آشنايي با طرز کار اسپيکر

بعد از پشت سر گذاشتن یک روز پرکار و خسته کننده ، پای رایانه نشسته اید و ایمیلهایتان را چک می کنید.
اسپیکر رایانه تان روشن است و صدای دلنشین یک موسیقی آرام ، خستگی را از تنتان بیرون می کند.
تا به حال فکر کرده اید این اسپیکرها که این قدر به آنها مدیون هستید، چگونه کار می کنند؟!
تا پایان این مقاله ما را همراهی کنید تا سر از کار آنها درآوریم.
طرز کار اسپیکر رایانه های ما دقیقا مشابه طرزکار بلندگوی سبزی فروشی های دوره گرد است!
اسپیکر در واقع دستگاهی است که سیگنال صوتی را که به صورت الکترونیکی روی CD، نوار، DVD یا… ضبط شده به صدای واقعی تبدیل می کند و ما می توانیم آن را بشنویم.
در سیستم های صوتی ، اسپیکرها حرف آخر را می زنند؛ بهترین ضبط روی پیشرفته ترین فضای ذخیره سازی و با کیفیت ترین دستگاه ها و آمپلی فایرها، اگر اسپیکر مناسبی نداشته باشند، صدای گوشخراش و آزاردهنده ای خواهند داشت.
برای این که بفهمیم اسپیکرها چگونه کار می کنند اول باید ببینیم که «صدا» چگونه تولید می شود و ما چطور آن را می شنویم.
یک شیء وقتی صدا تولید می کند که بتواند در هوا لرزش ایجاد کند. (البته صدا در محیطهای جامد و مایع هم می تواند سفر کند.) وقتی جسمی می لرزد ذرات هوای اطراف آن حرکت می کنند.
هر ذره ، دیگر ذرات اطراف خودش را نیز می لرزاند و به این ترتیب صدا در هوا مسافرت می کند. فرض کنید یک زنگوله کوچک را تکان می دهید، بر اثر اصابت میله داخل زنگوله به بدنه لرزش ایجاد می شود.
وقتی بدنه زنگوله می لرزد، ذرات هوای اطراف آن حرکت می کنند و به همین ترتیب صدا تا گوش ما منتقل می شود و پرده سماخ گوش را می لرزاند.
مغز این لرزش را به صدا تفسیر می کند و ما می توانیم بشنویم ؛ به همین سادگی! میکروفن هم شبیه گوش ما عمل می کند؛ یک پرده (دیافراگم) دارد که به وسیله امواج صوتی لرزیده می شود.
سیگنالی که از میکروفن گرفته می شود به صورت رمز درآمده و به صورت یک سیگنال الکتریکی روی CD یا نوار ضبط می شود.
حال نرم افزار پخش کننده (Player) یا دستگاه پخش صوت این اطلاعات ضبط شده را به جریان الکتریکی تبدیل می کند و به کمک تقویت کننده یا آمپلی فایر (Amplifier) به اسپیکرها می رساند.
در اسپیکرها عکس اعمال فوق انجام می شود؛ یعنی اسپیکر سیگنال الکتریکی را مجددا به لرزش فیزیکی تبدیل می کند تا امواج صوتی ساخته شوند و ما این امواج صوتی را می شنویم.
اگر تمامی این مراحل به خوبی انجام شود، صدایی نزدیک به صدای ضبط شده از طریق میکروفون ، را خواهیم شنید. در واقع اسپیکر خوب و مرغوب نوسان های دقیق و درستی را در فشار هوا ایجاد می کند تا صدای تولید شده طبیعی تر باشد. صداهای جور واجوری که می شنویم به علت تفاوت هایی در دو ویژگی مهم صدا است: «فرکانس» و «دامنه نوسان» امواج صوتی.
هرچه فرکانس امواج بزرگتر باشد، یعنی فشار هوا نوسان بیشتری دارد و با تغییر فشار هوا، صدا زیرتر یا بم تر شنیده می شود.
اما دامنه نوسان ، میزان بلند بودن صداها را مشخص می کند، صدایی که دامنه بزرگتری داشته باشد، پرده سماخ گوش ما را بیشتر حرکت می دهد و به اصطلاح می گوییم این صدا بلندتر است.
در اسپیکرهای سنتی یک (یا بیشتر) درایور وجود دارد؛ درایور در واقع بخشی است که با لرزش سریع یک پرده مخروطی شکل (دیافراگم) صدا تولید می کند.
دیافراگم یا cone معمولا از کاغذ، پلاستیک یا فلز ساخته شده که بصورت مخروطی قرار گرفته است. راس این مخروط به یک میله فلزی متصل است و لبه بیرونی قاعده آن به یک حلقه وصل است.
حلقه که نام آن Suspension است از ماده ای قابل انعطاف ساخته شده که به دیافراگم اجازه می دهد به راحتی حرکت کند. Suspension از طرف دیگر به یک قاب سبد مانند، به نام basket متصل است.
و اما جنس میله فلزی ، آهن یا فلز دیگری است که قابلیت مغناطیسی شدن را داشته باشد. دور آن یک سیم پیچ پیچیده شده که میدان مغناطیسی لازم را ایجاد می کند.
وقتی این سیمها به قطب مثبت و منفی متصل می شوند، یک میدان مغناطیسی دور میله فلزی ایجاد می شود؛ یکطرف آن قطب شمال و دیگری قطب جنوب آن است.
حال اگر مثبت و منفی دو سر سیم به طور متناوب جابه جا شوند، قطبهای شمال و جنوب این میدان هم مرتبا تغییر می کند.
از طرف دیگر زیر سیم پیچ یک آهنربای حلقوی ثابت وجود دارد. فرض کنید قطب شمال آن بطرف بالا (به سمت سیم پیچ) است.
وقتی پایین سیم پیچ قطب جنوب باشد، خودبه خود بطرف آهنربای حلقوی جذب می شود. حال فرض کنید در این لحظه قطب مثبت و منفی سیم ها عوض شده و در نتیجه پایین سیم پیچ که تا به حال قطب جنوب بود، تبدیل به قطب شمال بشود؛ در این صورت از آهنربای حلقوی دور می شود.
همین دور و نزدیک شدن به آهنربا باعث می شود سیم پیچ و میله فلزی درون آن حرکت کنند و در نتیجه دیافراگم هم که به میله وصل است جابجا می شود این همان لرزشی است که منتظرش بودیم.
ناگفته نماند سیم پیچ به یک صفحه قابل انعطاف به نام Spider متصل است که سیم پیچ را در وضعیت خودش حفظ می کند، اما به آن اجازه می دهد که به راحتی به سمت بالا و پایین حرکت کند.
لرزش دیافراگم باعث حرکت ذرات هوای اطراف آن می شود و در نتیجه صدا تولید شده و در هوا پخش می شود. هرچه فاصله عوض شدن قطب مثبت و منفی با دقت بیشتری تامین شود، صدای تولید شده طبیعی تر و به واقعیت نزدیک تر است.
بیشتر اسپیکرها و بلندگوهای موجود در بازار به همین روش سنتی کار می کنند، اما تکنولوژی های دیگری – مثل اسپیکرهای الکترواستاتیک – هم وجود دارد که بررسی طرز کار آنها در این مجال نمی گنجد.
ردپای بلندگوهای سنتی را می توانید در همه جا ببینید؛ زنگ ساعت ، تلویزیون ، رایانه ، هدفون و…
مطمئن باشید این بار که صدای اسپیکر رایانه ، تلویزیون یا دستگاه پخش منزلتان را زیاد می کنید؛ صدای پخش شده برایتان دلنشین تر خواهد بود!