Głośnik

Głośnik - przetwornik elektroakustyczny. Urządzenie elektryczne (odbiornik energii elektrycznej) przekształcające sygnał elektryczny w falę akustyczną. Idealny głośnik przekształca zmienne napięcie elektryczne o odpowiedniej częstotliwość na falę akustyczną proporcjonalnie i liniowo. Rzeczywisty zakres częstotliwości, w którym głośnik wytwarza falę ciśnienia proporcjonalnie do napięcia (z dopuszczalnym odchyleniem) nazywa się pasmem przenoszenia głośnika.
Potocznie głośnikiem nazywa się również zespół głośników zamknięty w wspólnej obudowie poprawnie nazywanej kolumną głośnikową.

Rysunek przekroju w załączniku

Podział: ze względu na zasadę działania:
• magnetoelektryczne (dynamiczne) - w polu magnetycznym magnesu (rys. magnet) umieszcza się przewodnik (cewkę magnetyczną) (rys. Voice coil) w którym płynie prąd elektryczny, oddziaływanie magnesu i przewodnika z prądem wywołuje ruch przewodnika, do którego przymocowana jest membrana, by zapewnić ruch cewki w szczelinie magnesu bez ocierania się o magnes, by zapewnić ustawianie się cewki w środku pola magnetycznego oraz ruch membrany cewka wraz membraną jest odpowiednio zawieszona,
• elektromagnetyczne - przepływ prądu wywołuje pole magnetyczne, pole magnetyczne magnesuje ferromagnetyki, które w wyniku tego przyciągają lub odpychają się, przyciąganie wywołuje ruch,
• elektrostatyczne - pole elektryczne wywołuje przyciąganie się płytek (rodzaj kondensatora),
• magnetostrykcyjne - pole magnetyczne wywołuje zmianę wymiarów materiału ferromagnetycznego (zjawisko magnetostrykcyjne), tego typu głośniki stosowane są do otrzymywania ultradźwięków,
• piezoelektryczne - pole elektryczne wywołuje zmianę wymiarów materiału piezoelektrycznego, stosowane w głośnikach wysokotonowych i ultradźwiękowych,
• jonowe (bezmembranowe).

ze względu na przenoszone częstotliwości:
Ze względu na przenoszone pasmo częstotliwości głośniki dzieli się na:
• szerokopasmowe
• niskotonowe
• średniotonowe
• wysokotonowe

Oznaczanie głośników
Najważniejszymi parametrami technicznymi głośnika są:
• sposób działania
• pasmo przenoszenia
• wymiary
• maksymalna przenoszona moc sinusoidalna i muzyczna.
• impedancja (opór) cewki głośnika
Głośniki oznacza się kodem literowo cyfrowym określającym powyższe parametry.

Polaryzacja głośnika
Polaryzacja głośnika jest umowną formą określenia kierunku przepływu prądu, który spowoduje wzrost ciśnienia powietrza w kierunku roboczym, dla przetwornika magnetoelektrycznego odpowiada to wypchnięciu cewki z pola magnesu i ruchowi membrany w kierunku pierścienia mocującego głośnik do obudowy. Polaryzacja głośnika jest ważna przy budowaniu kolumn głośnikowych oraz zestawów nagłaśniających.

Głośnik składa się między innymi z:
a)Cewki indukcyjnej - przewodnik elektryczny nawinięty na rdzeń w n zwojach, charakteryzujący się dużą indukcyjnością statyczną L, daną wzorem
L = nΨ/I,
gdzie Ψ - strumień magnetyczny, I - natężenie prądu w przewodniku.
Dla toroidalnej cewki jednokrotnie nawiniętej
L = n2µµ0r2/2R,
gdzie µ - przenikalność magnetyczna materiału rdzenia, µ0- przenikalność magnetyczna próżni równa
4π•10-7H/m,
r - promień rdzenia, R - promień całej cewki.
Cewkę indukcyjną wykorzystuje się w urządzeniach elektrycznych jako elementy filtrów, obwodów drgających i dla zwiększenia indukcyjności układu.
b) Membrany - cienka, sprężysta płytka, drgająca na skutek zmian ciśnienia akustycznego (np. w mikrofonie) lub wskutek zmian strumienia magnetycznego (np. w głośniku). Stosowana jest do przetwarzania drgań mechanicznych w drgania akustyczne i na odwrót.

