רמקול אלקטרודינמי הוא מכשיר הממיר אות חשמלי לצליל על ידי הזזת סליל עם זרם בשדה המגנטי של מגנט קבוע. אנו משתמשים במכשירים אלו על בסיס יומי. גם אם אתה לא חובב גדול של מוזיקה ולא מבלה חצי יום באוזניות. טלוויזיות, מכשירי רדיו במכוניות ואפילו טלפונים מצוידים ברמקולים. המנגנון הזה המוכר לנו הוא למעשה קומפלקס שלם של אלמנטים, והמכשיר שלו הוא יצירת אמנות הנדסית של ממש.
במאמר זה, נסקור מקרוב את מכשיר הרמקול. בואו נדון מאילו חלקים המכשיר הזה מורכב וכיצד הם פועלים.
היסטוריה
יום להתחיל סטיה קטנה אל ההיסטוריה של המצאת האלקטרודינמיקה. רמקולים מסוג דומה שימשו כבר בסוף שנות ה-20. הטלפון של בל עבד על עיקרון דומה. זה היה מעורב בקרום שנעה בשדה המגנטי של מגנט קבוע. לרמקולים הללו היו פגמים חמורים רבים: עיוות תדר, אובדן קול. כדי לפתור את הבעיות הקשורות ברמקולים קלאסיים, אוליבר לורד הציע להשתמש בעבודתו. הסליל שלו נע על פני קווי הכוח. קצתמאוחר יותר, שניים מעמיתיו התאימו את הטכנולוגיה לשוק הצרכנים ורשמו פטנט על עיצוב חדש של אלקטרודינמיקה שעדיין נמצא בשימוש היום.
מכשיר רמקול
לרמקול עיצוב מורכב למדי ומורכב מאלמנטים רבים. דיאגרמת הרמקול (להלן) מציגה את חלקי המפתח שגורמים לרמקול לפעול כהלכה.
התקן הרמקול האקוסטי כולל את החלקים הבאים:
- suspension (או גלי קצה);
- מפזר (או ממברנה);
- cap;
- סליל קול;
- core;
- מערכת מגנטית;
- מחזיק מפזר;
- לידים גמישים.
דגמי רמקולים שונים עשויים להשתמש באלמנטים עיצוביים ייחודיים שונים. מכשיר הרמקול הקלאסי נראה בדיוק כך.
בואו נשקול כל אלמנט עיצובי בנפרד ביתר פירוט.
Edge corrugation
אלמנט זה נקרא גם "צווארון". זהו קצה פלסטיק או גומי המתאר את המנגנון האלקטרודינמי על כל האזור. לפעמים בדים טבעיים עם ציפוי מיוחד לשיכוך רעידות משמשים כחומר העיקרי. גלי מחולקים לא רק לפי סוג החומר שממנו הם עשויים, אלא גם לפי צורה. תת-הסוג הפופולרי ביותר הוא פרופילים חצי טורואידים.
ישנן מספר דרישות ל"צווארון", שהקפדה עליהן מעידה על איכותו הגבוהה. הדרישה הראשונה היא גמישות גבוהה. תדר תהודה גליצריך להיות נמוך. הדרישה השנייה היא שהגל חייב להיות מקובע היטב ולספק רק סוג אחד של תנודה - מקבילה. הדרישה השלישית היא אמינות. ה"צווארון" חייב להגיב בצורה נאותה לשינויי טמפרטורה ולבלאי "רגיל", ולשמור על צורתו לאורך זמן.
כדי להשיג את האיזון הטוב ביותר של הסאונד, משתמשים בגלי גומי ברמקולים בתדר נמוך, וברמקולים בנייר ברמקולים בתדר גבוה.
