Un altoparlante elettrodinamico èun dispositivo che converte un segnale elettrico in un segnale sonoro muovendo una bobina con una corrente nel campo magnetico di un magnete permanente. Ci imbattiamo in questi dispositivi quotidianamente. Anche se non sei un grande fan della musica e non passi mezza giornata indossando le cuffie. Televisori, autoradio e persino telefoni sono dotati di altoparlanti. Questo meccanismo, a noi familiare, è in realtà un intero complesso di elementi e la sua struttura è una vera opera d'arte ingegneristica.
In questo articolo, daremo un'occhiata più da vicino al dispositivo altoparlante. Discutiamo di quali parti costitutive è composto questo dispositivo e come funzionano.
L'inizio della giornata è una piccola escursione nella storiainvenzioni dell'elettrodinamica. Altoparlanti di un tipo simile sono stati utilizzati dalla fine degli anni '20. Il telefono di Bell ha funzionato in modo simile. Coinvolgeva una membrana che si muoveva nel campo magnetico di un magnete permanente. Questi altoparlanti presentavano molti seri svantaggi: distorsione di frequenza, perdita di suono. Per risolvere i problemi associati agli altoparlanti classici, Oliver Lorge ha proposto di utilizzare le sue idee. La sua bobina si mosse lungo le linee di forza. Poco dopo, due dei suoi colleghi hanno adattato la tecnologia per il mercato consumer e hanno brevettato un nuovo design per l'elettrodinamica, che è ancora in uso oggi.
L'altoparlante ha un design piuttosto complesso econsiste di molti elementi. La disposizione degli altoparlanti (vedi sotto) mostra le parti chiave che fanno funzionare correttamente l'altoparlante.
Il dispositivo altoparlante acustico comprende i seguenti componenti:
Diversi modelli di altoparlanti possono utilizzare diversi elementi di design unici. Il classico dispositivo altoparlante ha questo aspetto.
Consideriamo ogni singolo elemento strutturale in modo più dettagliato.
Questo elemento è anche chiamato "collare".Si tratta di un bordo in plastica o gomma che descrive il meccanismo elettrodinamico sull'intera area. A volte i tessuti naturali con uno speciale rivestimento antivibrante vengono utilizzati come materiale principale. Le ondulazioni sono divise non solo dal tipo di materiale con cui sono realizzate, ma anche dalla forma. Il sottotipo più popolare è i profili semitoroidali.
Una serie di requisiti sono imposti al "collare"il rispetto del quale indica la sua alta qualità. Il primo requisito è l'elevata flessibilità. La frequenza di risonanza dell'ondulazione dovrebbe essere bassa. Il secondo requisito è che l'ondulazione deve essere ben fissata e fornire un solo tipo di vibrazione: parallela. Il terzo requisito è l'affidabilità. Il "collare" deve rispondere adeguatamente agli sbalzi di temperatura e all'usura "normale", mantenendone la forma per lungo tempo.
Per ottenere il miglior bilanciamento del suono, gli altoparlanti a bassa frequenza utilizzano ondulazioni di gomma e quelli ad alta frequenza utilizzano quelli di carta.
Il principale oggetto emittente in elettrodinamicaè un diffusore. Il diffusore dell'altoparlante è una sorta di pistone che si muove in linea retta su e giù e mantiene la caratteristica ampiezza-frequenza (di seguito AFC) in una forma lineare. All'aumentare della frequenza di vibrazione, il diffusore inizia a piegarsi. Per questo motivo, compaiono le cosiddette onde stazionarie che, a loro volta, portano a cali e aumenti nel grafico della risposta in frequenza. Per ridurre al minimo questo effetto, i progettisti utilizzano diffusori più rigidi realizzati con materiali a densità inferiore. Se la dimensione dell'altoparlante è di 12 pollici, la gamma di frequenza in esso varia entro 1 kilohertz per le basse frequenze, 3 kilohertz per le medie e 16 kilohertz per le alte frequenze.
Il cappuccio è un guscio sinteticoo un panno la cui funzione principale è proteggere gli altoparlanti dalla polvere. Inoltre, il cappuccio svolge un ruolo importante nella formazione di un determinato suono. Soprattutto quando si riproducono i medi. Ai fini del fissaggio più rigido, i tappi sono arrotondati, dando loro una leggera curva. Come probabilmente hai già capito, la varietà dei materiali è la stessa per ottenere un certo suono. Vengono utilizzati tessuti con varie impregnazioni, film, composizioni di cellulosa e persino reti metalliche. Quest'ultimo, a sua volta, svolge anche la funzione di radiatore. Una rete metallica o di alluminio conduce il calore in eccesso lontano dalla bobina.
A volte è anche chiamato "ragno".Questo è un pezzo pesante situato tra il cono dell'altoparlante e il suo cabinet. Il compito della rondella è mantenere una risonanza stabile per i woofer. Ciò è particolarmente importante se ci sono sbalzi di temperatura nella stanza. La rondella fissa la posizione della bobina e dell'intero sistema di movimentazione e chiude anche il traferro magnetico, impedendo alla polvere di penetrarvi. Le rondelle classiche sono un disco ondulato rotondo. Le opzioni più moderne sembrano leggermente diverse. Alcuni produttori modificano deliberatamente la forma delle ondulazioni in modo da aumentare la linearità delle frequenze e stabilizzare la forma della rondella. Questo design influisce notevolmente sul prezzo dell'altoparlante. Le rondelle sono in nylon, calicò o rame. Quest'ultima opzione, come nel caso del tappo, funge da mini-radiatore.
