'n Elektrodinamiese luidspreker is 'n toestel wat 'n elektriese sein in klank omskakel deur 'n spoel met stroom in die magnetiese veld van 'n permanente magneet te beweeg. Ons gebruik hierdie toestelle op 'n daaglikse basis. Selfs as jy nie 'n groot aanhanger van musiek is nie en nie 'n halwe dag in oorfone spandeer nie. TV's, radio's in motors, en selfs telefone is toegerus met luidsprekers. Hierdie meganisme wat aan ons bekend is, is eintlik 'n hele kompleks van elemente, en sy toestel is 'n ware werk van ingenieurskuns.
In hierdie artikel sal ons die luidsprekertoestel van nader bekyk. Kom ons bespreek uit watter dele hierdie toestel bestaan en hoe dit werk.
Geskiedenis
Dag begin 'n klein afwyking in die geskiedenis van die uitvinding van elektrodinamika. Luidsprekers van 'n soortgelyke tipe is reeds in die laat 1920's gebruik. Bell se foon het op 'n soortgelyke beginsel gewerk. Dit het 'n membraan behels wat in die magnetiese veld van 'n permanente magneet beweeg het. Hierdie luidsprekers het baie ernstige gebreke gehad: frekwensievervorming, klankverlies. Om die probleme wat met klassieke luidsprekers verband hou, op te los, het Oliver Lorde voorgestel om sy werk te gebruik. Sy spoel het oor die kraglyne beweeg. n bietjielater het twee van sy kollegas die tegnologie vir die verbruikersmark aangepas en 'n nuwe ontwerp van elektrodinamika gepatenteer wat vandag nog in gebruik is.
Luidsprekertoestel
Die spreker het 'n taamlik komplekse ontwerp en bestaan uit baie elemente. Die luidsprekerdiagram (hieronder) wys die sleutelonderdele wat die luidspreker behoorlik laat funksioneer.
Die akoestiese luidsprekertoestel sluit die volgende dele in:
- suspensie (of randgolf);
- verspreider (of membraan);
- cap;
- stemspoel;
- kern;
- magnetiese stelsel;
- verspreiderhouer;
- buigsame leidrade.
Verskillende luidsprekermodelle kan verskillende unieke ontwerpelemente gebruik. Die klassieke luidsprekertoestel lyk presies so.
Kom ons oorweeg elke individuele ontwerpelement in meer besonderhede.
Randriffel
Hierdie element word ook 'n "kraag" genoem. Dit is 'n plastiek- of rubberrand wat die elektrodinamiese meganisme oor die hele area beskryf. Soms word natuurlike materiale met 'n spesiale vibrasiedempende laag as hoofmateriaal gebruik. Korrugasies word nie net verdeel deur die tipe materiaal waaruit hulle gemaak is nie, maar ook volgens vorm. Die gewildste subtipe is semi-toroidale profiele.
Daar is 'n aantal vereistes vir die "kraag", die nakoming daarvan dui op die hoë geh alte daarvan. Die eerste vereiste is hoë buigsaamheid. Korrugering resonante frekwensiemoet laag wees. Die tweede vereiste is dat die rilling goed vasgemaak moet wees en slegs een tipe ossillasie moet verskaf - parallel. Die derde vereiste is betroubaarheid. Die "kraag" moet voldoende reageer op temperatuurveranderinge en "normale" slytasie en sy vorm vir 'n lang tyd behou.
Om die beste balans van klank te bereik, word rubberrimpelings in lae-frekwensie-luidsprekers gebruik, en papiers in hoëfrekwensie-luidsprekers.
Diffuser
Die hoof uitstralende voorwerp in elektrodinamika is 'n diffuser. Die luidsprekerkegel is 'n soort suier wat in 'n reguit lyn op en af beweeg en die amplitude-frekwensie-kenmerk (hierna verwys as die frekwensierespons) in 'n lineêre vorm handhaaf. Soos die ossillasiefrekwensie toeneem, begin die diffuser buig. As gevolg hiervan verskyn sogenaamde staande golwe, wat weer lei tot dalings en stygings in die frekwensieresponsgrafiek. Om hierdie effek te verminder, gebruik ontwerpers stywer diffusers gemaak van laer digtheid materiale. As die luidsprekergrootte 12 duim is, sal die frekwensiereeks daarin wissel tussen 1 kilohertz vir lae frekwensies, 3 kilohertz vir medium en 16 kilohertz vir hoë frekwensies.
