Deși au existat progrese semnificative atât în proiectarea cât și în fabricarea difuzoarelor, elementele fundamentale ale tehnologiei driverelor pentru difuzoare nu s-au schimbat în aproape 100 de ani: Driverul dinamic din 1925 al lui Edward Kellogg și Chester Rice este încă la baza practic a tuturor difuzoarelor de pe piață în prezent, de la cel din telefonul dvs. la cele din sistemul dvs. de home theater.
Dar cum funcționează difuzoarele? Să începem cu elementele de bază.
Nota editorului: acest articol a fost actualizat la 12 martie 2021, pentru a include mai multe informații tehnice.
Cum funcționează difuzoarele: elementele de bază
Un driver de difuzor este componenta electroacustică brută care face ca un difuzor să funcționeze. Ca transductor, funcția sa este de a transforma energia dintr-o formă în alta. Mai exact, acest traductor transformă undele electrice amplificate de la dispozitivul de redare, fie că este vorba de telefon sau de cartușul platanului dumneavoastră, în unde de presiune sonoră în aer pentru a fi detectate de urechile dumneavoastră.
Wikipedia
Driverul difuzorului: un motor electromagnetic simplu, dar genial
Un amplificator alimentează cu un semnal două terminale de pe spatele unui difuzor. Aceste terminale trec curentul într-o bobină cilindrică de sârmă, care este suspendată în spațiul circular dintre polii unui magnet permanent. Această bobină se mișcă înainte și înapoi în interiorul câmpului magnetic pe măsură ce curentul care trece prin ea alternează în direcție cu semnalul aplicat, conform legii lui Faraday. Centrul conului difuzorului este atașat la un capăt, care este antrenat înainte și înapoi de bobina în mișcare. Acest con este ținut la marginile sale de o suspensie etanșă sau de un cadru. Pe măsură ce conul se mișcă, împinge și trage aerul din jur; făcând acest lucru, creează unde de presiune în aer, numite sunet.
Așa funcționează driverul difuzorului, dar de ce par a fi întotdeauna montate în cutii? Dacă driverul produce sunet de unul singur, la ce folosește cutia? Și cum rămâne cu găurile de orificiu și cu celelalte piese?
De ce sunt amplasate difuzoarele în cutii?
Care difuzor de bibliotecă Fluance Ai40 are un tweeter de 1″ și un driver de 5″.
În timp ce conul unui driver de difuzor se mișcă, acesta creează o undă de presiune atât din față, cât și din spate. În timp ce se deplasează spre dumneavoastră, împingând aerul și creând o presiune pozitivă, acesta trage simultan aerul din spatele său, creând o presiune negativă. Dacă lungimea de undă care corespunde frecvenței semnalului reprodus este mare în raport cu dimensiunea driverului, presiunea generată de cele două părți ale driverului se va anula reciproc. Astfel, la orice distanță utilă, frecvențele joase (bas) sunt făcute inaudibile. Dacă doriți să încercați acest lucru acasă, scoateți un driver din incinta sa. Veți observa o calitate a sunetului „stins” în comparație cu modul în care suna difuzorul atunci când a fost asamblat.
Pentru ca un difuzor să funcționeze bine la toate frecvențele, trebuie să împiedicăm ca unda de presiune creată de partea din spate a conului difuzorului să anuleze unda creată de partea din față a conului. Dacă ar fi să montați driverul într-o foaie mare și rigidă de material (un baffle), ați putea obține același efect. Un deflector trebuie să fie mare pentru a preveni anularea frecvențelor joase, astfel încât acest lucru este nepractic în majoritatea aplicațiilor. Cutiile închise permit o modalitate mai practică de a face acest lucru.
Nu toate cutiile de difuzoare sunt în formă de cutie…
O combinație dintre proprietățile mecanice ale driverului și dimensiunea cutiei definesc comportamentul la frecvențe joase al unui sistem de difuzoare cu cutie închisă asamblat. Fără a deveni super tehnic, aerul din cutie acționează ca un resort pe care conul îl împinge și îl trage, iar acel sistem are o frecvență de rezonanță sub care randamentul său scade considerabil.
Celele de difuzoare trebuie să fie etanșe: scurgerile din cutie permit anularea pe care dorim să o evităm.
