Jump to content
electromaniacs.com
Sign in to follow this  
Guest m.hassan2020

speakers?

Recommended Posts

Guest m.hassan2020

the topic is in arabic

atranslated copy in english

http://74.125.79.100/translate_c?hl=ar&amp...nCujfK5G9lrEUhA

عندما نسمع صوت سماعة قوى وناعم ونقى فاول شىء نفعله هو النظر الى ماركتها فجودة السماعات تعتمد على اشياء كثيرة ومنها نظريات غاية فى البساطة ولكنها غاية فى الفعالية ونها المعقد فى حساباته فجودة صناعة بوق السماعة نفسها ليس كل شىء انما صنع صندوق الرنين المناسب لها ولحجمه وقدرتها ومدى الترددات التى ستعمل بها والمواد المستخدمة واخيرا المكان الذى ستوضع به السماعاتوهذه نظرة بسيطة لتكوين معظم السماعات:

woof-c11.gif

تعتبر السماعة المرحلة الاخيرة في ترجمة الاشارات الصوتية واصدار الصوت وهي تقابل الميكرفون في مرحلة تسجيل الصوت، حيث تقوم السماعة بتحويل الاشارات الكهربية الى حركة ميكانيكية تصدر الصوت المسموع. 

cutawa10.jpg

 

speake11.jpg

 

غشاء السماعة diaphragm

تصدر السماعة الصوت من خلال تذبذب عشاء diaphragm ذو الشكل المخروطي والمكون من الورق او البلاستيك او في بعض الاحيان من المعدن، ويتم تثبيت الجزء العلوي للمخروط بمادة مرنة تسمى suspension تسمح للمخروط بالحركة والاهتزاز داخل تجويف معدني يسمى basket، ويثبت في نهاية المخروط ملف الصوت voice coil والذي يكون مثبت في التجويف المعدني بواسطة مادة مرنة تسمى spider تعمل على تثبيت ملف الصوت في مكانه بينما تسمح له بالحركة للامام والخلف فقط.

speake10.gif

 

الملف الصوتي Voice Coil

يتكون الملف الصوتي سلك يتم لفه على قطعة من الحديد، وعندما يمر تيار كهربي في يتولد مجال كهربي يعمل على تحويل القطعة الحديدية إلى مغناطيس وهذا يسمى المغناطيس الكهربي electromagnet.

images22.jpg

وكأي مغناطيس عادي فإن المغناطيس الكهربي له قطبين شمالي وجنوبي ولكن الامر هنا مختلف حيث انه اذا كان التيار الكهربي المار في الملف هو تيار متردد فإن قطبي المغناطيس سوف يتغيران باستمرار حسب اتجاه مرور التيار الكهربي في الملف. ولهذا فإن عكس اتجاه التيار الكهربي في الملف يؤدي إلى ان عكس قطبي المغناطيس.

وهذا ما تقوم به الاشارة الكهربية الصوتية الصادرة عن المكبر amplifier حيث تعمل على تمرير تيار كهربي متردد في الملف، وعند قيامك بالنظر إلى اي سماعة سوف تجد نقتطي توصيل التيار الكهربي للملف.

نقطتي توصيل الاشارة الكهربية التي تحمل الصوت في السماعة

 330px-10.png

المغناطيس Magnets

والسؤال الان ما الدور الذي يقوم به المغناطيس الدائم المثبت في السماعة؟ نعلم ان في اسفل كل سماعة يوجد مغناطيس قوي يصدر هذا المغناطيس مجالاً مغناطيسياً دائماً ويكون الملف الصوتي موجوداً باستمرار داخل هذا المجال المغناطيسي وعندما تمر الاشارة الكهربية الصوتي في الملف الصوتي يتحول إلى مغناطيسي كهربي وحسب قطبية المغناطيس الكهربي فإن المغناطيس الدائم يتجاذب او يتنافر مع الملف الصوتي وحيث ان التيار الكهربي الصوتي المار في الملف الصوتي هو تيار متردد فإن قطبية المغناطيس الكهربي تتغير بنفس الطريقة ولذلك يتحرك الملف الصوتي تحت تأثير قوة التجاذب او التنافر مع المغناطيس الدائم.

حركة الملف الصوتي سوف تعمل على تحريك المخروط المثبت في الملف وفي الجهة الثانية مثبت بواسطة غشاء مرن في جسم السماعة، وحركة المخروط تحدث تضاغطات وتخلخلات في الهواء المحيط بها ينتقل في الوسط إلى الاذن فنسمع الصوت.

وحيث ان الاشارة الكهربائية الصوتية المارة في الملف الكهربي تحمل تردد وسعة تعكس الصوت الذي احدثها فإن الصوت الناتج من السماعة له نفس التردد والسعة ولهذا يكون الصوت الصادر من السماعة مطابقاً للصوت الاصلي.

