громкоговоритель – это электроакустическое или механическое устройство, служащее для громкого воспроизведения звукового сигнала. Громкоговорители преобразуют электрический сигнал в звуковые волны, распространяющиеся в воздушной среде, с помощью механической подвижной системы (диафрагмы или диффузора).
В системе оповещения о пожаре громкоговоритель является конечным, и его параметры оказывают решающее влияние на качество передачи аудиоинформации, а в конечном итоге и на жизни людей.
Виды громкоговорителей для систем оповещения
По способу преобразования сигнала громкоговорители делят на электродинамические, рупорные, электретные, пьезоэлектрические и другие. В системах оповещения чаще всего используются электродинамические диффузорные громкоговорители (настенные, потолочные, звуковое колонны) и рупорные громкоговорители.
Электродинамические диффузорные громкоговорители
Основным рабочим узлом электродинамического громкоговорителя является диффузор, который выполняет преобразование механических колебаний в акустические. Диффузор громкоговорителя приводится в движение силой, действующей на жестко скрепленную с ним катушку, находящуюся в радиальном магнитном поле. В катушке течет переменный ток, соответствующий аудиосигналу, который должен воспроизвести громкоговоритель. Магнитное поле в громкоговорителе создается кольцевым постоянным магнитом и магнитной цепью из двух фланцев и керна. Катушка под действием силы Ампера свободно движется в пределах кольцевого зазора между керном и верхним фланцем, а ее колебания передаются диффузору, который в свою очередь создает акустические колебания, распространяющиеся в воздушной среде.
Рупорные громкоговорители
По сравнению с электродинамическими громкоговорителями, рупорные громкоговорители обладают такими преимуществами, как высокая направленность излучения звуковых волн и высоким КПД (до 20%). Рупор служит для согласования сопротивлений механической системы и окружающей среды и концентрации звуковой энергии громкоговорителя в определенном направлении. Обычно применяют рупоры, площадь поперечного сечения которых изменяется по экспоненциальному закону.
Основные характеристики громкоговорителей
Используемые в системах оповещения громкоговорители характеризуются целым рядом параметров.
Особенно много разногласий обычно возникает при определении различных видов мощности громкоговорителя, например, в спецификациях на отечественные громкоговорители обычно указываются номинальная и паспортная мощности, тогда как зарубежные производители указывают музыкальную, кратковременную, максимальную, синусоидальную мощность громкоговорителя.
Для того чтобы ликвидировать разночтения в определении различных видов мощности громкоговорителя, Международный Электротехнический Комитет (МЭК) опубликовал рекомендации 268-5 «Элементы электроакустических систем. Громкоговорители» и 581-7 «Минимальные требования к аппаратуре Hi-Fi. Громкоговорители». В этих рекомендациях всем странам-участницам предлагается указывать в документации на громкоговоритель следующие виды мощности: характеристическую, шумовую, максимальную, синусоидальную, долговременную и кратковременную. Ниже приведены определения для этих видов мощности громкоговорителей:
- Характеристическая мощность громкоговорителя – это мощность, при которой громкоговоритель создает характеристический уровень звукового давления 94 дБ на расстоянии 1 м в диапазоне частот 100…8000 Гц. Чем выше чувствительность громкоговорителя, тем ниже его характеристическая мощность.
- Шумовая мощность определяется по результатам испытаний громкоговорителя на специальном шумовом сигнале в течение 100 ч. Значение шумовой мощности громкоговорителя совпадает со значением паспортной мощности, определяемой по ГОСТ 16122-78, поскольку при определении этих видов мощности используется один и тот же сигнал.
- Максимальная синусоидальная мощность громкоговорителя – это мощность непрерывного синусоидального сигнала в заданном диапазоне частот, которую громкоговоритель может выдержать без механических и термических повреждений в течение промежутка времени (не менее 1 часа), указанного в спецификации.
- Номинальная мощность громкоговорителя – это электрическая мощность, при которой нелинейные искажения громкоговорителя не превышают требуемых значений.
- Паспортная мощность громкоговорителя определяется как наибольшая электрическая мощность, при которой громкоговоритель может длительное время удовлетворительно работать на реальном звуковом сигнале без тепловых и механических повреждений.
Другие технические характеристики громкоговорителей:
- Номинальное электрическое сопротивление громкоговорителя – заданное в нормативно-технической документации активное сопротивление громкоговорителя при определении подводимой к нему электрической мощности.
- Частотная характеристика громкоговорителя по звуковому давлению – это графическая или численная зависимость от частоты сигнала уровня звукового давления, развиваемого громкоговорителем в определенной точке свободного поля, находящейся на определенном расстоянии от рабочего центра, при постоянном значении напряжения на выводах громкоговорителя.
- Характеристическая чувствительность громкоговорителя – это среднее звуковое давление, развиваемое громкоговорителем в заданном диапазоне частот на рабочей оси, приведенное к расстоянию 1 м от рабочего центра громкоговорителя и электрической мощности 1 Вт.
- Неравномерность частотной характеристики звукового давления — это разность максимального и минимального значений уровней звукового давления громкоговорителя (в дБ) в заданном диапазоне частот.
- Приведенный коэффициент полезного действия громкоговорителя – это отношение акустической мощности, излучаемой громкоговорителем на данной частоте, к подводимой электрической мощности.
- Собственная резонансная частота головки громкоговорителя – частота, при которой абсолютное значение полного электрического сопротивления достигает своего первого максимума.
- Максимальный уровень звукового давления громкоговорителя служит для оценки способности громкоговорителя воспроизводить без искажений динамический диапазон музыкального или речевого сигнала.