Një altoparlant elektrodinamik është një pajisje që konverton një sinjal elektrik në zë duke lëvizur një spirale me rrymë në fushën magnetike të një magneti të përhershëm. Ne i përdorim këto pajisje çdo ditë. Edhe nëse nuk jeni adhurues i madh i muzikës dhe mos kaloni gjysmë dite në kufje. Televizorët, radiot në makina, madje edhe telefonat janë të pajisur me altoparlantë. Ky mekanizëm i njohur për ne është në fakt një kompleks i tërë elementësh dhe pajisja e tij është një vepër e vërtetë e artit inxhinierik.
Në këtë artikull, ne do t'i hedhim një vështrim më të afërt pajisjes së altoparlantit. Le të diskutojmë se nga cilat pjesë përbëhet kjo pajisje dhe si funksionojnë ato.
Histori
Dita fillon një digresion të vogël në historinë e shpikjes së elektrodinamikës. Altoparlantët e një lloji të ngjashëm u përdorën që në fund të viteve 1920. Telefoni i Bell-it funksionoi në një parim të ngjashëm. Ai përfshinte një membranë që lëvizte në fushën magnetike të një magneti të përhershëm. Këta altoparlantë kishin shumë të meta serioze: shtrembërim i frekuencës, humbje e zërit. Për të zgjidhur problemet që lidhen me altoparlantët klasikë, Oliver Lorde sugjeroi përdorimin e punës së tij. Spiralja e tij lëvizi nëpër linjat e forcës. pakmë vonë, dy nga kolegët e tij përshtatën teknologjinë për tregun e konsumatorit dhe patentuan një dizajn të ri elektrodinamik që është ende në përdorim sot.
Pajisja e altoparlantit
Atoparlanti ka një dizajn mjaft kompleks dhe përbëhet nga shumë elementë. Diagrami i altoparlantit (më poshtë) tregon pjesët kryesore që e bëjnë altoparlantin të funksionojë siç duhet.
Pajisja e altoparlantit akustik përfshin pjesët e mëposhtme:
- pezullim (ose valëzim i skajit);
- difuzor (ose membranë);
- kapak;
- spiralja e zërit;
- core;
- sistemi magnetik;
- mbajtësi i difuzorit;
- drejtime fleksibël.
Modele të ndryshme altoparlantësh mund të përdorin elementë të ndryshëm të dizajnit unik. Pajisja klasike e altoparlantëve duket saktësisht kështu.
Le të shqyrtojmë çdo element individual të dizajnit në më shumë detaje.
Rrugimi i skajeve
Ky element quhet edhe "jakë". Ky është një skaj plastik ose gome që përshkruan mekanizmin elektrodinamik në të gjithë zonën. Ndonjëherë pëlhura natyrale me një shtresë speciale kundër dridhjeve përdoren si materiali kryesor. Rrotullimet ndahen jo vetëm nga lloji i materialit nga i cili janë bërë, por edhe nga forma. Nëntipi më i njohur janë profilet gjysmë toroidale.
Ekzistojnë një sërë kërkesash për "jakën", respektimi i të cilave tregon cilësinë e tij të lartë. Kërkesa e parë është fleksibilitet i lartë. Frekuenca rezonante e valëzimitduhet të jetë i ulët. Kërkesa e dytë është që valëzimi duhet të jetë i fiksuar mirë dhe të sigurojë vetëm një lloj lëkundjeje - paralele. Kërkesa e tretë është besueshmëria. "Jaka" duhet t'i përgjigjet në mënyrë adekuate ndryshimeve të temperaturës dhe veshjes "normale", duke ruajtur formën e saj për një kohë të gjatë.
Për të arritur ekuilibrin më të mirë të zërit, valëzimet e gomës përdoren në altoparlantët me frekuencë të ulët dhe ato prej letre në ato me frekuencë të lartë.
Diffuser
Objekti kryesor rrezatues në elektrodinamikë është një difuzor. Koni i altoparlantit është një lloj pistoni që lëviz në një vijë të drejtë lart e poshtë dhe ruan karakteristikën e amplitudës-frekuencës (më tej referuar si përgjigja e frekuencës) në një formë lineare. Ndërsa frekuenca e lëkundjeve rritet, difuzori fillon të përkulet. Për shkak të kësaj, shfaqen të ashtuquajturat valë në këmbë, të cilat, nga ana tjetër, çojnë në ulje dhe ngritje në grafikun e përgjigjes së frekuencës. Për të minimizuar këtë efekt, projektuesit përdorin difuzorë më të ngurtë të bërë nga materiale me densitet më të ulët. Nëse madhësia e altoparlantit është 12 inç, atëherë diapazoni i frekuencës në të do të ndryshojë brenda 1 kilohertz për frekuencat e ulëta, 3 kilohertz për frekuencat e mesme dhe 16 kilohertz për frekuencat e larta.