Podczas, gdy głośnik gra wtedy wytwarza się fala elektromagnetyczna.

Pole elektromagnetyczne, stan przestrzeni, w której na każdy ładunek elektryczny lub dipol magnetyczny działa określona siła.
W każdym punkcie pola elektromagnetycznego możliwe jest określenie wektorów natężenia pola elektrycznego E i magnetycznego H oraz indukcji pola elektrycznego D i magnetycznego B (równania Maxwella, elektrodynamika klasyczna, elektrodynamika kwantowa).

Pole magnetyczne, jedna z postaci pola elektromagnetycznego: jest to pole wytwarzane przez zmiany pola elektrycznegow czasie , w szczególności przez układ poruszających się ładunków (makroskopowo ruch ten może objawiać się jako istnienie niezerowego momentu magnetycznego).

Pole magnetyczne działa na poruszające się ładunki (prąd elektryczny). Pole magnetyczne charakteryzują wektory natężenia pola magnetycznego H i indukcji magnetycznej B. Oddziaływanie pola magnetycznego z pojedynczym ładunkiem opisuje wzór na siłę Lorentza.

Dla prądu płynącego w przewodniku oddziaływanie pola magnetycznego przedstawia prawo Ampère’a. Pole magnetyczne wytwarzane przez obwód z prądem określa prawo Biota-Savarta. Pole magnetyczne można opisać równaniami divB = 0 i rotH = j (równania Maxwella).

Pole elektryczne, jedna z postaci pola elektromagnetycznego; oddziaływanie między naładowanymi elektrycznie cząstkami lub ciałami, poruszającymi się w dowolny sposób względem inercjalnego układu odniesienia. Wywiera ono na ładunek elektryczny (naładowaną cząstkę lub ciało) siłę, która nie zależy od prędkości ruchu ładunku.

Pole elektryczne opisuje wektor natężenia pola elektrycznego E. Jest on równy stosunkowi siły F, jaką pole elektryczne wywiera na próbny ładunek punktowy, do wartości q tego ładunku:

E=F/q

Pole magnetyczne: RYSUNEK: "4f303c88f13f7bdd735900f7b299f901,14,1.gif" A) linie pola magnetycznego, B) prąd

Głośnik składa się z systemu magnetycznego na który składa się magnes i dwa magnetowody, nabiegunnik i podbiegunnik. Pomiędzy którymi wytwarzane jest silne pole magnetyczne obejmujące swoim działaniem cewkę. Cewka nawinięta jest na karkasie który przyklejony jest do membrany, membrana natomiast jest zawieszona na dwóch resorach. Resor dolny (zawieszenie dolne) ustala położenie cewki w szczelinie a resor górny (zawieszenie górne) tworzy punkt podparcia dla membrany. Oba resory umożliwiają swobodne poruszanie się membrany w pozycji pionowej. Elementy te przymocowane są do kosza stanowiącego element nośny głośnika.
DZIAŁANIE
Prąd przepływający przez cewkę wytwarza pole magnetyczne, które w wyniku oddziaływania z polem magnetycznym magnesu powoduje ruch cewki a zarazem membrany. Membrana popychając cząsteczki powietrza wytwarza dźwięk.
CO WARTO WIEDZIEĆ

TU WSTAW RYSUNEK O NAZWIE: cewka.gif

Jednym z ważniejszych parametrów głośnika a zarazem niewidocznym i trudnym do zmierzenia jest jego amplituda wychyleń membrany decydująca o jego zdolności do wytwarzania dużych ciśnień (natężeń dźwięku). Maksymalna amplituda wychyleń membrany jest uzależniona od parametrów cewki (jej długości) i grubości nabiegunnika. Wyróżniamy dwie amplitudy wychyleń membrany:
1. amplituda wychylenia linowego (niezniekształconego) to taka w której cewka podczas poruszania się zawsze jest objęta działaniem pełnego pola magnetycznego magnesu.
2. amplituda wychylenia maksymalnego (pewne zniekształcenia) to taka w której cewka podczas poruszania się wychodzi (jest na krawędzi) z pola magnetycznego magnesu.

