Elektrodinamik hoparlör, kalıcı bir mıknatısın manyetik alanında akım olan bir bobini hareket ettirerek elektrik sinyalini sese dönüştüren bir cihazdır. Bu cihazları günlük olarak kullanıyoruz. Müziğin büyük bir hayranı olmasanız ve yarım gününüzü kulaklıkla geçirmeseniz bile. Televizyonlar, arabalardaki radyolar ve hatta telefonlar hoparlörlerle donatılmıştır. Bize tanıdık gelen bu mekanizma aslında bütün bir elementler kompleksidir ve cihazı gerçek bir mühendislik sanatı eseridir.
Bu yazıda hoparlör cihazına daha yakından bakacağız. Gelin bu cihazın hangi parçalardan oluştuğunu ve nasıl çalıştıklarını tartışalım.
Tarih
Day, elektrodinamiğin icadı tarihine küçük bir ara vermeye başlar. Benzer tipte hoparlörler 1920'lerin sonlarında kullanıldı. Bell'in telefonu da benzer bir prensipte çalışıyordu. Kalıcı bir mıknatısın manyetik alanında hareket eden bir zar içeriyordu. Bu hoparlörlerin birçok ciddi kusuru vardı: frekans bozulması, ses kaybı. Oliver Lorde, klasik hoparlörlerle ilgili sorunları çözmek için çalışmalarını kullanmayı önerdi. Bobini güç çizgileri boyunca hareket etti. bir miktardaha sonra iki meslektaşı, teknolojiyi tüketici pazarına uyarladı ve bugün hala kullanımda olan yeni bir elektrodinamik tasarımının patentini aldı.
Hoparlör cihazı
Hoparlör oldukça karmaşık bir tasarıma sahiptir ve birçok öğeden oluşur. Hoparlör şeması (aşağıda), hoparlörün düzgün çalışmasını sağlayan önemli parçaları göstermektedir.
Akustik hoparlör cihazı aşağıdaki parçaları içerir:
- süspansiyon (veya kenar oluk);
- difüzör (veya membran);
- kap;
- ses bobini;
- çekirdek;
- manyetik sistem;
- difüzör tutucu;
- esnek potansiyel müşteriler.
Farklı hoparlör modelleri, farklı benzersiz tasarım öğeleri kullanabilir. Klasik hoparlör cihazı tam olarak buna benziyor.
Her bir tasarım öğesini daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Kenar kıvrımı
Bu öğeye "yaka" da denir. Bu, tüm alan üzerindeki elektrodinamik mekanizmayı tanımlayan plastik veya kauçuk bir kenardır. Bazen ana malzeme olarak özel bir titreşim sönümleyici kaplamaya sahip doğal kumaşlar kullanılır. Oluklar, yalnızca yapıldıkları malzeme türüne göre değil, aynı zamanda şekle göre de bölünür. En popüler alt tip yarı toroidal profillerdir.
Uyulması yüksek kalitesini gösteren "yaka" için bir takım gereksinimler vardır. İlk gereksinim yüksek esnekliktir. ondülasyon rezonans frekansıdüşük olmalıdır. İkinci şart, oluğun iyi sabitlenmesi ve yalnızca bir tür salınım sağlaması gerektiğidir - paralel. Üçüncü koşul güvenilirliktir. "Yaka", şeklini uzun süre koruyarak sıcaklık değişikliklerine ve "normal" aşınmaya yeterince tepki vermelidir.
En iyi ses dengesini elde etmek için, düşük frekanslı hoparlörlerde kauçuk oluklar ve yüksek frekanslı hoparlörlerde kağıt ondülasyonlar kullanılır.
Difüzör
Elektrodinamikteki ana yayılan nesne bir difüzördür. Hoparlör konisi, düz bir çizgide yukarı ve aşağı hareket eden ve genlik-frekans özelliğini (bundan sonra frekans yanıtı olarak anılacaktır) doğrusal bir biçimde koruyan bir tür pistondur. Salınım frekansı arttıkça difüzör bükülmeye başlar. Bu nedenle, frekans tepkisi grafiğinde düşüşlere ve yükselmelere yol açan duran dalgalar ortaya çıkar. Bu etkiyi en aza indirmek için tasarımcılar, daha düşük yoğunluklu malzemelerden yapılmış daha sert difüzörler kullanır. Hoparlör boyutu 12 inç ise, içindeki frekans aralığı düşük frekanslar için 1 kilohertz, orta frekanslar için 3 kilohertz ve yüksek frekanslar için 16 kilohertz arasında değişecektir.
