एक इलेक्ट्रोडायनामिक लाउडस्पीकर एक ऐसा उपकरण है जो एक स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र में करंट के साथ एक कॉइल को घुमाकर विद्युत सिग्नल को ध्वनि में परिवर्तित करता है। हम इन उपकरणों का दैनिक आधार पर उपयोग करते हैं। भले ही आप संगीत के बहुत बड़े प्रशंसक न हों और आधा दिन हेडफोन में न बिताएं। टीवी, कारों में रेडियो और यहां तक कि टेलीफोन भी स्पीकर से लैस हैं। हमारे लिए परिचित यह तंत्र वास्तव में तत्वों का एक संपूर्ण परिसर है, और इसका उपकरण इंजीनियरिंग कला का एक वास्तविक कार्य है।
इस लेख में, हम स्पीकर डिवाइस पर करीब से नज़र डालेंगे। आइए चर्चा करें कि इस उपकरण में कौन से हिस्से हैं और वे कैसे काम करते हैं।
इतिहास
दिन इलेक्ट्रोडायनामिक्स के आविष्कार के इतिहास में एक छोटे से विषयांतर की शुरुआत करता है। 1920 के दशक के अंत में एक समान प्रकार के लाउडस्पीकरों का उपयोग किया गया था। बेल का फोन भी इसी सिद्धांत पर काम करता था। इसमें एक झिल्ली शामिल थी जो एक स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र में चली गई। इन वक्ताओं में कई गंभीर खामियां थीं: आवृत्ति विरूपण, ध्वनि हानि। क्लासिक लाउडस्पीकरों से जुड़ी समस्याओं को हल करने के लिए, ओलिवर लॉर्ड ने अपने काम का उपयोग करने का सुझाव दिया। उसका कुंडल बल की रेखाओं के पार चला गया। थोड़ाबाद में, उनके दो सहयोगियों ने उपभोक्ता बाजार के लिए प्रौद्योगिकी को अनुकूलित किया और इलेक्ट्रोडायनामिक्स के एक नए डिजाइन का पेटेंट कराया जो आज भी उपयोग में है।
स्पीकर डिवाइस
स्पीकर का डिज़ाइन काफी जटिल है और इसमें कई तत्व होते हैं। स्पीकर आरेख (नीचे) उन मुख्य भागों को दिखाता है जो स्पीकर को ठीक से काम करते हैं।
ध्वनिक स्पीकर डिवाइस में निम्नलिखित भाग शामिल हैं:
- निलंबन (या किनारे का गलियारा);
- डिफ्यूज़र (या झिल्ली);
- टोपी;
- आवाज का तार;
- कोर;
- चुंबकीय प्रणाली;
- डिफ्यूज़र होल्डर;
- लचीला लीड।
विभिन्न स्पीकर मॉडल विभिन्न अद्वितीय डिजाइन तत्वों का उपयोग कर सकते हैं। क्लासिक स्पीकर डिवाइस बिल्कुल इस तरह दिखता है।
आइए प्रत्येक व्यक्तिगत डिज़ाइन तत्व पर अधिक विस्तार से विचार करें।
एज गलियारा
इस तत्व को "कॉलर" भी कहा जाता है। यह एक प्लास्टिक या रबर का किनारा है जो पूरे क्षेत्र में इलेक्ट्रोडायनामिक तंत्र का वर्णन करता है। कभी-कभी एक विशेष कंपन-भिगोना कोटिंग वाले प्राकृतिक कपड़े मुख्य सामग्री के रूप में उपयोग किए जाते हैं। नालीदार न केवल उस सामग्री के प्रकार से विभाजित होते हैं जिससे वे बने होते हैं, बल्कि आकार से भी विभाजित होते हैं। सबसे लोकप्रिय उपप्रकार सेमी-टोरॉयडल प्रोफाइल है।