أنواع السماعات

توجد السماعات بانواع واشكال عديدة واحجام مختلفة وهنا يجب ان نعلم ان حجم السماعة له علاقة بتردد الصوت الذي يصدره فالسماعة الكبيرة والتي تسمى woofers ويصل قطر السماعة إلى 25 سم وتكون مخصصة لاصدار الاصوات ذات الترددات المنخفضة مثل صوت الطبلة. والسماعات الصغيرة tweeters حيث يصل قطرها إلى 3 سم وهي مناسبة للاصوات ذات الترددات العالية مثل صوت الالات الحادة كالجتار. وهناك السماعات متوسطة الحجم midrange والتي تستخدم للترددات المتوسطة.

tweeter

 

images19.jpg

 وهو دائما يتواجد فى اعلى السماعة او يكون منفصلا ويعلق او يلصق

tweete10.jpg

كما ان وجود اى عائق امامه يمنع وصول نغماته بسهولة

midrange

200px-10.jpg

وهى تغطى ترددات اصوات المطربين ومعظم الالات الموسيقية

pr170m10.jpg[/url

woofer

e_seas10.jpg

وهو مختص بالترددات المنخفضة الرخيمة كالبييز جيتار والدرامز 

subwoofer

image_10.jpg

images20.jpg

وهى مختصة بالترددات اقل من60 هرتز او ما يسمى ال BASS وهى تحتاج لقدر هائل من الطاقة ومكبرات خاصة ذات قدرات عالية

ولذلك نجد ان احسن وسيلة للحصول على افضل جودة صوت هو استخدام الانواع الثلاثة من السماعات مع بعضها البعض للحصول على كل الترددات في النغمة الصوتية، لانه لا يمكن للسماعة الكبيرة ان تصدر الترددات المرتفعة حيث يتطلب منها ان تتذبذب بسرعة كبيرة في حين ان السماعة الصغيرة غير قادرة على اصدار الترددات المنخفضة. ولذلك نجد في الانظمة الصوتية المتقدمة يحتوي صندوق السماعة على سماعة كبيرة واخرى صغيرة وفي بعض الاحيان السماعة الوسطية وذلك ليتم تغطية كل نطاق الترددات الصوتية.

tradit10.gif

 

كيف يتم فصل الترددات الصوتي؟

نظراً لاتساع مدى الترددات الصوتية من 20Hz إلى 20,000Hz فإن هذا المدى قسم إلى ثلاثة مناطق هي الترددات العالية والترددات المتوسطة والترددات المنخفضة ولكل نوع من هذه الترددات سماعة مخصصة له موجودة كلها في داخل صندوق واحد. والذي يقوم بتوزيع الترددات على السماعات يسمى الفاصل crossover.

النوع الاكثر استخداماً هو الذي يعرف باسم passive crossover ويتكون من مكثف كهربي وملف كهربي حيث يكون المكثف موصلاً للتيار الكهربي عند الترددات العالية بينما يكون عازلاً للتيار الكهربي عند الترددات المنخفضة، ويعمل الملف بالعكس حيث يكون موصلاً للتيار الكهربي عند الترددات المنخفضة وعازلاً عند الترددات العالية.

300px-10.png

وهناك من له مدخل واحد وثلاث مخارج

3_xo10.jpg

اويكون لكل سماعة فلترها الخاص

speake12.jpg

عندما تخرج مرور الاشارة الكهربية الصوتية من المكبر amplifier في طريقها إلى السماعة تمر عبر الفاصل passive crossover المثبت عند كل نوع من السماعات فاذا كانت الترددات كبيرة فإنها تدخل عبر المكثف الى السماعة الصغيرة واذا كان الصوت ذو ترددات منخفضة فإنها تدخل عبر الملف إلى السماعة الكبيرة، وفي حالة السماعات الوسطية يتم استخدام كلا من الملف والمكثف بحيث يتم اختيار قيم محددة لسعة المكثف وحث الملف ليتناسب مع المدى من الترددات الخاصة بهذه السماعة.

1-tweeter

c110.gif

typica10.gif

2-midrange

c1l110.gif

3-woofer

li10.gif

أما النوع الثاني من الفاصل وهو ما يسمى active crossover وهو عبارة عن قطعة الكترونية تعمل على فصل الترددات قبل دعيبها إلى جهاز التكبير amplifier. وهذه الطريقة تستخدم عندما يكون هناك دائرة تكبير خاصة لكل نوع من انواع السماعات المستخدم. والاجهزة التي تستخدم هذه الطريقة تعتبر اغلى سعر من الانواع التي تستخدم الطريقة الاولى.

