súbory na tému Reproduktory a reproduktorové sústavy

Externé odkazy

repromania.net – stavebné návody na konštrukciu reprosústav, teória, katalóg reproduktorov a reprosústav Tesla (v češtine)
audioweb.cz – popisy konštrukcií reprosústav, teória (v češtine)