- Difüzörler sert olabilir. Seramik veya alüminyumdan yapılmıştır. Bu tür ürünler, en düşük seviyede ses bozulması sağlar. Sert koni hoparlörler, emsallerinden çok daha pahalıdır.
- Yumuşak difüzörler polipropilenden yapılmıştır. Bu tür örnekler, yumuşak bir malzeme tarafından dalgaların emilmesi nedeniyle en yumuşak ve en sıcak sesi sağlar.
- Yarı sert difüzörler bir uzlaşmadır. Kevlar veya fiberglastan yapılırlar. Böyle bir koninin neden olduğu bozulma, sert olanlardan daha yüksek, ancak yumuşak olanlardan daha düşüktür.
Şapka
Kapak, ana işlevi hoparlörleri tozdan korumak olan sentetik veya kumaş bir kabuktur. Ayrıca kep belli bir sesin oluşmasında önemli rol oynar. Özellikle orta frekansları çalarken. En sağlam sabitleme amacıyla, kapaklar yuvarlatılarak hafif bir bükülme sağlanır. Muhtemelen zaten anladığınız gibi, belirli bir ses elde etmek için malzemelerin çeşitliliği aynıdır. Çeşitli emprenyeli kumaşlar, filmler, selüloz bileşimleri ve hatta metal ağlar kullanılmaktadır. İkincisi, sırayla, bir radyatörün işlevini de yerine getirir. Alüminyum veya metal ağ, fazla ısıyı bobinden uzaklaştırır.
Puck
Bazen "örümcek" olarak da adlandırılır. Bu, hoparlör konisi ile gövdesi arasında bulunan ağır bir parçadır. Yıkayıcının amacı, woofer'lar için sabit bir rezonans sağlamaktır. Bu, özellikle odadaki sıcaklıkta ani değişiklikler varsa önemlidir. Yıkayıcı, bobinin ve tüm hareketli sistemin konumunu sabitler ve ayrıca manyetik boşluğu kapatarak içine toz girmesini önler. Klasik pullar yuvarlak oluklu bir disktir. Daha modern seçenekler biraz farklı görünüyor. Bazı üreticiler, doğrusallığı artırmak için olukların şeklini kasıtlı olarak değiştirir.frekansları ve diskin şeklini stabilize eder. Bu tasarım, hoparlörün fiyatını büyük ölçüde etkiler. Pullar naylon, kaba patiska veya bakırdan yapılmıştır. Son seçenek, kapak durumunda olduğu gibi mini radyatör görevi görür.
Ses bobini ve mıknatıs sistemi
Böylece, aslında sesin yeniden üretilmesinden sorumlu olan öğeye geldik. Manyetik sistem, manyetik devrenin küçük bir boşluğunda bulunur ve bobin ile birlikte elektrik enerjisini dönüştürür. Manyetik sistemin kendisi, bir halka ve bir çekirdek şeklinde bir mıknatıs sistemidir. Aralarında, ses üretimi sırasında ses bobini hareket eder. Tasarımcılar için önemli bir görev, bir manyetik sistemde düzgün bir manyetik alan yaratmaktır. Bunu yapmak için, hoparlör üreticileri kutupları dikkatlice hizalar ve çekirdeği bakır bir uçla donatır. Ses bobinine giden akım, hoparlörün esnek kabloları aracılığıyla sağlanır - sentetik bir ipin üzerine sarılmış sıradan bir tel.
Çalışma prensibi
Hoparlör cihazını anladık, gelelim çalışma prensibine. Hoparlörün çalışma prensibi şu şekildedir: Bobine giden akım, manyetik alan içinde dikey olarak salınmasına neden olur. Bu sistem difüzörü de beraberinde sürükleyerek uygulanan akımın frekansında salınım yapmasına neden olur ve boşalmış dalgalar oluşturur. Difüzör salınım yapmaya başlar ve insan kulağının algılayabileceği ses dalgaları oluşturur. Amplifikatöre elektrik sinyali olarak iletilirler. Ses buradan geliyor.
