خانه » آموزش » بلندگو چیست و چگونه کار می کند – همه چیز درباره بلندگوها

بلندگو چیست و چگونه کار می کند – همه چیز درباره بلندگوها

بلندگو چیست و چگونه کار می کند؟ 

بلندگو چگونه کار می کند؟ این سئوالی است که شاید در ذهن خیلی از کسانی باشد که با رادیو، تلویزیون، ضبط صوت، پخش سی دی و دی وی دی و انواع دیگر سیستم های صوتی سرکار دارند.
بلندگو در سیستمهای صوتی از اهمیت ویژه ای بر خوردار است و حدود 30 تا 50 درصد یک صدای خوب دلنشین در سیستم بستگی به بلندگوی آن دارد. در حقیقت نمی توان صدای قابل قبولی بدون داشتن بلندگوهای خوب داشت.

Speaker Structure

اما قبل از رفتن به سراغ بحث اصلی بهتر است درباره صوت و انواع آن بیشتر بدانید.

مقدمه‌ای بر صوت

در درون گوش آدمی پرده بسیار نازکی به نام پرده صماخ وجود دارد.

هنگامی که این پرده مرتعش می‌شود، مغز انسان این لرزشها را بصورت صوت تفسیر خواهد کرد. یکی از عمده ترین عواملی که باعث تحریک و مرتعش شدن این پرده می‌شود، تغییرات فشار هوایی است که با آن برخورد می‌کند.

در عمل هنگامی که جسمی در فضا حرکت می‌کند، هوای اطراف خود را منبسط کرده و این انبساط باعث فشرده‌ شدن هوا گردیده و این تغییر فشار، در هوا منتشر می شود؛ سپس به گوش رسیده و باعث مرتعش شدن پرده صماخ می‌گردد.

تفاوت اصوات

صداهای اطراف ما را می‌توان بر اساس دو فاکتور زیر تقسیم بندی کرد:

فرکانس صوت

هرچه فرکانس جسمی که مرتعش می‌شود بیشتر باشد، (سریعتر حرکت کند و مرتعش شود)، مولکولهای هوا با سرعت بیشتری تغییر مکان می‌دهند؛ لذا صدایی که به گوش می رسد صدای زیرتری خواهد بود.

اگر تعداد نوسانات در واحد ثانیه کم باشد، صدا بصورت بم به گوش خواهد رسید.

دامنه صوت

صدایی که از دامنه بیشتری برخوردار باشد، هوا را بیشتر فشرده خواهد کرد و به علت اینکه قادر است پرده گوش را بیشتر به حرکت درآورد، بلندتر شنیده خواهد شد.

میکروفون ها عملی مشابه گوش ما انجام می‌دهند. آنها نیز دارای صفحه نازکی همانند گوش می‌باشند که در اثر برخورد مولکولهای متحرک هوا به آنها، تغییراتی در میزان ولتاژ عبوری از میکروفون را باعث می‌شوند؛ و بدین ترتیب سیگنالهای الکتریکی تولید شده را می‌توان ثبت کرد.

در هنگام پخش نیز، بلندگو ، عکس این عمل را انجام داده و سیگنالهای الکتریکی را به لرزه های فیزیکی و در نتیجه، امواج صوتی تبدیل می‌کند.

دسیبل

دسیبل که بطور مخفف آن را با dB نشان می‌دهند، واحد اندازه‌گیری شدت صوت است. اصواتی که ما قادر به شنیدن آن هستیم، بسیار متفاوتند.

ما می‌توانیم صدای کشیدن انگشتان بر پوست دست و صدای یک جت جنگنده را بشنویم. صدای یک جت جنگنده 1,000,000,000,000 بار بیشتر از صدای انگشتان است؛ با این حال گوش انسان قادر است خود را با همه این شرایط وفق دهد.

واحد دسیبل بصورت لگاریتمی افزایش می‌یابد؛ بدین صورت که کمترین صوت قابل شنیدن، صفر دسیبل (0dB) بوده و صدایی ده برابر قویتر از آن 10dB و صدایی 100 برابر آن 20dB خواهد بود.

