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).

Основные типы громкоговорителей, применяемых в системах оповещения:

рупорные громкоговорители
настенные громкоговорители
потолочные громкоговорители

Виды громкоговорителей

По способу преобразования сигнала громкоговорители делят на

электродинамические
рупорные
электретные
пьезоэлектрические и другие

В системах оповещения чаще всего используются электродинамические диффузорные (настенные, потолочные, колонные) и рупорные громкоговорители.

Электродинамические 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.

Настенные громкоговорители для систем оповещения

Настенные громкоговорители компании применяются для озвучивания закрытых помещений. При проектировании системы оповещения настенные громкоговорители устанавливают в тех помещениях, где по каким-либо причинам невозможно использовать потолочные громкоговорители или затруднена их установка.

Конструктивно настенный динамик громкоговоритель чаще всего представляет собой диффузорный электродинамический громкоговоритель, заключенный в эргономичный и удобный для монтажа корпус.

В помещениях настенные громкоговорители устанавливают на высоте 1,5 м для сидящих и 2 – 2,2 м для стоящих слушателей. Кроме того, при озвучивании помещений с шириной менее 5 м специалисты рекомендуют устанавливать настенные громкоговорители на противоположных стенах по длине помещения, а расстояние между соседними громкоговорителями должно составлять 4 – 6 м (не рекомендуется устанавливать настенные громкоговорители в углах помещения). Если же ширина помещения больше 5 м, то настенные громкоговорители должны располагаться по периметру помещения в шахматном порядке с шагом 8 – 12 м.

Настенные громкоговорители различных модификаций, в том числе:

настенные громкоговорители колонного типа
врезные настенные громкоговорители
настенные громкоговорители с аттенюатором
Настенный громкоговоритель колонного типа

Этот настенный громкоговоритель выполняется в четырех модификациях, отличающихся выходной мощностью и звуковым давлением. По конструктивному исполнению настенные громкоговорители представляют собой 1, 2, 3 или 4 электродинамических громкоговорителя, установленных в единый корпус колонного типа.

Эти настенные громкоговорители просты в установке и, благодаря современному дизайну, хорошо смотрятся практически в любых помещениях. Прочный алюминиевый корпус гарантирует надежную защиту динамиков, поэтому эти настенные громкоговорители можно устанавливать не только внутри помещения, но и на улице.

Кроме того, колонные громкоговорители обеспечивают хороший уровень звука на больших расстояниях, поэтому их можно использовать для озвучивания помещений с большой площадью: стадионов, лекционных залов, автопарковок – или АЗС.

Врезной настенный громкоговоритель

Этот настенный громкоговоритель предназначен для монтажа в стену. Небольшие размеры и изящный дизайн позволяют использовать врезной настенный громкоговоритель в помещениях с повышенными эстетическими требованиями к оформлению интерьера. Этот настенный громкоговоритель крепится в стандартную монтажную коробку, а особенности конструкции предохраняют громкоговоритель от повреждений при установке. Благодаря широкому диапазону воспроизводимых частот, настенный громкоговоритель обеспечивает высокое качество звука и может использоваться для трансляции музыкальных передач в небольших помещениях.

Настенный громкоговоритель с аттенюатором

Благодаря наличию встроенного аттенюатора, настенный громкоговоритель позволяет устанавливать один из четырех уровней громкости звукового сигнала. Этот настенный громкоговоритель работает в широком диапазоне частот и обеспечивает высокое качество звучания. Настенный громкоговоритель предназначен для установки в торговых залах, магазинах, гостиницах, больницах, школах и на других аналогичных объектах.

Потолочные громкоговорители для систем оповещения

В системах оповещения зданий для озвучивания помещений чаще всего применяются потолочные громкоговорители. Благодаря большому углу раскрытия диаграммы направленности звука и широкому диапазону воспроизводимых частот, потолочные громкоговорители более качественно воспроизводят звук и гармонично вписываются практически в любой интерьер.

В то же время, потолочные громкоговорители обеспечивают более равномерное по сравнению с другими громкоговорителями распределение звука по объему помещения и не требуют при этом установки мощных усилителей. По мнению специалистов, потолочные громкоговорители особенно эффективны для озвучивания больших помещений с высотой потолка до 5 м.

Как правило, потолочный громкоговоритель представляет собой электродинамический диффузорный громкоговоритель, заключенный в пластиковый или металлический корпус. Для удобства монтажа корпус потолочного громкоговорителя снабжается специальными приспособлениями: подпружиненными упорами, полозьями или кронштейнами. Многие громкоговорители крепятся к потолочным плитам с помощью шурупов. Для работы в 100 В линиях потолочный громкоговоритель имеет встроенный трансформатор.

Потолочный громкоговоритель, построенный на основе электродинамического громкоговорителя, излучает звуковые волны за счет совместной работы трех основных узлов:

магнитной цепи
подвижной системы
диффузодержателя

Магнитная цепь потолочного громкоговорителя включает в себя постоянный магнит (кольцевой или керновый), верхний и нижний фланцы и керн. Подвижная система, за счет которой громкоговоритель передает колебания в воздушную среду, состоит из гофрированного подвеса, диафрагмы, центрирующей шайбы, пылезащитного колпачка, звуковой катушки и выводов.