Obliczamy je ze wzorów:
alin = c - n
amax = c + n
gdzie:
alin - amplituda wychylenia liniowego (międzyszczytowa)
amax - amplituda wychylenia maksymalnego (międzyszczytowa)
n - grubość nabiegunnika
c - długość cewki

Np. dla TONSIL GDN 20/80/2 c = 16mm, n = 8mm
alin = 16 - 8 = 8mm (+/- 4mm)
amax = 16 + 8 = 24mm (+/- 12mm)
Amplituda maksymalna jest zależna również od wykonania zawieszenia, nie można dopuścić przecież do jego zerwania i trwałego uszkodzenia głośnika. TONSIL podaje w tym przypadku tylko:
amax = +/- 5,5mm!
Duża amplituda wychyleń membrany pozwala głośnikowi na wysoki poziom niezniekształconego dźwięku, szczególnie w zakresie basu, gdzie są jej największe wartości. Dlatego też głośniki średniotonowe i wysokotonowe nie wymagają ich tak dużych. Nie można też w nieskończoność wydłużać cewki głośnika w celu zwiększenia wychyleń, ponieważ większość cewki zastanie poza zasięgiem pola magnetycznego, a tym samym spadnie sprawność przetwarzania (efektywność) głośnika. Energia dostarczona do cewki w większości zamieni się w ciepło. Dlatego konstruktorzy głośników zawsze wybierają rozwiązanie kompromisowe. Pomiędzy efektywnością głośnika, a jego amplitudą wychyleń (dobre przetwarzanie basu).

INNE GŁOŚNIKI
Omówiony został głośnik niskotonowy różnice między poszczególnymi głośnikami są niewielkie dotyczą raczej wielkości. Budowa głośnika średniotonowego nie różni się znacząco, m.in. parametrami cewki (z reguły krótsza zapewnia większą efektywność) i mniejszą membraną (zapewnia lepsze przetwarzanie częstotliwości średnich). Są również głośniki zbudowane na zasadzie krótka cewka-długa szczelina, zapewniają one mniejszy poziom zniekształceń jednak wymagają dużych magnesów. W większości są stosowane jako głośniki wysokotonowe gdzie amplitudy wychyleń są niewielkie. Głośnik wysokotonowy posiada niewielką membranę do 5cm średnicy (stożkowy -rzadko stosowany) albo do 2,5cm membranę kopułkową (posiada jedno zawieszenie, brak kosza) która jest również średnicą cewki. Produkowane są również nietypowe konstrukcje głośników jednak zasada działania pozostaje taka sama.

POMIARY
W celu zaprojektowania zwrotnicy niezbędne jest wykonanie pomiarów. Pomiary możemy wykonywać ręcznie (generator i miernik) lub przy pomocy odpowiedniej aparatury, która w sposób automatyczny wyznaczy odpowiednie charakterystyki. Posiadając komputer klasy PC i kartę dźwiękową (wymagany full duplex) możemy wykonać to przy pomocy odpowiedniego oprogramowania. Wręcz niezastąpionym i o dużych możliwościach jest program HOBBYBOX dostępny za darmo (wersja demo). Oraz SPEAKER PRO 6 umożliwiający symulację programową zwrotnicy wraz z obliczeniem wartości elementów. Adres strony z której można go ściągnąć dostępny w LINKACH.

OD CZEGO ZACZĄĆ?
Na początku zakładamy ilo drożny ma być nasz zespół głośnikowy. Najczęściej jest to kolumna dwudrożna lub trójdrożna. Oczywiście jest wiele modyfikacji i nietypowych układów. Do najczęstszych należą kolumny dwu i półdrożne (trzy i półdrożne) oraz czterodrożne itd. Cechą charakterystyczną kolumny dwu i półdrożnej jest dodanie dodatkowego głośnika niskotonowego o średnicy takiej samej jak podstawowy (czasem większego) i odcięcia go filtrem przy niskiej częstotliwości 100-500Hz (określa się to mianem połowy drogi). Jeśli nasz zespół ma mieć więcej głośników niż dróg (kilka głośników niskotonowych lub średniotonowych) i nie skorzystamy z dobrodziejstw "półdrożności" to będą one połączone razem i filtrowane przez wspólny filtr. Ich impedancja będzie wypadkową z połączenia głośników i musimy to uwzględnić przy obliczaniu wartości elementów filtru. Nie stosuje się kilku głośników wysokotonowych. Dobranie impedancji kolumny sprowadza się do dobrania głośnika (głośników) niskotonowego, jako że ona (impedancja wypadkowa) decyduje o impedancji znamionowej całej kolumny. Pozostałe głośniki nie muszą mieć impedancji równej sekcji niskotonowej, mogą mieć inną (najczęściej większą). Impedancja wypadkowa połączonych głośników jest analogiczna do wypadkowej rezystancji przy łączeniu rezystorów. Z zasady unika się łączenia szeregowego głośników.

