مكبرات الصوت الكهروديناميكية هيجهاز يحول الإشارة الكهربائية إلى إشارة صوتية عن طريق تحريك ملف به تيار في مجال مغناطيسي بمغناطيس دائم. نواجه هذه الأجهزة كل يوم. حتى لو لم تكن من عشاق الموسيقى ولا تنفق نصف يوم على سماعات الرأس. تم تجهيز مكبرات الصوت بأجهزة التلفزيون وأجهزة الراديو في السيارات وحتى الهواتف. هذه الآلية ، المألوفة لنا ، هي في الواقع مجموعة كاملة من العناصر ، وهيكلها عمل حقيقي للفن الهندسي.
في هذه المقالة سوف نلقي نظرة فاحصة على ديناميات الجهاز. دعونا نناقش المكونات التي يتكون منها هذا الجهاز وكيفية عمله.
Дня начала небольшой экскурс в историю اختراعات الديناميكا الكهربائية. تم استخدام مكبرات الصوت من نوع مماثل في وقت مبكر من أواخر 1920s. يعمل هاتف بيل على مبدأ مماثل. انها تنطوي على غشاء يتحرك في المجال المغناطيسي للمغناطيس دائم. كان لهذه السماعات العديد من العيوب الخطيرة: تشوه التردد ، وفقدان الصوت. لحل المشكلات المرتبطة بمكبرات الصوت الكلاسيكية ، عرض Oliver Lorge استخدام عمله. انتقل لفائفه عبر خطوط القوة. بعد ذلك بقليل ، قام اثنان من زملائه بتكييف التكنولوجيا لسوق المستهلك وحازوا على براءة اختراع لتصميم جديد للديناميكا الكهربائية ، التي لا تزال نشطة حتى اليوم.
المتكلم لديه بنية معقدة إلى حد ما ويتكون من العديد من العناصر. يعرض الرسم التخطيطي لجهاز السماعة (انظر أدناه) التفاصيل الأساسية بسبب عمل مكبر الصوت بشكل صحيح.
تشتمل السماعة الصوتية للجهاز على المكونات التالية:
يمكن استخدام عناصر هيكلية فريدة مختلفة في نماذج مختلفة من مكبرات الصوت. يشبه جهاز السماعة الكلاسيكي هذا.
النظر في كل العناصر الهيكلية الفردية في مزيد من التفاصيل.
هذا العنصر يسمى أيضا "طوق".هذه حواف بلاستيكية أو مطاطية تصف الآلية الكهروديناميكية على المنطقة بأكملها. في بعض الأحيان ، يتم استخدام الأقمشة الطبيعية ذات الطلاء الخاص بتخميد الاهتزاز كمواد رئيسية. يتم تقسيم التموجات ليس فقط حسب نوع المادة التي صنعت منها ، ولكن أيضًا حسب الشكل. النوع الفرعي الأكثر شيوعًا هو ملفات التعريف نصف الحلقية.
يتم فرض عدد من المتطلبات على "ذوي الياقات البيضاء"الامتثال مما يدل على جودتها العالية. الشرط الأول هو المرونة العالية. يجب أن يكون تردد الرنين للتمويج منخفضًا. الشرط الثاني هو أن التمويج يجب أن يكون ثابتًا جيدًا ويوفر نوعًا واحدًا فقط من الاهتزازات - الموازية. الشرط الثالث هو الموثوقية. يجب أن تستجيب "الياقة" بشكل مناسب للتغيرات في درجات الحرارة والارتداء "العادي" ، وتحافظ على شكلها لفترة طويلة.
لتحقيق أفضل توازن صوتي ، تستخدم مكبرات الصوت ذات التردد المنخفض تمويجات مطاطية ، بينما تستخدم السماعات عالية التردد تمويجات ورقية.