- Difuzorët mund të jenë të ngurtë. Ato janë bërë prej qeramike ose alumini. Produkte të tilla ofrojnë nivelin më të ulët të shtrembërimit të zërit. Altoparlantët e ngurtë me kon janë shumë më të shtrenjtë se homologët e tyre.
- Difuzorët e butë janë bërë nga polipropileni. Mostrat e tilla japin tingullin më të butë dhe më të ngrohtë për shkak të përthithjes së valëve nga një material i butë.
- Difuzorët gjysmë të ngurtë janë një kompromis. Ato janë bërë nga Kevlar ose tekstil me fije qelqi. Shtrembërimi i shkaktuar nga një kon i tillë është më i lartë se ai i fortë, por më i ulët se ai i butë.
Kap
Kapaku është një guaskë sintetike ose pëlhure, funksioni kryesor i së cilës është mbrojtja e altoparlantëve nga pluhuri. Për më tepër, kapaku luan një rol të rëndësishëm në formimin e një tingulli të caktuar. Në veçanti, kur luani frekuenca mesatare. Për qëllimin e fiksimit më të ngurtë, kapakët bëhen të rrumbullakosura, duke u dhënë atyre një përkulje të lehtë. Siç e keni kuptuar tashmë, shumëllojshmëria e materialeve është e njëjtë për të arritur një tingull të caktuar. Përdoren pëlhura me impregnime të ndryshme, filma, kompozime celuloze dhe madje edhe rrjeta metalike. Këta të fundit, nga ana tjetër, kryejnë edhe funksionin e një radiatori. Rrjeta prej alumini ose metali e largon nxehtësinë e tepërt nga spiralja.
Hupi
Ndonjëherë quhet edhe "merimangë". Kjo është një pjesë me peshë e vendosur midis konit të altoparlantit dhe trupit të tij. Qëllimi i rondele është të mbajë një rezonancë të qëndrueshme për wooferët. Kjo është veçanërisht e rëndësishme nëse ka ndryshime të papritura të temperaturës në dhomë. Rondele rregullon pozicionin e spirales dhe të gjithë sistemit lëvizës, dhe gjithashtu mbyll hendekun magnetik, duke parandaluar hyrjen e pluhurit në të. Rondelet klasike janë një disk i rrumbullakët i valëzuar. Opsionet më moderne duken pak më ndryshe. Disa prodhues ndryshojnë qëllimisht formën e valëzimeve në mënyrë që të rrisin linearitetinfrekuencat dhe stabilizojnë formën e topit. Ky dizajn ndikon shumë në çmimin e altoparlantit. Rondelet janë bërë prej najloni, basme të trashë ose bakri. Opsioni i fundit, si në rastin e kapakut, vepron si një mini-radiator.
Sistemi i spiralës dhe magnetit të zërit
Kështu arritëm te elementi, i cili, në fakt, është përgjegjës për riprodhimin e zërit. Sistemi magnetik ndodhet në një hendek të vogël të qarkut magnetik dhe, së bashku me spiralen, konverton energjinë elektrike. Vetë sistemi magnetik është një sistem i një magneti në formën e një unaze dhe një bërthame. Midis tyre, në kohën e riprodhimit të zërit, spiralja e zërit lëviz. Një detyrë e rëndësishme për projektuesit është krijimi i një fushe magnetike uniforme në një sistem magnetik. Për ta bërë këtë, prodhuesit e altoparlantëve rreshtojnë me kujdes shtyllat dhe pajisin bërthamën me një majë bakri. Rryma në spiralen e zërit furnizohet përmes prizave fleksibël të altoparlantit - një tel i zakonshëm i mbështjellë mbi një fije sintetike.