В кольцевом воздушном зазоре магнитной цепи громкоговорителя действует радиальное магнитное поле. В зазоре центрирована звуковая катушка, на которую по гибким проводникам с частотой звука подается переменный ток. Возникающая при этом сила Ампера приводит в движение катушку и скрепленный с ней диффузор. У основания диффузор удерживается с помощью центрирующей шайбы, а верхний его край снабжен гофрированным верхним подвесом, который обеспечивает поршнеобразные колебания диффузора в широком диапазоне частот. Вершина конуса диффузора закрыта противопылевым колпачком, который предохраняет звуковую катушку и магнитную цепь от внешних воздействий, а также может выполнять функции излучателя высоких частот.

При проектировании системы оповещения расчет необходимого количества потолочных громкоговорителей и схемы их размещения производится исходя из требуемого уровня звукового давления на уровне ушей слушателей (обычно берется среднее значение 1,5 м). Для помещений с высотой потолка менее 5 метров такой расчет не представляет трудностей и производится по приближенным формулам. В приведенной ниже таблице для определенной высоты потолков и площади помещения указано количество потолочных громкоговорителей, которое дает наилучшее качество звука и наиболее равномерное распределение звуковых волн.

Если высота потолков больше 5 метров, специалисты не рекомендуют устанавливать потолочные громкоговорители. Однако если по каким-либо соображениям желательно использовать именно потолочные громкоговорители, специалисты по акустике принимают специальные меры для повышения равномерности распределения звука и снижения эффекта реверберации (эхо). Если потолочные громкоговорители размещены слишком близко друг к другу, то на уровне ушей слушателей звук будет распределяться неравномерно. Если увеличить расстояние между соседними громкоговорителями, то уровень звукового давления может оказаться недостаточным для хорошей слышимости. Повышение уровня звука громкоговорителей в этом случае влечет за собой увеличение реверберации, особенно в помещениях, отделанных стеклом, мрамором и т.д. Реверберацию можно снизить с помощью звукопоглощающих материалов: ковров, гобеленов, портьер и др.

Потолочные громкоговорители отличаются способами крепления к потолочным плитам.

Рупорный громкоговоритель

Рупорный громкоговоритель – это громкоговоритель, в котором для концентрации звуковой энергии в определенном направлении служит рупор.

Рупор представляет собой трубу с переменным сечением. Входное отверстие рупорного громкоговорителя называется горлом, а выходное – устьем. Рупор служит для согласования нагрузки механической системы рупорного громкоговорителя и окружающей среды.

В отличие от остальных громкоговорителей, рупорный громкоговоритель характеризуется высокой направленностью излучения звуковых волн и значительной дальностью действия (50 – 100 м), поэтому такие громкоговорители используют преимущественно для озвучивания больших открытых площадей и вытянутых помещений (стадионов, коридоров, галерей). Кроме того, рупорные громкоговорители могут работать при температуре – 20° – +60° С и не боятся повышенной влажности воздуха.

При озвучивании больших помещений рупорные громкоговорители устанавливаются рядом друг с другом и направляются в разные стороны. Благодаря такому расположению громкоговорителей можно распространять звуковые волны на площади, в несколько раз превышающие площадь, которую могут покрыть электродинамические громкоговорители при том же качестве звучания. При проектировании системы оповещения стоит учитывать, что рупорный громкоговоритель имеет диаграмму направленности с углом раскрытия порядка 30°.

Наиболее распространены рупорные громкоговорители, у которых площадь поперечного сечения рупора изменяется по экспоненциальному закону. Специалисты отмечают, что такие громкоговорители без искажений воспроизводят высокие частоты, а для правильного воспроизведения низких частот звукового спектра рупорный громкоговоритель должен иметь медленно расширяющийся рупор, что приводит к увеличению его длины.

По конструктивному оформлению различают рупорные громкоговорители двух типов:

в рупорный громкоговоритель с широкогорлым рупором встроен конусный электродинамический громкоговоритель, у которого площадь основания конуса приблизительно равна площади горла рупора

в рупорный громкоговоритель нормального типа встраивают электродинамический громкоговоритель с жесткой диафрагмой, размеры которой в несколько раз превышают размеры горла рупорного громкоговорителя.

Рабочий диапазон частот, в котором работает рупорный громкоговоритель, определяется его назначением и зависит от конструктивных особенностей. Рупорный громкоговоритель может работать как на небольшом участке спектра звуковых частот, так и занимать довольно широкую полосу (от 100 Гц до 6 кГц). Выходная мощность, которую обеспечивает рупорный громкоговоритель, обычно составляет от 5 до 100 Вт. По сравнению с другими громкоговорителями, рупорные громкоговорители имеют высокий КПД, поэтому их широко используют для озвучивания