الجسم الباعث الرئيسي في الديناميكا الكهربائيةهو ناشر. ناشر السماعة هو نوع من المكبس يتحرك في خط مستقيم لأعلى ولأسفل ويحافظ على خاصية تردد الاتساع (المشار إليها فيما يلي بـ AFC) في شكل خطي. مع زيادة تردد الاهتزاز ، يبدأ الناشر في الانحناء. وبسبب هذا ، تظهر ما يسمى بالموجات الواقفة ، والتي بدورها تؤدي إلى الانخفاضات والارتفاع في الرسم البياني لاستجابة التردد. لتقليل هذا التأثير ، يستخدم المصممون ناشرات أكثر صلابة مصنوعة من مواد أقل كثافة. إذا كان حجم السماعة 12 بوصة ، فإن نطاق التردد فيها سيختلف في حدود 1 كيلو هرتز للترددات المنخفضة و 3 كيلو هرتز للمتوسط و 16 كيلو هرتز للترددات العالية.
الغطاء عبارة عن غلاف صناعيأو قطعة قماش وظيفتها الرئيسية حماية مكبرات الصوت من الغبار. بالإضافة إلى ذلك ، يلعب الغطاء دورًا مهمًا في تشكيل صوت معين. خاصة عند استنساخ المدى المتوسط. لغرض التثبيت الأكثر صلابة ، يتم تصنيع الأغطية بشكل دائري ، مما يمنحها ثنيًا خفيفًا. كما قد تكون فهمت بالفعل ، فإن تنوع المواد هو نفسه من أجل الحصول على صوت معين. يتم استخدام الأقمشة ذات التشريب المختلف والأفلام وتركيبات السليلوز وحتى الشبكات المعدنية. هذا الأخير ، بدوره ، يؤدي أيضًا وظيفة المبرد. شبكة من الألومنيوم أو المعدن توصل الحرارة الزائدة بعيدًا عن الملف.
ويطلق عليه أحيانًا اسم "العنكبوت".هذه قطعة ثقيلة تقع بين مخروط السماعة وخزانتها. تتمثل مهمة الغسالة في الحفاظ على رنين مستقر لمكبرات الصوت. هذا مهم بشكل خاص إذا كانت هناك تغيرات مفاجئة في درجة الحرارة في الغرفة. تعمل الغسالة على إصلاح موضع الملف والنظام المتحرك بالكامل ، كما تقوم أيضًا بإغلاق الفجوة المغناطيسية ، مما يمنع دخول الغبار إليها. الغسالات الكلاسيكية عبارة عن قرص مموج دائري. تبدو الخيارات الأكثر حداثة مختلفة قليلاً. تعمد بعض الشركات المصنعة تغيير شكل التمويجات لزيادة خطية الترددات وتثبيت شكل الغسالة. يؤثر هذا التصميم بشكل كبير على سعر السماعة. الغسالات مصنوعة من النايلون أو الكاليكو أو النحاس. الخيار الأخير ، كما في حالة الغطاء ، يعمل كمبرد صغير.
لذلك وصلنا إلى العنصر الذي ،في الواقع ، إنها مسؤولة عن استنساخ الصوت. يقع النظام المغناطيسي في فجوة صغيرة في الدائرة المغناطيسية ويقوم مع الملف بتحويل الطاقة الكهربائية. النظام المغناطيسي نفسه هو نظام مغناطيسي على شكل حلقة ولب. يتحرك ملف صوتي بينهما في وقت إعادة إنتاج الصوت. مهمة مهمة للمصممين هي إنشاء مجال مغناطيسي موحد في النظام المغناطيسي. للقيام بذلك ، يقوم مصنعو مكبرات الصوت بمحاذاة الأقطاب تمامًا وتناسب القلب بطرف نحاسي. يتم تغذية التيار في الملف الصوتي من خلال الخيوط المرنة للسماعة - سلك عادي ملفوف فوق خيط اصطناعي.
اكتشفنا جهاز السماعة ، اذهب إلىمبدأ العمل. مبدأ تشغيل السماعة هو كما يلي: التيار المتجه إلى الملف يجعله يؤدي تذبذبات عمودية داخل المجال المغناطيسي. يحمل هذا النظام الناشر معه ، مما يجبره على التأرجح مع تردد التيار المزود ، ويخلق موجات مفرغة. يبدأ الناشر بالاهتزاز ويخلق موجات صوتية يمكن أن تراها الأذن البشرية. يتم نقلها في شكل إشارة كهربائية إلى مكبر للصوت. هذا هو المكان الذي يأتي منه الصوت.