Quindi siamo arrivati all'elemento che,infatti, è responsabile della riproduzione del suono. Il sistema magnetico si trova in un piccolo spazio del circuito magnetico e, insieme alla bobina, converte l'energia elettrica. Il sistema magnetico stesso è un sistema di un magnete sotto forma di un anello e un nucleo. Una bobina mobile si muove tra di loro al momento della riproduzione del suono. Un compito importante per i progettisti è creare un campo magnetico uniforme nel sistema magnetico. Per fare ciò, i produttori di altoparlanti allineano accuratamente i poli e adattano il nucleo con una punta di rame. La corrente nella bobina mobile viene alimentata attraverso i cavi flessibili dell'altoparlante, un normale filo avvolto su un filo sintetico.
Abbiamo scoperto il dispositivo altoparlante, vai aprincipio di lavoro. Il principio di funzionamento dell'altoparlante è il seguente: la corrente che va alla bobina fa compiere oscillazioni perpendicolari all'interno del campo magnetico. Questo sistema porta con sé il diffusore costringendolo ad oscillare con la frequenza della corrente erogata e crea onde scaricate. Il diffusore inizia a vibrare e crea onde sonore che possono essere percepite dall'orecchio umano. Vengono trasmessi sotto forma di un segnale elettrico a un amplificatore. È da qui che proviene il suono.
La gamma di frequenze riproducibili dipende direttamentedallo spessore dei nuclei magnetici e dalle dimensioni dell'altoparlante. Con un circuito magnetico più grande, il divario nel sistema magnetico aumenta e con esso aumenta anche la parte efficace della bobina. Questo è il motivo per cui gli altoparlanti compatti non sono in grado di sopportare le basse frequenze nella gamma di 16-250 hertz. La loro soglia di frequenza minima parte da 300 Hertz e termina a 12.000 Hertz. Questo è il motivo per cui gli altoparlanti sibilano quando alzi il suono al massimo.
Il filo che fornisce corrente alla bobina haresistenza attiva e reattiva. Per scoprire il livello di quest'ultimo, gli ingegneri lo misurano a una frequenza di 1000 hertz e aggiungono la resistenza attiva della bobina mobile al valore risultante. La maggior parte degli altoparlanti ha un livello di impedenza di 2, 4, 6 o 8 ohm. Questo parametro deve essere preso in considerazione quando si acquista un amplificatore. È importante far corrispondere il livello di carico.
È già stato detto sopra di piùl'elettrodinamica riproduce solo una parte delle frequenze che una persona può percepire. È impossibile realizzare un altoparlante universale in grado di riprodurre l'intera gamma da 16 hertz a 20 kilohertz, quindi le frequenze sono state divise in tre gruppi: bassa, media e alta. Successivamente, i progettisti hanno iniziato a creare altoparlanti separatamente per ciascuna frequenza. Ciò significa che i woofer sono i migliori nel gestire i bassi. Operano nella gamma 25 hertz - 5 kilohertz. Quelli ad alta frequenza sono progettati per funzionare con alti striduli (da cui il nome comune - "squeaker"). Funzionano nella gamma di frequenza 2 kilohertz - 20 kilohertz. I driver midrange operano nella gamma 200 hertz - 7 kilohertz. Gli ingegneri stanno ancora cercando di creare un altoparlante full-range di qualità. Purtroppo, il prezzo dell'altoparlante va contro la sua qualità e non lo giustifica affatto.
Gli altoparlanti del telefono sono diversi dagli "adulti"modelli costruttivi. Non è realistico posizionare un meccanismo così complesso in un case mobile, quindi gli ingegneri hanno scelto un trucco e hanno sostituito una serie di elementi. Ad esempio, le bobine sono diventate stazionarie e viene utilizzata una membrana al posto di un diffusore. Gli altoparlanti per il telefono sono notevolmente semplificati, quindi non dovresti aspettarti un'elevata qualità del suono.
La gamma di frequenze che è in grado di coprire taleelemento notevolmente ridotto. In termini di suono, è più vicino precisamente ai dispositivi ad alta frequenza, poiché non c'è spazio aggiuntivo nella custodia del telefono per l'installazione di nuclei magnetici spessi.
Dispositivo altoparlante in un telefono cellularedifferisce non solo per le dimensioni, ma anche per la mancanza di indipendenza. Le capacità del dispositivo sono limitate dal software. Questo serve a proteggere la struttura dei diffusori. Molte persone rimuovono questo limite manualmente e poi si pongono la domanda: "Perché gli altoparlanti ansimano?"
Lo smartphone medio hadue di questi elementi. Uno è parlato, l'altro è musicale. A volte vengono combinati per ottenere un effetto stereo. In un modo o nell'altro, è possibile ottenere profondità e ricchezza nel suono solo con un sistema stereo completo.
