Λύσεις ερωτήσεων κεφ. 1 (σελ. 26-27) – ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΚΑΙ ΛΗΨΗΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΚΑΙ ΛΗΨΗΣ Γ΄ ΕΠΑΛ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΚΑΙ ΛΗΨΗΣ Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις ερωτήσεων κεφ. 1 (σελ. 26-27) – ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΚΑΙ ΛΗΨΗΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις ερωτήσεων κεφ. 1

Πλήρεις λύσεις και των δεκατριών ερωτήσεων του κεφαλαίου 1 — είδη και χαρακτηριστικά ήχων, μεγάφωνα και ηχεία, καμπίνες, κρος-όβερ, τύποι και κατηγορίες ηχείων, στερεοφωνικό σύστημα, Dolby Surround και προβλήματα ηχοληψίας.

1 — Τα είδη των ήχων

Ερώτηση: ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΥΤΟΕΞΕΤΑΣΗΣ: 1. Σε ποια είδη διακρίνουμε τους ήχους και ποια είναι τα γνωρίσματα του κάθε είδους ήχων;

Απάντηση:

Η διάκριση (σελ. 8): οι ήχοι διακρίνονται σε τόνους, φθόγγους, θορύβους και κρότους. Τη μορφή όλων αυτών μπορούμε εύκολα να την απεικονίσουμε, χρησιμοποιώντας ένα μικρόφωνο συνδεδεμένο με έναν παλμογράφο.

Είδος	Γνωρίσματα
Τόνοι	η απλούστερη μορφή ήχων. Παράγονται μόνον από ορισμένα εργαστηριακά όργανα (π.χ. διαπασών ή γεννήτριες σημάτων) και στο άκουσμά τους θυμίζουν τα σφυρίγματα. Προέρχονται από την αρμονική ταλάντωση των υλικών μέσων και γι' αυτό η μορφή τους στον παλμογράφο θυμίζει τη μαθηματική συνάρτηση ημίτονο (σελ. 8)
Φθόγγοι	ήχοι περισσότερο περίπλοκοι. Παράγονται από τα συνηθισμένα μουσικά όργανα και αντιστοιχούν σε ταλαντώσεις οι οποίες δεν είναι απλές αρμονικές. Το άκουσμά τους είναι συνήθως ευχάριστο. Οι φθόγγοι μπορούν να αναλυθούν σε αθροίσματα απλών τόνων, οι συχνότητες των οποίων είναι όλες ακέραια πολλαπλάσια μιας βασικής και ονομάζονται αρμονικές (σελ. 9)
Θόρυβοι	ήχοι που αντιστοιχούν σε ακανόνιστα κύματα και δεν παρουσιάζουν καμιά περιοδικότητα. Το άκουσμά τους προκαλεί δυσάρεστη εντύπωση (σελ. 9)
Κρότοι	αντιστοιχούν σε ισχυρές και παροδικές δονήσεις του αέρα, όπως, για παράδειγμα, συμβαίνει κατά τις εκπυρσοκροτήσεις όπλων (σελ. 9)

Η βασική διάκριση (σελ. 9): απ' όλα τα παραπάνω είδη οι τόνοι ονομάζονται απλοί ήχοι, ενώ όλοι οι υπόλοιποι ονομάζονται σύνθετοι ήχοι.

Οι κυματομορφές στον παλμογράφο (Σχ. 1-4, σελ. 9)

α) Τόνος     ╭─╮   ╭─╮   ╭─╮      καθαρό ημίτονο
             │ ╰─╯ │ ╰─╯ │

β) Φθόγγος   ╭╮╭╮  ╭╮╭╮          περιοδικό αλλά σύνθετο
             ││╰╯╰─╯│╰╯          (βασική + αρμονικές)

γ) Θόρυβος   ╱╲╱╲╱╲╱╲╱╲          ακανόνιστο, χωρίς περιοδικότητα

δ) Κρότος    ▁▁▁█▁▁▁▁▁▁          μία ισχυρή, παροδική κορυφή

Η παρατήρηση του βιβλίου (σελ. 9): παρατηρήστε ότι ο φθόγγος του σχήματος προκύπτει ως άθροισμα δύο τόνων, εκ των οποίων ο δεύτερος έχει συχνότητα τριπλάσια από τον πρώτο.

Η ανακεφαλαίωση (σελ. 25): ακουστοί γίνονται ήχοι που έχουν συχνότητες μεταξύ 20 και 20.000 Hz και διακρίνονται σε τόνους, φθόγγους, θορύβους και κρότους. Οι τόνοι ονομάζονται και απλοί ήχοι, ενώ οι υπόλοιποι ονομάζονται σύνθετοι ήχοι. Όλοι οι σύνθετοι ήχοι μπορούν να προκύψουν από συνδυασμούς απλών τόνων.

Ποιο σώμα παράγει τι (σελ. 25): τα σώματα που παράγουν ήχους χωρίζονται σε χορδές, ηχητικούς σωλήνες, ράβδους, μεμβράνες και πλάκες. Όλα αυτά παράγουν σύνθετους ήχους (φθόγγους). Το μόνο σώμα που παράγει τόνους είναι το διαπασών.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι ήχοι διακρίνονται σε τέσσερα είδη: τόνους, φθόγγους, θορύβους και κρότους, των οποίων τη μορφή μπορούμε εύκολα να απεικονίσουμε με ένα μικρόφωνο συνδεδεμένο σε παλμογράφο. Οι τόνοι είναι η απλούστερη μορφή ήχων· παράγονται μόνο από ορισμένα εργαστηριακά όργανα, όπως το διαπασών ή οι γεννήτριες σημάτων, στο άκουσμά τους θυμίζουν σφυρίγματα, και επειδή προέρχονται από αρμονική ταλάντωση, η μορφή τους στον παλμογράφο θυμίζει τη συνάρτηση ημίτονο. Οι φθόγγοι είναι περισσότερο περίπλοκοι, παράγονται από τα συνηθισμένα μουσικά όργανα, αντιστοιχούν σε ταλαντώσεις που δεν είναι απλές αρμονικές, το άκουσμά τους είναι συνήθως ευχάριστο, και μπορούν να αναλυθούν σε αθροίσματα απλών τόνων των οποίων οι συχνότητες είναι ακέραια πολλαπλάσια μιας βασικής και ονομάζονται αρμονικές. Οι θόρυβοι αντιστοιχούν σε ακανόνιστα κύματα, δεν παρουσιάζουν καμία περιοδικότητα και το άκουσμά τους προκαλεί δυσάρεστη εντύπωση. Και οι κρότοι αντιστοιχούν σε ισχυρές και παροδικές δονήσεις του αέρα, όπως κατά τις εκπυρσοκροτήσεις όπλων. Από όλα αυτά, οι τόνοι ονομάζονται απλοί ήχοι και όλοι οι υπόλοιποι σύνθετοι.

Κριτήρια αξιολόγησης:

2 — Αντικειμενικά και υποκειμενικά χαρακτηριστικά

Ερώτηση: 2. Ποια είναι τα υποκειμενικά και ποια τα αντικειμενικά χαρακτηριστικά των ήχων; Τι εκφράζει το καθένα από αυτά;

Απάντηση:

Η βασική διάκριση (σελ. 9): τα χαρακτηριστικά ενός ήχου διακρίνονται σε αντικειμενικά και υποκειμενικά. Αντικειμενικά ονομάζονται εκείνα που ανιχνεύονται από επιστημονικά μετρητικά όργανα, ενώ τα υποκειμενικά καθορίζονται από τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τον ήχο με το αισθητήριο της ακοής. Για κάθε αντικειμενικό χαρακτηριστικό του ήχου υπάρχει και το αντίστοιχο υποκειμενικό.

