Mik azok a magassugárzók? Mit csinálnak a magassugárzók? A magassugárzó hangszórók útmutatója

A remek hangzású csúcsrendszerek többféle hangsugárzóból állnak, beleértve a magassugárzókat is. De mik is azok a magassugárzók? És mit csinálnak a magassugárzók?

Ebben az átfogó bejegyzésben megmutatom, mit csinálnak a magassugárzók, a különböző hangsugárzó-meghajtó anyagokat, amelyek a legjobban szólnak, és még sok mást!

Infografika – Tények a magassugárzókról

Mik azok a magassugárzók?

A magassugárzók olyan hangszórók, amelyek a zenében hallható hang felső tartományát állítják elő. Mivel a magasabb hangfrekvenciák kisebb hanghullámokkal rendelkeznek, méretük kisebb, mint a többi hangszóróé, amellyel együtt dolgoznak.

A magassugárzó egy olyan elektromechanikus hangszóró, amely a felső (magasabb frekvenciájú) zenei tartományban állít elő hangot és zenét. A mélynyomókat és más olyan hangszórókat dicsérik, amelyek nem képesek magasabb hangot produkálni, például a kétutas könyvespolc-hangsugárzópár kialakításánál használtakat.

A magassugárzók kis méretűek, mivel kisebb hanghullámokat produkálnak, és kis kúpjuk van. Általánosságban elmondható, hogy akkor a legjobb, ha a hallgató felé mutatják őket.

A legtöbb egy meghatározott tartományra korlátozódik, például 3 kilohertz és 20 kilohertz (kHz) maximumra korlátozódik, bár ez az adott hangszóró korlátaitól függ. Az emberi hallás tipikus tartománya 20 Hz és 20 kHz között van.

A kilohertz kifejezés a kibocsátott hang frekvenciájának vagy az audiojel hullámformájának másodpercenkénti ciklusainak leírására szolgál.

A magassugárzó alapvető részei

Egy szétszerelt autós magassugárzó képe. Az ábrán látható a mágnesszerelvény (balra) és a kupola/rács/kábelcsatlakozó-szerelvény (jobbra). A hangtekercs a kupola hátuljához van rögzítve. Ezen a képen a kupola ezüst anyagból készült – nagy valószínűséggel mylar vagy más típusú műanyag vagy más könnyű anyag.

A tipikus magassugárzó-kialakítás (bár számos más típus is létezik) egy kis mágnesből áll, benne egy kör alakú résszel. A hangtekercsnek nevezett tekercs rézhuzal hangtekercset a sokféle anyag egyikéből készült hangszórókupolához erősítenek. Abban különböznek egymástól, hogy a legtöbb ívelt, kifelé ívelt kupola alakot használ, ellentétben a többi hangsugárzóval, amelyek lefelé hajlított kúpot használnak.

Ezt a szerelvényt a mágnes résébe kell beilleszteni és fel kell függeszteni. A kupola oldalain, más hangszórókhoz hasonlóan, rugalmas, de merev anyaggal van megtámasztva.

Mit csinálnak a magassugárzók?

Élvezi a jó zenét? A magassugárzók jó zenét tesznek lehetővé a mindenhol látható hangrendszerben. Az otthoni sztereó hangszórók, mint például ezek a Dayton B652 könyvespolc-hangszórók, olcsó, de hatékony magassugárzót használnak, hogy kitöltsék azt a hangtartományt, amelyet egy közepes hangsugárzó vagy mélysugárzó nem képes előállítani. Együtt képesek előállítani a hangok teljes skáláját, hogy jó hangzású audiorendszert alkossanak

A magassugárzók magas frekvenciájú hangok (magas hangok) előállítására szolgálnak, és kiegészítik az erre nem alkalmas hangszórókat. Ha egy mélynyomóval és kétutas hangszóróval felszerelt, mérsékelt árú audiorendszer része is, fantasztikusan szólhat.