جدول نوع و شدت صدا

اصوات بیشتر از ۸۵ دسیبل باعث کاهش شنوایی می‌شوند. البته میزان نزدیکی و دوری از منبع صوت و مدت زمان قرار گرفتن در معرض آن، خود عامل مهمی در میزان صدمه خواهد بود.

قرار گرفتن مداوم به مدت ۸ ساعت در معرض اصوات با قدرت 90 دسیبل باعث آسیب دیدن گوش شده و اصوات بالای 140 دسیبل، حتی اگر بطور لحظه‌ای با گوش برخورد کنند باعث پارگی پرده گوش و درد شدید خواهند شد.

حال که با صوت و انواع آن آشنا شدیم به بحث اصلی یعنی تشریح بلنگو خواهیم پرداخت.

بلندگو در حقیقت وسیله ای است که انرژی اکتریکی را به انرژی صوتی تبدیل می کند.

بلندگو نزدیک به 100 سال است که اختراع شده است؛ و در طول زمان انواع مختلفی از آن از نظر کارکرد ارایه شده است. از بلندگوهای کوارتزی گرفته تا بلندگوهای ریبون ، پیزوالکتریکی ، planar و غیره.

ولی می توان گفت 98% بلندگوهای مورد استفاده، تقریبا همان ساختمان و سازمان اولیه را دارد و هنوز از همان نوع دینامیک استفاده می شود؛ و اساس کار آن بطور ساده به صورت زیر می باشد:

مراحل تولید صدا توسط یک بلندگو

  • یک سیم پیچ درون یک میدان مغناطیسی قرار دارد و از طرفی هم به یک مخروط وصل است.
  • وقتی که جریان متناوب الکتریکی که با فرکانسهای مختلف در درون سیم پیچ جریان پیدا می کند، این سیم پیچ تشکیل میدان مغناطیسی می دهد؛ که با میدان مغناطیسی ثابت از طرف آهنربای قوی ایجاد فاز هم نام یا غیر هم نام می کند.
  • تغییر فاز باعث دفع سیم پیچ به پایین و یا جذب آن به بالا می شود.
  • با حرکت سیم پیچ، مخروط متصل به آن نیز حرکت می کند؛ و با حرکت دادن هوای اطراف مخروط صدا ایجاد می شود.

حرکت سیم پیچ درون میدان مغناطیسی بسته به فرکانس الکتریکی، گاهی اوقات تا 20000 بار در ثانیه (20کیلو هرتز) نیز می رسد؛ و اینگونه صدا ایجاد می شود!

اجزای اصلی بلندگو

در اینجا به شرح قسمتهای تشکیل دهنده یک بلندگو خواهیم پرداخت. به شکل زیر دقت کنید:

اجزای اصلی بلندگو

Frame or Basket – سبد یا بدنه

در حقیقت تنه وشاسی یک بلندگو می باشد که تمام اجزا بلند گو روی آن سوار است . معمولا برای ساختن آن از آلومینویم دایکاست یا نوعی استیل ویا از پلاستیک استفاده می شود.

Diaphragm or Cone – مخروط یا صفحه بلندگو

کار اصلی آن حرکت و جابجا کردن هوا می باشد که از مواد مختلفی مثل کاغذ، الیاف کربن، الیاف فایبر گلاس، پلاستیک، آلومنیوم، تیتانیوم، ابریشم و غیره ساخته می شود.

شرکتهای صاحب سبک بلنگو، به مواد مختلفی برای افزایش کیفیت اعتقاد دارند؛ از الیاف ساقه برنج گرفته تا سنگهای بازالت که در دمای 2700 درجه فارنهایت ذوب می شوند؛ و در حقیقت پس از اختراع بلندگو بیشترین تغییرات بر روی صفحه آن انجام شده است.

اما خیلی ها معتقند هنوز کاغذ که قدیمی ترین مواد مورد استفاده در صفحه بلندگو است، از بقیه مواد بهتر است و در تیوترها(بلندگوهای مخصوص فرکانس بالا) سعی می شود از ابریشم برای ایجاد صدای بهتر استفاده شود.

Surround – سوراند

در حقیقت کار اصلی اش کمک به حرکت آزادانه مخروط است در عین حال به کنترل صفحه مخروط هم کمک زیادی می کند.

سوراند هم از مواد مختلفی بسته به نوع بلندگو و کارخانه سازنده بلندگو ساخته می شود؛ که رایجترین آنها اسفنج نیمه فشرده است. از لاستیکهایی با قابلیت کم ارتجاعی و مقاوم به گرما و سرما نیز به وفور استفاده می شود. از مواد دیگر می توان به نوعی پارچه یا بافتهای شبیه پارچه و الیاف میکروفیبر هم اشاره کرد.

سوراندها بسته به نوع بلندگو معمولاً به سه شکل زیر طراحی می شوند:

  • قوس روبه بالا
  • قوس روبه پایین
  • M شکل

Voice Coil – سیم پیچ

در واقع موتور یک بلندگو است ودر حقیقت قسمت اصلی یک بلندگو می باشد که بقیه اجزا نسبت به آن طراحی می شود . کویل از یک رشته سیم که بصورت فنر که با ظرافت تمام پیچیده شده، تشکیل شده است.

در زمان گذشته اعتقاد داشتنند برای داشتن بلندگوی قوی باید قطر سیم پیچ زیاد باشد ولی حالا به این نتیجه رسیده اند که برای داشتن بلندگوی قوی باید ارتفاع سیم پیچ بیشتر شود به هر صورت که باشد، افزایش مقدار سیم به قدرت بلندگو اضافه می کند.

در خیلی از موارد برای بلندگوهای گران قیمت از سیمهایی با سطح مقطع مستطیل استفاده می شود که به نوع سیم های تخت مشهور است؛ و ناگفته پیداست که  جنس سیم هرچه خالص تر باشد کیفیت کار بیشتر خواهد بود.

در خیلی مواقع برای افزایش مقاومت و استحکام سیم پیچ از روکشهای مختلف مثل از لاکهای مقاوم به گرما گرفته تا سرامیک  استفاده می شود.

Voice Coil Former – فرم دهنده سیم پیچ

در حقیقت بستر سیم پیچ می باشد که روی آن پیچیده می شود؛ و معمولاً طول آن از ارتفاع سیم پیچ بیشتر است.

این بستر از مواد مختلفی ساخته می شود؛ مثل کاغذ مخصوص، آلومینیوم، مس و غیره؛ که در همه موارد سعی می شود از مواد مقاوم به گرما و یا مواد مقاوم شده به گرما استفاده شود.

نگه دارنده سیم پیچ در نقطه ای به نام گلویی به صفحه مخروط متصل می شود.

Spider – عنکبوت

در ایران بیشتر به دمپر معروف است نوعی پارچه یا بافت فنری شکل است که کار اصلی آن کمک به تعادل وکنترل صفحه وجلوگیری از حرکت اضافه آن است. این قسمت کمک بسیار زیادی به فکتور CMS بلندگو می کند.

دمپر از طرفی به گلویی سیم پیچ و از طرف دیگر به بدنه بلندگو وصل است. در خیلی از موارد از دمپرهای چند لایه برای کنترل بیشتر سابها استفاده می شود.

Dust Cap – درپوش سیم پیچ

این قطعه در واقع نوعی درپوش است که وظیفه اصلی آن جلوگیری از ورود گرد و غبار و آشغال به داخل حفره سیم پیچ است؛ که از مواد مختلفی ساخته می شود. (کاغذ از دردسر سازترین آنها است)

البته در بعضی از سابها برای بالا آوردن و بزرگتر کردن داسکپ سعی می کنند فاکتورهایی مثل SD بلندگو را بهبود ببخشند.

Magnet – مگنت یا آهنربا

در حقیقت وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی را برعهده داشته، و در انتهای بلندگو قرار دارد.

مگنت از انواع مختلفی بسته به نوع مصرف بلندگو تشکیل و ساخته می شود. موادی مثل استرونتیوم و نئودیوم بیشترین مواد مورد مصرف می باشند.