"कॉलर" के लिए कई आवश्यकताएं हैं, जिनका पालन इसकी उच्च गुणवत्ता को इंगित करता है। पहली आवश्यकता उच्च लचीलापन है। नालीदार गुंजयमान आवृत्तिकम होना चाहिए। दूसरी आवश्यकता यह है कि गलियारे को अच्छी तरह से तय किया जाना चाहिए और केवल एक प्रकार का दोलन प्रदान करना चाहिए - समानांतर। तीसरी आवश्यकता विश्वसनीयता है। "कॉलर" को तापमान परिवर्तन और "सामान्य" पहनने के लिए पर्याप्त रूप से प्रतिक्रिया करनी चाहिए, लंबे समय तक अपना आकार बनाए रखना चाहिए।
ध्वनि का सबसे अच्छा संतुलन प्राप्त करने के लिए, कम आवृत्ति वाले स्पीकर में रबर के गलियारों का उपयोग किया जाता है, और उच्च आवृत्ति वाले वाले पेपर वाले में।
डिफ्यूज़र
विद्युत गतिकी में विकिरण करने वाली मुख्य वस्तु डिफ्यूज़र है। स्पीकर शंकु एक प्रकार का पिस्टन है जो एक सीधी रेखा में ऊपर और नीचे चलता है और एक रैखिक रूप में आयाम-आवृत्ति विशेषता (बाद में आवृत्ति प्रतिक्रिया के रूप में संदर्भित) को बनाए रखता है। जैसे ही दोलन आवृत्ति बढ़ती है, विसारक झुकना शुरू कर देता है। इस वजह से, तथाकथित खड़ी तरंगें दिखाई देती हैं, जो बदले में आवृत्ति प्रतिक्रिया ग्राफ में गिरावट और वृद्धि की ओर ले जाती हैं। इस प्रभाव को कम करने के लिए, डिजाइनर कम घनत्व वाली सामग्री से बने स्टिफ़र डिफ्यूज़र का उपयोग करते हैं। यदि स्पीकर का आकार 12 इंच है, तो इसमें आवृत्ति रेंज कम आवृत्तियों के लिए 1 किलोहर्ट्ज़, मध्यम के लिए 3 किलोहर्ट्ज़ और उच्च आवृत्तियों के लिए 16 किलोहर्ट्ज़ के भीतर भिन्न होगी।
- डिफ्यूज़र कठोर हो सकते हैं। वे सिरेमिक या एल्यूमीनियम से बने होते हैं। ऐसे उत्पाद ध्वनि विकृति का निम्नतम स्तर प्रदान करते हैं। कठोर शंकु स्पीकर अपने समकक्षों की तुलना में बहुत अधिक महंगे हैं।
- नरम डिफ्यूज़र पॉलीप्रोपाइलीन से बने होते हैं। नरम सामग्री द्वारा तरंगों के अवशोषण के कारण ऐसे नमूने सबसे नरम और गर्म ध्वनि प्रदान करते हैं।
- अर्ध-कठोर डिफ्यूज़र एक समझौता है। वे केवलर या फाइबरग्लास से बने होते हैं। ऐसे शंकु से उत्पन्न विकृति कठोर शंकुओं से अधिक होती है, लेकिन नरम शंकुओं से कम होती है।
कैप
टोपी एक सिंथेटिक या कपड़े का खोल है जिसका मुख्य कार्य वक्ताओं को धूल से बचाना है। इसके अलावा, टोपी एक निश्चित ध्वनि के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। विशेष रूप से, मध्यम आवृत्तियों को खेलते समय। सबसे कठोर फिक्सिंग के उद्देश्य से, कैप को गोल किया जाता है, जिससे उन्हें थोड़ा मोड़ मिलता है। जैसा कि आप शायद पहले ही समझ चुके हैं, एक निश्चित ध्वनि प्राप्त करने के लिए सामग्रियों की विविधता समान है। विभिन्न संसेचन, फिल्मों, सेलूलोज़ रचनाओं और यहां तक कि धातु की जाली वाले कपड़े का उपयोग किया जाता है। उत्तरार्द्ध, बदले में, एक रेडिएटर का कार्य भी करता है। एल्युमिनियम या धातु की जाली कुंडली से अतिरिक्त ऊष्मा का संचालन करती है।
पक
कभी-कभी इसे "मकड़ी" भी कहा जाता है। यह स्पीकर कोन और उसके शरीर के बीच स्थित एक वजनदार हिस्सा है। वॉशर का उद्देश्य वूफर के लिए एक स्थिर प्रतिध्वनि बनाए रखना है। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है अगर कमरे में तापमान में अचानक परिवर्तन होता है। वॉशर कॉइल और पूरे मूविंग सिस्टम की स्थिति को ठीक करता है, और चुंबकीय अंतराल को भी बंद कर देता है, जिससे धूल उसमें प्रवेश नहीं कर पाती है। क्लासिक वाशर एक गोल नालीदार डिस्क हैं। अधिक आधुनिक विकल्प थोड़े अलग दिखते हैं। कुछ निर्माता जानबूझकर गलियारे के आकार को बदलते हैं ताकि रैखिकता को बढ़ाया जा सकेआवृत्तियों और पक के आकार को स्थिर। यह डिज़ाइन स्पीकर की कीमत को बहुत प्रभावित करता है। वाशर नायलॉन, मोटे कैलिको या तांबे से बने होते हैं। अंतिम विकल्प, जैसा कि कैप के मामले में होता है, एक मिनी-रेडिएटर के रूप में कार्य करता है।
वॉयस कॉइल और मैग्नेट सिस्टम
तो हम उस तत्व तक पहुंचे, जो वास्तव में, ध्वनि प्रजनन के लिए जिम्मेदार है। चुंबकीय प्रणाली चुंबकीय सर्किट के एक छोटे से अंतराल में स्थित है और, कुंडल के साथ, विद्युत ऊर्जा को परिवर्तित करती है। चुंबकीय प्रणाली अपने आप में एक अंगूठी और एक कोर के रूप में एक चुंबक की एक प्रणाली है। उनके बीच, ध्वनि प्रजनन के समय, आवाज का तार चलता है। डिजाइनरों के लिए एक महत्वपूर्ण कार्य एक चुंबकीय प्रणाली में एक समान चुंबकीय क्षेत्र बनाना है। ऐसा करने के लिए, स्पीकर निर्माता सावधानी से ध्रुवों को संरेखित करते हैं और कोर को तांबे की नोक से लैस करते हैं। वॉयस कॉइल में करंट की आपूर्ति स्पीकर के लचीले लीड के माध्यम से की जाती है - एक सिंथेटिक धागे पर एक साधारण तार घाव।
कार्य सिद्धांत
हमने स्पीकर डिवाइस का पता लगा लिया है, चलिए ऑपरेशन के सिद्धांत पर चलते हैं। स्पीकर के संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है: कॉइल में जाने वाला करंट इसे चुंबकीय क्षेत्र के भीतर लंबवत रूप से दोलन करता है। यह प्रणाली डिफ्यूज़र को अपने साथ खींचती है, जिससे यह लागू करंट की आवृत्ति पर दोलन करता है, और डिस्चार्ज तरंगें बनाता है। विसारक दोलन करना शुरू कर देता है और ध्वनि तरंगें बनाता है जिन्हें मानव कान द्वारा माना जा सकता है। वे एम्पलीफायर को विद्युत संकेत के रूप में प्रेषित होते हैं। यहीं से आवाज आती है।
फ़्रीक्वेंसी रेंज सीधेचुंबकीय कोर की मोटाई और स्पीकर के आकार पर निर्भर करता है। एक बड़े चुंबकीय सर्किट के साथ, चुंबकीय प्रणाली में अंतर बढ़ जाता है, और इसके साथ कुंडल का प्रभावी हिस्सा बढ़ जाता है। यही कारण है कि कॉम्पैक्ट स्पीकर 16-250 हर्ट्ज की सीमा में कम आवृत्तियों का सामना नहीं कर सकते। उनकी न्यूनतम आवृत्ति सीमा 300 हर्ट्ज़ से शुरू होती है और 12,000 हर्ट्ज़ पर समाप्त होती है। इसलिए जब आप वॉल्यूम बढ़ाते हैं तो स्पीकर क्रैक करते हैं।
रेटेड विद्युत प्रतिरोध
कॉइल को करंट सप्लाई करने वाले तार में सक्रिय और प्रतिक्रियाशील प्रतिरोध होता है। बाद के स्तर को निर्धारित करने के लिए, इंजीनियर इसे 1000 हर्ट्ज की आवृत्ति पर मापते हैं और परिणामी मूल्य में वॉयस कॉइल के सक्रिय प्रतिरोध को जोड़ते हैं। अधिकांश वक्ताओं का प्रतिबाधा स्तर 2, 4, 6 या 8 ओम होता है। एम्पलीफायर खरीदते समय इस पैरामीटर पर विचार किया जाना चाहिए। कार्यभार के स्तर पर सहमत होना महत्वपूर्ण है।
फ़्रीक्वेंसी रेंज
यह पहले ही ऊपर कहा जा चुका है कि अधिकांश इलेक्ट्रोडायनामिक्स केवल आवृत्तियों के एक हिस्से को पुन: उत्पन्न करता है जिसे एक व्यक्ति अनुभव कर सकता है। 16 हर्ट्ज से 20 किलोहर्ट्ज़ तक की पूरी रेंज को पुन: पेश करने में सक्षम एक सार्वभौमिक स्पीकर बनाना असंभव है, इसलिए आवृत्तियों को तीन समूहों में विभाजित किया गया था: निम्न, मध्यम और उच्च। उसके बाद, डिजाइनरों ने प्रत्येक आवृत्ति के लिए अलग से स्पीकर बनाना शुरू किया। इसका मतलब है कि बास को संभालने में वूफर सबसे अच्छे हैं। वे 25 हर्ट्ज - 5 किलोहर्ट्ज़ की सीमा में काम करते हैं। उच्च-आवृत्ति वाले को स्क्वीलिंग टॉप्स (इसलिए सामान्य नाम - "ट्वीटर") के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। वे में काम करते हैंआवृत्ति रेंज 2 किलोहर्ट्ज़ - 20 किलोहर्ट्ज़। मिडरेंज स्पीकर्स 200 हर्ट्ज़ - 7 किलोहर्ट्ज़ की रेंज में काम करते हैं। इंजीनियर अभी भी एक गुणवत्ता पूर्ण श्रेणी के स्पीकर बनाने की कोशिश कर रहे हैं। काश, स्पीकर की कीमत इसकी गुणवत्ता के खिलाफ जाती और इसे बिल्कुल भी सही नहीं ठहराती।
मोबाइल स्पीकर के बारे में थोड़ा सा
फोन के स्पीकर रचनात्मक रूप से "वयस्क" मॉडल से भिन्न होते हैं। इस तरह के एक जटिल तंत्र को मोबाइल मामले में रखना अवास्तविक है, इसलिए इंजीनियरों ने चाल चली और कई तत्वों को बदल दिया। उदाहरण के लिए, कॉइल स्थिर हो गए हैं, और एक डिफ्यूज़र के बजाय एक झिल्ली का उपयोग किया जाता है। फ़ोन के स्पीकर बहुत सरल हैं, इसलिए उनसे उच्च ध्वनि गुणवत्ता की अपेक्षा न करें।
आवृत्ति रेंज जिसे ऐसा तत्व कवर कर सकता है, काफी संकुचित है। इसकी ध्वनि के संदर्भ में, यह उच्च-आवृत्ति वाले उपकरणों के करीब है, क्योंकि फोन के मामले में मोटी चुंबकीय कोर स्थापित करने के लिए कोई अतिरिक्त स्थान नहीं है।
मोबाइल फोन में स्पीकर डिवाइस न केवल आकार में भिन्न होता है, बल्कि स्वतंत्रता की कमी में भी भिन्न होता है। डिवाइस की क्षमताएं सॉफ्टवेयर द्वारा सीमित हैं। यह वक्ताओं के डिजाइन की रक्षा के लिए किया जाता है। बहुत से लोग मैन्युअल रूप से इस सीमा को हटा देते हैं, और फिर खुद से पूछते हैं: "वक्ताओं की घरघराहट क्यों होती है?"
एक औसत स्मार्टफोन में ऐसे दो एलिमेंट इंस्टॉल होते हैं। एक बोली जाती है, दूसरी संगीतमय होती है। कभी-कभी उन्हें स्टीरियो प्रभाव प्राप्त करने के लिए जोड़ा जाता है। एक तरह से या किसी अन्य, आप केवल एक पूर्ण स्टीरियो सिस्टम के साथ ध्वनि में गहराई और समृद्धि प्राप्त कर सकते हैं।