A „Treble” egy olyan szó, amely a zene felső tartományába eső részeit írja le, például cintányérokat, szintetikus billentyűs hangokat, dobeffektusokat és a „tssst tsst” (magas hangokat) különböző hangszerekből.

Amikor egy felerősített zenei jelet adnak a magassugárzóra a pozitív (+) és negatív (-) vezetékcsatlakozáson keresztül, a hangtekercs mágneses mezőt hoz létre a mágnes állandó mágneses résén belül.

Ez a változó mező hatására a magassugárzó tekercs és a kupola előre és hátra mozog, a levegőt nagyon gyorsan mozgatva a jelet követve. Amikor ez megtörténik, hang keletkezik.

Magassugárzók a zenevisszaadásban – miért fontosak

A zene sokkal több, mint korlátozott hangtartományból áll. Különböző hangok, frekvenciák és egyéb jellemzők nagyon összetett kombinációja. Ezeket különböző hangszerek, énekesek hangja és zene rögzítésekor hozzáadott elemek készítik.

A magassugárzók kritikus fontosságúak egy hangrendszerben a hallható hangok teljes skálájának előállításához. A zene emiatt sokkal élvezetesebb, és sokkal természetesebben is szól.

Sztereó képalkotás

A sztereó képalkotás kifejezés a zene rögzítésének és lejátszásának leírására szolgál, hogy olyan térbeli jelzéseket adjon, amelyek megmondják az agynak, honnan jönnek a hangok. Például a zenészek által felvett zenéknél lehetnek hangszerek a bal, a középső és a jobb csatornában. A magassugárzók segítenek a magasabb tartományú hangjelzések reprodukálásában és a sztereó „kép” létrehozásában.

A zenének különböző hangjai vannak a fülünk által hallható szinte minden tartományban. Ezenkívül általában sztereóban rögzítik, oly módon, hogy lehetővé tegye az eredeti stúdióhangszer és a hangelhelyezés (bal, jobb, középső stb.) reprodukálását.

Ez sztereó képalkotást hoz létre, amikor jó minőségű zenét hallgat a hangrendszerével.

Autós magassugárzók

Egy kép, amely a 3 legjellemzőbb gyárilag beszerelt magassugárzó-tartót mutatja. Balra:műszerfal. Középen:oszlopra szerelve. Jobbra:felső ajtóra szerelve. Csakúgy, mint az otthoni sztereó hangszórókat, más hangszórókkal, például mélysugárzókkal együtt használják. Az autókban gyakran magasabbra szerelik őket, mert a magassugárzók irányítottak, és ez csökkenti a hangerőveszteséget.

Mivel a magassugárzók magas frekvenciájú hangokat adnak ki, az autókban a hangszórórendszer részeként használják őket, de nem egyedül. Másokkal, például komponens hangszórókkal, vagy a már meglévők kiegészítésére és fejlesztésére használják őket.

A jobban hangzó autós audiorendszer mélysugárzót, egy vagy több passzív crossovert és külön magassugárzót használ. (Ne feledje, hogy az autók magassugárzóinak védelme érdekében gyakran rögzített hangszórórács van.)

A középkategóriás meghajtók közepes és alacsonyabb tartományú frekvenciákat állítanak elő, amelyek nagyobb hanghullámokkal rendelkeznek, és nem olyan igényesek a hely szempontjából. A magassugárzók azonban irányítottak, mivel az általuk keltett hang akkor hallható a legjobban, ha a füle felé mutat.

A gyári magassugárzók gyakran nem ideális helyen találhatók. Ez azért van, mert ez kompromisszum a járműben elfoglalt hely és az összeszerelősor gyártási költségei között.

A magassugárzók elhelyezkedését az autógyártók nem tartják túl fontosnak, kivéve a luxusjárműveket és más prémium hangrendszereket.

Az egyedi autóhifi rendszerek gyakran a legjobb hangzást úgy érik el, hogy egyedi rögzítést alkalmaznak, hogy leküzdjék a hely és a rögzítési hely korlátait. Ezenkívül az utángyártott (nem gyári) magassugárzók minőségi szintek széles skálájában állnak rendelkezésre, amelyekről a továbbiakban még szó lesz.

