Was macht einen guten Redner aus?
Um genau zu sein, sollten wir"Sprecher" nennen; ein Lautsprechersystem. Es ist ein System bestehend aus einigen Wandlern, einem Frequenzteiler, einem Gehäuse und einigen zusätzlichen Teilen.
Der Entwickler von Lautsprechersystemen muss die komplexen Interaktionen zwischen den Komponenten des Lautsprechersystems verstehen.
Der Zusammenbau guter Teile garantiert kein gutes System. (Hinweis: Im nächsten Artikel werde ich das Lautsprechersystem einfach als Lautsprecher bezeichnen.)
Wenn ein Wort verwendet werden muss, um den Lautsprecherdesignprozess zu beschreiben, denke ich, dass der Begriff"Trade-off" ist am besten geeignet. Denn es gibt einen Kompromiss zwischen der Leistung des Lautsprechers und den Endkosten.
Daher ist es für uns schwierig, Lautsprecher verschiedener Hersteller zu vergleichen. Wenn Sie sich nur einen bestimmten Leistungsindex (z. B. Nennleistung) ansehen, sieht ein bestimmter Lautsprecher möglicherweise besser aus. Aber wenn wir die Gesamtleistung des Lautsprechersystems betrachten, kann es etwas unterlegen sein.
Warum sind manche Lautsprecher so viel teurer? Um dieses Problem besser zu verstehen, werfen's einen Blick auf die Lautsprecherkomponenten.
Die Wahrheit über den Wandler
Der Wandler ist das Herz des Lautsprechers. Diese Wandler wandeln elektrische Energie in Schallenergie um. Die meisten Beschallungswandler sind Kolbenwandler.
Im Vergleich zu den zu Beginn des letzten Jahrhunderts erforschten und produzierten Wandlern hat sich das moderne Design an der Funktionsweise grundsätzlich nicht wesentlich verändert. Mit der Entwicklung der Technologie sind bessere Materialien mit geringem Gewicht und niedrigen Kosten erschienen. Das Klangprinzip des Lautsprechers ist jedoch im Wesentlichen die Schwingung der umgebenden Luftmoleküle durch die Bewegung des Kolbens.
Es gibt keinen Wandler, der die zum Hören im gesamten Frequenzbereich benötigte Energie liefern kann. Daher sind die meisten Lautsprecher mit Zwei- oder Drei-Wege-Frequenz ausgelegt, mit eingebauten dedizierten Niederfrequenz-, Mittelfrequenz- und/oder Hochfrequenz-Wandlern.
Im Vergleich zum Zwei-Wege-Design erfordert das Drei-Wege-Design mehr Wandler, so dass das Drei-Wege-Design teurer ist.
Sehr wichtiger Teil des Beckenrahmendesigns
Der Designprozess des Beckenrahmens ist ein wichtiger Faktor, der den Preis von Niederfrequenzwandlern beeinflusst. Der im Stanzverfahren hergestellte Lautsprecherbeckenrahmen ist aufgrund seines einfachen Herstellungsverfahrens und des geringen Rohstoffverbrauchs kostengünstiger. Der im Druckgussverfahren hergestellte Lautsprecherrahmen wird weniger wahrscheinlich durch Konusvibrationen verformt.
Gleichzeitig weist der Beckenrahmen des Druckgusstyps im Vergleich zu dem Beckenrahmen des Stanztyps eine größere Qualität und ein größeres Gewicht auf, und dementsprechend sind auch die Produktionskosten höher. Da der größte Teil der in den Wandler geladenen elektrischen Energie in Form von Wärmeenergie verbraucht wird, können wir seine Leistung optimieren, indem wir die Wärmeableitungsleistung verbessern.
Die Auswahl des Konusmaterials muss seine Qualität, Stärke und Kosten abwägen. Obwohl wir einige spezielle Materialien (esoterische Materialien) verwenden konnten, um Lautsprechermembranen herzustellen, werden Papiermaterialien immer noch am häufigsten verwendet, da sie nach Abwägen verschiedener Eigenschaften eine gute Wahl sind. Die Kosten eines Niederfrequenzwandlers liegen wahrscheinlich zwischen mehreren zehn Dollar und mehreren hundert Dollar.
Die Designmotivation der Entwickler von Lautsprechersystemen bestimmt, welches Konusmaterial sie wählen. Wenn Preis- und Kostenbeschränkungen bestehen, wählen sie eine Einheit mit niedrigeren Kosten. Wenn es um höhere Qualität und Leistung geht, werden sie tendenziell höherpreisige Gerätemodelle wählen.
