Was ist ein piezoelektrischer Hochtöner?
Ein piezoelektrischer Hochtöner ist eine Art von Audio-Lautsprecher, der zur Erzeugung hochfrequenter Töne gebaut wurde. Diese Lautsprechervariante verwendet einen speziellen Piezokristall, der mit einer beweglichen Membran verbunden ist. Piezo-Hochtöner, wie sie manchmal genannt werden, werden normalerweise verwendet, um Klänge zwischen den Frequenzen 2.000 Hertz (Hz) und 20.000 Hz zu erzeugen. Dieses Audio befindet sich in der Nähe der Schallobergrenze, die vom menschlichen Ohr erkannt werden kann.
Das Wort "Hochtöner" ist ein informeller Ausdruck, der jedoch unter Audio-Enthusiasten zum Standardbegriff geworden ist. Dieser Name kommt von dem hochfrequenten "Tweet" -Geräusch, das Vögel machen. Ein „Tieftöner“ hat seinen Namen dagegen von der niederfrequenten Rinde oder dem „Woof“ eines Hundes. Sowohl Hochtöner als auch Tieftöner werden häufig verwendet, um die Klangqualität von Audio in extrem hohen und tiefen hörbaren Bereichen zu verbessern.
In einem piezoelektrischen Hochtöner werden die physikalischen Schwingungen, die Schallwellen erzeugen, unter Verwendung eines piezoelektrischen Materials wie Quarz erzeugt. Diese Arten von Kristallen kommen in der Natur vor und ändern ihre Größe, wenn sie an eine elektrische Ladung angeschlossen werden. Dieses Phänomen war bereits im 18. Jahrhundert bekannt. Wissenschaftler haben jedoch erst in den 1900er Jahren praktische piezoelektrische Geräte entwickelt.
Obwohl sie unter diesem Namen nicht bekannt waren, wurden piezoelektrische Hochtöner zunächst nicht für Musik, sondern für Sonar verwendet. Die Hochfrequenzfähigkeiten von piezoelektrischen Lautsprechern wurden im Ersten Weltkrieg eingesetzt, um Schallwellen unter Wasser zu reflektieren. Jedes Echo wurde zeitgesteuert, um die Entfernung zu einem Unterwasserobjekt zu bestimmen. Moderne Piezo-Hochtöner verwenden die gleichen Grundlagen wie diese frühen Sonarwandler.
Wenn ein Tonsignal durch einen piezoelektrischen Kristall geleitet wird, schwingt die Struktur synchron mit der Audioquelle. Eine Membran aus Papier oder einem anderen flexiblen Material ist am Kristall eines piezoelektrischen Hochtöners angebracht. Diese Struktur verstärkt die Kristallschwingungen und erzeugt Schwingungen in der Umgebungsluft. Diese entstehenden Schallwellen werden vom Ohr als hochfrequente Geräusche interpretiert. Je schneller der Kristall und die Membran schwingen, desto höher ist die Tonhöhe.
Ein piezoelektrischer Hochtöner ist nicht in jedem Audio-Setup enthalten. Einige grundlegende Soundsysteme setzen einfach einen mittelgroßen Lautsprecher ein, um Vibrationen in einem allgemeinen Frequenzbereich zu erzeugen. Bei High-Fidelity-Audioinstallationen, bei denen eine genaue Klang- und Musikwiedergabe wichtig ist, tragen Hochtöner zur Klangverbesserung bei, indem sie den höchsten hörbaren Klangbereich erzeugen.