Hogyan használják a magassugárzókat?

Gyakori használat hangszórórendszerekben

A kiváló hangminőség érdekében ehhez a CT Sounds Strato autóalkatrész-rendszerhez hasonló készlet használható. A komponens hangsugárzórendszerek jellemzően mély- és magassugárzókat használnak, amelyek hangszóróvezetéken keresztül a hangsugárzó-crossoverekhez csatlakoznak.

Úgy tervezték, hogy illeszkedjenek az illesztőprogramokhoz, és külön hangtermelést biztosítsanak, és elküldjék a számára legmegfelelőbbnek.

A magassugárzókat korlátozott számú okból használják hangszórórendszerekben (soha nem használják egyedül):

Kétutas vagy háromutas hangsugárzórendszerben, hogy a többi hangszóró nem tud hangot adni.
További magas frekvenciájú hang (magas) hozzáadása a hatás fokozása érdekében

A legtöbb ma használt hangszórórendszert „2-utas”-nak nevezik, mivel 2 hangszóró kombinációját használják, amelyek korlátozott hangtartományt biztosítanak. Ennek az az oka, hogy ma szinte egyetlen kónuszos hangszóró sem képes a hallható hang teljes skáláját előállítani.

Ennek fő oka, hogy a nagy hangsugárzók nem tudnak jól magasabb (magas) frekvenciákat, a kicsik pedig nem tudnak nagyobb (mély) frekvenciákat produkálni.

A hangszórók általában speciálisak, és a legalkalmasabbak egy-egy hangtartományhoz.

A középső hangsugárzók, mint például a mélysugárzók (más néven „midbass” vagy „mid bass” hangszórók) általában szörnyű teljesítményt nyújtanak a magasabb hangtartományban.

Ezért a magassugárzók kritikusak a hiányzó hangtartomány biztosításához.

Miért van szükség a magassugárzóknak crossoverekre?

Az autós hangsugárzó-keresztezők (balra) és az otthoni sztereó hangszórókeresztezők (jobbra) felelősek a mélyhangok megfelelő hangsugárzókra való irányításáért. Megvédik a magassugárzót, és blokkolják a torzítást és a potenciálisan káros mélyhangerőt a túlhajtástól.

Amint korábban említettem, a magassugárzóknak több okból is szükségük van a fenti képen láthatóhoz hasonló crossoverekre:

A magassugárzók nem tudnak alacsony frekvenciájú hangokat lejátszani – erősen torzítanak
Megsérülhetnek, ha elég nagy, alacsony frekvenciájú jel vagy jelek hajtják őket.
Csökkenti az alkalmazott energiát, és segít megvédeni azt

A hangsugárzók keresztezéseinek megértése

A kétutas hangsugárzós (passzív) keresztváltók rendkívül gyakoriak. A magassugárzó olyan hangokat fogad, amelyek áthaladhatnak a keresztezési pont felett. A bemutatott 2-utas crossover egy felül- és egy aluláteresztő szakasz átfésülésével készült. Ezen az ábrán az induktivitás (huzaltekercs) „L”, a kondenzátor pedig „C” jelzéssel látható.

Sok esetben a magassugárzók egy egyszerű kondenzátorral vannak ellátva, amelyek sorba vannak kötve az egyik vezetékkivezetéssel. Ez általában a pozitív (+) terminál megegyezés szerint.

A kondenzátorok egyrendű (egyfokozatú) audio crossoverként működnek. Vagyis keresztezési meredekségük van, amely -6 decibel/oktáv (dB) sebességgel működik. Az oktáv a hangra használt kifejezés, és a frekvencia megkétszerezését vagy felezését jelenti. Például a 400 Hz egy oktávval nagyobb, mint 200 Hz.

A magasabb rendű crossoverek még több mélyhangot szűrnek ki, amely a magassugárzókat érné, és még hatékonyabbak. A -12 dB/oktáv (2. sorrend) az egyik leggyakoribb, és hatékony anélkül, hogy túl költséges lenne.