EFEKTYWNOŚĆ
Ważne jest dobranie głośników pod względem ich efektywności tak aby charakterystyka całej kolumny była możliwie płaska ew. zgodna z naszymi zamiarami. Najczęściej głośnik wysokotonowy (lub i średniotonowy) posiada efektywność większą od sekcji niskotonowej wtedy zachodzi potrzeba jej wyrównania. Konieczne tłumienie wykonujemy przy pomocy odpowiednio obliczonego tłumika rezystorowego (dzielnik rezystorowy lub szeregowy rezystor). Lub też dobierając głośnik o impedancji większej niż sekcji niskotonowej, uzyskujemy wtedy mniejszą efektywność z racji na mniejszą moc pobieraną przez ten głośnik. Często stosuje się taki zabieg dla głośnika średnitonowego gdyż obliczony tłumik musiał by się charakteryzować dość dużą mocą strat. Dla przykładu głośnik sredniotonowy 8omów 90dB(1W) ma efektywność mniejszą o 3dB (87dB) od takiego samego głośnika 4omy 90dB(1W) przy tym samym napięciu przyłożonym do niego, choć efektywność mocowa jest taka sama. Dlatego nie musimy stosować tłumika -3dB w zamian możemy zastosować głośnik o impedancji dwa razy większej. Dla głośnika wysokotonowego sprawa ma się podobnie, lecz ze względu na małe moce przenoszone, lepiej jest zastosować tłumik rezystorowy. Który w pewnym stopniu poprawia charakterystykę impedancji wypadkowej tego głośnika i często staje się niekonieczne stosowanie układu korekcji. UWAGA! dla głośnika niskotonowego o zbyt dużej efektywności nie stosuje się żadnych tłumików w takim przypadku trzeba poszukać pozostałych głośników o wyższej efektywności lub liczyć się z pewną nierównomiernością charakterystyki całej kolumny.

CZĘSTOTLIWOŚĆ PODZIAŁU
Dobranie częstotliwości podziału zależy od jakości zastosowanych głośników. Dla kolumny dwudrożnej zawiera się ona w granicach 2000-5000Hz. Najczęściej jest to: 3-4kHz i jest zależne od wytrzymałości głośnika wysokotonowego. Czym głośnik mocniejszy tym można ustalić niższą częstotliwość podziału i spodziewać się lepszych efektów brzmieniowych. Głośnik nisko-średniotonowy nie powinien być większy od 18cm ze względu na nie najlepsze przenoszenie częstotliwości średnich (duże zniekształcenia i nie najlepsza charakterystyka kierunkowa w tym zakresie). Dla kolumny trójdrożnej częstotliwości podziału zawierają się najczęściej w granicach: 1podział 100-1000Hz, 2podział 2000-5000Hz. Głośnik niskotonowy może mieć dowolnie dużą średnicę ponieważ nie przenosi częstotliwości średnich. Czym niższy 1podział tym lepszy (większa moc i średnica) musi być głośnik średniotonowy. Zalecenia do wysokotonowego takie same jak w konstrukcji dwudrożnej. W celu "wyciśnięcia" maksymalnej mocy z głośników (sredniotonowego i wysokotonowego) stosuje się wyższe częstotliwości podziału nawet do 2000Hz - pierwsza i do 7000Hz - druga. A także filtry o stromych zboczach (pow. 12dB/okt.)