یک مگنت بسته به شارژ مغناطیسی آن می تواند به قدرت بلندگو کمک کند و در بعضی موارد برای تأمین شارژ بیشتر، نیاز به مگنت بیشتر است. بخاطر همین است که از مگنتهای  چند لایه استفاده می شود.

یکی از جالبترین کارهای مگنت که زیاد مورد توجه عموم قرار نگرفته است، خاصیت و قابلیت خنک کردن سیم پیچ است؛ بطوریکه اگر شما به یک سیم پیچ جریان الکتریکی متناوب ضعیف وصل کنید شروع به گرم شدن شدید می کند؛ ولی اگر همان لحظه آن را در درون میدان مغناظیسی مگنت کنید سریعا گرمای خود را از دست می دهد؛ و این یکی از دلایلی است که طراحان بلندگوها و مخصوصاً سابها سعی می کنند که سطح مقطع تماس مگنت و سیم پیچ را بیشتر کنند تا کویل راحتر خنک شود.

Plate – صفحه نگهدارنده

جنس این صفحه فلزی است؛ که وظیفه نگهداری آهنربا را بر عهده دارد.

در ویدیو زیر می توانید نحوه کار بلنگو را به طور کامل مشاهده نمایید:

انواع بلندگوها

بلندگوها را بر اساس کاربردهای آنها می‌توان به سه دسته زیر تقسیم کرد:

  • «Woofer»ها که در فرکانسهای پایین کاربرد دارند.
  • «Tweeter»ها که در فرکانسهای بالا کاربرد دارند.
  • «Midrange»ها که فرکانسهای میانی ناحیه شنوایی صوت را پخش می‌کنند.

یک «Woofer» بلندگوی بزرگی است که برای تولید اصوات با فرکانس پایین تولید شده است. برای تولید اصوات با فرکانس پایین، کاغذ دیافراگم، تحرک کمی خواهد داشت. به همین دلیل اندازه این بلنگوها بزرگ انتخاب می شوند.

«Tweeter» در ابعاد کوچک طراحی شده است تا کاغذ دیافراگم آن بتواند به سرعت مرتعش شود؛ بنابراین از این بلنگوها برای پخش اصوات با فرکانس بالا (اصوات زیر) استفاده می‌شود.
یک «Midrange» با ابعادی متوسط، توانایی تولید فرکانسهای میانی حوزه اصوات قابل شنیدن برای انسان را دارد. اندازه متوسط آن و طراحی آن به گونه ای است که به جز اصوات بسیار زیر و اصوات بسیار بم توانایی پخش بقیه اصوات را دارا می‌باشد. بنابر این در کاربردهای خانگی و آماتوری بطور گسترده‌ای از آنها استفاه می‌شود.

Crossover یا تقسیم فرکانسهای صوتی

گاهی برای تولید صدا با کیفیت بهتر، از ترکیب یک «Woofer» و یک «Tweeter» به طور همزمان استفاده می‌شود.

در این حالت لازم است که فرکانسهای صوت به دو قسمت تقسیم شوند و فرکانسهای پایین از «Woofer» و فرکانسهای بالا از «Tweeter» عبور کنند. (بلندگوهای با کیفیت هر دو قسمت را در درون یک مجموعه قرار داده‌اند.)

به عمل تقسیم فرکانسهای صوتی جهت پخش از بلندگوی مناسب آن فرکانس را «Crossover» می گویند.

انواع Crossover

«Crossover»ها به دو دسته تقسیم می‌شوند:

  • غیر فعال: این دسته از مقسم های فرکانس، از خازن و سلف تشکیل شده اند؛ و به علت فعال شدن به وسیله سیگنالی که از آن عبور می‌کند، برای تغذیه به منبع خارجی نیاز ندارند.

ساده ترین نوع این دسته را می‌توان با کمک سلف و خازن تولید کرد.

در شکل یک Crossover غیر فعال نشان داده شده است که از یک خازن و دو سلف تشکیل شده است.

هر خازن بر اساس مشخصات درونی خود، فرکانسهای پایین تر از حد مشخصی را عبور نخواهد داد و بصورت یک مدار باز عمل خواهد کرد؛ ولی هرگاه در مسیر فرکانسی بیشتر از آن قرار گیرد بصورت یک اتصال کوتاه عمل کرده و سیگنال را عبور خواهد داد. بدین وسیله می‌توان فرکانسهای بالا را از فرکانسهای پایین جدا کرد.

