چرا بلند گو ها سایز های مختلفی دارند ؟

به نظرم مطلب جالبی اومد ، پس ترجمش کردم و اینجا میزارمش تا هم خودم یاد بگیرم هم شما . هرچند یکم از فیلدکاری ما دوره.به این مطلب تجربه های خودم که حاصل آزمایش و اندازه گیری هست رو هم اضافه کردم.

وقتی برای خرید بلندگو (باند ) توی گوشی موبایلتون جستجو می کنید ، انواع مختلف بلندگو رو می بینید ،بلندگوها در ابعادشون ، توان شون ، اهم شون ، حساسیت شون و همینطور پهنای باند شون باهم تفاوت دارند .

برای انتخاب سایز بلندگو ، دوتا راه دارید . یا یه چیزی رو بردارید که اندازش برای جایی که دارید مناسب باشه (کاری که همه می کنن ) یا یه چیزی رو بردارید که بهترین پارارمتر ها رو داشته باشه. و البته که در روش دوم اینکه سایزش مناسبه محل نصبش باشه هم مهمه.

براتون جالبه که چرا بلندگو ها ابعاد مختلفی دارند؟

قول میدم اینجا مطالبی می خونید که خیلی ها نمیدونن.حتی کسانی که کار تولید و نصب سیستم های صوتی رو انجام میدند

یک بلندگو چه کار میکنه؟

وظیفه بلندگو تبدیل سیگنال الکتریکی خروجی آمپری فایر به حرکت هستش. حرکت دیافراگم بلندگو (صفحه مخروطی شکل )، هوای اطراف خودش رو متشنج میکنه (فشار متناوب ایجاد میکنه که باعث بهم ریختگی هوای اطراف میشه ) ، به طوری که اگر دیافراگم به جلو حرکت کنه هوای جلوی خودش رو فشرده می کنه و اگر دیافراگم به عقب حرکت کنه هوای جلوی خودش رو رقیق میکنه (فشار هوا کم میشه ) این امواج فشار به بیرون بلندگو گسترش پیدا میکنه و گوشهای ما این تغییرات جزیی فشار رو به صورت صدا تشخیص می دند، خیلی ساده.

چیزهایی که باید بهشون توجه بشه زمانی که صدا باز تولید میشه :

وقتی که صدا باز تولید میشه ، تولید فرکانس های پایین تر سختتره، برای هر بار دو برابر شدن فرکانس دیافراگم بلندگو نیاز داره تا یک چهارم مسافت قبلی رو طی کنه تا توان خروجی برابر باشه ، مثلا اگه ساب ووفر شما نیاز داره تا 2 میلیمتر حرکت کنه که 95 دی بی صدا تو فرکانس 40 هرتز تولید کنه ، فقط لازمه تا 0.5 میلیمتر حرکت کنه که بتونه همون 95 دیبی رو تو 80 هرتز تولید کنه ، همینطور برای تولید 95 دیبی در فرکانس 160 هرتز دیافراگم فقط 0.123 میلیمتر حرکت خواهد کرد .!!!!!!.

اندازه دیافراگم بلندگو توی میزان توانی که بلندگو با یک سیگنال مشخص ورودی خلق میکنه موثره ، بزارید یکم قضیه رو روشن تر کنم (اخه خیلی از فاکتورهای دیگه هم روی این قضیه تاثیرداره) ، یه دیافراگم 30 سانتیمتری (12 اینچ ) باید 2 برابر بیشتر از یه دیافراگم 38سانتی متری (15 اینچ ) حرکت کنه که بتونه خروجی یکسانی در فرکانس یکسان بده . این مسله این معنی روهم میده که بلندگوی 30 سانتی به توان بیشتری احتیاج داره تا بتونه صدای یکسانی با بلندگوی 38 سانتی تولید کنه .

بزرگتر اغلب بهتره؟ درسته ؟

منطقا ، باید بزرگترین بلندگوی ممکن رو برای هر کاربردی انتخاب کنید ، درسته؟ خب به همین راحتی هم نیست ، وقتی میریم سراغ میدرنج و فرکانس بالا دیافراگم بلندگو باید خیلی سریع عقب جلو بشه توی 1000 هرتز دیافراگم باید 1000 بار در یک ثانیه عقب و جلو بشه !!توی 10Kهرتز که باید 10000 بار در ثانیه عقب جلوبشه !!!خب اگه یه بلندگوی بزرگ با دیافراگم سنگین استفاده کنیم ، خیلی سخته که بشه یه همچین سیگنال ی رو ساخت . چرا؟ میگم بهتون .

بیاید یه مقایسه داشته باشیم ، فک کنید تو هیت جلوی دسته یه پرچم دستتون گرفتید و تو هوا تکونش میدید، میله اش 4 متره طول خود پرچم هم 3*2 متری هست روشم طبق معمول یه عالمه پارچه سنگین کارشده . خب شمام تا جاییکه می تونید سریع پرچم رو حرکت میدید ، حتی اگه خیلی هیکلی باشید ؛ خیلی بتونید سریع تکونش بدید یک یا دوبار در ثانیه بشه ( اونم عمرا )، حالا به پسر کوچولویی که کنارتون وایساده نگاه کنید ، یه پرچم کاغذی کوچولوداره با دسته خلال دندونی ، دستان کوچلوش میتونه اون پرچم رو تا 6 یا 8 بار در ثانیه عقب جلو کنه (تازه بیشتر ).

مهندسان طراح بلندگو چندین مسله رو باید باهم درنظر بگیرند تا به هدف های مشخص شده در طراحی شون برسند ، بیاید وزن دیافراگم یک ساب ووفر 25 سانتی رو با یک میدرنج 25 سانتی که در کنسرت ها استفاده میشه مقایسه کنیم ، یک سابووفر 25 سانتی که برای فرکانس های زیر 150 هرتز ساخته شده مجموعه دیافراگمش ( خود دیافراگم ، سیم پیچ اش ، نصف فنر اسپایدر اش، فورمر اش و نصف سارند اش) حدود 150 گرم وزن دارند . یه بلندگوی میدرنج که برای فرکانس های میدرنج (150هرتز تا 1000 هرتز) ساخته شده وزن مجموعه دیافراگمش حدود 40 گرمه!.

واضحه که مجموعه سبک تر سریعتر حرکت میکنه و فرکانس های بالاتر رو بهتر می سازه .

هرچی سبکتر باشه بهتره ؟

حالا با چالش عملکرد بهتر بلندگو تو فرکانس پایین یا فرکانس بالا مواجهیم ، یه دیافراگم سبک حرکتش سریع تره و فرکانس های بالاتری رو میتونه تولید کنه . یه دیافراگم سنگین فرکانس رزونانس پایین تری داره (توی فرکانس پایین عملکرد بهتری داره ) پس میتونه فرکانس پایین بیشتری تولید کنه ترکیب این نکته هارو با مسایل الکتریکی مقاومت و اندوکتانس سیم پیچ درنظر بگیرید ، اندوکتانس سیم پیچ ، فرکانس بالا رو بلاک میکنه ، فک کنم براتون روشن شد که به بلند گوهای متفاوتی احتیاج داریم.

ساب ووفر

اغلب ساب ووفر ها بین 8 تا 18 اینچ اند ، از اونجایی که ساب ووفر طراحی شده تا فرکانس های زیر 100 هرتز رو در ماشین پخش کنه ، به قبایت حرکت زیاد و فرکانس رزونانس پایین احتیاج داره ، این یعنی سابووفرها دیافراگم سنگینی دارند ، وقتی که حرکت دیافراگم زیاد میشه ، دیافراگم در معرض تنش قابل توجهی قرار میگیره ، پس دیافراگم باید محکم باشه ، و این بازم یعنی وزن بیشتر ، سابووفر مجبوره توان زیادی رو تحمل کنه و این توان بهش اجازه میده که دیافراگمش رو در فاصله نصبتا زیادی حرکت بده . تحمل توان باعث میشه قطعاتش بزرگتر بشه ، سیم پیچی بزرگتر با قطر بیشتر.

میدباس درایور

میدباس درایور ها معمولابرای رنج فرکانسی 50 تا 500 هرتز طراحی میشند .سایزشون معمولا 6.5 تا 8 اینچه اما بعضی ها 10 تا 12 اینچ استفاده می کنند ، دیافراگمشون سنگین تره از میدرنج ولی اونقدر سنگین نیست که توفرکتنس های بالا حرکتش کند بشه .

اگه به محتوای سیگنال صوتی نگاهی بندازیم ، مولفه های زیر 100 هرتز توش زیاد می بینیم. دقت در سرعت(دیافراگم در محل خودش باشه ) توی این رنج فرکانسی مهمه و رزونانس و رفتار غیر خطی، اعوجاج های هارمونیکی درست میکنن (یه فرکانس بیخودی پخش میشه )، این معمولا به عنوان “WARMTH”(یه جور مشخصه کیفیت )درک میشه ، خب ما صدای اضافه ای توی موزیکمون نمیخوایم ، پس دقت مسله است .

بلندگوهای میدرنج

بلندگوهای میدرنج برای ایجاد توازن بین چندین مولفه ساخته شدند (فک کنم بدونید چه مولفه هایی ) ، درسته که دیافراگمشون نسبتا سبکه ، اما خروجی خطی و بدون اعوجاج اولویت داره حالا چرا ؟ گوشهای ما براشون راحتتره که اعوجاج هارو توی این رنج فرکانسی تشخیص بدند ، درنتیجه دیافراگم توازن بین حجم خودش و میرایی و قدرت (میرایی نتیجه رزونانسه) رو باید رعایت کنه که باعث جلوگیری از اعوجاج و بهم ریختن سیگنال میشه .سیستم تعلیقش (کمک فنرهاش ) باید خطی باشند.

مدیریت اندوکتانس هم مسله مهمیه ، چون میتونه خروجی فرکانس بالا رو کاهش بده . میدرنج ها ، برای مثلا سیستم صوتی ماشین از 6.5 اینچ و 6*9 اینچ (همون باند خربزه ای خودمون ) تا 2.5 اینچ (بلندگوهای پراید ) مختلف اند خیلی از میدرنج ها کار میدباس هم انجام میدند ، من بلند گو های میدرنجی دیدم که از فرکانس 100 هرتز تا 4000 هرتز رو پخش میکنند .

توییترها

برای تولید فرکانس های بالای 2.5 کیلوهرتز ؛ تیوترها به دیافراگم خیلی سبکی احتیاج دارند ، دیافراگم تیوترها خیلی حرکت نمیکنه ، پس خیلی قابلیت حرکت لازم نداره ، اما هنوز باید انعطاف پذیر باشه ، رزونانس دیافراگم میتونه همهچی روتوی پاسخ فرکانسی خراب کنه . تیوترهای درجه یک ، ممکنه گپ داشته باشند تا بتونند انرژی بیشتری رو تحمل کنند ، همینطور ممکنه یک درپوش با قطعه ای مس داشته باشند که اعوجاج رو کاهش میده

اهم بلندگوها

معیار اهم یا مقاومت بلند گو در جریان مستقیمDC اندازه گیری میشه و امپدانس AC بلندگوی شما از اون مقدار بیشتره .(یعنی درواقع وقتی کار می کنه امپدانسش بیشتره ) برای مثال به منحنی اهم فرکانس بلندگوی 10 اینچی زیر که 6 اهم هستش نگاه کنید :

بالاخره توان خروجی چقدره؟

در مورد توان ، دو مسئله وجود داره ، اولیش پیک ولتاژ خروجی آمپری فایر هست و دومیش اهم بلندگو ،فقط احتمالا فک می کنید که خب به فرکانس هم بستگی داره ، باید بگم که بله به این خاطره که اهم بلندگو با تغییر فرکانس تغییر میکنه .

فرمول محاسبه توان به این صورته

که در فرمول بالا VP مشخصه پیک ولتاژ آمپری فایره و R مشخصه مقاومت بلند گو هست ،

برای مثال برای بلند گوی 6 اهم ی که قبلا نمودار امپدانسش رو دادیم با فرض 25 ولت برای پیک ولتاژ آمپری فایر(VP) و انتخاب فرکانس 50 هرتز که در اون مقاومت بلندگو 120 اهمه توانی معادل 2.6 وات میشه و این درحالیه که در فرکانس 200 هرتز که مقاومت بلندگو 6.5 اهمه توان خروجی حدودا 35 وات خواهد بود .

در واقع خیلی وقت ها مقدار درج شده روی بلند گو و آمپری فایر غلطه ، مثلا توان 300 وات اگه به یک بلند گوی 4 اهمی بخواد اعمال بشه ، باید ولتاژ پیک اعمالی 50 ولت باشه (از جایگذاری در معادله قبل ) و این محاسبه در شرایط ایده آل هستش ، پیک ولتاژ خروجی آمپری فایر پایونیر 8604 فقط 25 ولت بود . این چیزیه که ما تستش کردیم ، و باز هم تست های ما نشون داد که بلند گوهای معتبر بازار که قطر سیم پیچشون 25میلیمتر هست ، نمیتونن به طور طولانی مدت بیشتر از 60 وات توان رو تحمل کنن،اگر چه روشون 300 وات و 450 وات پیک حک شده بود. همینجا بگم که قطر سیم پیچ که به نام VOICE COIL خوانده میشه مهمه ، بلندگوهای با VOICE COIL بزرگتر توان بیشتری رو تحمل می کنند .همینطور میزان هوایی که بلند گو جابجا میکنه هم یکی دیگه از پارامترهای مهمه که باEquivalent Cas Air Load و با متر مربع نشون داده میشه.

جمع بندی

در کل باید بگم اصلا لازم نیست یه بلندگوی برند بگیرید ، با توضیحاتی که دادم با یک نگاه میتونید متوجه بشید که بلندگو برای چه کاری مناسبه ، و باز هم باید بگم که توانی که روی بلندگو یا امپری فایر نوشته شده رو اصلا در نظر نگیرید ، پیک ولتاژ آمپری فایر رو میتونید وقتی ولومش تا ته زیاده با سری کردن یک دیود و یک خازن الکترولیت و یک مولتی متر بفهمیدکافیه ولتاژ دوسر خازن که ولتاژ پیک هست رو اندازه بگیرید ، فقط ولتاژ خازن رو بیشتر از 50 درنظر بگیرید و جهتش رو با جهت دیود به درستی متصل کنید وگرنه میترکه .

یک عالمه مطلب دیگه هم هست ، مثلا باکس بلند گو روی منحنی امپدانسش اثرمیزاره ، یا اثر سیگنالی که از پشت بلندگو خارج میشه روی سیگنال اصلی بلندگو رو خنثی میکنه ،اندازه ارتفاع بلندگو یه فاکتورمهمه که من بهش نپرداختم .