STROMOŚĆ ZBOCZY
Dobranie stromości zboczy zależy od kilku czynników. Filtry o łagodnych zboczach I rzędu (6dB/okt.) postrzegane są jako wysokiej klasy, zapewniając lepsze brzmienie. Jednak ze względów mocowych mogą być stosowane tylko z najlepszymi głośnikami. Filtr nie musi wprowadzać takiego samego tłumienia na wszystkich zboczach. Najczęściej filtry górnoprzepustowe (głośnik średniotonowy, wysokotonowy) stosuje się "ostrzejsze" w celu zwiększenia mocy podłączonych do nich głośników. Filtr dolnoprzepustowy nie wpływa na moc stąd jego tłumienie najczęściej wynosi 6dB/okt. I wraz z opadającą charakterystyką samego głośnika może tworzyć (akustycznie) filtr o stromości 12dB/okt. Jeśli w kolumnie dwudrożnej zdecydowaliśmy się na łagodny filtr dla głośnika niskotonowego to należy zastanowić się czy jest on konieczny. Być może charakterystyka samego głośnika wykazuje żądany przez nas spadek. Dla głośnika wysokotonowego najlepiej założyć filtr II rzędu (12dB/okt.) jest on najczęściej stosowany lub filtr III rzędu (dość często stosowany) co zapewni mu większą moc. Dla głośnika średniotonowego stosuje się filtr II rzędu (górnoprzepustowy) a przy zapasie mocy tego głośnika, wystarczy I rzędu. Zaś filtr dolnoprzepustowy zależnie od jego charakterystyki, I lub II rzędu albo nawet jego brak.

DO DZIEŁA!
Zakładając pewne częstotliwości podziału i ilość dróg projektowanej zwrotnicy. Oraz nachylenie na każdym jej zboczu, jak też wartość tłumienia dla poszczególnych głośników (na ogół dla głośnika wysokotonowego lub i średniotonowego). Przystępujemy do pomiarów charakterystyki impedancji wszystkich głośników. Najważniejszą z nich jest charakterystyka głośnika niskotonowego, jako najbardziej zmienna. Dla prawidłowego działania obliczonych filtrów powinniśmy podstawić do wzoru wartość impedancji w okolicy częstotliwości podziału (będzie ona znacząco większa od impedancji znamionowej). Ponieważ impedancja rośnie ze wzrostem częstotliwości, to zmierzona charakterystyka elektryczna na głośniku z obliczonym filtrem, na pewno będzie wykazywać mniejszy spadek na granicy tłumienia, niż model teoretyczny. Sytuację tę można poprawić dodając układ korekcyjny.

KOREKCJA CHARAKTERYSTYKI IMPEDANCJI
Wznoszącą charakterystykę impedancji możemy skompensować przez dodanie dwójnika RC (szeregowe połączenie rezystora z kondensatorem) równoległe do głośnika. Przybliżone wartości możemy obliczyć z następującego wzoru:
C = 160 000 / f2z * z [uF]
C - wartość pojemności
F2z - częstotliwość przy której z ma wartość dwukrotnie większą
z - impedancja znamionowa głośnika
Wartość rezystancji R przyjmujemy jako równą impedancji znamionowej głośnika.
W celu sprawdzenia skuteczności tego zabiegu mierzymy ponownie głośniki wraz z odpowiednimi dla nich układami korekcji. Z reguły konieczna jest poprawa wartości elementów. Należy zaznaczyć, że nie musimy starać się linearyzować impedancji na poziomie znamionowej impedancji głośnika. Jak też nie musi ona być idealnie liniowa. Jej pewne opadanie lub wzrost możemy wykorzystać do kontroli nad wypadkową charakterystyką przetwarzania głośnika. Wartość na poziomie której staramy się uzyskać liniowość impedancji możemy wybrać na poziomie impedancji w pobliżu częstotliwości podziału (najlepiej poniżej niej). Zwróćmy przy tym uwagę na charakterystykę fazową tej impedancji jak i na jej najniższą wartość, która nie powinna być niższa od impedancji znamionowej głośnika. Wtedy charakterystyka impedancji takiego głośnika początkowo rośnie, a poczynając od częstotliwości podziału jest stała (płaska), zapewniając zgodne z teorią tłumienie. Wartość tego tłumienia możemy w pewnym zakresie regulować zmieniając wartości w układzie korekcji.

POMIARY A POMIARY
Jeśli pomiary elektryczne są zgodne z charakterystykami teoretycznymi, to pozostaje pomiar charakterystyki przetwarzania głośnika wraz z filtrem. Do tego celu konieczny jest mikrofon o w miarę płaskiej charakterystyce lub też znanej, program HOBBYBOX potrafi skompensować ją na podstawie wprowadzonej charakterystyki mikrofonu. Po tych pomiarach często okazuje się, że charakterystyka ma inny przebieg niż przez nas oczekiwany i zmierzony elektrycznie, co wynika z nieliniowej charakterystyki przetwarzania samego głośnika. Wtedy trzeba zmienić wartości niektórych elementów w filtrze lub też przesunąć częstotliwość podziału. Jednak nie należy radykalnie zmniejszać częstotliwości odcięcia dla głośnika wysokotonowego aby nie zmniejszyć jego mocy. Lepiej jest podnieść częstotliwość głośnika średniotonowego (niskośredniotonowego), tak aby charakterystyki nakładając się tworzyły jak najbardziej liniową charakterystykę wypadkową. Dla filtru II rzędu spadek dla częstotliwości podziału powinien wynosić 6dB dla pozostałych (I, II rząd) naokół 3dB. Przy radykalnych zmianach wartości elementów (filtr II rzędu) możemy niechcący doprowadzić do spadku modułu impedancji poniżej wartości znamionowej. Dlatego po zmianach zawsze trzeba zmierzyć charakterystykę impedancji całej kolumny zwracając uwagę na przebieg jej fazy. Czasem zdarza się, że głośnik (nisko lub nisko-średniotonowy) wykazuje pewien rezonans na krańcu swego przetwarzania i jest on widoczny na charakterystyce całej kolumny, a także na charakterystyce wodospadowej. W tym przypadku stosuje się pułapkę rezonansową w postaci układu RLC dołączonego równolegle do głośnika. Układ ten wykorzystuje impedancje szeregowej cewki filtru i może być stosowany na jej opadającej charakterystyce. Jego obliczenie jest dość skomplikowane, musimy znać częstotliwość tego rezonansu (ze zmierzonej charakterystyki) z grubsza wartości elementów pomoże obliczyć program SPEAKER. Potem dobierając wartość rezystora regulujemy skuteczność filtru oraz zmieniając jego dobroć, dopasowanie do charakterystyki rezonansu. Po kilku próbach udaje się wygładzić charakterystykę przetwarzania

CZŁOWIEK
Człowiek słyszy bardzo szeroką skale dźwięków, naukowo określa się to pasmem (zakres częstotliwości) . Przyjmuje się, że słyszymy częstotliwości z przedziału 20 czasem podaje się 16 Hz (czyli drgań przypadających na sekundę) do 20000Hz (20kHz). Muzycy operują tu skalą wyrażając pasmo w oktawach (1 oktawa jest to pasmo częstotliwości zawierających się między daną częstotliwością a częstotliwością dwukrotnie wyższą lub niższą). A więc licząc od 16Hz słuch ludzki zawiera ponad 10 oktaw. W elektronice również stosuje się pojęcie oktaw. A mianowicie przy pomiarach nierównomierności pasma przenoszenia. I jak to w praktyce bywa, najmniej mamy do czynienia z częstotliwościami bardzo niskimi rzędu 16-20Hz jak i bardzo wysokimi 16-20kHz. Dlatego też nasze ucho nie słyszy ich najlepiej. Za to najlepiej słyszalne są dla nas sygnały mowy służące do porozumiewania się między nami, które zawierają się w środku pasma słyszalnego od kilkuset Hz do kilku kHz. Wraz z wiekiem zmniejsza się granica słyszalności w zakresie wysokich tonów z 20kHz do 16Khz lub nawet mniej.

