Reproduktorové sústavy – rozdelenie

Reproduktorová sústava je zariadenie na premenu elektrického signálu z audio zariadení na počuteľný zvuk. Reproduktorové sústavy sa používajú pre ozvučenie vo frekvenčnom pásme počuteľnom pre ľudské ucho (20Hz – 20kHz). Reproduktorové sústava je finálny výrobok určený konečnému spotrebiteľovi. Tomu zodpovedá aj kvalita a tvar vyhotovenia.Konštrukčne navonok pozostáva z ozvučnice (reproduktorovej debny), v ktorej sú inštalované elektrické zariadenia:elektroakustické meniče (reproduktory), pasívne elektrické obvody (výhybka), elektronika (zosilňovač, ekvalizér, displej) a elektrické prípojné miesto (konektor).

PODĽA PRÍTOMNOSTI ZOSILŇOVAČA:

• Pasívna reproduktorová sústava – neobsahuje zosilňovacie prvky (predzosilňovač,zosilňovač). Vstupom je elektronický signál z audio zosilňovača o napätiach> 2V. Obvykle obsahuje po jednom samostatnom reproduktore, alebo frekvenčné filtre (výhybky) a viacero reproduktorov pre jednotlivé frekvenčné pásma.
• Aktívna reproduktorová sústava– obsahuje zosilňovače. Vstupom pre ňu je audio signál o napätí 0,7V -1V (<2V). Aktívna  reproduktorová sústava je pasívna sústava so zabudovaným audio zosilňovačom.

Najbežnejším príkladom aktívnych reproduktorov sú počítačové reproduktory. Zosilňovač je obvykle tvorený jednoduchým jednočipovým zosilňovačom a zdrojom zabudovaným v jednom z reproduktorov sústavy.

Kombo reproduktor. Používa sa prevažne pre gitary a elektronické klávesové nástroje. Zvyčajne má okrem zabudovaného zosilňovača aj korekčné obvody a efekty.

PODĽA FREKVENČNÉHO PÁSMA:

• Úzkopásmové – Jedná sa o reproduktor, ktorý prenáša len jednu časť počuteľného spektra (20 Hz -20 kHz), podľa toho na čo je určený. Obvykle ich delíme na vysokotónové (prenášajúce frekvencie 1.5 kHz až 16 kHz, strednotónové 300 Hz – 11 kHz, nízkotónové 20 Hz – 3kHz). Hranice záležia na konštrukcii reproduktora. Úzkopásmové reproduktory sa používajú v kombinácii so zosilňovačmi pre jednotlivé pásma, alebo v kombinácii z externou frekvenčnou výhybkou.
• Širokoopásmové – Reproduktorová sústava prenáša celé spektrum (alebo jeho podstatnú časť). Je tvorená jedným, alebo niekoľkými reproduktormi, ktoré môžu byť jedno, alebo viac pásmové.

PODĽA POUŽITÝCH REPRODUKTOROV:

• Jednopásmové– tvorené  jedným širokopásmovým meničom (reproduktorom, ktorý prenáša celé pásmo)
• Viacpásmové– Sústava je osadená reproduktormi obvykle na tri frekvenčné pásma. Dôvodom je, že reprosústavy dvojpásmové mávajú zvyčajne problém s nadviazaním pásiem. Deliaca frekvencia je medzi 1 – 3 kHz, čo je tzv. rečová oblasť.

PODĽA POUŽITIA:

• Mono – sústava je tvorená jedným reproduktorom.
• Stereo–  sústava je tvorená dvoma rovnocennými jedno, alebo viacpásmovými reproduktormi.
• Viacprvková sústava– tvorená viacprvkovými reproduktormi (napr. 2.1, 4.1, 5.1, 7.1). Číslo pred bodkou udáva počet satelitov, číslo za bodkou počet subwooferov. Viacprvkové sústavy sa využívajú pre získanie dojmu priestorového zvuku hlavne v spojení s domácim kinom (zvuk deja odohrávajúceho sa za chrbtom osoby sledujúcej dej sa ozve zozadu). 2.1 je stereo zostava s jedným subwooferom, 4.1 je zostava dvoch predných, dvoch zadných reproduktorov a jedného subwoofera, 5.1 je 4.1 doplnená o dialógový (stredný reproduktor). 7.1 je 5.1 s dvoma bočnými reproduktormi.

