W świecie hi-fi obowiązuje następujące prawo natury: bez przetwornika nie ma dźwięku. Z wyjątkiem znawców akustyki niewiele osób zna się na komponentach, które kryją się w głośniku. Poniżej wyjaśniamy, do czego dokładnie służą przetworniki dźwięku i jak one działają. W tym artykule poruszymy wiele technicznych kwestii, ale warto przeczytać go do końca.
Przetwornik przetwarza dźwięk… czy jakoś tak
To wyjaśnienie być może brzmi dość banalnie, ale na sam początek wystarczy. Rzeczywiście chodzi tutaj o przetwarzanie, jednakże decydującym czynnikiem jest to, co jest przetwarzane. Przetworniki dźwięku, które są wbudowane w głośnikach i słuchawkach, mają za zadanie wyczarować fale dźwiękowe z sygnałów elektrycznych. Są one używane wszędzie tam, gdzie nagrana muzyka ma być odtwarzana i to niezależnie od rodzaju nośnika danych. Dotyczy to zarówno danych cyfrowych, jak i informacji analogowych zapisanych w rowkach płyty winylowej.
Przetworniki są także stosowane wtedy, gdy fale dźwiękowe obierają odwrotną drogę, a mianowicie podczas nagrywania. W przypadku mikrofonów mamy również do czynienia z przetwornikami. Przekształcają one fale dźwiękowe w sygnały elektryczne.
Jak działa przetwornik dźwięku?
Zintegrowany w głośniku przetwornik dźwięku tworzy fale dźwiękowe z energii elektrycznej. Innymi słowami, jedna forma energii jest przekształcana w inną formę energii: od prądu elektrycznego po falowe zmiany w ciśnieniu powietrza (dźwięk). W tym celu membrana głośnika – widoczna część przetwornika – jest wprawiana w drgania o określonym wychyleniu i częstotliwości
Membrana w głośnikach i słuchawkach jest z reguły połączona z ruchomą cewką. Przepływający prąd zmienny wprowadza cewkę w drgania. Prąd zmienny pochodzi z przetwornika, który zamienia sygnały audio w impulsy elektryczne. W zależności od nośnika pamięci tę pracę wykonuje inny rodzaj przetwornika: w przypadku cyfrowych nośników odtwarzania jest to przetwornik D/A (D/A = digital to analogue), a w przypadku płyt winylowych, czyli analogowych informacji dźwiękowych, adapter dźwięku.
Wysokiej klasy systemy kina domowego
Przetwornik w akcji
Nie potrafisz sobie wyobrazić, jak działa przetwornik? Spróbujemy Ci to wyjaśnić na przykładzie koncertu:
Gdy na scenie artysta śpiewa do mikrofonu, fale dźwiękowe trafiają na membranę, która jest zintegrowana w mikrofonie jako element przetwornika. Membrana zaczyna drgać, a fale dźwiękowe zostaną przekształcone w sygnały elektryczne, które są przesyłane za pomocą kabla lub bezprzewodowo do konsoli mikserskiej , gdzie są przetwarzane i miksowane. „Gotowe” sygnały są wysyłane do dużych kolumn systemu Line Array. Ich membrany – napędzane przez prąd zmienny – zaczynają drgać i dzięki temu powstają fale dźwiękowe.
Odtwarzając to video, wyrażasz zgodę na politykę prywatności YouTube.
Dowiedz się więcej
Różne rodzaje przetworników
To, co w naszym opisie określiliśmy jako „drgające membrany”, w praktyce może być zupełnie inaczej realizowane. Poniżej przedstawiamy najważniejsze rodzaje przetworników:
Przetwornik elektrodynamiczny
Przetwornik elektrodynamiczny są zdecydowanie najczęściej stosowanymi wariantami w słuchawkach i głośnikach. Ten rodzaj przetwornika jest tani w produkcji, stosunkowo łatwy do zintegrowania w urządzeniu i zapewnia wysoką jakość dźwięku. Dwoma centralnymi elementami są ruchoma cewka i magnesy stałe. Cewka drgająca jest napędzana przez prąd zmienny w stałym polu magnetycznym (jest naprzemiennie przyciągana i odpychana). Do cewki jest z kolei przymocowana membrana, przez co jest ona wprowadzana w drgania i dzięki temu tworzy fale dźwiękowe.