Frekans aralığı doğrudanmanyetik çekirdeklerin kalınlığına ve hoparlörün boyutuna bağlıdır. Daha büyük bir manyetik devre ile manyetik sistemdeki boşluk artar ve bununla birlikte bobinin etkin kısmı artar. Bu nedenle kompakt hoparlörler, 16-250 hertz aralığındaki düşük frekanslarla baş edemez. Minimum frekans eşikleri 300 hertz'de başlar ve 12.000 hertz'de biter. Sesi açtığınızda hoparlörlerin çatırdamasının nedeni budur.
Nominal elektrik direnci
Bobine akım sağlayan telin aktif ve reaktif direnci vardır. İkincisinin seviyesini belirlemek için, mühendisler bunu 1000 hertz frekansında ölçer ve ses bobininin aktif direncini ortaya çıkan değere ekler. Çoğu hoparlörün empedans seviyesi 2, 4, 6 veya 8 ohm'dur. Bir amplifikatör satın alırken bu parametre dikkate alınmalıdır. İş yükünün seviyesi üzerinde anlaşmak önemlidir.
Frekans aralığı
Elektrodinamiğin çoğunun, bir kişinin algılayabileceği frekansların yalnızca bir kısmını yeniden ürettiği yukarıda zaten söylenmişti. 16 hertz ila 20 kilohertz arasındaki tüm aralığı yeniden üretebilen evrensel bir hoparlör yapmak imkansızdır, bu nedenle frekanslar üç gruba ayrıldı: düşük, orta ve yüksek. Bundan sonra tasarımcılar her frekans için ayrı ayrı hoparlörler oluşturmaya başladılar. Bu, woofer'ların bası idare etmede en iyi olduğu anlamına gelir. 25 hertz - 5 kilohertz aralığında çalışırlar. Yüksek frekanslı olanlar, gıcırdayan üstlerle çalışmak üzere tasarlanmıştır (dolayısıyla ortak adı - "tweeter"). içinde çalışıyorlarfrekans aralığı 2 kilohertz - 20 kilohertz. Orta kademe hoparlörler 200 hertz - 7 kilohertz aralığında çalışır. Mühendisler hala kaliteli bir tam kapsamlı hoparlör yaratmaya çalışıyorlar. Ne yazık ki, hoparlörün fiyatı kalitesine aykırı ve bunu hiçbir şekilde haklı çıkarmıyor.
Mobil hoparlörler hakkında biraz
Bir telefonun hoparlörleri, yapısal olarak "yetişkin" modellerden farklıdır. Böyle karmaşık bir mekanizmayı mobil bir kasaya yerleştirmek gerçekçi değildir, bu nedenle mühendisler hileye gitti ve bir dizi elemanı değiştirdi. Örneğin bobinler sabitlenmiş ve difüzör yerine membran kullanılmış. Telefon hoparlörleri aşırı basitleştirilmiştir, bu nedenle onlardan yüksek ses kalitesi beklemeyin.
Böyle bir öğenin kapsayabileceği frekans aralığı önemli ölçüde daralmıştır. Telefon kılıfında kalın manyetik çekirdekler takmak için ek alan olmadığı için sesi açısından yüksek frekanslı cihazlara daha yakındır.
Bir cep telefonundaki hoparlör cihazı yalnızca boyut olarak değil, aynı zamanda bağımsızlık eksikliği açısından da farklılık gösterir. Cihazın yetenekleri yazılımla sınırlıdır. Bu, hoparlörlerin tasarımını korumak için yapılır. Birçok kişi bu sınırı manuel olarak kaldırır ve ardından kendilerine şu soruyu sorar: "Hoparlörler neden hırıltılı ses çıkarır?"
Ortalama bir akıllı telefonda bu tür iki öğe kurulur. Biri sözlü, diğeri müzikli. Bazen bir stereo efekti elde etmek için birleştirilirler. Öyle ya da böyle, yalnızca tam teşekküllü bir stereo sistemle seste derinlik ve zenginlik elde edebilirsiniz.