- Verspreiders kan styf wees. Hulle is gemaak van keramiek of aluminium. Sulke produkte bied die laagste vlak van klankvervorming. Rigiede keëlluidsprekers is baie duurder as hul eweknieë.
- Sagte verspreiders word van polipropileen gemaak. Sulke monsters verskaf die sagste en warmste klank as gevolg van die absorpsie van golwe deur 'n sagte materiaal.
- Semi-rigiede verspreiders is 'n kompromie. Hulle is gemaak van Kevlar of veselglas. Vervorming wat deur so 'n keël veroorsaak word, is hoër as harde, maar laer as sagte.
Cap
Die pet is 'n sintetiese of stofdop waarvan die hooffunksie is om die luidsprekers teen stof te beskerm. Daarbenewens speel die pet 'n belangrike rol in die vorming van 'n sekere klank. Veral wanneer jy medium frekwensies speel. Vir die doel van die mees rigiede bevestiging, word die pette afgerond gemaak, wat hulle 'n effense buiging gee. Soos u waarskynlik reeds verstaan het, is die verskeidenheid materiale net dieselfde om 'n sekere klank te verkry. Weefsels met verskeie bevrugtings, films, sellulose-samestellings en selfs metaalgaas word gebruik. Laasgenoemde verrig op sy beurt ook die funksie van 'n verkoeler. Aluminium- of metaalgaas lei oortollige hitte weg van die spoel af.
Puck
Soms word dit ook 'n "spinnekop" genoem. Dit is 'n gewigtige deel wat tussen die luidsprekerkegel en sy liggaam geleë is. Die doel van die wasser is om 'n stabiele resonansie vir die woofers te handhaaf. Dit is veral belangrik as daar skielike veranderinge in temperatuur in die kamer is. Die wasser stel die posisie van die spoel en die hele bewegende stelsel vas, en sluit ook die magnetiese gaping, wat voorkom dat stof dit binnedring. Klassieke wassers is 'n ronde geriffelde skyf. Meer moderne opsies lyk 'n bietjie anders. Sommige vervaardigers verander doelbewus die vorm van die golwe om die lineariteit te verhoogfrekwensies en stabiliseer die vorm van die puck. Hierdie ontwerp beïnvloed die prys van die luidspreker grootliks. Wasters is gemaak van nylon, growwe kaliko of koper. Die laaste opsie, soos in die geval van die pet, dien as 'n mini-radiator.
Stemspoel en magneetstelsel
Ons het dus by die element uitgekom, wat in werklikheid verantwoordelik is vir klankweergawe. Die magnetiese sisteem is in 'n klein gaping van die magnetiese stroombaan geleë en sit saam met die spoel elektriese energie om. Die magnetiese stelsel self is 'n stelsel van 'n magneet in die vorm van 'n ring en 'n kern. Tussen hulle, ten tye van klankweergawe, beweeg die stemspoel. 'n Belangrike taak vir ontwerpers is om 'n eenvormige magnetiese veld in 'n magnetiese stelsel te skep. Om dit te doen, rig luidsprekervervaardigers die pale noukeurig in lyn en rus die kern toe met 'n koperpunt. Die stroom na die stemspoel word verskaf deur die buigsame leidings van die luidspreker - 'n gewone draad wat oor 'n sintetiese draad gewikkel is.
Werkbeginsel
Ons het die luidsprekertoestel uitgepluis, kom ons gaan aan na die werkingsbeginsel. Die werkingsbeginsel van die luidspreker is soos volg: die stroom wat na die spoel gaan veroorsaak dat dit loodreg binne die magnetiese veld ossilleer. Hierdie stelsel sleep die verspreider daarmee saam, wat veroorsaak dat dit teen die frekwensie van die toegepaste stroom ossilleer, en ontlaai golwe skep. Die verspreider begin ossilleer en skep klankgolwe wat deur die menslike oor waargeneem kan word. Hulle word as 'n elektriese sein na die versterker oorgedra. Dit is waar die klank vandaan kom.
