Loa điện động là thiết bị biến đổi tín hiệu điện thành âm thanh bằng cách di chuyển cuộn dây có dòng điện trong từ trường của nam châm vĩnh cửu. Chúng tôi sử dụng các thiết bị này hàng ngày. Ngay cả khi bạn không phải là một fan hâm mộ lớn của âm nhạc và không dành nửa ngày cho tai nghe. Tivi, radio trong ô tô, thậm chí cả điện thoại cũng được trang bị loa. Cơ chế quen thuộc với chúng ta này thực sự là một tổng thể phức hợp của các yếu tố và thiết bị của nó là một tác phẩm nghệ thuật kỹ thuật thực sự.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về thiết bị loa. Hãy thảo luận xem thiết bị này bao gồm những bộ phận nào và cách chúng hoạt động.
Lịch sử
Ngày bắt đầu một cuộc lạc đề nhỏ vào lịch sử phát minh ra điện động lực học. Những chiếc loa cùng loại đã được sử dụng sớm nhất vào cuối những năm 1920. Điện thoại của Bell hoạt động theo nguyên tắc tương tự. Nó liên quan đến một màng chuyển động trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu. Cặp loa này có nhiều lỗi nghiêm trọng: méo tần số, mất âm thanh. Để giải quyết các vấn đề liên quan đến loa cổ điển, Oliver Lorde đề xuất sử dụng công việc của mình. Cuộn dây của anh ta chuyển động trên các đường sức. một chútsau đó, hai đồng nghiệp của ông đã điều chỉnh công nghệ cho thị trường tiêu dùng và được cấp bằng sáng chế cho một thiết kế điện động lực học mới vẫn được sử dụng cho đến ngày nay.
Thiết bị loa
Loa có thiết kế khá phức tạp và bao gồm nhiều yếu tố. Sơ đồ loa (bên dưới) cho thấy các bộ phận chính giúp loa hoạt động bình thường.
Thiết bị loa âm thanh bao gồm các bộ phận sau:
- đình chỉ (hoặc gấp mép);
- bộ khuếch tán (hoặc màng);
- nắp;
- cuộn dây giọng nói;
- lõi;
- hệ thống từ tính;
- giá đỡ máy khuếch tán;
- khách hàng tiềm năng.
Các mẫu loa khác nhau có thể sử dụng các yếu tố thiết kế độc đáo khác nhau. Thiết bị loa cổ điển trông giống hệt như thế này.
Hãy xem xét chi tiết hơn từng yếu tố thiết kế riêng biệt.
Xoay mép
Phần tử này còn được gọi là "cổ áo". Đây là một viền bằng nhựa hoặc cao su mô tả cơ chế điện động lực học trên toàn bộ khu vực. Đôi khi các loại vải tự nhiên có lớp phủ chống rung đặc biệt được sử dụng làm vật liệu chính. Các loại vỏ không chỉ được phân chia theo loại vật liệu mà chúng được tạo ra mà còn theo hình dạng. Kiểu phụ phổ biến nhất là cấu hình bán hình xuyến.
Có một số yêu cầu đối với "cổ áo", việc tuân thủ các yêu cầu này cho thấy chất lượng cao của nó. Yêu cầu đầu tiên là tính linh hoạt cao. Tần số cộng hưởng Corrugationnên thấp. Yêu cầu thứ hai là sự uốn nếp phải được cố định tốt và chỉ cung cấp một loại dao động - song song. Yêu cầu thứ ba là độ tin cậy. "Cổ áo" phải đáp ứng đầy đủ với sự thay đổi nhiệt độ và mặc "bình thường", giữ được hình dạng của nó trong thời gian dài.
Để đạt được sự cân bằng âm thanh tốt nhất, các nếp gấp cao su được sử dụng trong các loa tần số thấp và các nếp gấp giấy ở các loa tần số cao.
Bộ khuếch tán
Đối tượng bức xạ chính trong điện động lực học là bộ khuếch tán. Nón loa là một loại piston chuyển động theo đường thẳng lên xuống và duy trì đặc tính biên độ-tần số (sau đây gọi là đáp tuyến tần số) ở dạng tuyến tính. Khi tần số dao động tăng lên, bộ khuếch tán bắt đầu bị uốn cong. Do đó, cái gọi là sóng dừng xuất hiện, do đó, dẫn đến giảm và tăng trong đồ thị đáp ứng tần số. Để giảm thiểu hiệu ứng này, các nhà thiết kế sử dụng bộ khuếch tán cứng hơn được làm từ vật liệu có mật độ thấp hơn. Nếu kích thước loa là 12 inch, thì dải tần trong đó sẽ thay đổi trong vòng 1 kilohertz đối với tần số thấp, 3 kilohertz đối với tần số trung bình và 16 kilohertz đối với tần số cao.
