تطبيق المغناطيس على مكبرات الصوت

المكون الأساسي المسؤول عن إنتاج الصوت في المعدات الصوتية هو السماعة ، والمعروفة باسم السماعة ، سواء كانت مكبر صوت أو سماعة رأس ، وهذا المكون الأساسي لا غنى عنه. مكبر الصوت هو نوع من جهاز محول الطاقة الذي يحول الإشارة الكهربائية إلى إشارة صوتية. يؤثر أداء مكبر الصوت بشكل كبير على جودة الصوت. لفهم مغناطيسية السماعة ، يجب أن تبدأ أولاً بمبدأ صوت السماعة.

مبدأ صوت البوق

يمكن أن يساعدنا العرض الجانبي للمتكلم أدناه في فهم البنية الأساسية للمتحدث. يتكون القرن بشكل عام من الحديد T ، المغناطيس ، ملف الصوت والحجاب الحاجز.

 إذًا ، كيف يُصدر السماعة صوتًا؟ نعلم جميعًا أنه سيتم إنشاء مجال مغناطيسي في السلك النشط. تؤثر شدة التيار على قوة المجال المغناطيسي (يتبع اتجاه المجال المغناطيسي قاعدة اليد اليمنى). عندما يمر تيار صوت التيار المتردد عبر ملف السماعة (أي ملف الصوت) ، وفقًا للمبدأ أعلاه ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي مقابل. يولد هذا المجال المغناطيسي قوة تفاعل مع المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيس على القرن. تتسبب هذه القوة في اهتزاز الملف الصوتي في المجال المغناطيسي للقرن بقوة التيار الصوتي. الحجاب الحاجز والملف الصوتي للقرن متصلان ببعضهما البعض. عندما يهتز الملف الصوتي والغشاء البوقي معًا ، فإنه يدفع الهواء المحيط ليهتز ، وتصدر السماعة صوتًا.

      تأثير مغناطيس على جودة إخراج الصوت من مكبرات الصوت

في حالة نفس حجم المغناطيس ونفس الملف الصوتي ، فإن أداء المغناطيس له تأثير مباشر على جودة صوت السماعة:

كلما زادت كثافة التدفق المغناطيسي (الحث المغناطيسي) للمغناطيس ، كلما كان الدفع أقوى على الفيلم الصوتي.

كلما زادت كثافة التدفق المغناطيسي (الحث المغناطيسي) B ، زادت القوة النسبية ، وزاد مستوى ضغط الصوت SPL (الحساسية).

حساسية سماعة الأذن هي مستوى ضغط الصوت الذي يمكن أن تصدره سماعة الأذن عند إدخال موجة جيبية 1 ميجا واط ، 1 كيلو هرتز في سماعة الأذن. وحدة ضغط الصوت هي ديسيبل (ديسيبل). كلما زاد ضغط الصوت ، زاد حجم الصوت ، فكلما زادت الحساسية ، انخفضت المقاومة ، وأصبح من الأسهل لسماعات الرأس إنتاج الصوت.

      كلما زادت كثافة التدفق المغناطيسي (الحث المغناطيسي) B ، انخفضت قيمة عامل الجودة الإجمالي Q للسماعة.

تشير قيمة Q (معامل الجودة) إلى مجموعة من معلمات معامل التخميد للقرن ، حيث Qms هو التخميد للنظام الميكانيكي ، مما يعكس امتصاص الطاقة واستهلاك أجزاء مختلفة من القرن. Qes هو تخميد نظام الطاقة ، والذي ينعكس بشكل أساسي في استهلاك الطاقة الكهربائية بواسطة مقاومة التيار المستمر للملف الصوتي ؛ Qts هو إجمالي التخميد ، والذي يرتبط بما ورد أعلاه مثل Qts = Qms * Qes / (Qms + Qes).

كلما زادت كثافة التدفق المغناطيسي (الحث المغناطيسي) B ، كانت الحالة المؤقتة أفضل.

يمكن فهم عابر على أنه "ردفعل سريع"للإشارة ، ونظام إدارة الجودة مرتفع نسبيًا. يجب أن تستجيب سماعات الرأس التي تتمتع باستجابة عابرة جيدة بمجرد وصول الإشارة ، وأن تتوقف فجأة بمجرد توقف الإشارة ، ولا تقلق أبدًا. على سبيل المثال ، يكون الانتقال من المقدمة إلى الفرقة هو الأكثر وضوحًا في الطبول والسمفونيات ذات المشاهد الأكبر.