Przetwornik elektrostatyczny
Co jeszcze przed chwilą było ruchome i dosyć tanie, jest teraz statyczne i drogie. Przetwornik elektrostatyczny składa się z niezwykle cienkiej membrany, która jest rozpięta pomiędzy dwoma płytkami metalowymi, i poprzez napięcie elektryczne jest wprawiana w drgania. W tym rodzaju przetwornika nie ma zatem cewki, która pośredniczyła w tym procesie. Co w teorii brzmi łatwo, jest bardzo drogie w realizacji. Dlatego ten wariant jest stosowany – jeśli w ogóle – w głośnikach z wyższej półki. Jeśli chodzi o jakość dźwięku, jest ona również na bardzo wysokim poziomie.
Przetwornik Balanced Armature (armaturowe)
W trzecim rodzaju przetwornika decydujący jest pewien rodzaj kotwicy (ang. armature). Jest ona przymocowana do membrany i otoczona magnesami. Prąd zmienny przepływa przez kotwicę i wprawia ją w ruch. Zaletą tego wariantu przetwornika jest to, że do wytworzenia dźwięku nie potrzebuje on wiele energii. Z tego względu, że przetwornik armaturowy jest bardzo mały, jest on stosowany głównie w słuchawkach dousznych.
Przetwornik magnetostatyczny
Ten rodzaj przetwornika realizuje zupełnie inną koncepcję niż dotychczas. W przetworniku nie zintegrowano namagnesowan cewki drgającej. Zamiast niej bezpośrednio na powierzchni membrany są przymocowane płaskie przewodniki. Ponadto po każdej stronie membrany znajdują się dwa stałe magnesy. Poprzez namagnesowanie membrana porusza się w obie strony. Ten rodzaj jest stosowany przede wszystkim w słuchawkach, ponieważ ta metoda wymaga niewiele energii. Wadą jest natomiast stosunkowo duża waga.
Przetwornik elektromagnetyczny
Dla ścisłości wymienimy również przetwornik elektromagnetyczny, który dziś nie jest już produkowany. Wynika to ze słabej jakości dźwięku. Natomiast w czasach gramofonów przetworniki elektromagnetyczny wraz z membranami z żelaza były bardzo powszechne.
Przetworniki mogą się od siebie różnić nie tylko pod względem napędu, ale także budową i sposobem promieniowania dźwięku. W tym artykule dowiesz się więcej na temat kopułki, tuby i stożka.
Nasze produkty poruszą nie tylko fale dźwiękowe, ale również Ciebie
▶ CINEBAR LUX: Ten system akustyczny wykorzystuje specjalnie dopasowane pasywne przetworniki basowe do odtwarzania mocnego i wyrazistego dźwięku, który prawie niczym nie różni się od dźwięku odtwarzanego z zewnętrznym subwooferem.
▶ REAL BLUE NC: Te słuchawki gwarantują ulepszoną technologię Active Noise Cancelling, nowoczesny Bluetooth, dłuższy czas odtwarzania oraz najlepszy dźwięk w swojej klasie. REAL BLUE NC to słuchawki bezprzewodowe, które zawsze pasują i zachwycą każdego: idealne do odtwarzania każdego gatunku muzycznego, gier, filmów i pracy w domowym biurze.
Inne słuchawki marki Teufel
Podsumowanie
- Przetworniki przekształcają prąd elektryczny w fale dźwiękowe – lub odwrotnie
- Są one stosowane m.in.: w głośnikach, słuchawkach i mikrofonach
- Centralnymi elementami w większości przetworników są cewka drgająca i membrana
- Oprócz przetwornika elektrodynamicznego są jeszcze inne rodzaje przetworników, jak np.: przetwornik armaturowy lub elektrostatyczny
