Zniekształcenia dźwięku w głośnikach

Często spotykamy się z sytuacją, gdy porównując dźwięk z dowolnego źródła słyszymy bardzo duże różnice brzmienia między głośnikami różnych producentów i typami obudów. Przyczyną tego są nie tylko cechy konstrukcyjne kolumny głośnikowej, samych głośników i zwrotnicy, ale też przeróżne zniekształcenia i zakłócenia dźwięku wprowadzane przez głośnik.

Zaliczamy do nich:

Drgania cząstkowe

Jak każdy wie, membrana głośnika porusza się do przodu i tyłu z jednakową amplitudą drgań na całej swojej powierzchni. Jednak w praktyce sprawa jest bardziej skomplikowana. W materiale membrany, jakikolwiek on by nie był, rozchodzą się fale, które rozchodzą się od jej centralnej części aż do obrzeża. Tam fale odbijają się, zarazem nakładają się na fale biegnące i w ten sposób mogą powstać fale stojące w membranie, czyli tzw. drgania własne. Przy okazji pewna część powierzchni membrany przesuwa się do przodu, a pozostała część do tyłu. Efektem tego zjawiska jest zanik emisji dźwięku, a jego położenie zmienia się wraz z częstotliwością i przez to uzyskujemy nierównomierną charakterystyka częstotliwościową głośnika, zwłaszcza
w zakresie dużych częstotliwości.

 

Zniekształcenia liniowe amplitudowe

Zniekształcenia amplitudowe to łatwe do zauważenia przez słuchacza niedoskonałości brzmienia, gdy wyemitowane ciśnienie akustyczne jest w sposób odczuwalny uzależnione od częstotliwości, a więc dźwięk o różnej częstotliwości odtwarzany jest z różnymi amplitudami. Na przykład zbyt duża „ilość” niskich tonów. Trzeba wziąć pod uwagę, że zniekształcenia takie powodowane mogą być nie tylko przez głośnik, ale i przez samo pomieszczenie, w którym dokonuje się odsłuchu.

 

Zniekształcenia nielinearne

Zniekształcenia te pojawiają się, gdy wychylenie membrany może być tak duże, że cewka opuszcza jednorodne pole magnetyczne, albo zawieszenie może mechanicznie ograniczać wychylenie. Wtedy wierzchołki wychylenia zostają spłaszczone. Pojawiają się wyższe harmoniczne będące wielokrotnościami tonu podstawowego.

Ze względu na niedoskonałość ludzkiego ucha przy normalnej muzyce nie reaguje ono zbyt mocno na tego typu zniekształcenia, gdyż każdy dźwięk składa się z tonu podstawowego i harmonicznych. Słyszalne będą na poziomie od 1 – 5%, w zależności od rodzaju muzyki.

Więcej informacji: http://pl.wikipedia.org/wiki/Zniekształcenia_nieliniowe

 

Interferencje

Z interferencją mamy do czynienia w przypadku, gdy spotkają się dwie fale i zgodnie z położeniem wierzchołków lub dolin fali wzmacniają się lub znoszą. Jest to częsty problem z jakim zmagają się konstruktorzy zestawów wielodrożnych, w których pod pewnym kątem składowe dźwięku mogą się całkowicie znosić, ponieważ mają do przebycia różne drogi. Jest to tzw. przesunięcie fazowe.
Następstwem tego zjawiska jest nierówny przebieg charakterystyki częstotliwościowej, co objawia się zniekształceniami brzmienia. Im bardziej oddalone są poszczególne membrany głośników w zestawie, tym silniej występuje ten efekt.
Z tego powodu w zestawach wielodrożnych głośniki powinny być jak najbliżej siebie. Poza tym powinny być one umieszczone nad sobą, a nie obok siebie, gdyż słuchacz z reguły przemieszcza się w poziomie względem nich.

 

Zniekształcenia modulacji częstotliwości (dopplerowskie)

Efekt Dopplera pojawia się, jeśli z jednej membrany emitowane są tony o różnych częstotliwościach, np. w głośnikach szerokopasmowych. Jeśli membrana drga z dużym wychyleniem dla dwóch bardzo różnych częstotliwości np. 50 Hz i 1000 Hz, to patrząc od strony słuchacza źródło dźwięku tonu 1000-hercowego wędruje tam i z powrotem 50 razy na sekundę. W rezultacie powstaje modulacja częstotliwości tonu wysokiego tonem niskim. W wyniku tego ton wysoki brzmi szorstko. Efekt ten występuje tym silniej, im większe są wychylenia membrany przy mniejszych przekrojach membrany.

 

Intermodulacja

Są to jedne z najbardziej uciążliwych zniekształceń spowodowanych również przez nieliniowe ruchy cewki przetwornika. Jeśli głośnik równocześnie odtwarza dwie częstotliwości, np. 50 Hz i 1000 Hz, to wyższa częstotliwość  wyemitowana zostanie w sposób zniekształcony, jeśli ton o niższej wysokości na skutek dużego wychylenia spowoduje spłaszczenie wierzchołków ruchu
membrany. Powstają przy tym następujące częstotliwości mieszane: 950 Hz oraz 1050 Hz.
Zniekształcenia intermodulacyjne powstają tylko wtedy, kiedy odtwarzana jest większa ilość dźwięków o różnej częstotliwości i membrana nie może odtwarzać liniowo całego przebiegu.
Zniekształcenia te można zmniejszyć przez podział zakresu częstotliwości między poszczególne głośniki za pomocą zwrotnicy.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *