یک سخنران خوب چیست؟
برای دقیق بودن، باید"Speakers" یک سیستم بلندگو این سیستمی است که از چند مبدل، یک تقسیم کننده فرکانس، یک کابینت و برخی قطعات اضافی تشکیل شده است.
طراح سیستم بلندگو باید تعاملات پیچیده بین اجزای سیستم بلندگو را درک کند.
مونتاژ قطعات خوب در کنار هم یک سیستم خوب را تضمین نمی کند. (توجه: در مقاله بعدی به سیستم اسپیکر صرفاً به عنوان اسپیکر اشاره خواهم کرد.)
اگر باید از یک کلمه برای توصیف فرآیند طراحی بلندگو استفاده شود، من فکر می کنم اصطلاح"تعادل" مناسب ترین است زیرا بین عملکرد بلندگو و هزینه نهایی یک معامله وجود دارد.
به همین دلیل است که مقایسه بلندگوهای سازنده های مختلف برای ما دشوار است. اگر فقط به یک شاخص عملکرد خاص (مانند توان نامی) نگاه کنید، یک بلندگوی خاص ممکن است بهتر به نظر برسد. اما وقتی عملکرد کلی سیستم بلندگو را در نظر می گیریم، ممکن است کمی پایین تر باشد.
چرا برخی از بلندگوها بسیار گرانتر هستند؟ برای درک بهتر این مشکل، اجازه دهید's نگاهی به اجزای بلندگو بیاندازد.
حقیقت در مورد مبدل
مبدل قلب گوینده است. این مبدل ها انرژی الکتریکی را به انرژی صوتی تبدیل می کنند. بیشتر مبدل های تقویت کننده صدا از مبدل های پیستونی هستند.
در مقایسه با مبدل هایی که در آغاز قرن گذشته مورد تحقیق و تولید قرار گرفتند، طراحی مدرن اساساً در اصل کار تغییر چندانی نکرده است. با پیشرفت تکنولوژی، مواد بهتری با وزن سبک و هزینه کم ظاهر شدند. با این حال، اصل صدای بلندگو اساساً ارتعاش مولکول های هوای اطراف از طریق حرکت پیستون است.
هیچ مبدلی وجود ندارد که بتواند انرژی مورد نیاز برای گوش دادن را در محدوده فرکانس کامل تامین کند. بنابراین، بیشتر بلندگوها با فرکانس دو طرفه یا سه طرفه، با مبدل های فرکانس پایین، فرکانس متوسط و/یا فرکانس بالا داخلی طراحی می شوند.
در مقایسه با طراحی دو طرفه، طراحی سه طرفه به مبدل های بیشتری نیاز دارد، بنابراین طراحی سه طرفه گران تر است.
بخش بسیار مهم طراحی قاب حوضه
فرآیند طراحی قاب حوضه عامل مهمی بر قیمت مبدل های فرکانس پایین است. قاب حوض اسپیکر ساخته شده با فرآیند مهر زنی به دلیل فرآیند ساخت ساده و مصرف کم مواد اولیه، هزینه کمتری دارد. فریم بلندگوی ساخته شده از فرآیند ریختگی قالب کمتر به دلیل ارتعاش مخروطی تغییر شکل میدهد.
در عین حال، در مقایسه با قاب حوضه مهر زنی، قاب حوضه ریخته گری از نظر کیفیت و وزن بزرگتر است و به همین ترتیب هزینه تولید نیز بالاتر است. از آنجایی که بیشتر انرژی الکتریکی بارگذاری شده به مبدل به صورت انرژی گرمایی مصرف می شود، می توانیم عملکرد آن را با بهبود عملکرد اتلاف گرما بهینه کنیم.
انتخاب مواد مخروطی باید کیفیت، استحکام و هزینه آن را بسنجید. اگرچه توانستهایم از برخی مواد خاص (مواد باطنی) برای ساخت مخروطهای بلندگو استفاده کنیم، اما مواد کاغذی همچنان بیشترین استفاده را دارند، زیرا پس از وزن کردن ویژگیهای مختلف، انتخاب خوبی است. هزینه مبدل فرکانس پایین احتمالاً بین ده ها دلار تا صدها دلار است.
انگیزه طراحی طراحان سیستم بلندگو تعیین می کند که چه مواد مخروطی را انتخاب می کنند. در صورت وجود محدودیت قیمت و هزینه، واحدی را با هزینه کمتر انتخاب می کنند. اگر به دنبال کیفیت و عملکرد بالاتر باشد، آنها تمایل به انتخاب مدل های واحد با قیمت بالاتر دارند.
واحد فرکانس متوسط و واحد فرکانس بالا بلندگوی سیستم تقویت صدا معمولاً طراحی بار بوق را اتخاذ می کنند. در حالی که بار بوق سطوح فشار صدای بالایی را فراهم می کند، می تواند الگوی تابش صدا را نیز کنترل کند. شاخ را می توان از مواد بسیاری از جمله چوب، فلز، فایبر گلاس و پلاستیک ساخت.