يعتمد نطاق الترددات القابلة لإعادة الإنتاج بشكل مباشرعلى سمك النوى المغناطيسية وحجم السماعة. مع وجود قلب مغناطيسي أكبر ، تزداد الفجوة في النظام المغناطيسي ، ومعها يزداد أيضًا الجزء الفعال من الملف. هذا هو السبب في أن مكبرات الصوت المدمجة لا يمكنها التعامل مع الترددات المنخفضة في نطاق 16-250 هرتز. يبدأ الحد الأدنى للتردد عند 300 هرتز وينتهي عند 12000 هرتز. هذا هو السبب في أن مكبرات الصوت تصدر صوتًا عند رفع الصوت إلى أقصى الحدود.
السلك الذي يزود الملف بالتيار الكهربائيالمقاومة النشطة والمتفاعلة. لمعرفة مستوى هذا الأخير ، يقيسه المهندسون بتردد 1000 هرتز ويضيفون المقاومة النشطة للملف الصوتي إلى القيمة الناتجة. تتمتع معظم السماعات بمستوى مقاومة 2 أو 4 أو 6 أو 8 أوم. يجب أن تؤخذ هذه المعلمة في الاعتبار عند شراء مكبر للصوت. من المهم مطابقة مستوى التحميل.
لقد سبق أن قيل أعلاه أكثر من غيرهاتعيد الديناميكا الكهربية إنتاج جزء فقط من الترددات التي يمكن للشخص إدراكها. من المستحيل صنع مكبر صوت عالمي قادر على إعادة إنتاج النطاق الكامل من 16 هرتز إلى 20 كيلوهرتز ، لذلك تم تقسيم الترددات إلى ثلاث مجموعات: منخفضة ومتوسطة وعالية. بعد ذلك ، بدأ المصممون في إنشاء مكبرات صوت منفصلة لكل تردد. هذا يعني أن مكبرات الصوت هي الأفضل في التعامل مع الجهير. تعمل على نطاق 25 هرتز - 5 كيلوهرتز. صُممت تلك الترددات العالية للعمل مع صرير الارتفاعات (ومن هنا جاء الاسم الشائع - "squeaker"). تعمل في نطاق التردد 2 كيلو هرتز - 20 كيلو هرتز. يعمل سائقو المدى المتوسط في نطاق 200 هرتز - 7 كيلوهرتز. لا يزال المهندسون يحاولون إنشاء مكبر صوت كامل النطاق عالي الجودة. للأسف سعر السماعة يتعارض مع جودته ولا يبرره على الإطلاق.
تختلف مكبرات الصوت للهاتف عن مكبرات الصوت "للبالغين"نماذج بناءة. من غير الواقعي وضع مثل هذه الآلية المعقدة في علبة متنقلة ، لذلك ذهب المهندسون لخدعة واستبدلوا عددًا من العناصر. على سبيل المثال ، أصبحت الملفات ثابتة ، ويستخدم الغشاء بدلاً من الناشر. مكبرات الصوت للهاتف مبسطة إلى حد كبير ، لذا يجب ألا تتوقع جودة صوت عالية منها.
نطاق التردد القادر على تغطية مثل هذهعنصر ضاقت بشكل كبير. من حيث صوته ، فهو أقرب تحديدًا إلى الأجهزة عالية التردد ، حيث لا توجد مساحة إضافية في علبة الهاتف لتثبيت النوى المغناطيسية السميكة.
جهاز مكبر الصوت في الهاتف المحموليختلف ليس فقط في الحجم ، ولكن أيضًا في عدم الاستقلالية. إمكانيات الجهاز محدودة بالبرنامج. هذا لحماية هيكل السماعة. يقوم العديد من الأشخاص بإزالة هذا الحد يدويًا ، ثم يسألون أنفسهم السؤال التالي: "لماذا تصدر السماعات صفيرًا؟"
متوسط الهاتف الذكياثنين من هذه العناصر. أحدهما يتحدث والآخر موسيقي. في بعض الأحيان يتم دمجها لتحقيق تأثير ستيريو. بطريقة أو بأخرى ، من الممكن تحقيق العمق والثراء في الصوت فقط باستخدام نظام استريو كامل.