300px-11.png

وهذه صورة لنظام صوتى بالسيارة متكامل

system10.jpg

1-هى وحدة التشغيل الاساسية ومصدر الصوت

2-tweeter

3-midrange

4-passive crossover

5-active crossover

6-ضبط النغمات ومدى علوها وتوافقها مع الاجهزة والسماعات 

7-مكبرات القدرة العالية GM

8-subwoofer

9-بطارية ذات امبير عالى

تصميم صندوق السماعات

في معظم الانظمة الصوتية فإن اكثر من نوع من السماعات يتم تثبيتها في صندوق خاص لتعمل كلها مع بعض لتصدر الصوت بكل تردداته. ويكون للصندوق القدرة على امتصاص الاهتزازات التي تصدر عن السماعة نفسها وفي الغالب يكون الصندوق مصنوعاً من الخشب وبعض المواد الأخرى. كما ان لشكل الصندوق المستخدم اثر كبير على جودة الصوت ووضوحه حيث ان الصوت الصادر عن حركة مخروط السماعة يصدر الصوت في اتجاه الخروج من الصندوق وفي نفس الوقت في الاتجاه المعاكس داخل الصندوق.

speake13.jpg

 

النوع الاول الصندوق المغلق sealed enclosure

وهذا النوع الاكثر استخداماً ويكون فيه الصندوق مغلق تماماً ويسمى acoustic suspension enclosure حيث تنتشر الامواج الصوتية للخارج عند حركة مخروط السماعة للخارج بينما تنتشر الامواج الصوتية إلى الداخل عندما يتحرك المخروط للداخل وينتج عن هذه الحركة زيادة ونقصان في ضغط الهواء داخل الصندوق عن الضغط الخارجي. 

speake14.jpg

يعتبر هذا النوع من الانواع الاقل كفاءة حيث يعمل المكبر amplifier إلى تكبير الاشارة الكهربائية الصوتية بالشكل الكافي للتغلب على الفرق في الضغط الحادث داخل الصندوق.

النوع الثاني الصندوق العاكس bass reflex enclosure

يعمل هذا النوع من الصناديق عكس الصوت الخلفي واخراجه من الصندوق عن طريق فتحة في الصندوق فعندما يتحرك مخروط السماعة للداخل يسمح للهواء المنضغط بالخروج من الفتحة وعندما يتحرك المخروط للامام يتم سحب هواء من خلال الفتحة للحفاظ مستوى الضغط وتسمى هذه الانواع من الصناديق باسم bass reflex حيث يتم فيها الاستفادة من الهواء المندفع للخارج في احداث تكبير للترددات الصوتية المنخفضة. 

speake16.jpg

ويوجد منه عدة انواع لكل منهم نظريته فى دفع الهواء لكسب اعلى رنين

bandpa10.gif

bpass310.gif

bpassb10.gif

cpledc10.gif

isocom10.gif

النوع الثالث الصندوق المزدوج radiator enclosure

هذا النوع يجمع بين النوع الاول والنوع الثاني في تصميم واحد حيث ان الصندوق المستخدم هنا صندوق مغلق ولكن في نفس الوقت تم تثبيت سماعة في الاتجاه الخلفي غير متصلة مع المكبر ولا يوجد فيها ملف صوتي وانما تتحرك تحت تأثير الامواج الصوتية المرتدة لداخل الصندوق ويسمى هذا النوع passive radiator. وتستخدم هذا النوع من السماعات انظمة السينما المزلية home theater.

speake17.jpg

 passra10.gif

والسماعة Passive التي تعمل من رد الفعل الناتج عن تغير الضغط داخل الصندوق

السماعات الالكتروستاتيكية electrostatic speaker

بالاضافة الى السماعات التي سبق شرحها يوجد الان نوع اخر من السماعات تسمى السماعات الالكتروستايكية. تتركب هذا النوع من السماعات من شريحتين معدنيتين متوازيتين احدهما مشحونة بشحنة موجبة والأخرى مشحونة بشحنة سالبة وموجود بينهما شريحة معدنية رقيقة. عندما تمر الاشارة الكهربائية الصوتية في الشريحة الرقيقة تعمل على احداث شحنة كهربية اضافية على الشريحة فتتحرك تحت تأثير المجال الكهربي. 

speake19.jpg

 

الا انها لم تنتشر كثيرا الا فى ال tweeter

وبهذه الطريقة تتذبذب الشريحة بين اللوحين المعدنينين مما تحدث تضاغط وتخلخل في جزيئات الهواء والتي تنتقل كصوت.

ارجو ان اكون وفقت فى ان اقدم لكم ماهو مفيد والله الموفق

Edited by m.hassan2020

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
Sign in to follow this  

×
×
  • Create New...