سلفها عملی معکوس خازنها انجام می‌دهند و در فرکانسهای پایین عمل رسانایی و انتقال فرکانس را انجام داده و در فرکانسهای بالا سیگنال را به سختی عبور می‌دهند؛ پس می‌توان برای فیلتر کردن فرکانسهای بالا از آنها استفاده کرد.

 Passive Crossover Schematic

  • فعال: این دسته از Crossoverها، از مدارهای الکترونیکی تشکیل شده اند. در این نوع، سیگنال صوتی قبل از ورود به آمپلیفایر به Crossover فرستاده شده؛ و از هرکدام از خروجی‌های آن به طور مجزا به آمپلیفایر مخصوص خود فرستاده می‌شوند.

از مزایای این دسته نسبت به دسته غیر فعال، می‌توان به توانایی تنظیم فرکانسهای خروجی و کیفیت بسیار بالا اشاره کرد، ولی قیمت بسیار بالای آن، یکی از معایب آن به شمار می‌رود.

Active Crossover Schematic

جعبه‌های عایق صوتی

در سیستمهای حرفه‌ای صوتی، برای تولید صدا با کیفیت بهتر، از یک جعبه که دارای عایق بندی خاص صوتی بوده و در خود هر سه بلنگوی «Tweeter» و «Woofer» و «Midrange» را دارد استفاده می‌شود. بدین طریق، هم یک سیستم صوتی یکپارچه خواهیم داشت و هم از مزایای کیفیت بهتر آن استفاده خواهیم کرد.

ساده‌ترین عملی که یک جعبه بلندگو انجام می‌دهد، ثابت نگهداشتن بلنگوها و سهولت حمل و نقل است.

جعبه‌های بلندگو را معمولاً از چوب سخت یا اجسام بسیار سخت که توانایی جذب لرزشهای بلندگو را داشته باشد، می‌سازند. علاوه بر مزایای ذکر شده، جعبه‌های بلندگو، بر نحوه تولید صدا، تأثیر زیادی دارند.

همانطور که قبلا گفته شد، در هنگام تولید صدا، صفحه دیافراگم بلندگو شروع به بالا و پایین رفتن کرده و با تغییرات فشار هوایی که ایجاد می‌کند، صدا تولید می‌شود. در هنگام بالا و پایین رفتن صفحه دیافراگم، نه تنها تغییرات فشار در جلوی دیافراگم ایجاد می‌شود، بلکه در پشت آن نیز هوا فشرده شده و در پشت آن نیز صدا تولید می‌شود.

هر جعبه بلندگو برای مهار این بازتاب صوتی، روش مخصوص به خود دارد که در زیر عنوان می گردد:

جعبه عایق بندی شده

این نوع جعبه که متداول ترین نوع جعبه‌های بلندگو می‌باشد، از جعبه‌ای تشکیل شده که کاملاً عایق بندی شده و هوا به داخل آن راه ندارد. بدین طریق هنگام تولید امواج صوتی، در حالت فشار به بیرون بلنگو، هوا به سمت اطاق فشار داده می‌شود و هنگامی که صفحه بلندگو به داخل کشیده می‌شود، فشار هوا به داخل جعبه وارد می‌شود.

پس در هر دو حالت، بلندگو نسبت به حالت سکون، فشار ایجاد کرده است که تمایل به رفع آن دارد.

این نوع جعبه‌ها از بازده خوب برخوردار نیستند، زیرا آمپلیفایر می‌بایست سیگنال صوتی را آنقدر تقویت کند تا بتواند بر فشار هوای داخل و خارج جعبه غلبه کند.

با این حال این فشار همانند یک فنر به صفحه عمل کرده و باعث تولید اصوات با دقت خوب می‌گردد.