As you can see in the image above a 2nd order (-12dB) crossover requires an additional component called an inductor. These are coils of wire which react to music and reduce the output to the speaker at certain frequencies.

Shown:A typical 2-way home stereo speaker with a tweeter. In this low-cost design, a single capacitor is used in series as a high-pass crossover to filter out bass. This prevents distortion and potential damage to it as well.

What does a tweeter impedance rating mean?

Impedance, rated in Ohms, is a term used to describe the total electrical resistance to current for a speaker. A tweeter’s voice coil is made of a long amount of wire wound into a coil. This wire has electrical resistance.

Impedance is important as crossovers are designed for the rating of your tweeters. Additionally, tweeters should be matched with woofers and other speakers with a similar rating.

If you mismatch speaker impedance one will play at a higher volume than the other as more power drives them. This is because the power developed by a speaker is directly rated to its Ohms rating.

Traditionally, home stereo speakers are rated at 8 ohms while car speakers are typically 4 ohms. What’s interesting is that, for example, 8 ohm speakers aren’t exactly 8 ohms. That’s an approximation as they’re usually somewhat below that (say 6 to 7Ω for example).

Tweeter power ratings

The average tweeter can’t handle large amounts of power as larger speakers can. Woofers and other larger speakers can dissipate larger amounts of heat and have a larger voice coil wiring gauge.

With some exceptions, power ratings like 15W (watts) RMS and above are realistic. 25W-50W is fairly common for mid-priced models sold today.

Tweeters must match the rated impedance expected from an amplifier. Amplifiers can overheat if used with speakers that are too low for their design. (For example:using 4 ohm tweeters with a stereo rated at 8 ohms minimum is not acceptable).

Tweeter efficiency (SPL rating)

Just like other types of speakers, tweeters have an efficiency rating. This tells you how much volume, in decibels (dB) a tweeter produces for a specific amount of power. This is normally listed as the “SPL” parameter.

In the case of speakers, higher efficiency is better. For average tweeters, you might expect to find this at between 89dB to 91dB at 1W.

Note:dB @ 1W/1m is a standard way of measured speaker efficiency with test equipment with a microphone positioned 1 meter away. However, there are 2 types of tests for this and can be confusing.

It’s important when comparing tweeters to be sure that the measurements are based on similar measurements types. Whenever possible, compare 2 tweeters with measurements based on the same efficiency standard (1W/1M or 2.83V/1M).

The reason for this is that 8 ohm tweeters need a higher voltage applied to create 1W of power as opposed to a 4 ohm model. Similarly, matching tweeters to woofers requires similar care when shopping.

Common tweeter types and materials

Anyagok

Examples of some of the most common types of tweeters today. A soft dome tweeter (left) is often made with textiles or silk materials as shown. A metal dome tweeter (right) is typically made from aluminum, titanium, or some hybrid design. Some listeners prefer one over the other, although a well-designed tweeter of one type may be able to outperform the other. It’s important to check all the specifications and the frequency response if provided.

There are simply far too many materials used to list here, but I’ll cover some of the most common. Don’t forget that some sold today are made of a variety of less common materials.

Also, it’s important to always check closely as sometimes the specifications aren’t clear and are misleading.

Some of the most common materials used for tweeters include:

Silk, textile, or other cloth
Mylar or other plastics
Metal-coated plastics &PEI materials
Metals:aluminum, titanium, and alloys
Ceramics and ceramic-coated domes
Kapton (in ribbon tweeters)

Silk and textile are some of the most common materials used. Titanium and other types of metals like aluminum are also fairly common for mid-to-upper price range tweeters as well.

Silk tweeters

A silk dome tweeter is one of the most popular types and often a good compromise between cost, performance, and sound quality. A great example is this pair of Polk Audio DB1001 car tweeters.

These types tend to perform well and because of their extra stiffness are often associated with a certain “color” of sound. Other special materials like ceramic and even diamond are used in others too.

