Elektrodynamisk högtalardrivrutin
En elektrodynamisk högtalardrivrutin , ofta kallad helt enkelt en högtalardrivrutin när typen är implicit, är en individuell givare som omvandlar en elektrisk ljudsignal till ljudvågor . Medan termen ibland används omväxlande med termen högtalare ( högtalare ), används den vanligtvis för specialiserade givare som bara återger en del av det hörbara frekvensområdet . För med hög kvalitet är ofta flera högtalare monterade i samma hölje , som var och en återger olika delar av det hörbara frekvensområdet. I det här fallet kallas de enskilda högtalarna för drivrutiner och hela enheten kallas för en högtalare . Drivrutiner som är gjorda för att återge höga ljudfrekvenser kallas diskanthögtalare , de för mellanfrekvenser kallas mellanfrekvensdrivrutiner och de för låga frekvenser kallas bashögtalare , medan de för mycket lågt basområde är subwoofers . Mindre vanliga typer av drivrutiner är supertweeters och roterande bashögtalare .
Den elektroakustiska mekanism som används mest i högtalare för att omvandla den elektriska strömmen till ljudvågor är den dynamiska eller elektrodynamiska drivkraften, uppfann 1925 av Edward W. Kellogg och Chester W. Rice , som skapar ljud med en trådspole som kallas en röstspole upphängd . mellan polerna på en magnet . Det finns andra som är mycket mindre utbredda: elektrostatiska drivrutiner , piezoelektriska drivrutiner , plana magnetiska drivrutiner , Heil luftrörelsedrivare och joniska drivrutiner , bland andra.
Komponenter
Högtalarelementen inkluderar ett membran som rör sig fram och tillbaka för att skapa tryckvågor i luftpelaren framför, och beroende på applikation, i någon vinkel mot sidorna. Membranet är typiskt i form av en kon för låga och mellanliggande frekvenser eller en kupol för högre frekvenser, eller mindre vanligt, ett band, och är vanligtvis gjord av bestruket eller obestruket papper eller polypropenplast. Mer exotiska material används på vissa förare, som vävd glasfiber , kolfiber , aluminium , titan , rent korskol och ett fåtal använder PEI, polyimid, PET- filmplastfilm som kon, kupol eller kylare.
Alla högtalarelement har ett sätt att elektriskt inducera rörelser fram och tillbaka. Vanligtvis finns det en tätt lindad spole av isolerad tråd (känd som en röstspole ) fäst vid halsen på förarkonen. I en bandhögtalare kan talspolen tryckas eller limmas på ett ark av mycket tunt papper, aluminium, glasfiber eller plast. Denna kon, kupol eller annan radiator är monterad i sin yttre kant med en flexibel omslutning till en styv ram som stöder en permanentmagnet i omedelbar närhet av talspolen. För effektivitetens skull är den relativt lätta talspolen och konan de rörliga delarna av föraren, medan den mycket tyngre magneten förblir stationär. Andra typiska komponenter är en spindel eller dämpare, som används som det bakre upphängningselementet, enkla terminaler eller bindningsstolpar för att ansluta ljudsignalen, och möjligen en kompatibel packning för att täta skarven mellan chassit och hölje.
Kapslingar och akustisk isolering
Drivrutiner är nästan universellt monterade i ett styvt hölje av trä, plast eller ibland metall. Detta högtalarhölje eller högtalarlåda isolerar den akustiska energin från konens framsida från den från konens baksida. Ett horn kan användas för att öka effektiviteten och riktningsförmågan. Ett galler , tygnät eller annan akustiskt neutral skärm tillhandahålls vanligtvis för att kosmetiskt dölja drivrutinerna och hårdvaran och för att skydda föraren från fysisk skada .
Drift
Under drift levereras en signal till talspolen med hjälp av elektriska ledningar, från förstärkaren genom högtalarkabeln , sedan genom flexibel glittertråd till den rörliga spolen. Strömmen skapar ett magnetfält som gör att membranet växelvis tvingas på ett eller annat sätt, av magnetfältet som produceras av ström som flyter i talspolen, mot fältet som upprättas i magnetgapet av den fasta magnetstrukturen som den elektriska signalen varierar. Den resulterande rörelsen fram och tillbaka driver luften framför membranet, vilket resulterar i tryckskillnader som går iväg som ljudvågor .
Spindeln och omringen fungerar som en fjäderåterställningsmekanism för rörelse bort från det balanserade läge som fastställdes när föraren monterades på fabriken. Dessutom bidrar var och en till att centrera talspolen och könen, både koncentriskt inuti magnetenheten, och framifrån mot baksida, vilket återställer talspolen till en kritisk position inom det magnetiska gapet, varken mot ena änden eller den andra.
Talspolen och magneten bildar i huvudsak en linjär motor som arbetar mot den centrerande "fjäderspänningen" hos spindeln och omringen. Om det inte fanns några restriktioner på färdavståndet pålagt av spindeln och omringen, kunde talspolen kastas ut från magnetenheten vid höga effektnivåer, eller färdas inåt tillräckligt djupt för att kollidera med baksidan av magnetenheten. Majoriteten av högtalarelementen arbetar endast mot centreringskrafterna från spindeln och omringen, och övervakar inte aktivt drivelementets position eller försöker placera det exakt. Vissa högtalardrivrutiner har bestämmelser för att göra det (typiskt kallade servomekanismer ); dessa används i allmänhet endast i bashögtalare och speciellt subwoofers, på grund av de kraftigt ökade konavstånden som krävs vid de frekvenserna i en förare vars konstorlek är långt under våglängden för några av ljuden den är gjord för att återge (dvs. basfrekvenser under kanske 100 Hz eller så).
Prestandaegenskaper
Högtalarelement kan utformas för att fungera inom ett brett eller smalt frekvensområde . Små membran är inte väl lämpade för att flytta den stora volym luft som krävs för att tillfredsställa lågfrekvensrespons. Omvänt kan stora förare ha tunga talspolar och koner som begränsar deras förmåga att röra sig vid mycket höga frekvenser. Drivrutiner som pressas över sina designgränser kan ha hög distorsion . I ett flervägshögtalarsystem tillhandahålls specialiserade drivrutiner för att producera specifika frekvensområden, och den inkommande signalen delas av en crossover . Drivrutiner kan delas in i flera typer: fullregister , diskanthögtalare , superdiskanter , mellanregister , bashögtalare och subwoofers .
Ansökningar
Högtalarelement är det primära sättet för ljudåtergivning. De används bland annat i ljudapplikationer som högtalare, hörlurar , telefoner , megafoner , instrumentförstärkare , tv- och monitorhögtalare , högtalarsystem , bärbara radioapparater , leksaker och i många elektroniska enheter som är designade för att avge ljud.
Se även
- Elektriska egenskaper hos dynamiska högtalare , främsta elektriska egenskaper hos en dynamisk högtalares drivrutin
- Högtalare#Förardesign: dynamiska högtalare
- Högtalarhölje