Højttalere er et element i hverdagen, der ofte går ubemærket hen, netop fordi de har været hos os i mange år, men har du nogensinde spekuleret på hvordan de fungerer ? Og hvordan fungerer pc'en håndtere lydsignalet at vi hører gennem højttalerne? I denne artikel vil vi fortælle dig alt.
Højttalerteknologi er hjørnestenen i lydindustrien og servicerer alt fra din bils lydsystem til de små Bluetooth-hovedtelefoner, du bruger til at lytte til musik. Selvom de fleste ikke kender ind og ud af deres design, kan det at gøre forskellen mellem at købe det rigtige eller forkerte højttalersystem at vide, hvordan de rent faktisk fungerer, og det er også ekstremt værdifuldt, når man prøver at reparere en højttaler, der ikke fungerer.
Hvordan fungerer pc-højttalere?
Grundlaget for højttalerteknologi har ikke ændret sig i de sidste 100 år, ligesom det sædvanlige TRSS-stik (kendt som et stik). Den dynamiske højttaler fra 1924 fra Edward Kellogg og Chester Rice er stadig den mest anvendte teknologi i dag, selvom der tydeligvis har været nogle fremskridt inden for teknologi og kvalitet siden da.
Det grundlæggende princip i pc-højttalerteknologi er overførsel af energi fra en tilstand til en anden; For at være mere specifik skal du transformere de elektriske bølger, som pc'en sender til højttalerne (og dette kan ekstrapoleres til enhver anden lydgengivelsesenhed) til lydtryksbølger i luften, så dine ører kan registrere dem.
Mekanismen, der bruges til at opnå dette, er ret enkel: der er en kegle i højttaleren, der vibrerer, skubber og trækker luften for at skabe lydbølgerne. Omdannelsen af elektrisk energi til mekanisk sker gennem en kombination af elektromagnetiske spoler og en magnet fastgjort til keglen; Denne spole bevæger højttalerkeglen frem og tilbage, når dens elektromagnetiske felt ændres med den elektriske strøm, der strømmer gennem den.
Imidlertid kræver højttalere meget mere strøm til at skubbe og trække luft for at producere lyd end elektroner, der bevæger sig gennem signaltråden. Derfor har højttalere brug for en forstærker til at køre det elektriske signal, der sendes af pc'en med lav effekt til en højere effekttilstand for at drive højttalerne. Moderne solid state forstærkere øger strømmen til at producere nok watt, mens ældre rørforstærkere fungerer direkte ved høje spændinger.
Lavere-drevne og hjemmehøjttalere inkluderer altid en indbygget forstærker, hvilket sikrer optimal strømoverførsel til højttaleren. Imidlertid kræver kraftigere hi-fi-højttalere ofte en ekstern forstærker, som kræver nøje opmærksomhed på effekt og højttalerimpedanstilpasning for at sikre, at opsætningen fungerer korrekt.
Tweetere og subwoofere
Det er klart, at ikke alle højttalere lyder ens. En vigtig faktor i lyden af en højttaler afhænger af størrelsen på spolerne: hvis du spekulerer på, hvorfor en lille in-ear-hovedtelefon eller Amazon Echo smart højttaler lyder “lille” og mangler oomph, det er fordi de har en lille driver, at den ikke kan dække store bølgelængder, der er nødvendige for lave frekvenser, eller at den ikke har strøm i sin forstærker til at gengive dem uden forvrængning.
Der er en grund til, at højttalerens størrelse påvirker hyppigheden af de lyde, den er i stand til at producere. Mindre højttalere bevæger sig let og hurtigt uden at kræve for meget strøm, hvilket gør dem ideelle til høje frekvenser; Større kegler kan bevæge sig mere luft og spredes ud for at dække større bølgelængder af lavere frekvenser, som genererer baslyde med lav forvrængning. Dette gør dem dog større og tungere, og det tager længere tid at bevæge sig fuldt ud, så de har brug for mere strøm. Derfor er subwoofere altid store, tunge og fyldt med strøm.
I de mest acceptable højttaleropsætninger finder du en kombination af keglestørrelser kombineret med crossover EQ-kredsløb for at filtrere signalet. Således kan du se store kegler til kraftig bas kendt som basenheder til små diskanthøjttalere for detaljer med høj frekvens. Større hjemmebiograf og hi-fi-opsætninger inkluderer ofte også en endnu større lavfrekvent højttaler kaldet en subwoofer.
Der er ingen nøjagtig sammenhæng mellem størrelsen og kvaliteten af specifikke frekvenser. For eksempel kommer diskanthøjttalere i en lang række typer, fra traditionelle kegler til piezoelektriske krystaller, båndkegler og elektrostatiske membrantyper.
Højttalernes indre arbejde
Det er ikke kun størrelsen på keglen, der påvirker lyden fra højttalerne, men alle dens interne komponenter kan gøre en mærkbar forskel i lyden, inklusive selv materialetypen og lydkortets form, da lyden absorberes og reflekteres af højttalerkroppen. Det passive radiator- og portdesign bidrager også til det samlede frekvensrespons.
Hver højttaler er bygget med følgende komponenter:
- Membran eller kegle: som i vores kroppe er dette den del, der er ansvarlig for at vibrere og flytte luften. Dette udtryk bruges ombytteligt som kegle. Tweeter-membraner kan være fremstillet af et tyndt bånd, selvom polypropylenplast er det mest almindelige materiale. Andre materialer inkluderer glasfiber, kulfiber, aluminium og PET-plast, som påvirker keglens vægt og bevægelse.
- Surround : holder membranen på plads, mens den lader den vibrere. De mest almindelige materialer er gummi (gummi) og skum.
- Coil : en trådspole forbundet til membranens bagside. Den bevægelige spole reagerer på det magnetfelt, der produceres mellem den og magneten, når den strøm, der sendes af pc'en, passerer gennem den. Dette giver den kraft, der bevæger keglen og producerer lyden. Spolerne kan hænge over eller under det magnetiske materiale, hvilket har fordele og ulemper for spolemasse, følsomhed og linearitet af bevægelse. Suspenderede spoler har tendens til at være forbeholdt high-end højttalere.
- Magnet - Denne permanente magnet sidder bag højttalerkeglen og interagerer med det skiftende magnetfelt for at flytte højttaleren. Forskellige størrelser og materialer af magneter ændrer let tonale kvaliteter, og almindelige materialer inkluderer neodym, ferrit, alnic eller samariumcobalt.
- Soundbox - En kasse, normalt lavet af metal eller træ, der indeholder alle højttalerkomponenterne anført ovenfor.
- Spider : det er anbragt mellem membranen og resonansboksen, så de ikke berører.
Mens kernekonceptet med højttalerdesign stort set er det samme i langt størstedelen af lydprodukterne, er der meget variation i disse interner. Produktformål, pris og materialevalg har meget at gøre med, hvordan højttalere lyder.