Τα αντικειμενικά (σελ. 9-10) | # | Χαρακτηριστικό | Τι εκφράζει | |---|---|---| | α | η ένταση | είναι η μηχανική ισχύς του ήχου, η οποία διέρχεται από μια επιφάνεια που τη διασχίζει ο ήχος και εκφράζεται σε Watt/m². Η ένταση είναι ανάλογη προς το τετράγωνο του πλάτους της ταλάντωσης των μορίων του υλικού, μέσα στο οποίο διαδίδεται ο ήχος | | β | η συχνότητα | είναι το πλήθος των ταλαντώσεων που εκτελούν τα μόρια του υλικού μέσα σε ένα δευτερόλεπτο. Η συχνότητα εκφράζεται σε Hz (Χερτζ) | | γ | το φασματικό περιεχόμενο | εκφράζει το πλήθος και τη σχετική ένταση των απλών ήχων που απαρτίζουν ένα σύνθετο ήχο |

Τα υποκειμενικά (σελ. 10) | # | Χαρακτηριστικό | Τι εκφράζει | |---|---|---| | α | η ακουστότητα | είναι το γνώρισμα το οποίο μας επιτρέπει να χαρακτηρίσουμε έναν ήχο ισχυρό ή αδύναμο. Η ακουστότητα εξαρτάται κυρίως από την ένταση, αλλά και από τη συχνότητα του ήχου | | β | το ύψος | είναι το γνώρισμα το οποίο μας επιτρέπει να χαρακτηρίσουμε έναν ήχο οξύ ή βαρύ. Το ύψος εξαρτάται από τη συχνότητα, αλλά δευτερευόντως επηρεάζεται και από την ένταση του ήχου | | γ | η χροιά | είναι το γνώρισμα το οποίο μας επιτρέπει να ξεχωρίζουμε μεταξύ τους δύο ήχους με το ίδιο ύψος και ακουστότητα, οι οποίοι όμως παράγονται από διαφορετικές ηχητικές πηγές. Η χροιά εξαρτάται από το φασματικό περιεχόμενο του ήχου, αλλά επηρεάζεται και από την έντασή του |

Η αντιστοιχία (σελ. 25): τα χαρακτηριστικά των ήχων που αντιλαμβανόμαστε ονομάζονται υποκειμενικά. Αυτά είναι η ακουστότητα, το ύψος και η χροιά. Και τα τρία αντιστοιχούν στα αντικειμενικά χαρακτηριστικά, τα οποία μπορούν να μετρηθούν με επιστημονικά όργανα και είναι η ένταση, η συχνότητα και το φασματικό περιεχόμενο αντιστοίχως.
```
Ένταση              → Ακουστότητα
Συχνότητα           → Ύψος
Φασματικό περιεχόμ. → Χροιά
```
Η κρίσιμη λεπτομέρεια — η αντιστοιχία δεν είναι απόλυτη (σελ. 10): με σταθερή την ένταση, ήχοι που έχουν χαμηλή ή υψηλή συχνότητα (π.χ. 100 Hz ή 10.000 Ηz) ακούγονται με μικρότερη ακουστότητα απ' ό,τι ήχοι με ενδιάμεση συχνότητα (π.χ. 1.000 Ηz)· και έχει παρατηρηθεί ότι ήχοι ίδιας συχνότητας ακούγονται λιγότερο οξείς, όσο μεγαλώνει η έντασή τους.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα χαρακτηριστικά ενός ήχου διακρίνονται σε αντικειμενικά και υποκειμενικά. Αντικειμενικά ονομάζονται εκείνα που ανιχνεύονται από επιστημονικά μετρητικά όργανα, ενώ τα υποκειμενικά καθορίζονται από τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τον ήχο με το αισθητήριο της ακοής, και για κάθε αντικειμενικό υπάρχει το αντίστοιχο υποκειμενικό. Τα αντικειμενικά είναι τρία: η ένταση, δηλαδή η μηχανική ισχύς του ήχου που διέρχεται από μια επιφάνεια, εκφρασμένη σε βατ ανά τετραγωνικό μέτρο· η συχνότητα, δηλαδή το πλήθος των ταλαντώσεων που εκτελούν τα μόρια του υλικού μέσα σε ένα δευτερόλεπτο, εκφρασμένη σε χερτς· και το φασματικό περιεχόμενο, που εκφράζει το πλήθος και τη σχετική ένταση των απλών ήχων που απαρτίζουν έναν σύνθετο ήχο. Τα υποκειμενικά είναι επίσης τρία: η ακουστότητα, που μας επιτρέπει να χαρακτηρίσουμε έναν ήχο ισχυρό ή αδύναμο· το ύψος, που μας επιτρέπει να τον χαρακτηρίσουμε οξύ ή βαρύ· και η χροιά, που μας επιτρέπει να ξεχωρίζουμε δύο ήχους ίδιου ύψους και ακουστότητας που παράγονται από διαφορετικές πηγές. Η ένταση αντιστοιχεί στην ακουστότητα, η συχνότητα στο ύψος και το φασματικό περιεχόμενο στη χροιά.

Κριτήρια αξιολόγησης:

3 — Μεγάφωνο και ηχείο

Ερώτηση: 3. Σε τι διαφέρει ένα μεγάφωνο από ένα ηχείο;

Απάντηση:

Ο ορισμός του ηχείου (σελ. 12): τα ηχεία είναι ο τελευταίος κρίκος της ηλεκτρακουστικής αλυσίδας. Είναι οι συσκευές που μετατρέπουν ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό σήμα σε ήχο. Ένα ηχείο αποτελείται από δύο συνεργαζόμενα τμήματα, τα μεγάφωνα και την καμπίνα (το κουτί) του ηχείου. Ο ορισμός του μεγαφώνου (σελ. 12): τα μεγάφωνα είναι οι συσκευές απ' όπου πηγάζει ο ήχος του ηχείου. Όταν τα μεγάφωνα τροφοδοτούνται με ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό ρεύμα ή μια μεταβαλλόμενη ηλεκτρική τάση, θέτουν μια μάζα αέρα σε κίνηση ανάλογη προς τις μεταβολές της τάσης ή του ρεύματος και παράγουν έτσι ήχο.

Η σχέση τους

              ΗΧΕΙΟ
   ┌───────────────────────────┐
   │  ┌─────────┐              │
   │  │ Γούφερ  │              │
   │  └─────────┘   ΚΑΜΠΙΝΑ    │
   │  ┌─────────┐   (κουτί)    │
   │  │ Τουίτερ │              │
   │  └─────────┘   + κρος-όβερ│
   └───────────────────────────┘
     ΜΕΓΑΦΩΝΑ (ένα ή περισσότερα)

	Μεγάφωνο	Ηχείο
τι είναι	το στοιχείο που παράγει τον ήχο	η ολοκληρωμένη συσκευή
περιεχόμενο	μεμβράνη, πηνίο, μαγνήτης	ένα ή περισσότερα μεγάφωνα + καμπίνα + κρος-όβερ
σχέση	μέρος του ηχείου	περιέχει μεγάφωνα

Η ανακεφαλαίωση του βιβλίου (σελ. 25): η αναπαραγωγή των ηλεκτρονικά καταγραμμένων ήχων γίνεται με ηχεία. Τα ηχεία είναι κουτιά, στα οποία προσαρμόζονται ένα ή περισσότερα μεγάφωνα.

Πρακτικά (σελ. 16): ένα ηχείο αποτελείται από ένα συνήθως ορθογώνιο κουτί, στη μία όψη του οποίου μέσα από κατάλληλα ανοίγματα είναι προσαρμοσμένα ένα ή περισσότερα μεγάφωνα.

Γιατί δεν αρκεί το μεγάφωνο μόνο του (σελ. 16): αν το μεγάφωνο βρίσκεται ελεύθερο στο χώρο, τα αραιώματα εξουδετερώνουν εν μέρει τα πυκνώματα, με αποτέλεσμα να εξασθενεί σημαντικά ο ήχος του μεγαφώνου — η καμπίνα του ηχείου είναι που λύνει αυτό το πρόβλημα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το ηχείο είναι ο τελευταίος κρίκος της ηλεκτρακουστικής αλυσίδας, δηλαδή η συσκευή που μετατρέπει ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό σήμα σε ήχο, και αποτελείται από δύο συνεργαζόμενα τμήματα: τα μεγάφωνα και την καμπίνα, δηλαδή το κουτί. Το μεγάφωνο, αντίθετα, είναι μόνο η συσκευή από την οποία πηγάζει ο ήχος του ηχείου: όταν τροφοδοτηθεί με μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό ρεύμα ή τάση, θέτει μια μάζα αέρα σε κίνηση ανάλογη προς τις μεταβολές αυτές και παράγει έτσι ήχο. Πρακτικά, το ηχείο είναι ένα συνήθως ορθογώνιο κουτί, στη μία όψη του οποίου, μέσα από κατάλληλα ανοίγματα, είναι προσαρμοσμένα ένα ή περισσότερα μεγάφωνα, ενώ στο εσωτερικό του υπάρχει και το κρος-όβερ. Το μεγάφωνο είναι επομένως μέρος του ηχείου. Η καμπίνα δεν είναι διακοσμητική: αν το μεγάφωνο βρίσκεται ελεύθερο στον χώρο, τα αραιώματα του πίσω μέρους εξουδετερώνουν εν μέρει τα πυκνώματα του μπροστινού και ο ήχος εξασθενεί σημαντικά.

Κριτήρια αξιολόγησης:

4 — Ο σκοπός των μεγαφώνων στα ηχεία

Ερώτηση: 4. Ποιο σκοπό εξυπηρετούν τα μεγάφωνα που υπάρχουν στα ηχεία;

Απάντηση:

Ο βασικός σκοπός (σελ. 12): τα μεγάφωνα είναι οι συσκευές απ' όπου πηγάζει ο ήχος του ηχείου. Όταν τα μεγάφωνα τροφοδοτούνται με ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό ρεύμα ή μια μεταβαλλόμενη ηλεκτρική τάση, θέτουν μια μάζα αέρα σε κίνηση ανάλογη προς τις μεταβολές της τάσης ή του ρεύματος και παράγουν έτσι ήχο. Δηλαδή το μεγάφωνο είναι ο μετατροπέας που κάνει τη μετατροπή ηλεκτρικού σήματος → ήχου — το αντίστροφο από αυτό που κάνει το μικρόφωνο.

Ο μηχανισμός (σελ. 13): σχεδόν όλα τα μεγάφωνα διαθέτουν μια μεμβράνη ικανή να κινηθεί λόγω των μεταβολών του ηλεκτρικού σήματος. Ο τρόπος με τον οποίο γίνεται αυτή η κίνηση καθορίζει και τον τύπο του μεγαφώνου.

Ο εξειδικευμένος σκοπός κάθε μεγαφώνου του ηχείου (σελ. 16): επειδή… ένα μόνο μεγάφωνο δεν μπορεί να αναπαράγει ικανοποιητικά όλες τις συχνότητες των ήχων που συλλαμβάνει το αυτί μας, συνήθως τα μεγάφωνα είναι δύο, ένα γούφερ για τις χαμηλές συχνότητες και ένα τουίτερ για τις υψηλές. Αν υπάρχει και τρίτο, αυτό έχει διαστάσεις ενδιάμεσες των δύο, αναπαράγει τις μεσαίες ακουστικές συχνότητες και ονομάζεται μεγάφωνο μεσαίων ή μιντ-ρέιντζ (mid-range). | Μεγάφωνο | Περιοχή συχνοτήτων | Μέγεθος | |---|---|---| | Γούφερ (woofer) | χαμηλές (μπάσα) | μεγάλο | | Μιντ-ρέιντζ (mid-range) | μεσαίες | ενδιάμεσο | | Τουίτερ (tweeter) | υψηλές (πρίμα) | μικρό |

Γιατί χρειάζεται ο διαχωρισμός (σελ. 14): μεγάφωνα με μεγάλους κώνους αναπαράγουν σωστά τους χαμηλούς ηχητικούς τόνους (μπάσα), ενώ παραμορφώνουν τους υψηλούς (πρίμα). Αντίθετα, τα μεγάφωνα με μικρούς κώνους αναπαράγουν σωστά τους υψηλούς τόνους, ενώ δεν μπορούν να αναπαράγουν τους χαμηλούς.

Γιατί παράγουν δυνατό ήχο (σελ. 14): λόγω της μεγάλης επιφάνειας του κώνου μπορούν να μετακινηθούν μεγάλες μάζες αέρα, με αποτέλεσμα να έχουμε δυνατό ήχο.

Η ανακεφαλαίωση (σελ. 25): ανάλογα με το μέγεθός τους, χωρίζονται σε γούφερ (μεγάλα) για την αναπαραγωγή των χαμηλών συχνοτήτων, μιντ-ρέιντζ για τις μεσαίες συχνότητες και τουίτερ (μικρά) για τις υψηλές. Τα κουτιά των ηχείων χρειάζονται για τα γούφερ.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα μεγάφωνα είναι οι συσκευές από τις οποίες πηγάζει ο ήχος του ηχείου: όταν τροφοδοτούνται με μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό ρεύμα ή τάση, θέτουν μια μάζα αέρα σε κίνηση ανάλογη προς τις μεταβολές αυτές και παράγουν έτσι ήχο. Είναι δηλαδή ο μετατροπέας που κάνει τη μετατροπή του ηλεκτρικού σήματος σε ήχο, ακριβώς το αντίστροφο από ό,τι κάνει το μικρόφωνο· γι' αυτό σχεδόν όλα διαθέτουν μια μεμβράνη ικανή να κινηθεί λόγω των μεταβολών του σήματος, και ο τρόπος αυτής της κίνησης καθορίζει τον τύπο του μεγαφώνου. Στα ηχεία, ωστόσο, κάθε μεγάφωνο έχει και εξειδικευμένο ρόλο: επειδή ένα μόνο μεγάφωνο δεν μπορεί να αναπαράγει ικανοποιητικά όλες τις συχνότητες που συλλαμβάνει το αυτί μας, τοποθετούνται συνήθως δύο, ένα γούφερ για τις χαμηλές συχνότητες και ένα τουίτερ για τις υψηλές, ενώ ένα τρίτο, ενδιάμεσων διαστάσεων, το μιντ-ρέιντζ, αναπαράγει τις μεσαίες. Ο διαχωρισμός αυτός επιβάλλεται από το ότι τα μεγάφωνα με μεγάλους κώνους αποδίδουν σωστά τα μπάσα αλλά παραμορφώνουν τα πρίμα, και αντιστρόφως.

Κριτήρια αξιολόγησης:

5 — Γιατί τα μεγάφωνα παράγουν ισχυρούς ήχους

Ερώτηση: 5. Γιατί μπορούν τα μεγάφωνα να παράγουν ήχους μεγάλης έντασης;

Απάντηση:

Η απάντηση, για το κυρίαρχο δυναμικό μεγάφωνο (σελ. 14): λόγω της μεγάλης επιφάνειας του κώνου μπορούν να μετακινηθούν μεγάλες μάζες αέρα, με αποτέλεσμα να έχουμε δυνατό ήχο.

Ο μηχανισμός βήμα προς βήμα (σελ. 14) | # | Βήμα | |---|---| | 1 | το δυναμικό μεγάφωνο διαθέτει μια κωνική μεμβράνη από κολλαρισμένο χαρτί ή από σκληρό και ελαφρύ πλαστικό | | 2 | στην κορυφή του κώνου είναι προσαρμοσμένο ένα πηνίο, το οποίο ονομάζεται πηνίο φωνής και μπορεί να μετακινείται στο διάκενο που σχηματίζει ένας ισχυρός δακτυλιοειδής μαγνήτης | | 3 | αν διοχετεύσουμε εναλλασσόμενο ρεύμα στο πηνίο, τότε στις σπείρες του εξασκούνται δυνάμεις Λαπλάς (Laplace), που αναγκάζουν ολόκληρο τον κώνο να κινηθεί μπρος – πίσω κατά μήκος του διάκενου | | 4 | λόγω της μεγάλης επιφάνειας του κώνου μπορούν να μετακινηθούν μεγάλες μάζες αέρα, με αποτέλεσμα να έχουμε δυνατό ήχο |

Η σύνδεση με τη φυσική του ήχου (σελ. 9): η ένταση… είναι η μηχανική ισχύς του ήχου και είναι ανάλογη προς το τετράγωνο του πλάτους της ταλάντωσης των μορίων του υλικού, μέσα στο οποίο διαδίδεται ο ήχος — άρα μεγάλη επιφάνεια × μεγάλο πλάτος κίνησης = μεγάλη ένταση.

Οι τρεις παράγοντες που το επιτρέπουν | Παράγοντας | Ρόλος | |---|---| | η μεγάλη επιφάνεια του κώνου | μετακινεί μεγάλη μάζα αέρα ανά κίνηση | | ο ισχυρός δακτυλιοειδής μαγνήτης | δίνει μεγάλες δυνάμεις Λαπλάς για δεδομένο ρεύμα | | η ελαστική ανάρτηση | επιτρέπει μεγάλη διαδρομή του κώνου χωρίς παραμόρφωση |

Η αντιπαραβολή με τους άλλους τύπους | Τύπος | Γιατί δεν δίνει μεγάλη ένταση | |---|---| | ηλεκτροστατικό | δεν μπορούν να αναπαράγουν ικανοποιητικά τους πιο χαμηλούς ηχητικούς τόνους και χρειάζονται πολύ υψηλή τάση διέγερσης (μερικές χιλιάδες βολτ) (σελ. 15) | | πιεζοηλεκτρικό | το πλάτος αυτών των κινήσεων είναι πολύ μικρό, γι' αυτό το μεγαλύτερο μέρος του μεγαφώνου το αποτελεί μια χοάνη… που σκοπό έχει να ενισχύει τον αδύναμο ήχο που παράγει το πλακίδιο (σελ. 15) |

Γι' αυτό ακριβώς (σελ. 14): τα δυναμικά μεγάφωνα χρησιμοποιούνται στη συντριπτική πλειονότητα των εφαρμογών.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα μεγάφωνα μπορούν να παράγουν ήχους μεγάλης έντασης λόγω της μεγάλης επιφάνειας του κώνου τους, χάρη στην οποία μετακινούνται μεγάλες μάζες αέρα. Ο μηχανισμός στο δυναμικό μεγάφωνο, που είναι και το κυρίαρχο, έχει ως εξής: το μεγάφωνο διαθέτει μια κωνική μεμβράνη από κολλαρισμένο χαρτί ή από σκληρό και ελαφρύ πλαστικό· στην κορυφή του κώνου είναι προσαρμοσμένο ένα πηνίο, το πηνίο φωνής, το οποίο μετακινείται στο διάκενο που σχηματίζει ένας ισχυρός δακτυλιοειδής μαγνήτης· και όταν διοχετεύσουμε εναλλασσόμενο ρεύμα στο πηνίο, στις σπείρες του ασκούνται δυνάμεις Λαπλάς που αναγκάζουν ολόκληρο τον κώνο να κινηθεί μπρος-πίσω κατά μήκος του διακένου. Επειδή η ένταση του ήχου είναι ανάλογη προς το τετράγωνο του πλάτους της ταλάντωσης των μορίων του αέρα, ο συνδυασμός μεγάλης επιφάνειας και μεγάλου πλάτους κίνησης δίνει μεγάλη ένταση. Αντίθετα, τα πιεζοηλεκτρικά μεγάφωνα έχουν πολύ μικρό πλάτος κίνησης και χρειάζονται χοάνη για να ενισχύσουν τον αδύναμο ήχο τους.