شاخ پلاستیکی ABS به دلیل هزینه کم، وزن سبک و تولید ساده، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. شاخ فایبرگلاس قویتر است، اما چون ساخت آن دشوار است، هزینه آن نیز افزایش مییابد. اندازه بوق فرکانس پایین بزرگ است، بنابراین اغلب از مواد چوبی استفاده می شود.
درایور بوق (مبدل) نقش محوری در سیستم بلندگو دارد. درایورهای پیزو با درایورهای نسبتا کم هزینه یا تراکمی می توانند در طراحی بارهای بوق استفاده شوند. از بلندگوهای مخروطی نیز می توان به عنوان درایور بوق استفاده کرد.
درایور فشرده سازی بهترین انتخاب برای تقویت مجدد فرکانس های متوسط و بالا است. درایورهای تراکمی به دلیل کارایی و وفاداری بالاتر نسبت به درایورهای پیزوالکتریک ارزان قیمت برتری دارند.
ساختار آهنربایی مبدل نیز عامل مهمی بر هزینه است. ساختار آهنربای بزرگ می تواند چگالی میدان مغناطیسی بیشتری ایجاد کند (به طور کلی معادل بازدهی بالاتر)، که وزن آهنربا را متناسب با آن افزایش می دهد. این نوع ساختار آهنربایی قبل از استفاده باید دارای یک قاب حوضه ریخته گری به عنوان تکیه گاه باشد. عناصر خاکی کمیاب، مانند نئودیمیم، برای تولید میدان مغناطیسی قویتر در مقایسه با مواد مغناطیسی سنتی، تنها به بخش کوچکی از نئودیمیم نیاز دارند. نئودیمیم همچنین گرانترین مواد مغناطیسی رایج است.
برخی از تولید کنندگان بلندگو مبدل های خود را تولید می کنند. این به آنها اجازه می دهد تا زنجیره تامین را بهتر کنترل کنند و عملکرد قطعات را در یک سیستم بلندگوی خاص بهینه کنند.
بیشتر سازندگان بلندگو سازندگان OEM را به عنوان تامین کنندگان مبدل خود در نظر می گیرند. OEM ها در تولید بسیار کارآمد هستند، زیرا این چیزی است که آنها در آن خوب هستند. اکثر تولید کنندگان OEM مبدل های همه منظوره را برای مشتریان عادی تولید و می فروشند. در عین حال طرح های ثبت اختراع را نیز با توجه به مشخصات سازندگان بلندگو انجام می دهند.
تقسیم کننده حیاتی
اگرچه عملکرد کراس اوور جدی گرفته نشده است، کراس اوور بدون شک سخت ترین بخش طراحی اسپیکر است. وظیفه اصلی تقسیم فرکانس محدود کردن باند سیگنال ارسال شده به هر مبدل است و مبدل فقط در محدوده فرکانسی کار می کند که می تواند به انرژی صوتی تبدیل شود. در اصل، تقسیم کننده فرکانس معادل سیستم انتقال یک گیربکس خودرو است.
هنگامی که سرعت خودرو را از 0 به 60 مایل در ساعت افزایش می دهید، یک سیستم انتقال خوب می تواند چرخ ها را سریع تر بچرخاند (فرکانس افزایش یافته). تعویض دنده باید طبیعی، نرم و بی نقص باشد. یک طراحی تقسیم کننده فرکانس خوب باید یکسان باشد. می تواند به آرامی بین فرکانس پایین، فرکانس متوسط و فرکانس بالا انتقال پیدا کند.
از طرف دیگر تقسیم کننده فرکانس غیرفعال یک شبکه فیلتری است که از دستگاه های الکتریکی غیرفعال مانند مقاومت ها، خازن ها و سلف ها تشکیل شده است. از پیش ساخته های همه منظوره تولید انبوه می توان به عنوان تقسیم کننده فرکانس غیرفعال استفاده کرد، اما در نهایت تقسیم کننده فرکانس باید با توجه به مبدل مربوطه بهینه شود. این کار بهتر است توسط یک مهندس طراح انجام شود.
برخی از تقسیم کننده های فرکانس روی برد مدار چاپی (PCB) نصب می شوند. این نصب نه تنها ساده و زیبا است، بلکه تولید انبوه آن نیز آسان است که بر همین اساس هزینه های تولید را کاهش می دهد. این روش نصب برای کاربردهای کم مصرف بسیار مناسب است، اما در صورت بارگذاری بیش از حد درایور، برد مدار چاپی به دلیل گرم شدن بیش از حد آسیب می بیند.