KOLUMNY
Mając na myśli głośniki większość ludzi kojarzy je z kolumnami, a mając na myśli kolumny kojarzy je z mocą i ich wielkością a także z ich głośnością. Nic bardziej mylnego. Wielkość najczęściej idzie w parze z mocą jak również maksymalną głośnością lecz nie ma to najmniejszego znaczenia. Kolumna duża wcale nie musi grać głośniej będzie grać inaczej szczególnie w zakresie basu. Duży głośnik stwarza większe możliwości w tym zakresie lecz potrzebuje większej obudowy aby zapewnić mu dobre warunki pracy. A jego większa moc jest potrzebna ze względu na zapewnienie dostatecznej głośności w zakresie basu. Obudowa kolumny głośnikowej nie służy tylko do mocowania głośników lecz jest potrzebna do prawidłowej pracy głośnika basowego. Bez niej nie usłyszelibyśmy prawie żadnego basu. (wyjątkiem są tu kolumny dipolowe w których są stosowane specjalne zabiegi w celu poradzenia sobie z tym problemem).

ILE GŁOŚNIKÓW?
Dlaczego w kolumnach jest wiele głośników? Nie wymyślono jak dotąd głośnika mogącego przetwarzać pełne pasmo częstotliwości przez nas słyszalnych. Dlatego w kolumnach stosuje się kilka różnych głośników mogących pokryć jak najszersze pasmo. Dla częstotliwości niskich są stosowane duże głośniki wraz z obudowami, a dla wysokich głośniki niewielkie, które ze względów na swoje właściwości pełnią tę role znacznie lepiej. Ilość głośników jest zależna od kilku czynników. Każdy głośnik pracuje w pewnym paśmie częstotliwości w którym jego praca jest najefektywniejsza. Z tego względu dzielimy kolumny na ilość dróg (pasm). Najczęściej spotykanymi są kolumny dwudrożne i trójdrożne. Podziałem pasm między głośnikami zajmuje się zwrotnica.

ZWROTNICA
Zwrotnica służy do podziału pasm częstotliwości dla poszczególnych głośników przy danej częstotliwości (częstotliwościach). Zwrotnica z jedną częstotliwością podziału dzieli pełen zakres na dwa pasma (dwie drogi). I wymaga zastosowania co najmniej dwóch głośników. Głośnika niskotonowego (nisko-średniotonowego) i wysokotonowego. Zwrotnice wielodrożne posiadają więcej częstotliwości podziału i wymagają tym samym większej ilości zastosowanych głośników. Ich dobór i ilość zależy od konstruktora. Zwrotnice są trudnym elementem konstrukcyjnym a ich działanie zależy od parametrów konkretnego głośnika. Od nich zależy brzmienie całości zespołu głośnikowego a także w pewnym stopniu jego moc.

MOC
Parametr mocy jest bardzo względny i zależny od wielu czynników. Producenci nauczyli się nim manipulować do granic możliwości. Dla mnie jest to najmniej znaczący parametr który ma niewiele wspólnego z jakością samego głośnika. Na ten temat krąży wiele nieprawdziwych mitów. Jednym z nich jest przekonanie, że kolumny powinny mieć moc dwukrotnie większą od mocy wzmacniacza. A prawdą jest że prawie każdą kolumnę można uszkodzić każdym wzmacniaczem. I zależy to tylko od nas samych, bo to my decydujemy o mocy dostarczonej do kolumny, poprzez regulację wzmocnienia wzmacniacza. Od naszego słuchu zależy regulacja głośności i trzeba zawsze zwracać uwagę na pojawiające się zniekształcenia dźwięku, spowodowane przesterowaniem wzmacniacza bądź kolumny. Najłatwiejszym sposobem uszkodzenia głośnika wysokotonowego jest podbicie basu i sopranu we wzmacniaczu. Często stosowane w celu rzekomego polepszenia jakości dźwięku. A moc głośnika wysokotonowego ze względu na jego małe wymiary jest nawet 100-krotnie mniejsza od mocy całej kolumny. Dlatego tak łatwo jest go uszkodzić. Moc zespołu głośnikowego nie jest sumą mocy poszczególnych głośników, choć suma ta może być jej równa. Jest kilka parametrów mocy, najczęściej używanymi są: moc znamionowa moc, muzyczna i moc impulsowa. Najważniejszą do porównań jest moc znamionowa, która określa maksymalną moc ciągłą dostarczoną do głośnika (kolumny) która nie spowoduje jego uszkodzenia. Moc tą mierzy się przy specjalnym sygnale testowym. Przez co wyznacza się moc najsłabszego głośnika zastosowanego w danej kolumnie. Z uwagi na to, że największe moce są przekazywane w zakresie tonów niskich to moc kolumny wyznacza głośnik niskotonowy. A wytrzymałość głośnika wysokotonowego praktycznie wyznacza jego zwrotnica. Ponieważ dla sygnałów muzycznych przyjęło się, że moc przekazywana spada ze wzrostem częstotliwości ok.2razy na oktawę (3dB/okt.). To głośnik wysokotonowy nie musi mieć tak dużej mocy co niskotonowy stąd jego moc określa pasmo jego działania. Moc dostarczona zależy również od danego materiału muzycznego a także stopnia podbicia niektórych częstotliwości. Moc muzyczna mówi nam o mocy którą można dostarczyć do kolumny przez pewien określony czas. Ponieważ zależy ona od tego właśnie czasu stąd dowolnie można manipulować tym parametrem. Natomiast moc impulsowa mierzona jest przy dostarczeniu do głośnika krótkiego impulsu który nie spowoduje jego uszkodzenia jednak nie ma wiele wspólnego z jego prawidłowym działaniem. Dla przykładu głośnik o mocy znamionowej równej 100W może mieć moc muzyczną rzędu 300W a impulsową dochodzącą do 500 a nawet 1000W.

GŁOŚNOŚĆ
Maksymalny poziom dźwięku wydobywającego się z kolumny określa się potocznie głośnością. Parametr ten jest zależny od mocy głośnika (kolumny) jak i od jego efektywności czyli sprawności przetwarzania dostarczonej energii elektrycznej na ciśnienie akustyczne. I jest to jeden z najważniejszych parametrów dotyczących głośności. Niestety głośniki obecnie stosowane (dynamiczne) mają tą sprawność bardzo niską, rzędu pojedynczych procent. Efektywność podaje się w decybelach (jednostka logarytmiczna) na 1Wat dostarczonej mocy. Czasem producenci podają tą wartość dla stałego napięcia przyłożonego do głośnika, zazwyczaj jest to 2,83V. Która to wartość faktycznie wywołuje na 8 omowym obciążeniu moc równa 1W. Jednak na głośniku 4 omowym oznacza to moc 2W a więc i podana efektywność takiego głośnika będzie dwa razy większa (o 3dB). Ponieważ jest to jednostka logarytmiczna to na każde podwojenie mocy dostarczonej głośność wzrasta o 3dB czyli dwukrotnie. Parametr efektywności jest zazwyczaj zawyżany przez producentów. I nie ma wiele wspólnego z wielkością kolumny, głośniki większe z reguły mają większą efektywność jednak parametr ten określany jest dla częstotliwości średnich (typowo 1kHz) a więc określa efektywność głośnika pracującego w tym zakresie. Dlatego np. usunięcie głośnika niskotonowego wywoła zmianę brzmienia (brak basu) ale nie musi zmniejszyć efektywności kolumny. Większość kolumn parametr efektywności ma na poziomie 85 do 90 dB choć zdarzają się kolumny o efektywności niższej np.80dB lub bardzo wysokiej do 100dB lub więcej (kolumny estradowe). Parametr ten nie określa jakości dźwięku wydobywającego się z kolumny. I tak kolumna o efektywności 80dB nie musi grać gorzej od tej ze 100dB jednak wymagać będzie 100razy większej mocy dostarczonej w celu uzyskania takiego samego poziomu głośności. Czasami producenci podają parametr największej możliwej głośności który można obliczyć z parametru efektywności i mocy znamionowej. Dla kolumny o efektywności 90dB/W mamy: 90dB-1W, 93dB-2W, 96dB-4W, 99dB-8W, 102dB-16W, 105dB-32W, 108dB-64W i w końcu 111dB przy 128W itd. Jednak nie możemy przekroczyć mocy znamionowej i dla kolumny 130W 90dB/1W poziom ten wynosi 111dB. Dla kolumny o efektywności 80dB i takiej samej mocy poziom ten wyniesie o 10dB mniej (czyli 10-krotnie), a dla 20dB różnicy będzie aż 100 krotnie mniejszy!