Κριτήρια αξιολόγησης:

6 — Ο σκοπός των καμπινών

Ερώτηση: 6. Ποιο σκοπό εξυπηρετούν οι καμπίνες των μεγαφώνων;

Απάντηση:

Ο κύριος σκοπός (σελ. 16): οι καμπίνες των ηχείων είναι κουτιά κατασκευασμένα κυρίως από ξύλο. Ο κύριος σκοπός της ύπαρξής τους είναι να ελέγχουν την πίσω ηχητική ακτινοβολία των μεγαφώνων.

Γιατί χρειάζεται αυτός ο έλεγχος (σελ. 16): όταν η μεμβράνη ενός μεγαφώνου κινείται προς τα εμπρός, παράγει πύκνωμα του αέρα στο εμπρόσθιο μέρος του και αραίωμα του αέρα στο πίσω. Το αντίθετο συμβαίνει όταν η μεμβράνη κινείται προς τα πίσω. Αν το μεγάφωνο βρίσκεται ελεύθερο στο χώρο, τα αραιώματα εξουδετερώνουν εν μέρει τα πυκνώματα, με αποτέλεσμα να εξασθενεί σημαντικά ο ήχος του μεγαφώνου. Αυτό συμβαίνει κυρίως στις χαμηλές ακουστικές συχνότητες και γι' αυτό οι καμπίνες σχεδιάζονται για τις ανάγκες των γούφερ και μόνο.

Οι δύο τρόποι ελέγχου (σελ. 16): η καμπίνα του ηχείου ελέγχει αυτό το πίσω ηχητικό κύμα είτε απορροφώντας το είτε χρησιμοποιώντας το για να ενισχύσει το μπροστινό κύμα. Τα ηχεία της πρώτης κατηγορίας είναι κλειστά, ενώ τα ηχεία της δεύτερης κατηγορίας είναι ανοικτά.

Ο δεύτερος σκοπός (σελ. 16): επίσης, η καμπίνα εξουδετερώνει το φαινόμενο του συντονισμού των μεγαφώνων. Σύμφωνα με το φαινόμενο αυτό, κάθε μεγάφωνο πάλλεται με μέγιστο πλάτος σε κάποια συχνότητα, παράγοντας για τη συχνότητα αυτή δυνατότερο ήχο. Η εξουδετέρωση του συντονισμού γίνεται με κατάλληλη εκλογή των διαστάσεων της καμπίνας και σωστή χρήση απορροφητικού υλικού στο εσωτερικό της.

Σύνοψη των σκοπών | # | Σκοπός | |---|---| | 1 | να ελέγχει την πίσω ηχητική ακτινοβολία — αποτρέποντας την εξουδετέρωση πυκνωμάτων και αραιωμάτων στα μπάσα | | 2 | να εξουδετερώνει το φαινόμενο του συντονισμού των μεγαφώνων | | 3 | να στηρίζει μηχανικά τα μεγάφωνα και να στεγάζει το κρος-όβερ |

Η απαίτηση για την κατασκευή (σελ. 17): βασική προϋπόθεση για την καλή λειτουργία ενός ηχείου είναι να μην πάλλονται τα τοιχώματα της καμπίνας, εξαιτίας των ήχων που παράγουν τα μεγάφωνα. Για να εξασφαλιστεί αυτό, τα τοιχώματα κατασκευάζονται με κατάλληλες νευρώσεις και ενισχύσεις. Συχνά αποτελούνται από αλλεπάλληλα στρώματα διαφόρων υλικών, για να έχουν μεγάλη ακαμψία.

Η επισήμανση της ανακεφαλαίωσης (σελ. 25): τα κουτιά των ηχείων χρειάζονται για τα γούφερ — δηλαδή για τα τουίτερ η καμπίνα είναι πρακτικά αδιάφορη.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο κύριος σκοπός των καμπινών, που είναι κουτιά κατασκευασμένα κυρίως από ξύλο, είναι να ελέγχουν την πίσω ηχητική ακτινοβολία των μεγαφώνων. Ο λόγος είναι ότι, όταν η μεμβράνη κινείται προς τα εμπρός, παράγει πύκνωμα του αέρα στο εμπρόσθιο μέρος και αραίωμα στο πίσω, και το αντίθετο όταν κινείται προς τα πίσω· αν το μεγάφωνο βρίσκεται ελεύθερο στον χώρο, τα αραιώματα εξουδετερώνουν εν μέρει τα πυκνώματα και ο ήχος εξασθενεί σημαντικά, κυρίως στις χαμηλές συχνότητες, γι' αυτό και οι καμπίνες σχεδιάζονται για τις ανάγκες των γούφερ και μόνο. Η καμπίνα ελέγχει το πίσω κύμα είτε απορροφώντας το, οπότε το ηχείο είναι κλειστό, είτε χρησιμοποιώντας το για να ενισχύσει το μπροστινό, οπότε είναι ανοικτό. Δεύτερος σκοπός είναι ότι η καμπίνα εξουδετερώνει το φαινόμενο του συντονισμού των μεγαφώνων, σύμφωνα με το οποίο κάθε μεγάφωνο πάλλεται με μέγιστο πλάτος σε κάποια συχνότητα· αυτό επιτυγχάνεται με κατάλληλη εκλογή των διαστάσεων και σωστή χρήση απορροφητικού υλικού στο εσωτερικό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

7 — Γιατί περισσότερα από ένα μεγάφωνα

Ερώτηση: 7. Γιατί συνήθως υπάρχουν περισσότερα από ένα μεγάφωνα στα ηχεία;

Απάντηση:

Η αιτία (σελ. 16): επειδή, όπως είδαμε, ένα μόνο μεγάφωνο δεν μπορεί να αναπαράγει ικανοποιητικά όλες τις συχνότητες των ήχων που συλλαμβάνει το αυτί μας, συνήθως τα μεγάφωνα είναι δύο, ένα γούφερ για τις χαμηλές συχνότητες και ένα τουίτερ για τις υψηλές. Αν υπάρχει και τρίτο, αυτό έχει διαστάσεις ενδιάμεσες των δύο, αναπαράγει τις μεσαίες ακουστικές συχνότητες και ονομάζεται μεγάφωνο μεσαίων ή μιντ-ρέιντζ (mid-range). Σπανιότερα συναντώνται ηχεία με τέσσερα μεγάφωνα.

Η ρίζα του προβλήματος (σελ. 14): μειονέκτημα του δυναμικού μεγαφώνου είναι η αδυναμία του να αναπαράγει ικανοποιητικά όλες τις συχνότητες του ακουστικού φάσματος. Μεγάφωνα με μεγάλους κώνους αναπαράγουν σωστά τους χαμηλούς ηχητικούς τόνους (μπάσα), ενώ παραμορφώνουν τους υψηλούς (πρίμα). Αντίθετα, τα μεγάφωνα με μικρούς κώνους αναπαράγουν σωστά τους υψηλούς τόνους, ενώ δεν μπορούν να αναπαράγουν τους χαμηλούς.

Το φυσικό αίτιο: ο μεγάλος κώνος έχει μεγάλη μάζα και αδράνεια — δεν προλαβαίνει τις γρήγορες ταλαντώσεις των υψηλών συχνοτήτων· ο μικρός κώνος δεν μετακινεί αρκετό αέρα για τα μπάσα.

Το εύρος που πρέπει να καλυφθεί (σελ. 25): ακουστοί γίνονται ήχοι που έχουν συχνότητες μεταξύ 20 και 20.000 Hz — δηλαδή τρεις δεκάδες συχνοτήτων, που κανένα μεμονωμένο μεγάφωνο δεν καλύπτει.