 PODĽA KONŠTRUKCIE OZVUČNICE:

• uzatvorená– ozvučnica je uzatvorená krabica
• otvorená– ozvučnica je krabica bez zadnej steny, alebo len rezonančná doska
• basreflexová ozvučnica– ozvučnica s otvorom pre otáčanie fázy spätného pohybu reproduktora.
• izobarická(s konštantným akustickým tlakom) – v uzatvorenej ozvučnici sú reproduktory umiestnené za sebou aby sa tlakovo ovplyvňovali. Druhý reproduktor v tandeme kompenzuje tlak za membránou a tým odstraňuje efekt „tlakovej pružiny“
• pásmová priepusť– Pri ozvučnici typu pásmová priepusť predná časť reproduktoru vyžaruje do komory ktorá je naladená nátrubkom, čo vytvára filter ktorý obmedzuje frekvenčný rozsah reproduktora – ozvučnica prepúšťa len určité frekvencie.
• pasívny žiarič (passive radiator)–obsahuje aktívny reproduktor a pasívny reproduktor (bez magnetickej časti a cievky). Vnútorný pretlak vznikajúci pohybom membrány aktívneho reproduktora vzad vyvolá dopredný pohyb pasívnej membrány, a tým vyvolanie zvuku v rovnakej fáze bez akustického skratu.
• Slimák -ozvučnica má vnútorne zložitú štruktúru (vytvorený zvukovod, ktorý prenáša akustický tlak vyvolaný pohybom membrány reproduktora vzad). Dlhá akustická cesta spôsobí oneskorenie zvuku spôsobeného týmto pohybom a tým eliminuje akustický skrat.
• so zvukovodom– na výstupe reproduktora je umiestnený nátrubok lievikovitého tvaru brániaci akustickému skratu. Je používaný pre vysokotónové reproduktory. Mení smerové charakteristiky.

UMIESTENIE REPROSÚSTAV  

Akustika miestnosti a rozptyl reproduktorov majú dôležitý vplyv na kvalitu zvuku.

V prípade že sa jedná o veľkú miestnosť, reprosústavy by mali byť umiestnené minimálne 1 m od zadnej steny. Vo voľnom priestore vzdialenosť od zadnej steny určuje, ako hlboko na basoch reprosústava v danej miestnosti pôjde. Všeobecne možno skonštatovať, že najlepším riešením je vyhnúť sa pri umiestňovaní rohom, nakoľko dochádza k pebasovaniu čo má za náslesledok výrazne zhoršenú kvalitu zvuku. V prípade umiestnenia reproduktorov  blízko steny sú nevyhnutné drobné korekcie umiestnenia.

Väčšina stereofónnych systémov používa nastavenie reprosústav príliš blízko pri sebe. Ako hrubá smernica a štartovací bod môže poslúžiť nasledovné odporúčanie: vzdialenosť medzi reprosústavami by mala byť cca 70 percent šírky izby za predpokladu, že vaše reprosústavy majú byť umiestnené na dĺžku izby. Ak sú príliš blízko pri sebe vytvoria „duchov“ zdvojené obrazy ktoré rozmažú jasnosť a priestorovú scénu. Ak sú príliš ďaleko, začnú hrať tenko a v extrémnych prípadoch vytvoria separátny ľavý a pravý kanál bez priestorovej scény. Presúvajte malými pohybmi reprosústavy dovnútra a smerom von, až pokiaľ nezískate jednotnú správnu priestorovú scénu.

V ideálnej miestnosti môžu byť reprosústavy nasmerované priamo dopredu. Pootočením reprosústav na poslucháča sa eliminuje množstvo odrazov na stredných a vysokých frekvenciách od bočných stien. Natočenie reprosústav dovnútra bude mať za následok vyrovnanejší a muzikálnejší zvuk a ostrejšiu priestorovú scénu. Vzdialenosť medzi reprosústavami je do určitej miery závislá aj od ich natočenia.