- Bộ khuếch tán có thể cứng nhắc. Chúng được làm bằng gốm hoặc nhôm. Những sản phẩm như vậy cung cấp mức độ méo âm thấp nhất. Loa hình nón cứng cáp đắt hơn nhiều so với các loa khác.
- Bộ khuếch tán mềm được làm từ polypropylene. Những mẫu như vậy mang lại âm thanh nhẹ nhàng và ấm áp nhất do vật liệu mềm hấp thụ sóng.
- Bộ khuếch tán bán cứng nhắc là một sự thỏa hiệp. Chúng được làm từ Kevlar hoặc sợi thủy tinh. Sự biến dạng do hình nón gây ra cao hơn hình nón cứng nhưng thấp hơn hình nón mềm.
Cap
Nắp là một lớp vỏ tổng hợp hoặc vải có chức năng chính là bảo vệ loa khỏi bụi. Ngoài ra, nắp đàn đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành một âm thanh nhất định. Đặc biệt, khi phát tần số trung bình. Với mục đích cố định chắc chắn nhất, các nắp được làm tròn, tạo cho chúng một chút uốn cong. Như bạn có thể đã hiểu, nhiều loại vật liệu là giống nhau để đạt được một âm thanh nhất định. Các loại vải có ngâm tẩm, màng, thành phần xenlulo và thậm chí cả lưới kim loại đều được sử dụng. Sau đó, đến lượt nó, cũng thực hiện chức năng của một bộ tản nhiệt. Lưới nhôm hoặc kim loại dẫn nhiệt thừa ra khỏi cuộn dây.
Puck
Đôi khi nó còn được gọi là "nhện". Đây là bộ phận có trọng lượng nằm giữa nón loa và thân của nó. Mục đích của máy giặt là duy trì sự cộng hưởng ổn định cho loa trầm. Điều này đặc biệt quan trọng nếu có sự thay đổi nhiệt độ đột ngột trong phòng. Máy giặt cố định vị trí của cuộn dây và toàn bộ hệ thống chuyển động, đồng thời đóng khe hở từ tính, ngăn bụi xâm nhập vào bên trong. Vòng đệm cổ điển là một đĩa sóng tròn. Các tùy chọn hiện đại hơn trông hơi khác một chút. Một số nhà sản xuất cố tình thay đổi hình dạng của các nếp gấp để tăng độ tuyến tínhtần số và ổn định hình dạng của puck. Thiết kế này ảnh hưởng rất nhiều đến giá của loa. Vòng đệm được làm bằng nylon, kim loại thô hoặc đồng. Tùy chọn cuối cùng, như trong trường hợp của nắp, hoạt động như một bộ tản nhiệt nhỏ.
Hệ thống nam châm và cuộn dây bằng giọng nói
Vì vậy, chúng tôi đã đến phần tử, trên thực tế, chịu trách nhiệm tái tạo âm thanh. Hệ thống từ trường nằm trong một khe hở nhỏ của mạch từ và cùng với cuộn dây, chuyển đổi năng lượng điện. Bản thân hệ thống từ là một hệ thống gồm một nam châm ở dạng một vòng và một lõi. Giữa chúng, tại thời điểm tái tạo âm thanh, cuộn dây giọng nói sẽ di chuyển. Một nhiệm vụ quan trọng của các nhà thiết kế là tạo ra một từ trường đều trong một hệ thống từ trường. Để làm được điều này, các nhà sản xuất loa đã căn chỉnh cẩn thận các cực và trang bị cho lõi một đầu đồng. Dòng điện đến cuộn dây thoại được cung cấp thông qua các dây dẫn linh hoạt của loa - một dây thông thường quấn trên một sợi tổng hợp.
