سخنرانان به بخشی جدایی ناپذیر از زندگی روزمره ما تبدیل شده اند. از ارائه صدای واضح در گوشی‌های هوشمند ما گرفته تا قدرت‌بخشی سیستم‌های سینمای خانگی همهجانبه، فناوری پشت بلندگوها در طول سال‌ها به طرز چشمگیری تکامل یافته است.
اما اسپیکر دقیقا چیست و در ساخت آن از چه فناوری هایی استفاده شده است؟ این مقاله به اصول اسپیکر و ساخت آنها و فناوری‌هایی می‌پردازد که باعث می‌شود آنها بهترین عملکرد را داشته باشند.
اسپیکر چیست؟
بلندگو که اغلب به عنوان بلندگو شناخته می شود، وسیله ای است که سیگنال های الکتریکی را به صدا تبدیل می کند. در اصل، داده های صوتی را می گیرد، پردازش می کند و امواج صوتی تولید می کند که توسط گوش انسان قابل شنیدن است. اسپیکرها بسته به کاربرد مورد نظرشان در اندازه ها و اشکال مختلفی تولید می شوند. به عنوان مثال، بلندگوی گوشی هوشمند شما کوچک است و طوری طراحی شده است که در وسایل الکترونیکی فشرده قرار بگیرد، در حالی که ساب ووفرهای بزرگ در یک سیستم سینمای خانگی برای کنترل فرکانس های پایین قدرتمند ساخته شده اند.
بلندگوها در کاربردهای بی شماری از دستگاه های ارتباطی و سیستم های سرگرمی گرفته تا سمعک ها و سیستم های آدرس عمومی استفاده می شوند. صرف نظر از اندازه یا هدف آنها، اصول اولیه طراحی بلندگو ثابت است.
بلندگوها چگونه کار می کنند؟
در قلب عملکرد یک بلندگو، فرآیند تبدیل سیگنال الکتریکی به حرکت مکانیکی است که سپس امواج صوتی ایجاد می کند. این از طریق چندین مؤلفه اصلی به دست می آید:
1. دیافراگم (مخروط): دیافراگم بخشی از بلندگو است که برای ایجاد صدا به جلو و عقب حرکت می کند. معمولاً مخروطی شکل است، از این رو اصطلاح رایج "مخروط بلندگو" است. دیافراگم به یک سیستم تعلیق انعطاف پذیر متصل شده است که به آن اجازه می دهد در پاسخ به سیگنال های الکتریکی ارتعاش کند.
2. سیم پیچ صدا: سیم پیچ صدا سیم پیچی است که به دیافراگم متصل شده است. هنگامی که جریان الکتریکی از سیم پیچ عبور می کند، با میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آهنربای بلندگو تعامل می کند و باعث می شود سیم پیچ (و در نتیجه دیافراگم) حرکت کند.
3. آهنربا: آهنربا که در نزدیکی سیم پیچ صدا قرار دارد، یک میدان مغناطیسی ساکن ایجاد می کند. هنگامی که جریان الکتریکی از سیم پیچ صوتی عبور می کند، یک میدان مغناطیسی نوسانی ایجاد می کند که با میدان ساکن آهنربای دائمی در تعامل است. این فعل و انفعال باعث می شود سیم پیچ حرکت کند، دیافراگم را فشار داده و می کشد تا امواج صوتی تولید کند.
4. سبد و فراگیر: سبد چارچوبی است که تمام اجزای بلندگو را در کنار هم نگه می دارد. اطراف حلقه‌های انعطاف‌پذیری هستند که اغلب از لاستیک یا فوم ساخته می‌شوند و آزادی حرکت دیافراگم را فراهم می‌کنند در حالی که آن را در مرکز نگه می‌دارند.
سیگنال های الکتریکی که قدرت بلندگو را تامین می کنند به صورت جریان متناوب (AC) ارسال می شوند. همانطور که این جریان جهت متناوب را تغییر می دهد، دیافراگم را به جلو و عقب هل داده و می کشد و تغییراتی در فشار هوا ایجاد می کند. این تغییرات همان چیزی است که ما به عنوان صدا درک می کنیم.
فناوری های کلیدی در ساخت اسپیکر
در حالی که طراحی اساسی بلندگوها تا حد زیادی ثابت مانده است، بلندگوهای مدرن انواع مختلفی از فناوری های پیشرفته را برای بهبود کیفیت، کارایی و دوام صدا در خود جای داده اند. در زیر برخی از مهم ترین فناوری های مورد استفاده در ساخت اسپیکرهای معاصر آورده شده است.
آهنرباهای نئودیمیم
بلندگوهای سنتی معمولاً از آهنرباهای فریتی استفاده می کنند که حجیم و سنگین هستند. با این حال، بسیاری از بلندگوهای مدرن، به ویژه آنهایی که در دستگاه های قابل حمل استفاده می شوند، از آهنرباهای نئودیمیم استفاده می کنند. نئودیمیم یک فلز خاکی کمیاب است که می‌تواند میدان مغناطیسی بسیار قوی‌تری نسبت به فریت ایجاد کند و به بلندگوهای کوچکتر و سبک‌تر اجازه می‌دهد که همچنان صدای قدرتمندی ارائه دهند. این آهنرباها در ساخت بلندگوهای جمع و جور با کارایی بالا، مانند آنهایی که در هدفون، هدفون و گوشی های هوشمند یافت می شوند، بسیار مهم هستند.
شبکه های متقاطع
یک سیستم بلندگو اغلب از چندین بلندگوی مجزا تشکیل شده است که هر کدام مسئول محدوده فرکانس متفاوتی هستند. به عنوان مثال، یک سیستم بلندگوی سینمای خانگی معمولی ممکن است شامل یک توییتر برای فرکانس‌های بالا، یک درایور متوسط برای فرکانس‌های متوسط و یک ووفر یا ساب ووفر برای فرکانس‌های پایین باشد. شبکه متقاطع یک مدار الکترونیکی است که سیگنال صوتی را به باندهای فرکانسی جداگانه تقسیم می کند و هر باند را به بلندگوی مناسب هدایت می کند. این تضمین می کند که هر بلندگو فقط فرکانس هایی را که برای آن طراحی شده است کنترل می کند و در نتیجه صدای واضح تر و دقیق تر پخش می شود.
بلندگوهای الکترواستاتیک
بلندگوهای الکترواستاتیک نوع منحصر به فردی از بلندگوها هستند که از فناوری کاملاً متفاوتی در مقایسه با بلندگوهای دینامیک سنتی استفاده می کنند. بلندگوهای الکترواستاتیک به جای استفاده از سیم پیچ صوتی و آهنربا برای حرکت دیافراگم، از یک دیافراگم بزرگ و نازک استفاده می کنند که بین دو صفحه دارای بار الکتریکی معلق است. هنگامی که یک سیگنال الکتریکی به صفحات اعمال می شود، یک میدان الکترواستاتیک ایجاد می کند که دیافراگم را حرکت می دهد و صدا تولید می کند. بلندگوهای الکترواستاتیک به دلیل وضوح استثنایی و اعوجاج کم معروف هستند، اما نسبت به بلندگوهای سنتی بزرگتر و گرانتر هستند.
بلندگوهای فعال در مقابل منفعل
از نظر طراحی بلندگو، دو نوع اصلی وجود دارد: فعال و غیرفعال.
اسپیکرهای غیر فعال: این بلندگوها به تقویت کننده خارجی برای ارائه سیگنال الکتریکی مورد نیاز برای تولید صدا متکی هستند. آنها رایج ترین نوع بلندگو هستند و معمولاً در سیستم های صوتی خانگی، سیستم های آدرس عمومی و سالن های کنسرت یافت می شوند. بلندگوهای غیرفعال اغلب با تقویت کننده های جداگانه جفت می شوند تا تجربه صوتی را سفارشی کنند.
اسپیکرهای فعال: این اسپیکرها دارای تقویت کننده داخلی هستند، به این معنی که می توانند مستقیماً به یک منبع صوتی و بدون نیاز به تقویت کننده خارجی متصل شوند. بسیاری از دستگاه‌های مدرن، مانند بلندگوهای بلوتوث و نوارهای صوتی، از طرح‌های بلندگوی فعال برای ساده‌سازی راه‌اندازی و استفاده از آنها استفاده می‌کنند. بلندگوهای اکتیو اغلب دارای ویژگی های اضافی مانند اتصال بی سیم و اکولایزرهای داخلی هستند.
فناوری بلوتوث و بی سیم
ظهور فناوری صوتی بی سیم منجر به افزایش محبوبیت بلندگوهای بلوتوث و سایر سیستم های صوتی بی سیم شده است. فناوری بلوتوث به بلندگوها اجازه می‌دهد بدون نیاز به کابل‌های دست و پا گیر، به‌صورت بی‌سیم به منابع صوتی مانند تلفن‌های هوشمند، تبلت‌ها یا رایانه‌ها متصل شوند. بلندگوهای بی‌سیم همچنین می‌توانند از فناوری‌هایی مانند Wi-Fi برای پخش صدای با کیفیت بالاتر استفاده کنند. این سیستم‌های بی‌سیم با تقویت‌کننده‌های یکپارچه طراحی شده‌اند و اغلب شامل باتری‌های قابل شارژ برای قابلیت حمل هستند، که آنها را برای استفاده در محیط‌های داخلی و خارجی ایده‌آل می‌کند.
DSP (پردازش سیگنال دیجیتال)
بسیاری از بلندگوهای مدرن مجهز به پردازش سیگنال دیجیتال (DSP) هستند که کیفیت صدا را با دستکاری سیگنال های صوتی قبل از رسیدن به درایورهای بلندگو افزایش می دهد. DSP امکان بهبودهای مختلفی از جمله یکسان سازی خودکار، حذف نویز و افزایش باس را فراهم می کند. با DSP، حتی بلندگوهای کوچکتر می توانند صدایی غنی و شفاف تولید کنند که رقیب سیستم های بسیار بزرگتر است.
نتیجه گیری
سخنرانان از آغاز کار خود فاصله زیادی را طی کرده اند. بلندگوهای امروزی از طیف وسیعی از فناوری های پیشرفته، از آهنرباهای نئودیمیم و طرح های الکترواستاتیک گرفته تا اتصال بی سیم و DSP بهره می برند. این نوآوری ها بلندگوها را کوچکتر، کارآمدتر و همه کاره تر از همیشه کرده است. چه در حال گوش دادن به موسیقی با یک بلندگوی بلوتوث قابل حمل باشید و چه در حال غرق شدن در صدای سیستم سینمای خانگی باشید، فناوری پشت این دستگاه ها نقش مهمی در ارائه تجربه های صوتی با کیفیت بالا ایفا می کند.
درک عملکرد داخلی بلندگوها نه تنها قدردانی از دستگاه‌هایی را که ما هر روز استفاده می‌کنیم افزایش می‌دهد، بلکه پیشرفت‌های باورنکردنی را که در طول سال‌ها در فناوری صوتی ایجاد شده است، برجسته می‌کند. همانطور که فناوری اسپیکر همچنان در حال تکامل است، می‌توانیم انتظار طراحی‌های نوآورانه‌تری را داشته باشیم که ما را به یک تجربه صوتی عالی نزدیک‌تر می‌کند.