2 kanálová sústava

V prípade stereosústavy by mali reproboxy tvoriť s hlavou poslucháča rovnoramenný trojuholník ( z pohľadu poslucháča by mali zvierať 60°uhol). Optimálna vzdialenosť reprosústav sa volí podľa výkonu zostavy a veľkosti miestnosti.

4 a 5 kanálová sústava surround

V prípade zapojenia quadrophonic reproduktory vzájomne zvierajú 90 stupňový uhol. Predné sú umiestnené oproti zadným do kríža. V prípade Dolby Surround je rozmiestnenie odlišné. Predné reproduktory sú umiestnené ako pri základnom stereo a zadné s nimi zvierajú pravý uhol. Uvedené zapojenie je využívané a odporúčané v prípade že sa jedná o fantómový center. V prípade, že má sústava centrálny reproduktor, umiestňuje sa dopredu oproti poslucháčovi.

5.1 kanálová sústava

Rozloženie pre domáce kino (vhodné rozloženie aj pre hry) je prakticky identické so zapojením 5-CH surround, iba nám pribudol subwoofer. Detto v prípade THX.

6.1 kanálová sústava

Pri DolbyDigital EX a DTS-ES je opäť rovnaké zapojenie, až na nový zadný kanál , ktorý sa umiestňuje ako zadný center, čo znamená, že s ním zviera uhol 180 stupňov.

7.1 kanálová sústava

Zadné dva surroundové kanály zvierajú uhol cca 40 stupňov pričom rozloženie ostatných boxov je identické so zapojením 5. V prípade THX 7.1 sa zadné surroundy posúvajú viac dopredu a mali by zvierať cca 25 stupňový uhol zo zadnými reproduktormi. Od centrálneho reproduktoru sú teda umiestnené cca pod 115 stupňovým uhlom.
11.2 kanálová sústava

S 11.2-kanálmi si vychutnáte revolučný Dolby Atmos® priestorový zvuk s plynulým 4K videom v 60 snímkach za sekundu. Pridajte reproduktory na strop na rozšírenie nastavenia 5.2, 7.2 alebo 9.2 priestorového zvuku na úplné využitie potenciálu tohto formátu meniaceho pravidlá hry, ktorý vytvára zvuk preletu lietadla nad hlavami poslucháčov. Taktiež oveľa presnejšou lokalizáciou priestorových efektov zmiešaných pre samostatné kanály, posúva Dolby Atmos zvuk okolo vášho kina, čím vás oveľa realistickejšie dostane do centra diania.

TRENDY

v súčasnosti existujú systémy čisto softvérovéi softvérovo-hardvérové, ktoré dokážu vytvoriť hodnovernú ilúziu 3D audio fektu, pričom sú schopné pracovať nielen so slúchadlami, ale aj s reproduktormi, dokonca umožňujú nakonfigurovať systém podľa tvaru ušnice poslucháča. V prípade reproduktorového posluchu sú používané  rôzne proprietárne technológie na odstránenie presluchu, teda duplicitného počutia zvuku z jedného reproduktora v oboch ušiach (angl.transaural acoustic crosstalk cancellation).

Popri viacerých reproduktoroch a slúchadlách so psychoakustickým modelom jestvuje i tretia metóda vytvárania dojmu priestorového zvuku. Využíva sa Huygensov princíp. Každý bod média, do ktorého dorazí vlna, môže byť považovaný za nový zdroj vlnenia. S použitím výpočtovo náročných postupov a množiny reproduktorov možno zostrojiť dva efekty.

Prvým je ambisonický zvuk, ktorý na určenom mieste v priestore vytvára miesto dokonalého priestoru.

Druhým je syntéza vlnového, pri ktorom sa vytvára dojem z trojrozmerného zvuku v celom zvolenom spektre.

Prvý prístup je menej náročný na hardvér, softvér a výpočtovú kapacitu a existuje mnoho produktov (hardvérových i softvérových, komerčných i voľne dostupných), ktoré ho realizujú. Druhý prístup rozvíjajú napr. komerčné riešenia firiem Sonic Emotions a Iosono. Aj v tejto oblasti je výskum stále aktívny.