Nguyên tắc làm việc
Chúng ta đã tìm ra thiết bị loa, chúng ta hãy chuyển sang nguyên lý hoạt động. Nguyên lý hoạt động của loa như sau: dòng điện đi vào cuộn dây làm cho nó dao động vuông góc trong từ trường. Hệ thống này kéo bộ khuếch tán cùng với nó, làm cho nó dao động ở tần số của dòng điện áp dụng và tạo ra các sóng phóng điện. Bộ khuếch tán bắt đầu dao động và tạo ra sóng âm thanh mà tai người có thể cảm nhận được. Chúng được truyền dưới dạng tín hiệu điện tới bộ khuếch đại. Đây là nơi phát ra âm thanh.
Dải tần số trực tiếpphụ thuộc vào độ dày của các lõi từ và kích thước của loa. Với một mạch từ lớn hơn, khe hở trong hệ thống từ tăng, và với nó phần hiệu dụng của cuộn dây tăng lên. Đó là lý do tại sao loa nhỏ gọn không thể đối phó với tần số thấp trong khoảng 16-250 hertz. Ngưỡng tần số tối thiểu của chúng bắt đầu ở 300 hertz và kết thúc ở 12.000 hertz. Đó là lý do tại sao loa phát ra tiếng kêu khi bạn tăng âm lượng.
Điện trở định mức
Dây cung cấp dòng điện cho cuộn dây có điện trở hoạt động và phản kháng. Để xác định mức sau này, các kỹ sư đo nó ở tần số 1000 hertz và thêm điện trở hoạt động của cuộn dây thoại vào giá trị kết quả. Hầu hết các loa có mức trở kháng là 2, 4, 6 hoặc 8 ohms. Thông số này phải được xem xét khi mua một bộ khuếch đại. Điều quan trọng là phải thống nhất về mức độ khối lượng công việc.
Dải tần
Ở trên đã nói rằng hầu hết các điện động lực học chỉ tái tạo một phần tần số mà một người có thể cảm nhận được. Không thể làm một chiếc loa phổ thông có khả năng tái tạo toàn bộ dải tần từ 16 hertz đến 20 kilohertz, vì vậy các tần số được chia thành ba nhóm: thấp, trung bình và cao. Sau đó, các nhà thiết kế bắt đầu tạo ra những chiếc loa riêng cho từng tần số. Điều này có nghĩa là các loa trầm có khả năng xử lý âm trầm tốt nhất. Chúng hoạt động trong khoảng 25 hertz - 5 kilohertz. Các tần số cao được thiết kế để hoạt động với các đỉnh phát ra tiếng kêu (do đó có tên thông dụng - "loa tweeter"). Họ làm việc trongdải tần 2 kilohertz - 20 kilohertz. Loa tầm trung hoạt động trong khoảng 200 hertz - 7 kilohertz. Các kỹ sư vẫn đang cố gắng tạo ra một chiếc loa toàn dải chất lượng. Than ôi, giá của chiếc loa đi ngược lại với chất lượng của nó và không biện minh cho nó chút nào.
Một chút về loa di động
Loa cho điện thoại khác với các mẫu "người lớn" về mặt cấu tạo. Sẽ không thực tế nếu đặt một cơ chế phức tạp như vậy vào một trường hợp di động, vì vậy các kỹ sư đã tìm đến mẹo và thay thế một số yếu tố. Ví dụ, các cuộn dây đã được cố định và một màng được sử dụng thay cho bộ khuếch tán. Loa điện thoại được đơn giản hóa quá mức, vì vậy đừng mong đợi chất lượng âm thanh cao từ chúng.
Dải tần số mà một phần tử như vậy có thể bao phủ được thu hẹp đáng kể. Về âm thanh, nó gần với các thiết bị tần số cao hơn, vì không có thêm không gian trong vỏ điện thoại để lắp các lõi từ tính dày.
Thiết bị loa trong điện thoại di động không chỉ khác nhau về kích thước mà còn thiếu tính độc lập. Khả năng của thiết bị bị giới hạn bởi phần mềm. Điều này được thực hiện để bảo vệ thiết kế của loa. Nhiều người xóa giới hạn này theo cách thủ công và sau đó tự hỏi: "Tại sao người nói thở khò khè?"
Trong một điện thoại thông minh trung bình, hai yếu tố như vậy được cài đặt. Một cái được nói, cái kia là âm nhạc. Đôi khi chúng được kết hợp để đạt được hiệu ứng âm thanh nổi. Bằng cách này hay cách khác, bạn có thể đạt được độ sâu và phong phú của âm thanh chỉ với một hệ thống âm thanh nổi chính thức.