Die Mitteltoneinheit und die Hochtoneinheit des Lautsprechers der Beschallungsanlage übernehmen in der Regel das Hornlastdesign. Die Hornlast sorgt zwar für hohe Schalldruckpegel, kann aber auch das Schallabstrahlungsmuster steuern. Das Horn kann aus vielen Materialien bestehen, darunter Holz, Metall, Glasfaser und Kunststoff.
ABS-Kunststoffhorn wird am häufigsten wegen seiner geringen Kosten, seines geringen Gewichts und seiner einfachen Herstellung verwendet. Das Glasfaserhorn ist stärker, aber da es schwierig herzustellen ist, steigen die Kosten entsprechend. Die Größe des Niederfrequenzhorns ist groß, daher werden oft Holzmaterialien verwendet.
Der Horntreiber (Wandler) spielt eine zentrale Rolle im Lautsprechersystem. Piezotreiber mit relativ geringen Kosten oder Kompressionstreiber können beim Design von Hornlasten verwendet werden. Konuslautsprecher können auch als Horntreiber verwendet werden.
Kompressionstreiber ist die beste Wahl für die Nachverstärkung von Zwischen- und Hochfrequenzen. Kompressionstreiber sind kostengünstigen piezoelektrischen Treibern aufgrund ihrer höheren Effizienz und Klangtreue überlegen.
Die Magnetstruktur des Wandlers ist ebenfalls ein wichtiger Faktor, der die Kosten beeinflusst. Die große Magnetstruktur kann eine größere magnetische Felddichte erzeugen (im Allgemeinen gleichbedeutend mit einem höheren Wirkungsgrad), was das Gewicht des Magneten entsprechend erhöht. Diese Art von Magnetstruktur muss einen druckgegossenen Beckenrahmen als Träger haben, bevor sie verwendet werden kann. Seltenerdelemente wie Neodym benötigen nur einen geringen Anteil an Neodym, um im Vergleich zu herkömmlichen magnetischen Materialien ein stärkeres Magnetfeld zu erzeugen. Neodym ist auch das teuerste der am häufigsten verwendeten magnetischen Materialien.
Einige Lautsprecherhersteller produzieren ihre eigenen Wandler. Dadurch können sie die Lieferkette besser kontrollieren und die Leistung der Komponenten in einem bestimmten Lautsprechersystem optimieren.
Die meisten Lautsprecherhersteller werden OEM-Hersteller als ihre Wandlerlieferanten betrachten. OEMs sind in der Produktion sehr effizient, weil sie darin gut sind. Die meisten OEM-Hersteller produzieren und verkaufen Allzweckwandler für Stammkunden. Gleichzeitig führen sie auch patentierte Konstruktionen nach den Vorgaben der Lautsprecherhersteller aus.
Vitalteiler
Obwohl die Funktion der Frequenzweiche nicht ernst genommen wurde, ist die Frequenzweiche wohl der schwierigste Teil des Lautsprecherdesigns. Die Hauptaufgabe der Frequenzteilung besteht in der Bandbegrenzung des an jeden Wandler übertragenen Signals, und der Wandler arbeitet nur in dem Frequenzbereich, in dem es in Schallenergie umgewandelt werden kann. Im Prinzip entspricht der Frequenzteiler dem Übertragungssystem eines Autogetriebes.
Wenn Sie das Auto sanft von 0 auf 60 Meilen pro Stunde beschleunigen, kann ein gutes Übertragungssystem die Räder schneller drehen lassen (erhöhte Frequenz). Die Gangschaltung sollte natürlich, leichtgängig und perfekt sein. Ein gutes Frequenzteilerdesign sollte das gleiche sein. Es kann glatt zwischen niedriger Frequenz, mittlerer Frequenz und hoher Frequenz übergehen.
Passiver Frequenzteiler hingegen ist ein Filternetzwerk, das aus passiven elektrischen Geräten wie Widerständen, Kondensatoren und Induktivitäten besteht. Als passive Frequenzteiler können massenproduzierte Allzweck-Fertigteile verwendet werden, aber am Ende muss der Frequenzteiler entsprechend seines entsprechenden Wandlers optimiert werden. Diese Arbeit wird am besten von einem Konstrukteur ausgeführt.
Einige Frequenzteiler werden auf der Leiterplatte (PCB) montiert. Diese Installation ist nicht nur einfach und schön, sondern auch einfach in Massenproduktion herzustellen, was die Produktionskosten entsprechend senkt. Diese Installationsmethode eignet sich sehr gut für Low-Power-Anwendungen, aber wenn der Treiber überlastet wird, wird die Leiterplatte durch Überhitzung beschädigt.