De ce unele difuzoare au găuri în ele?
Ați observat probabil că o mulțime de cutii de difuzoare au găuri circulare, sau uneori fante, de obicei în față sau în spate. Ceea ce vedeți sunt orificii sau guri de aerisire, iar acest lucru identifică ceea ce se numește o incintă bass reflex.
O incintă bass reflex funcționează în esență în același mod ca atunci când suflați aer peste o sticlă de bere deschisă și se aude o notă. Nota se modifică în funcție de cantitatea de lichid din sticlă deoarece volumul de aer din interiorul sticlei se modifică. Dacă ați reuși să întindeți gâtul de sticlă al sticlei, s-ar schimba și nota. Este un sistem rezonant care poate fi reglat prin ajustarea dimensiunilor orificiului (gâtul sticlei) sau a volumului incintei (sticlei).
Acest difuzor bass reflex are un orificiu de bas cu tragere în spate.
Dacă este reglat corect, ceea ce face acesta este să creeze o rezonanță chiar sub punctul în care răspunsul difuzorului ar scădea în mod normal, extinzând efectiv performanța de bas a sistemului. Pentru ca acest lucru să funcționeze corect, reglarea portului este calculată pentru driverul specific din incinta specifică. Dacă schimbați driverul cu unul de alt tip, chiar dacă are același diametru al conului, tuningul cutiei și al portului nu va mai fi adecvat și nu va suna corect.
Locutorii care folosesc radiatoare pasive funcționează pe același principiu de bază, dar cu un con de difuzor încărcat în masă, nealimentat, care creează rezonanța de bas cu volumul de aer închis.
Tweeters și woofere
Acum, poate ați observat că în majoritatea difuzoarelor, în special pe măsură ce acestea devin mai mari decât micile cutii portabile boom box, puteți vedea mai mult de un driver de difuzor – de obicei unul cu diametru mai mic deasupra unuia mai mare.
Aceste difuzoare au două dimensiuni de drivere de difuzor: tweeterele deasupra și wooferele dedesubt
Există mai multe motive pentru care difuzoarele folosesc drivere multiple de dimensiuni diferite. Deși este adevărat că un singur driver poate acoperi de unul singur aproape tot spectrul audibil, există o serie de limitări de care se lovește. Dacă driverul este mic, acesta nu poate mișca mult aer și se va strădui să genereze bas la un nivel util.
Aflați mai multe: Tipuri de drivere explicate
Driverele mai mari pot mișca mai mult aer, dar problema este că difuzoarele devin mai direcționale pe măsură ce frecvențele pe care le reproduc cresc. Acest lucru este cunoscut sub numele de beaming.
Cum crește frecvența, lungimea de undă asociată scade; driverele difuzoarelor încep, de obicei, să facă beaming la o frecvență cu o lungime de undă egală cu diametrul conului radiant. Acest lucru înseamnă că veți auzi frecvențele mai înalte doar dacă vă aflați chiar pe axa cu difuzorul. Acest lucru nu asigură un sunet echilibrat sau un difuzor bun. Soluția simplă este de a folosi difuzoare de diferite dimensiuni, fiecare dintre ele fiind adaptat pentru a reproduce o anumită gamă de frecvențe – părți diferite ale spectrului audibil (bas și înalte, sau bas, mediu, înalte).
Woofere și tweetere și porturi, oh, Doamne!
Acest concept funcționează în tandem cu o rețea de divizare a frecvențelor în cutia difuzorului numită crossover. Un crossover deleagă gama corectă de frecvențe fiecărui tip de driver: tweeterele pentru cele înalte și wooferele pentru cele joase.
De ce merită să știți cum funcționează difuzoarele
Nu trebuie să cunoașteți știința din spatele difuzoarelor pentru a le putea asculta și a vă bucura de ele. Dar dacă intenționați să cheltuiți bani serioși pe echipamente audio, este întotdeauna o idee bună să vă echipați mai întâi cu câteva cunoștințe. Un pic de cunoștințe de bază vă va ajuta să înțelegeți de ce au fost luate anumite decizii de proiectare, cum influențează acestea sunetul și să vă ajute să identificați vânzătorii de ulei de șarpe.
.