Η κατανομή
```
  20 Hz ─────── 500 Hz ─────── 5 kHz ─────── 20 kHz
  ╰── ΓΟΥΦΕΡ ──╯╰─ ΜΙΝΤ-ΡΕΪΝΤΖ ─╯╰── ΤΟΥΪΤΕΡ ──╯
```
Πόσα «δρόμους» έχει το ηχείο (σελ. 16-17): το πλήθος των περιοχών στις οποίες το κρος-όβερ χωρίζει τις συχνότητες των ρευμάτων καθορίζει και τον αριθμό των δρόμων του ηχείου. Έτσι υπάρχουν ηχεία δύο δρόμων, ηχεία τριών δρόμων και μερικές φορές και ηχεία τεσσάρων δρόμων. Η προσοχή (σελ. 17): σε κάθε δρόμο αντιστοιχεί κατά κανόνα ένα μεγάφωνο, μερικές φορές όμως και δύο, ειδικά για την περιοχή των μπάσων. Γι' αυτό ο αριθμός των δρόμων δε συμπίπτει πάντοτε με το πλήθος των μεγαφώνων που βλέπουμε σε ένα ηχείο.

Η ανακεφαλαίωση (σελ. 25): ανάλογα με το μέγεθός τους, χωρίζονται σε γούφερ (μεγάλα) για την αναπαραγωγή των χαμηλών συχνοτήτων, μιντ-ρέιντζ για τις μεσαίες συχνότητες και τουίτερ (μικρά) για τις υψηλές.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Υπάρχουν περισσότερα από ένα μεγάφωνα στα ηχεία επειδή ένα μόνο μεγάφωνο δεν μπορεί να αναπαράγει ικανοποιητικά όλες τις συχνότητες των ήχων που συλλαμβάνει το αυτί μας. Το μειονέκτημα αυτό είναι εγγενές: τα μεγάφωνα με μεγάλους κώνους αναπαράγουν σωστά τους χαμηλούς τόνους, τα μπάσα, αλλά παραμορφώνουν τους υψηλούς, ενώ τα μεγάφωνα με μικρούς κώνους αναπαράγουν σωστά τους υψηλούς αλλά δεν μπορούν να αποδώσουν τους χαμηλούς. Γι' αυτό τοποθετούνται συνήθως δύο μεγάφωνα, ένα γούφερ για τις χαμηλές συχνότητες και ένα τουίτερ για τις υψηλές, ενώ αν υπάρχει και τρίτο, με διαστάσεις ενδιάμεσες, αυτό αναπαράγει τις μεσαίες συχνότητες και ονομάζεται μιντ-ρέιντζ· σπανιότερα συναντώνται ηχεία με τέσσερα μεγάφωνα. Σημειώνεται ότι σε κάθε δρόμο του ηχείου αντιστοιχεί κατά κανόνα ένα μεγάφωνο, μερικές φορές όμως και δύο, ειδικά για την περιοχή των μπάσων, γι' αυτό ο αριθμός των δρόμων δεν συμπίπτει πάντοτε με το πλήθος των μεγαφώνων που βλέπουμε.

Κριτήρια αξιολόγησης:

8 — Ο σκοπός του κρος-όβερ

Ερώτηση: 8. Ποιο σκοπό εξυπηρετούν τα κρος-όβερ στα ηχεία;

Απάντηση:

Ο ορισμός και ο σκοπός (σελ. 16): για να τροφοδοτείται κάθε μεγάφωνο του ηχείου με σήματα κατάλληλης συχνότητας για τη λειτουργία του, υπάρχουν στο εσωτερικό του κυκλώματα, τα οποία διαχωρίζουν αυτά τα σήματα ανάλογα με τη συχνότητά τους. Το σύνολο αυτών των κυκλωμάτων το ονομάζουμε κρος-όβερ (cross-over).

Η δομή του (σελ. 17): το κύκλωμα ενός κρος-όβερ αποτελείται από φίλτρα διέλευσης χαμηλών συχνοτήτων, φίλτρα διέλευσης υψηλών συχνοτήτων και φίλτρα διέλευσης ζώνης συχνοτήτων. Όλα τους είναι κατασκευασμένα με ένα συνδυασμό πηνίων, πυκνωτών και αντιστάσεων.

Το διάγραμμα ενός κρος-όβερ δύο δρόμων (Σχ. 1-11, σελ. 17)

                    ┌─── ΦΧΣ (πηνίο) ───→ ΓΟΥΦΕΡ
ΕΙΣΟΔΟΣ ────────────┤
(πλήρες σήμα)       └─── ΦΥΣ (πυκνωτής) ─→ ΤΟΥΪΤΕΡ

Φίλτρο	Προς
φίλτρο διέλευσης χαμηλών συχνοτήτων (ΦΧΣ)	γούφερ
φίλτρο διέλευσης ζώνης συχνοτήτων (ΦΖΔ)	μιντ-ρέιντζ
φίλτρο διέλευσης υψηλών συχνοτήτων (ΦΥΣ)	τουίτερ

Γιατί είναι απαραίτητο: χωρίς αυτό, όλα τα μεγάφωνα θα δέχονταν όλες τις συχνότητες — και | Πρόβλημα | Συνέπεια | |---|---| | το τουίτερ θα δεχόταν μπάσα | καταστροφή του (μικρή αντοχή σε μεγάλες διαδρομές) | | το γούφερ θα δεχόταν πρίμα | παραμόρφωση — παραμορφώνουν τους υψηλούς (πρίμα) (σελ. 14) |

Ο ορισμός των «δρόμων» (σελ. 16-17): το πλήθος των περιοχών στις οποίες το κρος-όβερ χωρίζει τις συχνότητες των ρευμάτων καθορίζει και τον αριθμό των δρόμων του ηχείου. Έτσι υπάρχουν ηχεία δύο δρόμων, ηχεία τριών δρόμων και μερικές φορές και ηχεία τεσσάρων δρόμων.

Η ανακεφαλαίωση: το κρος-όβερ είναι δηλαδή ο «διανομέας συχνοτήτων» του ηχείου — παίρνει το πλήρες σήμα από τον ενισχυτή και στέλνει σε κάθε μεγάφωνο μόνο τη ζώνη που εκείνο μπορεί να αποδώσει σωστά.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα κρος-όβερ είναι κυκλώματα που υπάρχουν στο εσωτερικό του ηχείου και σκοπό έχουν να τροφοδοτείται κάθε μεγάφωνο με σήματα κατάλληλης συχνότητας για τη λειτουργία του· διαχωρίζουν δηλαδή τα σήματα ανάλογα με τη συχνότητά τους. Το κύκλωμα ενός κρος-όβερ αποτελείται από φίλτρα διέλευσης χαμηλών συχνοτήτων, τα οποία οδηγούν στο γούφερ, από φίλτρα διέλευσης υψηλών συχνοτήτων, που οδηγούν στο τουίτερ, και από φίλτρα διέλευσης ζώνης συχνοτήτων, που οδηγούν στο μιντ-ρέιντζ· όλα τους είναι κατασκευασμένα με συνδυασμό πηνίων, πυκνωτών και αντιστάσεων. Χωρίς το κρος-όβερ όλα τα μεγάφωνα θα δέχονταν όλες τις συχνότητες, με αποτέλεσμα το τουίτερ να καταστρέφεται από τα μπάσα και το γούφερ να παραμορφώνει τα πρίμα. Σημειώνεται τέλος ότι το πλήθος των περιοχών στις οποίες το κρος-όβερ χωρίζει τις συχνότητες καθορίζει και τον αριθμό των δρόμων του ηχείου, οπότε υπάρχουν ηχεία δύο, τριών και μερικές φορές τεσσάρων δρόμων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

9 — Οι τύποι ηχείων ανάλογα με τη σχεδίαση

Ερώτηση: 9. Σε ποιους τύπους κατατάσσονται τα ηχεία ανάλογα με τη σχεδίασή τους και ποια είναι τα πλεονεκτήματα κάθε τύπου;

Απάντηση:

Η κατάταξη (σελ. 18): τα ηχεία κατατάσσονται, ανάλογα με τη σχεδίασή τους, σε κλειστά και ανοικτά.

Το κριτήριο (σελ. 16): η καμπίνα του ηχείου ελέγχει αυτό το πίσω ηχητικό κύμα είτε απορροφώντας το είτε χρησιμοποιώντας το για να ενισχύσει το μπροστινό κύμα. Τα ηχεία της πρώτης κατηγορίας είναι κλειστά, ενώ τα ηχεία της δεύτερης κατηγορίας είναι ανοικτά.

Τύπος	Πώς χειρίζεται το πίσω κύμα	Πλεονέκτημα
Κλειστά	το απορροφούν	ευκολότερη σχεδίαση και κατασκευή
Ανοικτά	το χρησιμοποιούν για να ενισχύσουν το μπροστινό	υψηλότερη απόδοση… δηλαδή με την ίδια ηλεκτρική ισχύ παράγουν δυνατότερο ήχο

Η ρητή διατύπωση του βιβλίου (σελ. 18): τα ανοικτά ηχεία έχουν υψηλότερη απόδοση από τα κλειστά, δηλαδή με την ίδια ηλεκτρική ισχύ παράγουν δυνατότερο ήχο, όμως τα κλειστά ηχεία έχουν ευκολότερη σχεδίαση και κατασκευή.