Leiterplatten (PCB) können sich aufgrund zu hoher Induktivität auch verbiegen oder brechen. Deshalb bestehen viele Hersteller auf die Hartdrahtausführung des Frequenzteilers (Hard Wire). Das Design der harten Verbindung muss manuell abgeschlossen werden, und der Erscheinungsbildeffekt nach der Fertigstellung ist oft nicht sehr gut. Aber im Vergleich zu einem PCB-Teiler ist ein fest verdrahteter Design-Teiler robuster (und teurer).
Einige Lautsprechersysteme haben keine eingebaute Frequenzweiche. Diese Art von Lautsprechersystem wird von professionellen elektronischen Verarbeitungsgeräten betrieben. Nachdem das Signal an den Leistungsverstärker gesendet wurde, um den Signalverarbeitungsprozess abzuschließen, nennen wir es ein aktives Crossover-Lautsprechersystem.
Theoretisch sollte ein solches Design in der Lage sein, die Produktionskosten des Lautsprechers selbst einzusparen (weniger Komponenten), aber dieser Lautsprechertyp erfordert einen externen Prozessor beim Bau des Systems und noch mehr Endstufenkanäle, sodass die Endkosten tendenziell sind höher zu sein. Im Vergleich zu passiven Crossover-Lautsprechern können aktive Crossover-Lautsprecher eine höhere Wiedergabetreue und einen höheren Schalldruckpegel (SPL) bieten.
Im Vergleich zum aktiven Crossover-Design kann ein hochwertiger passiver Crossover-Design-Lautsprecher jedoch eine hervorragende Klangqualität zu geringeren Gesamtkosten bieten und ist relativ einfach anzuschließen und zu debuggen.
Kasten
Auch das Lautsprechergehäuse und dessen Aufbau sind wichtige Faktoren, die den Preis von Lautsprechern beeinflussen. Der Schrank muss sehr stark und robust sein. Die Vibrationsbox selbst ist ein Wandler, der mit anderen Wandlern interagiert und die Leistung des gesamten Systems reduziert. Eine stabile Box erfordert viel Qualität, viele Rippen oder beides. Der Preis ist das hohe Gewicht des Schrankes.
Beton ist als Boxmaterial eine gute Wahl, eignet sich aber nur für maßgeschneiderte Subwoofer-Systeme. Faserplatten mit mittlerer Dichte (MDF) sind auch ein besser geeignetes Material für die Herstellung von Schränken. Faserplatten mit mittlerer Dichte haben eine hohe Dichte und niedrige Kosten, aber das Material selbst ist sehr schwer und lässt sich nach Feuchtigkeit leicht biegen.
Kartons aus Spanplatten sind kostengünstig, sollten aber möglichst vermieden werden. Sperrholz ist leichter und fester als MDF, aber es gibt Lücken zwischen den Schichten. Sperrholz aus baltischer Birke ist die beste Wahl für das Gehäusematerial (mehr als 11 Schichten, und es gibt keine Lücken zwischen den Schichten), aber es ist auch das teuerste Holz bei der Herstellung von Lautsprechern.
Das Verbundmaterial weist eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht auf, jedoch sind die Kosten hoch. Glasfaser hat eine hohe Steifigkeit und ist wetterfest, aber da sie schwierig herzustellen ist, sind die Kosten höher als bei Holz und Kunststoff.
In den letzten Jahren hat sich geformter Kunststoff allmählich zu einem häufig verwendeten Lautsprechergehäuse entwickelt. Die geformte Box hat ein geringes Gewicht und kann wetterfest verarbeitet werden. Nach Jahren der Massenproduktion können die ursprünglich hohen Formkosten verwässert werden. Diese Art der Gehäusestruktur ist für Lautsprecher mit kleineren Gehäusen sehr praktisch, Lautsprecher mit großen Gehäusen erfordern jedoch steifere Materialien.
Die Lautsprecher, die über den Zuschauerraum gehoben werden, müssen über spezielle Aufhängeteile (Aufhängepunkte) verfügen. Und muss einen Zugtest (Pull-Test) durchlaufen, um die Festigkeit und Sicherheit der Box und der hängenden Teile zu gewährleisten.
Es gibt keinen großen Unterschied im Aussehen zwischen deckenmontierten Lautsprechern und bodenmontierten Lautsprechern und säulenmontierten Lautsprechern. Allerdings stellen deckenmontierte Lautsprecher höhere Anforderungen an Gehäusestruktur, tragende Aufhängungen und Tests, sodass die Kosten oft viel höher sind.