Parimi i punës
Ne kuptuam pajisjen e altoparlantit, le të kalojmë te parimi i funksionimit. Parimi i funksionimit të altoparlantit është si më poshtë: rryma që shkon në spirale bën që ajo të lëkundet pingul brenda fushës magnetike. Ky sistem tërheq difuzorin së bashku me të, duke bërë që ai të lëkundet në frekuencën e rrymës së aplikuar dhe krijon valë të shkarkuara. Difuzori fillon të lëkundet dhe krijon valë zanore që mund të perceptohen nga veshi i njeriut. Ato transmetohen si një sinjal elektrik në amplifikator. Nga vjen tingulli.
Diapazoni i frekuencës drejtpërdrejtvaret nga trashësia e bërthamave magnetike dhe madhësia e altoparlantit. Me një qark magnetik më të madh, hendeku në sistemin magnetik rritet, dhe me të rritet pjesa efektive e spirales. Kjo është arsyeja pse altoparlantët kompakt nuk mund të përballojnë frekuenca të ulëta në intervalin 16-250 herc. Pragu minimal i frekuencës së tyre fillon në 300 herc dhe përfundon në 12,000 herc. Kjo është arsyeja pse altoparlantët kërcitin kur rrisni volumin.
Rezistenca elektrike e vlerësuar
Teli që furnizon rrymë në spiralen ka rezistencë aktive dhe reaktive. Për të përcaktuar nivelin e kësaj të fundit, inxhinierët e matin atë në një frekuencë prej 1000 herc dhe shtojnë rezistencën aktive të spirales së zërit në vlerën që rezulton. Shumica e altoparlantëve kanë një nivel impedance prej 2, 4, 6 ose 8 ohms. Ky parametër duhet të merret parasysh kur blini një përforcues. Është e rëndësishme të bini dakord për nivelin e ngarkesës së punës.
Diapazoni i frekuencës
Është thënë tashmë më lart se shumica e elektrodinamikës riprodhon vetëm një pjesë të frekuencave që një person mund të perceptojë. Është e pamundur të bëhet një altoparlant universal i aftë për të riprodhuar të gjithë gamën nga 16 herc në 20 kilohertz, kështu që frekuencat u ndanë në tre grupe: të ulëta, të mesme dhe të larta. Pas kësaj, projektuesit filluan të krijojnë altoparlantë veç e veç për secilën frekuencë. Kjo do të thotë që vuferët janë më të mirët në trajtimin e basit. Ata funksionojnë në intervalin 25 herc - 5 kilohertz. Ato me frekuencë të lartë janë krijuar për të punuar me majat e gërryerjes (prandaj emri i zakonshëm - "tweeter"). Ata punojnë nëdiapazoni i frekuencës 2 kilohertz - 20 kilohertz. Altoparlantët e nivelit të mesëm funksionojnë në intervalin 200 hertz - 7 kilohertz. Inxhinierët ende po përpiqen të krijojnë një altoparlant cilësor me rreze të plotë. Mjerisht, çmimi i altoparlantit shkon kundër cilësisë së tij dhe nuk e justifikon fare.
Pak për altoparlantët celularë
Altoparlantët për një telefon ndryshojnë në mënyrë konstruktive nga modelet "të rritur". Është joreale të vendosësh një mekanizëm kaq kompleks në një kuti celulare, kështu që inxhinierët shkuan në mashtrim dhe zëvendësuan një numër elementësh. Për shembull, mbështjelljet janë fiksuar dhe në vend të një shpërndarësi përdoret një membranë. Altoparlantët e telefonit janë tepër të thjeshtuar, ndaj mos prisni prej tyre cilësi të lartë zëri.
Diapazoni i frekuencës që mund të mbulojë një element i tillë është ngushtuar ndjeshëm. Për sa i përket zërit, është më afër pajisjeve me frekuencë të lartë, pasi në kutinë e telefonit nuk ka hapësirë shtesë për instalimin e bërthamave të trasha magnetike.
Pajisja e altoparlantit në një telefon celular ndryshon jo vetëm në madhësi, por edhe në mungesë të pavarësisë. Aftësitë e pajisjes janë të kufizuara nga softueri. Kjo është bërë për të mbrojtur dizajnin e altoparlantëve. Shumë njerëz e heqin këtë kufi me dorë dhe më pas pyesin veten: "Pse altoparlantët fishkëllen?"
Në një smartphone mesatar, instalohen dy elementë të tillë. Njëra është e folur, tjetra është muzikore. Ndonjëherë ato kombinohen për të arritur një efekt stereo. Në një mënyrë apo tjetër, ju mund të arrini thellësi dhe pasuri në zë vetëm me një sistem stereo të plotë.