 كيفية اختيار قرن مغناطيس

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من مغناطيس السماعات في السوق: AlNiCo و Ferrite و NdFeB:

Alnico هو أقدم مغناطيس يستخدم في مكبرات الصوت ، مثل مكبرات الصوت البوق (المعروفة باسم مكبرات الصوت) في الخمسينيات والستينيات. بشكل عام مصنوع في بوق مغناطيسي داخلي (يتوفر نوع مغناطيسي خارجي أيضًا). العيب هو أن الطاقة صغيرة ، ونطاق التردد ضيق وصعب وهش ، والمعالجة غير مريحة للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر الكوبالت من الموارد النادرة ، وسعر AlNiCo مرتفع نسبيًا. من منظور أداء التكلفة ، تختار مغناطيسات البوق AlNiCo لتكون صغيرة نسبيًا.

تصنع الفريت بشكل عام من مكبرات صوت مغناطيسية خارجية. تتمتع Ferrites بخصائص مغناطيسية منخفضة نسبيًا وتتطلب حجمًا معينًا لتلبية القوة الدافعة للسماعات. لذلك ، يتم استخدامها بشكل عام في مكبرات الصوت الأكبر حجمًا. ميزة الفريت أنها رخيصة وفعالة من حيث التكلفة ؛ العيب هو أنه أكبر في الحجم وأصغر في القوة وضيق في نطاق التردد.

الخصائص المغناطيسية لـ NdFeB أعلى بكثير من AlNiCo والفريت ، وهي حاليًا أكثر المغناطيس استخدامًا على السماعات ، وخاصة مكبرات الصوت عالية الجودة. مزاياها هي صغر حجمها وقوتها العالية ونطاق ترددها الواسع تحت نفس التدفق المغناطيسي. في الوقت الحاضر ، تستخدم سماعات الرأس HiFi هذه المغناطيسات بشكل أساسي. العيب هو أنه بسبب احتوائه على عناصر أرضية نادرة ، فإن سعر المادة مرتفع نسبيًا.

عدة عوامل يجب مراعاتها عند اختيار مغناطيس البوق

بادئ ذي بدء ، من الضروري توضيح درجة الحرارة المحيطة حيث يعمل البوق ، وتحديد المغناطيس الذي يجب اختياره وفقًا لدرجة الحرارة. تتميز المغناطيسات المختلفة بخصائص مقاومة درجات الحرارة المختلفة ، كما تختلف أيضًا درجة حرارة التشغيل القصوى التي يمكن دعمها. عندما تتجاوز درجة حرارة بيئة العمل للمغناطيس الحد الأقصى لدرجة حرارة العمل ، قد يحدث تدهور في الأداء المغناطيسي وإزالة المغناطيسية ، مما سيؤثر بشكل مباشر على التأثير الصوتي للقرن.

ثانيًا ، من الضروري النظر بشكل شامل في متطلبات التدفق المغناطيسي وحجم المغناطيس لتحديد مغناطيس البوق. سأل شخص ما إذا كان صوت مغناطيس السماعة أعلى ، كان الصوت أفضل؟ في الواقع ، السماعة ليست أكبر المغناطيس ، كان ذلك أفضل. من تأثير أداء المغناطيس على جودة إخراج الصوت للبوق ، يمكننا أن نجد أن التدفق المغناطيسي للمغناطيس له تأثير كبير على جودة صوت البوق. في حالة نفس الحجم ، أداء المغناطيس: نيوديميوم الحديد البورون> النيكو>الفريت. في نفس التدفق المغناطيسي وفقًا للمتطلبات ، يكون حجم مغناطيس البورون والحديد النيوديميوم هو الأصغر ، والفريت هو الأكبر. نفس المادة المغناطيسية (نفس المادة ونفس الأداء) ، فكلما زاد القطر ، زاد الحث المغناطيسي ، وزادت قوة السماعة ، وزادت حساسية السماعة ، وكانت الاستجابة العابرة أفضل. لذلك ، من الضروري النظر بشكل شامل في قيود حجم البوق على حجم المغناطيس ومتطلبات أداء التدفق المغناطيسي للمغناطيس لتحديد المادة المغناطيسية التي يجب اختيارها.