Frekwensiereeks direkhang af van die dikte van die magnetiese kerne en die grootte van die luidspreker. Met 'n groter magnetiese stroombaan neem die gaping in die magnetiese sisteem toe, en daarmee saam neem die effektiewe deel van die spoel toe. Dit is hoekom kompakte luidsprekers nie lae frekwensies in die reeks van 16-250 hertz kan hanteer nie. Hul minimum frekwensie drempel begin by 300 hertz en eindig by 12 000 hertz. Dis hoekom die luidsprekers kraak wanneer jy die volume verhoog.
Gegradeerde elektriese weerstand
Die draad wat stroom aan die spoel verskaf, het aktiewe en reaktiewe weerstand. Om die vlak van laasgenoemde te bepaal, meet ingenieurs dit teen 'n frekwensie van 1000 hertz en voeg die aktiewe weerstand van die stemspoel by die gevolglike waarde. Die meeste luidsprekers het 'n impedansievlak van 2, 4, 6 of 8 ohm. Hierdie parameter moet in ag geneem word wanneer 'n versterker gekoop word. Dit is belangrik om ooreen te stem oor die vlak van werklading.
Frekwensiereeks
Daar is reeds hierbo gesê dat die meeste van die elektrodinamika slegs 'n deel van die frekwensies weergee wat 'n persoon kan waarneem. Dit is onmoontlik om 'n universele luidspreker te maak wat die hele reeks van 16 hertz tot 20 kilohertz kan weergee, dus is die frekwensies in drie groepe verdeel: laag, medium en hoog. Daarna het die ontwerpers begin om luidsprekers afsonderlik vir elke frekwensie te skep. Dit beteken dat die woofers die beste is om die bas te hanteer. Hulle werk in die reeks van 25 hertz - 5 kilohertz. Hoëfrekwensie is ontwerp om met piepende toppe te werk (vandaar die algemene naam - "tweeter"). Hulle werk infrekwensiereeks 2 kilohertz - 20 kilohertz. Middeltoonluidsprekers werk in die reeks van 200 hertz - 7 kilohertz. Ingenieurs probeer steeds om 'n kwaliteit volle reeks luidspreker te skep. Helaas, die prys van die spreker is teen sy kwaliteit en regverdig dit glad nie.
'n Bietjie oor mobiele luidsprekers
Luidsprekers vir 'n foon verskil konstruktief van "volwasse" modelle. Dit is onrealisties om so 'n komplekse meganisme in 'n mobiele tas te plaas, so die ingenieurs het na die truuk gegaan en 'n aantal elemente vervang. Die spoele het byvoorbeeld vas geraak, en 'n membraan word gebruik in plaas van 'n diffuser. Foonluidsprekers is oorvereenvoudig, so moenie hoë klankgeh alte van hulle verwag nie.
Die frekwensiereeks wat so 'n element kan dek, is aansienlik vernou. Wat sy klank betref, is dit nader aan hoëfrekwensietoestelle, aangesien daar geen bykomende spasie in die telefoonkas is vir die installering van dik magnetiese kerne nie.
Die luidsprekertoestel in 'n selfoon verskil nie net in grootte nie, maar ook in die gebrek aan onafhanklikheid. Die vermoëns van die toestel word beperk deur die sagteware. Dit word gedoen om die ontwerp van die luidsprekers te beskerm. Baie mense verwyder hierdie limiet met die hand, en vra hulself dan af: "Waarom piep die sprekers?"
In 'n gemiddelde slimfoon is twee sulke elemente geïnstalleer. Die een word gepraat, die ander is musikaal. Soms word hulle gekombineer om 'n stereo-effek te verkry. Op die een of ander manier kan jy slegs diepte en rykheid in klank bereik met 'n volwaardige stereostelsel.