מפזר
האובייקט המקרין העיקרי באלקטרודינמיקה הוא מפזר. חרוט הרמקול הוא מעין בוכנה הנעה בקו ישר למעלה ולמטה ושומר על מאפיין המשרעת-תדר (להלן תגובת התדר) בצורה ליניארית. ככל שתדירות התנודות עולה, המפזר מתחיל להתכופף. בגלל זה, מופיעים מה שנקרא גלים עומדים, אשר בתורם מובילים לצניחה ולעליות בגרף תגובת התדר. כדי למזער את האפקט הזה, מעצבים משתמשים במפיצים קשיחים יותר העשויים מחומרים בצפיפות נמוכה יותר. אם גודל הרמקול הוא 12 אינץ', אזי טווח התדרים בו ישתנה בין 1 קילו-הרץ לתדרים נמוכים, 3 קילו-הרץ עבור בינוני ו-16 קילו-הרץ עבור תדרים גבוהים.
- מפזרים יכולים להיות קשיחים. הם עשויים מקרמיקה או אלומיניום. מוצרים כאלה מספקים את הרמה הנמוכה ביותר של עיוות קול. רמקולים חרוטים קשיחים הם הרבה יותר יקרים מאשר עמיתיהם.
- מפזרים רכים עשויים מפוליפרופילן. דגימות כאלה מספקות את הצליל הרך והחם ביותר בשל בליעת גלים על ידי חומר רך.
- מפזרים חצי קשיחים הם פשרה. הם עשויים מקוולר או פיברגלס. עיוות שמעורר חרוט כזה הוא גבוה יותר מאלה קשים, אבל נמוך יותר מאלה רכים.
Cap
הכובע הוא מעטפת סינתטית או בד שתפקידה העיקרי הוא להגן על הרמקולים מפני אבק. בנוסף, הכובע ממלא תפקיד חשוב ביצירת צליל מסוים. בפרט, כאשר מנגנים בתדרים בינוניים. לצורך הקיבוע הקשיח ביותר, המכסים עשויים מעוגלים, המעניקים להם עיקול קל. כפי שבטח כבר הבנתם, מגוון החומרים זהה על מנת להשיג צליל מסוים. נעשה שימוש בבדים עם הספגות שונות, סרטים, קומפוזיציות תאית ואפילו רשתות מתכת. האחרון, בתורו, גם לבצע את הפונקציה של רדיאטור. רשת אלומיניום או מתכת מוליכה חום עודף מהסליל.
Puck
לפעמים זה נקרא גם "עכביש". זהו חלק בעל משקל הממוקם בין חרוט הרמקול לגופו. מטרת מכונת הכביסה היא לשמור על תהודה יציבה לוופרים. זה חשוב במיוחד אם יש שינויים פתאומיים בטמפרטורה בחדר. מכונת הכביסה מקבעת את מיקום הסליל ואת כל המערכת הנעה, וגם סוגרת את הפער המגנטי, ומונעת כניסת אבק אליו. מכונות כביסה קלאסיות הן דיסק גלי עגול. אפשרויות מודרניות יותר נראות קצת אחרת. יצרנים מסוימים משנים בכוונה את צורת הגליות כדי להגביר את הליניאריותתדרים ולייצב את צורת הדיסק. עיצוב זה משפיע מאוד על מחיר הרמקול. מנקי כביסה עשויים ניילון, קליקו גס או נחושת. האפשרות האחרונה, כמו במקרה של הכובע, פועלת כמיני-רדיאטור.
מערכת סליל קול ומגנט
אז הגענו לאלמנט, שלמעשה אחראי לשחזור הסאונד. המערכת המגנטית ממוקמת במרווח קטן של המעגל המגנטי ויחד עם הסליל ממירה אנרגיה חשמלית. המערכת המגנטית עצמה היא מערכת של מגנט בצורת טבעת וליבה. ביניהם, בזמן שכפול הקול, זז סליל הקול. משימה חשובה למעצבים היא ליצור שדה מגנטי אחיד במערכת מגנטית. לשם כך, יצרני הרמקולים מיישרים בזהירות את הקטבים ומציידים את הליבה בקצה נחושת. הזרם לסליל הקול מסופק דרך הלידים הגמישים של הרמקול - חוט רגיל הכרוך על חוט סינטטי.
עקרון העבודה
הבנו את מכשיר הרמקול, בואו נעבור לעקרון הפעולה. עקרון הפעולה של הרמקול הוא כדלקמן: הזרם העובר לסליל גורם לו להתנודד בניצב בתוך השדה המגנטי. מערכת זו גוררת את המפזר יחד איתו, גורמת לו להתנודד בתדירות הזרם המופעל, ויוצרת גלים פרוקים. המפזר מתחיל להתנודד ויוצר גלי קול שניתן לקלוט על ידי האוזן האנושית. הם מועברים כאות חשמלי למגבר. מכאן מגיע הצליל.
טווח תדרים ישירותתלוי בעובי הליבות המגנטיות ובגודל הרמקול. במעגל מגנטי גדול יותר הפער במערכת המגנטית גדל, ואיתו גדל החלק היעיל של הסליל. לכן רמקולים קומפקטיים לא יכולים להתמודד עם תדרים נמוכים בטווח של 16-250 הרץ. סף התדר המינימלי שלהם מתחיל ב-300 הרץ ומסתיים ב-12,000 הרץ. זו הסיבה שהרמקולים מתפצחים כשאתה מגביר את הווליום.
התנגדות חשמלית מדורגת
לחוט שמספק זרם לסליל יש התנגדות אקטיבית ותגובתית. כדי לקבוע את הרמה של האחרון, מהנדסים מודדים אותו בתדר של 1000 הרץ ומוסיפים את ההתנגדות הפעילה של סליל הקול לערך המתקבל. לרוב הרמקולים יש רמת עכבה של 2, 4, 6 או 8 אוהם. יש לקחת בחשבון פרמטר זה בקניית מגבר. חשוב להסכים על רמת עומס העבודה.
טווח תדרים
כבר נאמר לעיל שרוב האלקטרודינמיקה משחזרת רק חלק מהתדרים שאדם יכול לקלוט. אי אפשר לייצר רמקול אוניברסלי המסוגל לשחזר את כל הטווח מ-16 הרץ ל-20 קילו-הרץ, ולכן התדרים חולקו לשלוש קבוצות: נמוך, בינוני וגבוה. לאחר מכן, המעצבים החלו ליצור רמקולים בנפרד עבור כל תדר. זה אומר שהוופרים הם הטובים ביותר בטיפול בבאס. הם פועלים בטווח של 25 הרץ - 5 קילוהרץ. אלה בתדירות גבוהה נועדו לעבוד עם חולצות צווחות (ומכאן השם הנפוץ - "ציוץ"). הם עובדים בטווח תדרים 2 קילו-הרץ - 20 קילו-הרץ. רמקולים בינוניים פועלים בטווח של 200 הרץ - 7 קילוהרץ. מהנדסים עדיין מנסים ליצור רמקול מלא איכותי. אבוי, מחיר הרמקול נוגד את איכותו ואינו מצדיק זאת כלל.
קצת על רמקולים ניידים
רמקולים לטלפון שונים מדגמים "מבוגרים" באופן קונסטרוקטיבי. זה לא מציאותי למקם מנגנון כל כך מורכב במארז נייד, אז המהנדסים הלכו על הטריק והחליפו מספר אלמנטים. לדוגמה, הסלילים התקבעו, ובמקום מפזר נעשה שימוש בממברנה. רמקולי הטלפון פשוטים מדי, אז אל תצפה מהם לאיכות צליל גבוהה.
טווח התדרים שאלמנט כזה יכול לכסות מצטמצם משמעותית. מבחינת הסאונד שלו, הוא קרוב יותר למכשירים בתדר גבוה, שכן אין מקום נוסף במארז הטלפון להתקנת ליבות מגנטיות עבות.
מכשיר הרמקול בטלפון נייד שונה לא רק בגודל, אלא גם בחוסר עצמאות. היכולות של המכשיר מוגבלות על ידי התוכנה. זה נעשה כדי להגן על עיצוב הרמקולים. אנשים רבים מסירים את המגבלה הזו באופן ידני, ואז שואלים את עצמם: "למה הרמקולים מצפצפים?"
בסמארטפון ממוצע מותקנים שני אלמנטים כאלה. האחד מדובר, השני הוא מוזיקלי. לפעמים הם משולבים כדי להשיג אפקט סטריאו. כך או אחרת, אתה יכול להשיג עומק ועושר בסאונד רק עם מערכת סטריאו מלאה.