برد مدار چاپی (PCB) نیز ممکن است به دلیل اندوکتانس بیش از حد خم شود یا بشکند. به همین دلیل است که بسیاری از سازندگان بر طراحی سیم سخت تقسیم کننده فرکانس (Hard Wire) اصرار دارند. طراحی اتصال سخت باید به صورت دستی تکمیل شود و جلوه ظاهری پس از اتمام اغلب خیلی خوب نیست. اما در مقایسه با یک تقسیم کننده PCB، یک تقسیم کننده طراحی با سیم سخت قوی تر (و گران تر) است.
برخی از سیستم های بلندگو کراس اوور داخلی ندارند. این نوع سیستم بلندگو توسط تجهیزات پردازش الکترونیکی حرفه ای هدایت می شود. پس از ارسال سیگنال به تقویت کننده قدرت برای تکمیل فرآیند پردازش سیگنال، آن را یک سیستم بلندگوی متقاطع فعال می نامیم.
در تئوری، چنین طراحی باید بتواند در هزینه تولید خود بلندگو (قطعات کمتر) صرفه جویی کند، اما این نوع از بلندگوها در زمان ساخت سیستم به یک پردازنده خارجی و حتی کانال های تقویت کننده قدرت بیشتری نیاز دارند، بنابراین هزینه نهایی کاهش می یابد. بالاتر بودن در مقایسه با بلندگوهای متقاطع غیرفعال، بلندگوهای متقاطع فعال می توانند وفاداری بالاتر و سطح فشار صدای بیشتر (SPL) را ارائه دهند.
با این وجود، در مقایسه با طراحی متقاطع فعال، یک بلندگوی طراحی متقاطع غیرفعال با کیفیت بالا می تواند کیفیت صدای عالی را با هزینه کل کمتر ارائه دهد و اتصال و اشکال زدایی آن نسبتاً ساده است.
جعبه
کابینت اسپیکر و ساختار آن نیز از عوامل مهمی است که بر قیمت اسپیکرها تاثیر می گذارد. کابینت باید بسیار محکم و محکم باشد. جعبه ارتعاشی خود یک مبدل است که با مبدل های دیگر تعامل می کند و عملکرد کل سیستم را کاهش می دهد. یک جعبه محکم به کیفیت زیاد، دنده های زیاد یا هر دو نیاز دارد. قیمت وزن سنگین کابینت است.
بتن به عنوان مواد جعبه انتخاب خوبی است، اما فقط برای سیستم ساب ووفر سفارشی مناسب است. تخته فیبر با چگالی متوسط (MDF) نیز ماده مناسب تری برای ساخت کابینت است. تخته فیبر با چگالی متوسط دارای چگالی بالا و هزینه کم است، اما خود ماده بسیار سنگین است و پس از مرطوب شدن به راحتی خم می شود.
جعبه های ساخته شده از تخته خرده چوب قیمت پایینی دارند، اما باید تا حد امکان از آنها اجتناب شود. تخته سه لا از ام دی اف سبک تر و محکم تر است، اما بین لایه ها شکاف هایی وجود دارد. تخته سه لا توس بالتیک بهترین انتخاب برای متریال کابینت است (بیش از 11 لایه و هیچ شکافی بین لایه ها وجود ندارد) اما گران ترین چوب در تولید بلندگوها نیز می باشد.
مواد کامپوزیت دارای استحکام بالا و وزن کم است، اما هزینه آن بالا است. الیاف شیشه دارای استحکام و مقاومت بالایی در برابر آب و هوا است، اما از آنجایی که ساخت آن دشوار است، هزینه آن بیشتر از چوب و پلاستیک است.
در سال های اخیر، پلاستیک قالبی به تدریج تبدیل به یک کابینت بلندگوی رایج شده است. جعبه قالب بندی شده وزن کمی دارد و می توان آن را برای مقاوم کردن در برابر آب و هوا پردازش کرد. پس از سال ها تولید انبوه، هزینه اصلی قالب بالا را می توان رقیق کرد. این نوع ساختار کابینت برای بلندگوهایی با کابینت های کوچکتر بسیار کاربردی است، اما بلندگوهایی با کابینت های بزرگ به مواد سفت تری نیاز دارند.
بلندگوهایی که در بالای سالن قرار می گیرند باید دارای قسمت های آویز مخصوص (نقاط آویزان) باشند. و برای اطمینان از استحکام و ایمنی جعبه و قطعات آویزان باید تست کشش (Pull test) را انجام دهید.
از نظر ظاهری تفاوت زیادی بین بلندگوهای سقفی و بلندگوهای روی زمین و بلندگوهای ستونی وجود ندارد. با این حال، بلندگوهای سقفی دارای الزامات بالاتری برای ساختار کابینت، پشتیبانی از آویزها و آزمایش هستند، بنابراین هزینه اغلب بسیار بالاتر است.