However, it’s very important to understand that the type of material used for the tweeter dome alone doesn’t determine its quality . You need to always check the specifications such as the frequency response chart if provided.

If none is provided, it’s best to consider seeking out more information and buy a model that provides that information.

Otherwise, you’re taking a gamble with buying a tweeter that’s too “bright” or “harsh” in that it may have certain ranges of sound it emphasizes too much or not enough.

Mylar, PEI, and others

Mylar and PEI types use plastics for the dome. They’re often found in budget component sets or coaxial speakers. While they’re lower cost, they usually aren’t very good for accurate, crisp sound. You can often hear the difference when comparing them directly against a silk dome tweeter pair.

Some models are hybrid and use a type of metal coating that may or may not offer better performance. All of the types listed are usually cone tweeters in how they’re shaped.

Horn and compression horn tweeters

A horn tweeter (left) can driven by a magnet assembly or piezo driver. Piezo tweeters are very loud and efficient but aren’t very good in terms of music quality. A “super tweeter” is usually magnet driven and produces more volume and has a higher power rating than average products. Both are often used for outdoor music events and gatherings.

Horn tweeters are a special class of speakers. Entry-level models like piezo tweeters are inexpensive and not great at producing good musical tones, but they’re cheap and very efficient. Their volume is often much higher than standard tweeters (96dB vs. 91dB produced at 1 watt, for example).

Unlike models that use a magnet, a piezo tweeter uses a piezoelectric crystal coupled to a mechanical diaphragm like a digital watch or electronic clock uses for sound. They usually have a very high impedance and may not even need a crossover. A piezo tweeter is low-cost, efficient (good dB output per watt) but not good for sound quality.

Other horn tweeters used in extremely high-quality home stereos systems have a very good frequency response as well as sound. These are most often “compression horn” type speakers with a magnet and dome that attach to a horn body that expands outward.

This helps to direct the sound more effectively and can radiate sound more evenly than others.

Super tweeter and bullet tweeter models

These are similar to others but may have a “bullet” shape attached to the dome to help produce high sound levels. They’re great for volume and more power handling.

You can use tweeters like these for situations where high power handling and loud volume are the main requirements. For critical listening and enjoyment indoors, they’re normally not very practical.

Ribbon tweeters

A ribbon tweeter is a bit different from the others. They use a unique design with a very thin “ribbon” diaphragm which moves back and forth in a linear fashion to produce sound.

Tweeters of this type are some of the best and most musical available today, but it depends greatly on the design &quality. Prices range from in about $25 to $600 or so.

One reason they’re so unique is that unlike tweeters based on a voice coil and a magnet, their impedance is much more flat over the frequency response range.

This means there’s less interaction with your crossover due to fluctuations that occur when the audio signal frequency changes.

Ring radiator (concentric) tweeters

Dual-ring radiator (sometimes called “concentric” ring) tweeters are a unique type of tweeter with a moving surface consisting of several rings and a center plug. These types are more sonically accurate and musically detailed tweeters.

Tweeters of this kind are less common, however.

A downside is that unlike other types they produce far less sound at angles (called the off-axis response ). This means that they’re best suited for speaker systems where they’re aimed directly at the listener.

Tweeter frequency response basics

Tweeters have unique characteristics just like any other speaker. In this image, you can see the level of sound produced over different frequencies (called the “response”). These graphics show the sound response at different angles.

In the graphs above we can see that Tweeter A has dips and peaks that will cause the sound to be lacking in some ranges and is too “harsh” (too high) in others. Tweeter B has a much more flat and ideal response, as it’s almost consistently the same over the range of sound produced.

Tweeters, just like any other type of speaker, have limitations. For a given range, they have frequencies at which their response (volume level for a given power applied) is higher or lower than an average decibel (dB) volume produced.

These peaks and valleys (areas where the sound production is higher or falls lower) cannot be overcome without an equalizer or other compensation. Frequencies at the bottom end of the response range are best left to midrange speakers

There’s no such thing as a “perfect” tweeter speaker – they all have good and bad characteristics along with price, mounting, and performance factors to consider.