Η σχηματική αντιπαραβολή

ΚΛΕΙΣΤΟ                    ΑΝΟΙΚΤΟ
┌──────────┐               ┌──────────┐
│ ▓▓▓▓▓▓▓▓ │ ← ηχοαπορ.    │          │
│ ▓▓ (Ο) ▓▓ │   υλικό       │    (Ο)   │ ← μεγάφωνο
│ ▓▓▓▓▓▓▓▓ │               │    ═══    │ ← σωλήνας
└──────────┘               └────╫─────┘   ανάκλασης
 απορρόφηση                 αξιοποίηση

Το τίμημα κάθε επιλογής | | Κλειστά | Ανοικτά | |---|---|---| | απόδοση | χαμηλότερη | υψηλότερη | | σχεδίαση | ευκολότερη | δυσκολότερη (απαιτεί συντονισμό του σωλήνα) | | όγκος | μεγαλύτερος (ιδίως τα άπειρου διαφράγματος) | μικρότερος για την ίδια απόδοση |

Και οι υποκατηγορίες (σελ. 18): τα κλειστά ηχεία χωρίζονται σε ηχεία ακουστικής ανάρτησης και σε ηχεία άπειρου διαφράγματος· τα ανοικτά ηχεία χωρίζονται σε ηχεία ανάκλασης μπάσων και σε ηχεία γραμμής μεταφοράς.

Η υπενθύμιση (σελ. 18): υπάρχουν και πολλοί άλλοι τύποι που προορίζονται για ειδικές εφαρμογές, όπως τα μεγάφωνα-κόρνα, τα ηχεία ηχοστήλες κλπ.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα ηχεία κατατάσσονται, ανάλογα με τη σχεδίασή τους, σε κλειστά και ανοικτά. Το κριτήριο είναι ο τρόπος με τον οποίο η καμπίνα χειρίζεται το πίσω ηχητικό κύμα του μεγαφώνου: τα κλειστά το απορροφούν, ενώ τα ανοικτά το χρησιμοποιούν για να ενισχύσουν το μπροστινό κύμα. Ως προς τα πλεονεκτήματα, τα ανοικτά ηχεία έχουν υψηλότερη απόδοση από τα κλειστά, δηλαδή με την ίδια ηλεκτρική ισχύ παράγουν δυνατότερο ήχο, ενώ τα κλειστά ηχεία έχουν ευκολότερη σχεδίαση και κατασκευή, αφού δεν απαιτούν τον ακριβή συντονισμό του σωλήνα ανάκλασης ή της γραμμής μεταφοράς. Καθεμιά από τις δύο κατηγορίες χωρίζεται περαιτέρω: τα κλειστά σε ηχεία ακουστικής ανάρτησης και σε ηχεία άπειρου διαφράγματος, και τα ανοικτά σε ηχεία ανάκλασης μπάσων και σε ηχεία γραμμής μεταφοράς. Υπάρχουν βέβαια και πολλοί άλλοι τύποι για ειδικές εφαρμογές, όπως τα μεγάφωνα-κόρνα και οι ηχοστήλες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

10 — Οι κατηγορίες κλειστών και ανοικτών ηχείων

Ερώτηση: 10. Σε ποιες κατηγορίες χωρίζονται τα κλειστά και τα ανοικτά ηχεία και πώς λειτουργούν τα ηχεία κάθε κατηγορίας;

Απάντηση:

Τα κλειστά (σελ. 18): τα κλειστά ηχεία χωρίζονται σε ηχεία ακουστικής ανάρτησης και σε ηχεία άπειρου διαφράγματος (σχήμα 1-12). | Κατηγορία | Λειτουργία | |---|---| | Ακουστικής ανάρτησης | χρησιμοποιούν τον αέρα του κλειστού κουτιού ως ελατήριο, επιτυγχάνοντας έτσι μικρόν όγκο κατασκευής· χρησιμοποιούν και αυτά ηχοαπορροφητικό υλικό, αλλά μόνο σε μια λεπτή στρώση στα εσωτερικά τους τοιχώματα, που σκοπό έχει να ελέγχει τα στάσιμα κύματα ήχου στο εσωτερικό της καμπίνας | | Άπειρου διαφράγματος | απλά απορροφούν την ηχητική ενέργεια του πίσω ηχητικού κύματος. Γι' αυτό το λόγο είναι γεμισμένα με ηχοαπορροφητικό υλικό (συχνά υαλοβάμβακα) και έχουν κατά κανόνα μεγάλο όγκο |

Τα ανοικτά (σελ. 18): τα ανοικτά ηχεία χωρίζονται σε ηχεία ανάκλασης μπάσων και σε ηχεία γραμμής μεταφοράς (σχήμα 1-13). | Κατηγορία | Λειτουργία | |---|---| | Ανάκλασης μπάσων | αντιστρέφουν τα αραιώματα και τα πυκνώματα του πίσω μέρους του μεγαφώνου χαμηλών συχνοτήτων (τα κάνουν πυκνώματα και αραιώματα), μέσω ενός σωλήνα συντονισμένου στη συχνότητα συντονισμού αυτού του μεγαφώνου | | Γραμμής μεταφοράς | επιτυγχάνουν το ίδιο πράγμα, αναγκάζοντας το πίσω ηχητικό κύμα να περάσει μέσα από μια διαδρομή μεγάλου μήκους αναδιπλωμένη στο εσωτερικό του ηχείου. Η διαδρομή αυτή ορίζεται από ένα σωλήνα που σχηματίζεται στο εσωτερικό της καμπίνας από κατάλληλα τοποθετημένα ξύλινα διαφράγματα |

Η κοινή αρχή των ανοικτών: και τα δύο αντιστρέφουν τη φάση του πίσω κύματος κατά 180°, ώστε αντί να εξουδετερώνει το μπροστινό να το ενισχύει — η διαφορά είναι πώς επιτυγχάνεται η καθυστέρηση: με συντονισμένο σωλήνα ή με μεγάλη διαδρομή.

Η σχηματική εικόνα
```
ΚΛΕΙΣΤΑ                        ΑΝΟΙΚΤΑ
Ακουστ. ανάρτησης  Άπειρου      Ανάκλ. μπάσων  Γραμμ. μεταφοράς
┌────────┐     ┌──────────┐     ┌────────┐    ┌────────┐
│░ (Ο) ░ │     │▓▓ (Ο) ▓▓│     │  (Ο)   │    │  (Ο)  ┃│
│░ αέρας │     │▓ υαλοβ. ▓│     │ ═════  │    │┏━━━━━━┛│
└────────┘     └──────────┘     └───╫────┘    │┗━━━━━┓ │
 μικρός όγκος   μεγάλος όγκος    σωλήνας       └──────╫─┘
 (αέρας=ελατήριο)                              μακριά διαδρομή
```
Το πλαίσιο (σελ. 18): τα ανοικτά ηχεία έχουν υψηλότερη απόδοση από τα κλειστά… όμως τα κλειστά ηχεία έχουν ευκολότερη σχεδίαση και κατασκευή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα κλειστά ηχεία χωρίζονται σε ηχεία ακουστικής ανάρτησης και σε ηχεία άπειρου διαφράγματος. Τα πρώτα χρησιμοποιούν τον αέρα του κλειστού κουτιού ως ελατήριο, επιτυγχάνοντας έτσι μικρό όγκο κατασκευής, και φέρουν ηχοαπορροφητικό υλικό μόνο σε μια λεπτή στρώση στα εσωτερικά τοιχώματα, ώστε να ελέγχονται τα στάσιμα κύματα στο εσωτερικό της καμπίνας. Τα δεύτερα απλώς απορροφούν την ηχητική ενέργεια του πίσω κύματος, γι' αυτό είναι γεμισμένα με ηχοαπορροφητικό υλικό, συχνά υαλοβάμβακα, και έχουν κατά κανόνα μεγάλο όγκο. Τα ανοικτά ηχεία χωρίζονται σε ηχεία ανάκλασης μπάσων και σε ηχεία γραμμής μεταφοράς. Τα πρώτα αντιστρέφουν τα αραιώματα και τα πυκνώματα του πίσω μέρους του μεγαφώνου χαμηλών συχνοτήτων μέσω ενός σωλήνα συντονισμένου στη συχνότητα συντονισμού του μεγαφώνου. Τα δεύτερα επιτυγχάνουν το ίδιο αναγκάζοντας το πίσω κύμα να περάσει μέσα από μια διαδρομή μεγάλου μήκους, αναδιπλωμένη στο εσωτερικό του ηχείου και οριζόμενη από κατάλληλα τοποθετημένα ξύλινα διαφράγματα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

11 — Η λειτουργία του στερεοφωνικού συστήματος

Ερώτηση: 11. Πώς λειτουργεί το στερεοφωνικό σύστημα ακρόασης κατά την εγγραφή και την αναπαραγωγή των μουσικών προγραμμάτων;

Απάντηση:

Το πρόβλημα που λύνει (σελ. 19): στο μονοφωνικό σύστημα, επειδή όλοι οι ήχοι προέκυπταν από το ίδιο σημείο (το ένα και μόνο ηχείο), ο ακροατής αδυνατούσε να εντοπίσει τη διαφορά στη θέση των διάφορων πηγών (μουσικών οργάνων) του προγράμματος, πράγμα το οποίο εύκολα κατόρθωνε στη ζωντανή ακρόαση και έτσι αποκόμιζε την εντύπωση ενός ποιοτικά πολύ φτωχού ακροάματος.