جعبه بازتاب اصوات بم (Bass Reflect)

در این جعبه ها حفره کوچکی در جلو جعبه قرار داده می‌شود که در هنگام حرکت رو به عقب دیافراگم، هوای داخل جعبه را به خارج هدایت کرده و در هنگام حرکت رو به جلوی دیافراگم، هوا را به داخل جعبه هدایت می‌کند. بدین طریق اصوات بلندتری تولید می‌گردد.

از مزایای این جعبه، می‌توان به بهره مناسب، و از معایب آن به عدم وجود حالت فنری (که در جعبه قبل وجود داشت) جهت باز گرداندن صفحه دیافراگم به حالت اولیه خود، و در نتیجه دقت کم صوتی اشاره کرد.

جعبه با بلندگوی غیر فعال (Passive Radiator Speaker)

جهت به حداقل رساندن معایب دو دسته فوق الذکر و به حداکثر رساندن مزایای آن دو دسته، می‌توان از جعبه زیر کمک گرفت. این جعبه که دارای یک بلندگو در جلو و یک بلندگوی غیر فعال در عقب می‌باشد، ساخته شده است. بلندگوی غیر فعال همانند یک بلنگوی معمولی بوده با این تفاوت که سیم پیچ و آهنربای آن حذف شده است.

بدین طریق هنگامی که بلندگوی اصلی شروع به نوسان می‌کند، فشار هوایی که در داخل جعبه ایجاد می‌کند، باعث تحریک صفحه بلنگوی غیر فعال شده و در نتیجه باعث تولید صوت می‌گردد.

این نوع جعبه‌ها از نوع عایق بهره بهتری داشته و از نوع بازتابی دقت بیشتری دارد.

 جعبه با بلندگوی غیر فعال

انواع دیگر بلندگو

به جز بلندگوهای ذکر شده در فوق، بلندگوهای دیگری نیز وجود دارد که از روشهای دیگری جهت تولید اصوات استفاده می‌کنند.

یکی از این انواع، بلندگوی الکترواستاتیک است. این بلندگو از خاصیت الکترومغناطیسی برای تولید صوت استفاده نمی‌کند.

بلندگوهای الکترو استاتیک، با مرتعش شدن یک صفحه نازک رسانا، باعث تولید صوت می‌گردند. این صفحه در بین دو صفحه رسانای ثابت که به ترتیب دارای جریان مثبت و منفی هستند و در اطراف آن قرار دارند احاطه شده است.

این دو صفحه مثبت و منفی، در بین خود تولید میدان الکترومغناطیسی می‌کنند. صفحه رسانای میانی نیز به سیگنال الکتریکی متصل می‌گردد.

هنگامی که این سیگنال مثبت باشد، به صفحه دیافراگم به سمت صفحه ثابت با بار منفی کشیده شده و در صورتی که سیگنال منفی باشد، به سمت صفحه با بار مثبت جذب خواهد شد. بدین طریق، با حرکت سریع صفحه متحرک رسانای میانی، صوت تولید می‌شود.

به علت نازکی صفحه های این نوع بلندگو، به سرعت به تغیرات صوت پاسخ داده و اصوات فوق‌العاده دقیق و با کیفیتی تولید می‌کند. با این حال به علت تحرک کم صفحات، این نوع بلندگو جهت تولید اصوات بم و فرکانسهای پایین مناسب نمی‌باشد.

در اینجا به پایان این مقاله رسیدیم. انشاالله در مقالات بعدی به نحوه ساخت Crossover ، جعبه بلندگو و مباحث دیگر خواهیم پرداخت.

منتظر نظرات دلگرم کننده شما هستیم.

موفق و پیروز باشید…

3 نظرات

  1. سلام
    خیلی ممنون از این که توضیح به این کاملی و قشنگی دادید
    فقط برای تعمیرات و بلندگوهای کاربردی بیشتر مانند ماشین – تلویزیون و .. مشکلاتی که برایشان پیش میاد و چطوری باید تعمیر کنیم یا قطعاتش کجا گیرمون میاد تعویض کنیم راهنمایی کنید
    متشکرم

  2. باسلام
    ممنون از توضیح کاملتون
    برای تعمیرات و چگونگی آن برای تمامی بلندگوهای پر کاربرد اگه ممکنه راهنمایی کنید
    باتشکر

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *