โครงสร้างลำโพงหลักการทำงานและดัชนีประสิทธิภาพ

ลำโพงเป็นอุปกรณ์แปลงพลังงานชนิดหนึ่งที่แปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณอะคูสติก ประสิทธิภาพของลำโพงนั้นส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพเสียง ลำโพงเป็นส่วนประกอบที่อ่อนแอมากในอุปกรณ์เครื่องเสียงและเป็นส่วนประกอบที่สำคัญสำหรับเอฟเฟกต์เสียง ลำโพงทั่วไปรวมถึงลำโพงแม่เหล็กไฟฟ้า, ลำโพงแบบไดนามิก, ลำโพงไฟฟ้าสถิต ฯลฯ ดังนั้นหลักการทำงานของลำโพงชนิดต่าง ๆ คืออะไร? ต่อไปฉันจะแนะนำโครงสร้างหลักการทำงานและดัชนีประสิทธิภาพของลำโพงทีละตัว

โครงสร้างของลำโพง

ลำโพงโดยทั่วไปประกอบด้วยฝาครอบกันฝุ่นกรวยเสียงคอยล์เสียงแผ่นสั่นสะเทือนกรอบอ่างโพสต์ที่มีผลผูกพันชิ้นขั้วแม่เหล็กด้านบนและล่างและเหล็กแม่เหล็ก

1. อ่างเสียง

ใช้การสั่นสะเทือนของอ่างเสียงเพื่อผลักอากาศให้สั่นเพื่อให้ได้เสียงของเสียง ดังนั้นวัสดุของกรวยเสียงจะกำหนดบุคลิกภาพของลำโพง

2 อ่างยืน

ประเภทและลักษณะของโครงอ่างมีดังนี้: แผ่นเหล็ก: ราคาที่ต่ำกว่า; หล่อตาย: ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะทำให้พิการ; วัสดุสังเคราะห์: น้ำหนักเบาและไม่เสียรูปง่าย

3. ขดลวดเสียงยืน

คอยล์เสียงส่วนใหญ่เป็นอลูมิเนียม เนื่องจากชั้นวางคอยล์เสียงจำเป็นต้องพิจารณาการกระจายความร้อนผิวอลูมิเนียมจึงมีการกระจายความร้อนที่ดีน้ำหนักเบาและไม่มีการเสียรูป มันยังมีประโยชน์ในกระดาษ แต่ตอนนี้ล้าสมัยแล้ว นอกจากนี้ยังมีบอร์ดอีพ็อกซี่ KISV ซึ่งมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

4.Magnet

เฟอร์ไรต์: แบบดั้งเดิมที่ใช้กันมากที่สุดขนาดใหญ่และราคาต่ำ

NdFe: มันมีสนามแม่เหล็กมากกว่าเฟอร์ไรต์ถึง 7 เท่า แต่มันไม่เสถียรและถูกทำลายแม่เหล็กได้ง่ายดังนั้นจึงไม่สามารถแทนที่เฟอร์ไรต์ได้

แม่เหล็ก Strontium: มีประสิทธิภาพสูง แต่มีขนาดไม่ใหญ่จึงใช้กับทวีตเตอร์เท่านั้น

5.Branches

แผ่นรองรับเรียกอีกอย่างว่าแผ่นสปริงและคลื่นยืดหยุ่นซึ่งเป็นการรองรับการสั่นสะเทือนของลำโพง มีสองวัสดุหลักสำหรับการสนับสนุนแผ่นกลาง: ผ้าฝ้ายและใยสังเคราะห์

6 แหวนพับ

แหวนพับเป็นส่วนที่เชื่อมต่อของอ่างเสียงและโครงอ่างซึ่งใช้เพื่อรองรับระบบเสียงของอ่างเสียงและให้การฟื้นฟูที่สอดคล้องและมีผลทำให้หมาด ๆ

7. หมวกฝุ่น

หน้าที่หลักคือการป้องกันไม่ให้ฝุ่นและเศษเข้าไปในช่องว่างของแม่เหล็ก วัสดุที่ใช้คือกระดาษ, ผ้า, อลูมิเนียม, พลาสติกหรือผ้าคาร์บอนไฟเบอร์และรูปร่างที่ใช้กันทั่วไปคือซีกโลก

ลำโพงทำงานอย่างไร

1 ประเภทการเคลื่อนที่ของขดลวด

หลักการพื้นฐานมาจากกฎหมายซ้ายของเฟลมมิ่ง ใส่เส้นปัจจุบันและเส้นแม่เหล็กในแนวตั้งฉากระหว่างขั้วเหนือและขั้วใต้ของแม่เหล็ก ลวดจะถูกเคลื่อนย้ายโดยการทำงานร่วมกันระหว่างเส้นแม่เหล็กและกระแสไฟฟ้า จากนั้นไดอะแฟรมติดอยู่ที่นี่ ในการติดตามรูทไดอะแฟรมจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและข้างหลังเมื่อการเปลี่ยนแปลงปัจจุบัน ในปัจจุบันกรวยกรวยมากกว่า 90% กำลังเคลื่อนที่แบบขดลวด

2.Electromagnetic

ลำโพงแม่เหล็กหรือที่เรียกว่า "ลำโพงกก" ในโครงสร้างของลำโพงแม่เหล็กมีแม่เหล็กไฟฟ้าแกนเคลื่อนที่ระหว่างสองขั้วของแม่เหล็กถาวร แรงดึงดูดของแรงดึงดูดระดับเฟสจะถูกเก็บไว้ที่กึ่งกลาง เมื่อกระแสไหลในขดลวดแกนที่เคลื่อนที่ได้จะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กและกลายเป็นแท่งแม่เหล็ก เมื่อทิศทางของการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันมีการเปลี่ยนแปลงขั้วของแถบแม่เหล็กเพื่อให้แกนเหล็กที่เคลื่อนที่ได้หมุนไปรอบ ๆ ศูนย์กลางและการสั่นสะเทือนของแกนเหล็กที่เคลื่อนที่ได้จะถูกส่งจากคานไปยังไดอะแฟรมเพื่อส่งเสริมการสั่นสะเทือนจากความร้อน

3.Inductive

คล้ายกับหลักการทางแม่เหล็กไฟฟ้า แต่เกราะสองเท่าและเสียงสองขดบนแม่เหล็กไม่สมมาตร เมื่อกระแสสัญญาณผ่านไปอาร์มาเธอร์ทั้งสองจะผลักและเคลื่อนที่ไปพร้อมกันเพื่อหาฟลักซ์แม่เหล็กที่แตกต่างกัน ซึ่งแตกต่างจากแม่เหล็กไฟฟ้าตัวเหนี่ยวนำสามารถสร้างความถี่ที่ต่ำกว่า แต่ประสิทธิภาพอยู่ในระดับต่ำมาก

4 ไฟฟ้าสถิต

หลักการพื้นฐานคือกฎของคูลอมบ์ โดยปกติไดอะแฟรมพลาสติกและวัสดุอุปนัยเช่นอลูมิเนียมจะถูกทำให้เป็นสุญญากาศ ไดอะแฟรมสองตัววางอยู่ต่อหน้า เมื่อหนึ่งในนั้นเพิ่มกระแสบวกและแรงดันไฟฟ้าสูงอีกตัวหนึ่งจะเหนี่ยวนำกระแสขนาดเล็ก ด้วยการผลักดันซึ่งกันและกันผ่านแรงดึงดูดและแรงผลักดันของกันและกันอากาศจะส่งเสียง

โมโนเมอร์ไฟฟ้าสถิตนั้นมีน้ำหนักเบาและมีการกระจายการสั่นสะเทือนเล็กน้อยดังนั้นจึงง่ายต่อการรับเสียงกลางและเสียงแหลมที่ชัดเจนและโปร่งใสซึ่งส่งผลต่อพลังเสียงเบสและประสิทธิภาพไม่สูงและง่ายต่อการรวบรวมฝุ่นโดยใช้พลังงาน DC จัดหา.

5.Planar

การออกแบบครั้งแรกที่พัฒนาโดย SONY ของญี่ปุ่นการออกแบบวอยซ์คอยล์ยังคงเป็นรูปแบบของขดลวดเคลื่อนที่ แต่ไดอะแฟรมรูปกรวยกรวยเปลี่ยนเป็นไดอะแฟรมรูปกรวยรังผึ้งเพราะคนจำนวนน้อยมีผลกลวงลักษณะดีกว่า แต่ ประสิทธิภาพยังอยู่ในระดับต่ำ .

6.Ribbon

หากไม่มีการออกแบบคอยล์เสียงแบบเดิมกะบังลมทำจากโลหะที่บางมากและกระแสจะไหลเข้าสู่ตัวนำโดยตรงเพื่อทำให้มันสั่นสะเทือน เนื่องจากไดอะแฟรมเป็นคอยล์เสียงจึงมีน้ำหนักเบามากมีการตอบสนองที่ยอดเยี่ยมและตอบสนองความถี่สูง อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพและความต้านทานต่ำของลำโพง Ribbon เป็นความท้าทายครั้งใหญ่สำหรับแอมป์ อีกวิธีคือการมีวอยซ์คอยล์ แต่วอยซ์คอยล์ถูกพิมพ์ลงบนแผ่นพลาสติกโดยตรงซึ่งสามารถแก้ปัญหาความต้านทานต่ำได้

7 ประเภทแตร

ไดอะแฟรมผลักอากาศที่อยู่ด้านล่างของฮอร์นให้ทำงาน เนื่องจากเสียงไม่กระจายระหว่างการส่งจึงมีประสิทธิภาพมาก อย่างไรก็ตามเนื่องจากรูปร่างและความยาวของฮอร์นจะส่งผลต่อเสียงจึงไม่สามารถเล่นซ้ำที่ความถี่ต่ำได้ง่าย ตอนนี้ส่วนใหญ่จะใช้ในระบบ PA ยักษ์หรือบนทวีตเตอร์

8.Piezoelectric

ลำโพงที่ใช้เอฟเฟกต์แบบ piezoelectric ผกผันของวัสดุ piezoelectric เรียกว่าลำโพง piezoelectric ปรากฏการณ์ที่วัสดุไดอิเล็กทริกผ่านโพลาไรซ์ภายใต้ความกดดันทำให้เกิดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างสองพื้นผิวที่เรียกว่า "ผลเพียโซอิเล็กทริก" ผลของการผกผันคืออิเล็กทริกที่ผิดรูปในสนามไฟฟ้าผ่านการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นซึ่งเรียกว่า "อินเวอร์สเพียโซอิเล็กทริกเอฟเฟกต์" หรือ "electrostriction"

9. ลำโพงในตัว

ลำโพงไอออนใช้การจ่ายแรงดันสูงเพื่อทำให้อากาศกลายเป็นโปรตอนที่มีประจุ หลังจากการใช้แรงดันไฟฟ้า AC โมเลกุลที่มีประจุฟรีเหล่านี้จะส่งเสียงเนื่องจากการสั่นสะเทือน ในปัจจุบันมันสามารถใช้ได้เฉพาะในโมโนเมอร์ความถี่สูง ลำโพงไอออนแตกต่างจากลำโพงอื่นเนื่องจากไม่มีไดอะแฟรมดังนั้นลักษณะชั่วคราวและคุณลักษณะความถี่สูงจึงดี แต่โครงสร้างนั้นซับซ้อนเกินไป

10. ลำโพงปรับการไหลเวียนของอากาศ

ลำโพงมอดูเลต Airflow เรียกอีกอย่างว่าลำโพงลมไหล เป็นลำโพงที่ใช้ลมอัดเป็นแหล่งพลังงานและใช้กระแสเสียงเพื่อปรับการไหลของอากาศ ประกอบด้วยห้องปรับอากาศวาล์วมอดูเลตฮอร์นและวงจรแม่เหล็ก

อัดอากาศไหลจากห้องอากาศผ่านวาล์วและถูกปรับโดยสัญญาณเสียงภายนอกเพื่อให้ความผันผวนของการไหลของอากาศเปลี่ยนไปตามสัญญาณเสียงภายนอกและการไหลของอากาศมอดูเลตจะถูกรวมเข้ากับแตรเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของ ระบบ. ส่วนใหญ่จะใช้เป็นแหล่งกำเนิดเสียงสำหรับการทดสอบสภาพแวดล้อมเสียงความเข้มสูงหรือการออกอากาศทางไกล

11.Ultrasonic

มันไม่ได้ใช้รูปแบบดั้งเดิมของหน่วยลำโพง แต่ใช้เครื่องกำเนิดอัลตราโซนิกเพื่อสร้างลำแสงอัลตราโซนิกที่ประมวลผลสองแบบพิเศษ เมื่อคานทั้งสองนี้ทำหน้าที่เกี่ยวกับแก้วหูของหูมนุษย์ในเวลาเดียวกันพวกเขาสามารถสร้างการได้ยินโดยการมีปฏิสัมพันธ์

ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของลำโพง

1. การตอบสนองความถี่

ตัวบ่งชี้นี้สะท้อนถึงช่วงความถี่หลักที่ลำโพงทำงาน เมื่อแหล่งสัญญาณแรงดันคงที่ถูกนำไปใช้กับลำโพงและความถี่ของแหล่งสัญญาณถูกเปลี่ยนจากความถี่ต่ำเป็นความถี่สูงความดันเสียงที่เกิดจากลำโพงจะเปลี่ยนไปเมื่อมีการเปลี่ยนความถี่ เส้นโค้งความถี่แรงดันเสียงที่เกิดขึ้นช่วงนี้จะกว้างยิ่งขึ้นทำให้ได้คุณภาพเสียงที่ดีขึ้น

2. อัตราความต้านทาน

มันหมายถึงค่าความต้านทานที่วัดได้ที่อินพุตของลำโพงที่ความถี่การใช้งานเฉพาะ โดยปกติจะมีการระบุไว้ในแผ่นป้ายเครื่องหมายการค้าของผลิตภัณฑ์ที่กำหนดโดยผู้ผลิตความต้านทานที่กำหนดไว้มักจะเป็นค่าโหมดอิมพีแดนซ์ซึ่งพลังงานสูงสุดสามารถคาดหวังได้ในช่วงความถี่ที่กำหนด คะแนนความต้านทานโดยทั่วไปคือ 4 โอห์ม 8 โอห์ม 16 โอห์ม 32 โอห์ม ฯลฯ 3 โอห์มและ 6 โอห์มนอกจากนี้ยังใช้ในต่างประเทศ

3.Power

พลังของลำโพงเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้สำคัญเมื่อเลือกใช้ลำโพง เป็นกำลังไฟฟ้าขาเข้าเมื่อลำโพงสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานโดยไม่สร้างเสียงผิดปกติ ในการทดสอบทั่วไปใช้สัญญาณเสียงสีชมพูและทำการทดสอบในช่วงความถี่ที่กำหนดผ่านตัวกรองเฉพาะ

พลังเสียงรบกวนสูงสุดนั้นแตกต่างจากกำลังไฟที่กำหนดซึ่งบ่งบอกถึงความสามารถของลำโพงในการทนต่อกำลังไฟฟ้าอินพุตขนาดใหญ่ในช่วงเวลาสั้น ๆ และเวลาทดสอบของเครื่องนั้นเพียงไม่กี่วินาทีหรือนาที โดยทั่วไปพลังเสียงรบกวนสูงสุดคือ 2-4 เท่าของกำลังไฟที่กำหนด

4.Sensitivity

ความไวของลักษณะหมายถึงระดับความดันเสียงที่วัดที่ 1m ในทิศทางตามแนวแกนเมื่อลำโพงเพิ่มแรงดันสัญญาณเสียงสีชมพูเทียบเท่ากับกำลังไฟ 1W ของความต้านทานที่กำหนด ชุดลำโพงแต่ละตัวจะต้องเหมือนกันในย่านความถี่ที่รับผิดชอบในการเล่นเพื่อให้ลำโพงทั้งหมดมีความสมดุลของเสียงสูงกลางและเบสในระหว่างการเล่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับลำโพงสเตอริโอหน่วยที่ใช้สำหรับช่องทางซ้ายและขวาจะต้องได้รับการคัดเลือกและจับคู่อย่างเคร่งครัด เป็นสิ่งจำเป็นที่ความแตกต่างระหว่างระดับความดันเสียงออกของหน่วยที่ใช้ในช่องทางซ้ายและขวาควรอยู่ในบวกหรือลบ 1 dB มิฉะนั้นการแปลภาพเสียงจะได้รับผลกระทบ

5.Directivity

Directivity ใช้เพื่ออธิบายความสามารถของลำโพงในการเปล่งคลื่นเสียงในทิศทางต่างๆในอวกาศ โดยทั่วไปแล้วมันจะแสดงโดยเส้นโค้งของระดับความดันเสียงเป็นฟังก์ชั่นของมุมรังสี ทิศทางของลำโพงมีความสัมพันธ์กับความถี่และโดยทั่วไปไม่มีทิศทางชัดเจนที่ความถี่ต่ำ ที่ความถี่สูงเนื่องจากความยาวคลื่นสั้นของคลื่นเสียงทิศทางจะคมชัดดังนั้นลำโพงบางตัวจึงจัดเรียงหน่วยความถี่สูงหลายอย่างในทิศทางที่ต่างกันเพื่อปรับปรุงทิศทาง ทิศทางนั้นสัมพันธ์กับความสามารถของผู้พูด โดยทั่วไปเมื่อความสามารถมีขนาดใหญ่ทิศทางก็จะคมชัด เมื่อความสามารถมีขนาดเล็กทิศทางก็จะกว้าง

6.Distortion

การบิดเบือนในระบบลำโพง ได้แก่ การบิดเบือนของเสียงร้อง, การบิดเบือนของเสียงและการบิดเบือนเสียงชั่วคราว ลักษณะการผิดเพี้ยนของลำโพงมีแนวโน้มที่จะทำให้ลักษณะด้อยลงกว่าลำโพงเดี่ยว โดยปกติอยู่ใกล้กับจุดไขว้การบิดเบือนจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากการออกแบบหรือการดีบักที่ไม่เหมาะสม ความเพี้ยนของฮาร์มอนิกส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่ความถี่ต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้กับความถี่เรโซแนนซ์ ค่าความเพี้ยนของฮาร์มอนิกขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับลำโพงความเที่ยงตรงสูงไม่เกิน 2%