Κατά την εγγραφή (σελ. 19): όλα τα συστήματα καταγραφής και αναπαραγωγής των ηχητικών προγραμμάτων έγιναν διπλά. Δύο μικρόφωνα ή συνηθέστερα δύο ομάδες μικροφώνων χρησιμοποιούνται, για να καταγράψουν το ίδιο ηχητικό πρόγραμμα από διαφορετικές θέσεις. Οι δύο αυτές καταγραφές, που περιέχουν ελαφρά διαφορετικό ηχητικό περιεχόμενο, αποθηκεύονται σε δύο ξεχωριστά «κανάλια» ήχου, τα οποία ονομάζονται αριστερό και δεξί κανάλι (L και R αντίστοιχα).

Κατά την αναπαραγωγή (σελ. 19): κατά την αναπαραγωγή του στερεοφωνικού προγράμματος τα δύο ηχεία εκπέμπουν τους ελαφρά διαφορετικούς ήχους που έχει συλλάβει η κάθε ομάδα μικροφώνων. Αν η τοποθέτηση των ηχείων είναι σωστή, κάθε αυτί του ακροατή συλλαμβάνει εκείνους τους ήχους που θα άκουγε, αν ο ίδιος βρισκόταν μπροστά στην ορχήστρα και μεταξύ των θέσεων των μικροφώνων. Με τον τρόπο αυτό ο ακροατής αποκτά ηχητικό προσανατολισμό και αποκομίζει την εντύπωση της διάταξης των οργάνων της ορχήστρας στο χώρο. Έτσι η ακρόαση γίνεται πολύ πιο ρεαλιστική.

Η διάταξη (Σχ. 1-15, σελ. 19)
```
ΑΙΘΟΥΣΑ ΣΥΝΑΥΛΙΩΝ              ΔΩΜΑΤΙΟ ΑΚΡΟΑΣΗΣ
     ΟΡΧΗΣΤΡΑ                    ┌───┐    ┌───┐
  ▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲                    │ L │    │ R │
   ◉        ◉      ──εγγραφή──►  └───┘    └───┘
  μικρ.L  μικρ.R                      \   /
                                       (☺)
                                    ακροατής
```
Η ονομασία (σελ. 19): τα συστήματα αυτά ονομάστηκαν στερεοφωνικά, κατ' αντιστοιχία προς τα στερεοσκοπικά συστήματα τρισδιάστατης όρασης. Όταν τα στερεοφωνικά συστήματα καθιερώθηκαν κατά τη δεκαετία του '60, τα παλαιότερα συστήματα ονομάστηκαν μονοφωνικά. Σήμερα τα ονομάζουμε συστήματα μονό-στέρεο.

Ο σκοπός (σελ. 12): σκοπός των στερεοφωνικών συστημάτων είναι να μας προσφέρουν τη δυνατότητα του ηχητικού προσανατολισμού, ώστε να μπορούμε να εντοπίζουμε χοντρικά τη θέση των μουσικών οργάνων της ορχήστρας, της οποίας τον ήχο αναπαράγουμε, και να σχηματίζουμε καλύτερα την εντύπωση της ζωντανής ακρόασης.

Η ανακεφαλαίωση (σελ. 25): τα συστήματα αυτά καταγράφουν κατά την ηχοληψία και αναπαράγουν αργότερα από δύο κανάλια ήχους ελαφρά διαφορετικούς, που μας προσφέρουν ηχητικό προσανατολισμό και την εντύπωση της διάταξης των ηχητικών πηγών στο χώρο.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το στερεοφωνικό σύστημα ήρθε να λύσει το πρόβλημα του μονοφωνικού, όπου, επειδή όλοι οι ήχοι προέρχονταν από το ίδιο σημείο, ο ακροατής αδυνατούσε να εντοπίσει τη διαφορά στη θέση των μουσικών οργάνων. Κατά την εγγραφή, όλα τα συστήματα καταγραφής και αναπαραγωγής έγιναν διπλά: δύο μικρόφωνα, ή συνηθέστερα δύο ομάδες μικροφώνων, καταγράφουν το ίδιο ηχητικό πρόγραμμα από διαφορετικές θέσεις, και οι δύο αυτές καταγραφές, που περιέχουν ελαφρά διαφορετικό ηχητικό περιεχόμενο, αποθηκεύονται σε δύο ξεχωριστά κανάλια, το αριστερό και το δεξί. Κατά την αναπαραγωγή, τα δύο ηχεία εκπέμπουν τους ελαφρά διαφορετικούς ήχους που συνέλαβε η κάθε ομάδα μικροφώνων· αν η τοποθέτηση των ηχείων είναι σωστή, κάθε αυτί του ακροατή συλλαμβάνει εκείνους τους ήχους που θα άκουγε αν βρισκόταν μπροστά στην ορχήστρα και μεταξύ των θέσεων των μικροφώνων. Έτσι ο ακροατής αποκτά ηχητικό προσανατολισμό, σχηματίζει την εντύπωση της διάταξης των οργάνων στον χώρο και η ακρόαση γίνεται πολύ πιο ρεαλιστική.

Κριτήρια αξιολόγησης:

12 — Το σύστημα Dolby Surround

Ερώτηση: 12. Πόσα κανάλια ήχου διαθέτει το σύστημα Dolby Surround, πόσα ηχεία χρησιμοποιεί και ποιους ήχους αναπαράγει κάθε κανάλι;

Απάντηση:

Τα τέσσερα κανάλια (σελ. 20): η λύση που δόθηκε με τη χρησιμοποίηση τεσσάρων καναλιών ήχου: τα γνωστά δεξί και αριστερό των συστημάτων stereo, ένα κεντρικό για τους διαλόγους και ένα κανάλι περιβάλλοντος ήχου, που αναπαράγεται από πολλά μεγάφωνα πίσω από το θεατή. | # | Κανάλι | Τι αναπαράγει | |---|---|---| | 1 | αριστερό (L) | το αριστερό στερεοφωνικό πρόγραμμα | | 2 | δεξί (R) | το δεξί στερεοφωνικό πρόγραμμα | | 3 | κεντρικό | για τους διαλόγους | | 4 | περιβάλλοντος ήχου (surround) | τους περιβάλλοντες ήχους, πίσω από τον ακροατή |

Τα πέντε ηχεία (σελ. 21): το σύστημα του οικιακού κινηματογράφου διαθέτει πέντε ηχεία, τα δύο του γνωστού συστήματος stereo, ένα για το κεντρικό κανάλι και δύο για το κανάλι περιβάλλοντος ήχου (surround), τοποθετημένα πίσω από τη θέση ακρόασης.
```
        [L]   [ΚΕΝΤΡΙΚΟ]   [R]
                  ▼
                 (☺)   ← θέση ακρόασης
                  ▲
        [SUR-L]        [SUR-R]
           (και τα δύο από το ΙΔΙΟ κανάλι surround)
```
Η προσοχή: 4 κανάλια αλλά 5 ηχεία — το ένα κανάλι surround τροφοδοτεί δύο ηχεία.

Η κωδικοποίηση (σελ. 20): με μια τεχνική κωδικοποίησης, που βασίζεται στις διαφορές φάσης μεταξύ των σημάτων, οι ήχοι του κεντρικού και του καναλιού surround κωδικοποιούνται στα δύο κανάλια του συστήματος (σελ. 25) — δηλαδή μεταφέρονται μέσα στα δύο κανάλια στέρεο και αποκωδικοποιούνται στη λήψη.

Οι απαιτήσεις κάθε ηχείου (σελ. 21): το ηχείο του κεντρικού καναλιού και ιδιαίτερα τα ηχεία του καναλιού περιβάλλοντος ήχου δε χρειάζεται να έχουν το μέγεθος των άλλων ηχείων, γιατί το πρόγραμμα που αναπαράγουν είναι πολύ λιγότερο απαιτητικό. Το ίδιο και ο ενισχυτής του καναλιού surround, ο οποίος μπορεί να είναι μικρής ισχύος.

Η ένδειξη prologic (σελ. 21): οι συσκευές Dolby Surround διαθέτουν σήμερα και την ένδειξη prologic (προλότζικ), που υποδηλώνει ότι διαθέτουν ενεργό (με δυνατότητες επεξεργασίας) αποκωδικοποιητή, κατάλληλο να βελτιώνει το διαχωρισμό των ήχων μεταξύ των καναλιών.

Η ανακεφαλαίωση (σελ. 25): οι ήχοι αυτοί κωδικοποιούνται στα δύο κανάλια του συστήματος. Αναπαράγονται από ειδικούς αποκωδικοποιητές και δίνουν τέσσερα κανάλια ήχου, το δεξί, το αριστερό, το κεντρικό και το πίσω. Τα συστήματα που λειτουργούν μ' αυτόν τον τρόπο ονομάζονται συστήματα περιβάλλοντος ήχου.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το σύστημα Dolby Surround διαθέτει τέσσερα κανάλια ήχου: τα γνωστά δεξί και αριστερό των στερεοφωνικών συστημάτων, ένα κεντρικό για τους διαλόγους και ένα κανάλι περιβάλλοντος ήχου, που αναπαράγεται από πολλά μεγάφωνα πίσω από τον θεατή. Χρησιμοποιεί όμως πέντε ηχεία: τα δύο του γνωστού συστήματος στέρεο, ένα για το κεντρικό κανάλι και δύο για το κανάλι περιβάλλοντος ήχου, τοποθετημένα πίσω από τη θέση ακρόασης· το ένα δηλαδή κανάλι surround τροφοδοτεί δύο ηχεία. Ως προς το περιεχόμενο, το αριστερό και το δεξί αναπαράγουν το στερεοφωνικό πρόγραμμα, το κεντρικό τους διαλόγους και το surround τους περιβάλλοντες ήχους. Οι ήχοι του κεντρικού και του surround κωδικοποιούνται μέσα στα δύο κανάλια στέρεο με τεχνική που βασίζεται στις διαφορές φάσης και αποκωδικοποιούνται στη λήψη. Σημειώνεται ότι το ηχείο του κεντρικού καναλιού και ιδιαίτερα τα ηχεία του surround δεν χρειάζεται να έχουν το μέγεθος των άλλων, γιατί το πρόγραμμα που αναπαράγουν είναι πολύ λιγότερο απαιτητικό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

13 — Τα προβλήματα της ηχοληψίας

Ερώτηση: 13. Ποια είναι τα βασικά προβλήματα που πρέπει να αντιμετωπίσουμε σε μια ηχοληψία;

Απάντηση:

Τα τρία βασικά προβλήματα (σελ. 24): βασικά προβλήματα κατά την ηχογράφηση με ένα ή περισσότερα μικρόφωνα είναι ο έλεγχος της στάθμης του σήματος, ο θόρυβος του περιβάλλοντος και η ακουστική του χώρου.

1. Ο έλεγχος της στάθμης του σήματος (σελ. 24): έχει καθοριστική σημασία για την επιτυχία μιας ηχοληψίας. Αν η στάθμη του σήματος είναι χαμηλή, τότε υπερισχύει κατά την αναπαραγωγή ο θόρυβος. Αν η στάθμη είναι υψηλή, τότε προκαλείται παραμόρφωση. Η ρύθμισή της μπορεί να υποβοηθηθεί από κάποιες συσκευές, που ονομάζονται «συμπιεστές ακουστικού σήματος».
```
Χαμηλή στάθμη → υπερισχύει ο ΘΟΡΥΒΟΣ
Υψηλή στάθμη  → προκαλείται ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗ
            ↓
   λύση: συμπιεστές ακουστικού σήματος
```
2. Ο θόρυβος του περιβάλλοντος (σελ. 24): λείπει μόνο από τα ειδικά στούντιο ηχοληψίας. Τα στούντιο αυτά είναι ηχητικά μονωμένα και επενδυμένα με απορροφητικό υλικό, ώστε να μην εισέρχονται εξωτερικοί ήχοι και να προκαλούνται ηχητικές ανακλάσεις στο εσωτερικό τους.

3. Η ακουστική του χώρου (σελ. 24): αντιπροσωπεύει τη μεγαλύτερη πρόκληση της ηχοληψίας. Ανακλάσεις και αντηχήσεις σε αίθουσες που παρουσιάζουν μεγάλες λείες επιφάνειες (τοίχους, πατώματα, οροφές κλπ.) μπορεί να είναι εξαιρετικά επιζήμιες. Σε τέτοιες περιπτώσεις απαιτείται να τοποθετούνται κατάλληλες ηχοαπορροφητικές επιφάνειες, όπως κουρτίνες, μαξιλάρια, αφρώδη υλικά κλπ., για την εξομάλυνση των ηχητικών ανωμαλιών του χώρου. Η λεπτή ισορροπία (σελ. 24): από την άλλη μεριά όμως, η τέλεια εξάλειψη των ακουστικών ιδιαιτεροτήτων του χώρου είναι εξίσου επιζήμια, γιατί αφαιρεί όλον το «χαρακτήρα» της αίθουσας από την ηχογράφηση.

Το επιπλέον πρόβλημα των εκτεταμένων πηγών (σελ. 24): η κατάσταση είναι ακόμη πιο περίπλοκη, όταν πρόκειται να γίνει ηχοληψία εκτεταμένης πηγής ήχων, όπως είναι, για παράδειγμα, μια πολυμελής ορχήστρα. Για το σκοπό αυτό εφαρμόζονται γενικά δύο μέθοδοι. Η πρώτη ονομάζεται πολυμικροφωνικό σύστημα και η δεύτερη σύστημα δύο μικροφώνων. | Μέθοδος | Περιγραφή | |---|---| | πολυμικροφωνικό σύστημα | μπροστά σε κάθε όργανο (ή ομάδα οργάνων) της ορχήστρας τοποθετείται από ένα μικρόφωνο | | σύστημα δύο μικροφώνων | δύο μικρόφωνα υψηλής ποιότητας, τα οποία τοποθετούνται μαζί μπροστά από την ορχήστρα και στο μέσον της, υπό γωνία 90° το ένα ως προς το άλλο· ονομάζονται κεντρικά ή κύρια | Η συνήθης πρακτική (σελ. 24): συνήθως όμως χρησιμοποιείται μια συνδυασμένη μέθοδος, όπου μια ομάδα άλλων μικροφώνων τοποθετούνται περιφερειακά και καταγράφουν το πεδίο του περιβάλλοντος ήχου. Οι έξοδοι των μικροφώνων της δεύτερης ομάδας αναμιγνύονται με τις εξόδους των κεντρικών μικροφώνων σε αναλογία που καθορίζει ο ηχολήπτης.

Η συνολική εκτίμηση (σελ. 25): οι διαδικασίες της ηχοληψίας μπορεί να είναι ιδιαίτερα περίπλοκες και απαιτούν καλές τεχνικές γνώσεις, εμπειρία και αρκετές φορές ταλέντο από το άτομο που θα τις φέρει σε πέρας.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα βασικά προβλήματα κατά την ηχογράφηση με ένα ή περισσότερα μικρόφωνα είναι τρία: ο έλεγχος της στάθμης του σήματος, ο θόρυβος του περιβάλλοντος και η ακουστική του χώρου. Ο έλεγχος της στάθμης έχει καθοριστική σημασία, γιατί αν η στάθμη είναι χαμηλή υπερισχύει κατά την αναπαραγωγή ο θόρυβος, ενώ αν είναι υψηλή προκαλείται παραμόρφωση· η ρύθμισή της υποβοηθείται από τους λεγόμενους συμπιεστές ακουστικού σήματος. Ο θόρυβος του περιβάλλοντος λείπει μόνο από τα ειδικά στούντιο ηχοληψίας, τα οποία είναι ηχητικά μονωμένα και επενδυμένα με απορροφητικό υλικό. Η ακουστική του χώρου αντιπροσωπεύει τη μεγαλύτερη πρόκληση: ανακλάσεις και αντηχήσεις σε αίθουσες με μεγάλες λείες επιφάνειες μπορεί να είναι εξαιρετικά επιζήμιες και απαιτούν την τοποθέτηση ηχοαπορροφητικών επιφανειών· από την άλλη όμως, η τέλεια εξάλειψη των ακουστικών ιδιαιτεροτήτων είναι εξίσου επιζήμια, γιατί αφαιρεί όλον τον χαρακτήρα της αίθουσας από την ηχογράφηση. Πρόσθετη δυσκολία παρουσιάζει η ηχοληψία εκτεταμένης πηγής, όπως μιας πολυμελούς ορχήστρας, όπου εφαρμόζεται είτε το πολυμικροφωνικό σύστημα είτε το σύστημα δύο μικροφώνων, συνήθως όμως ένας συνδυασμός των δύο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο