اسپیکر چیست

بعد از پشت سر گذاشتن یک روز پرکار و خسته کننده، پای کامپیوتر نشستید و ایمیل هاتون رو چک می‌کنید.
اسپیکر کامپیوترتون روشنه و صدای دلنشین یک موسیقی آرام، خستگی رو از تنتون بیرون می‌کنه.

در هر سیستم صوتی، کیفیت نهایی به اسپیکرها بستگی داره. اگر سیستم به اسپیکرهای ضعیفی وصل باشه، شفاف ترین صدا و با کیفیت ترین آهنگ و موسیقی صدای بدی داره.
توی این شماره قصد داریم شما رو با نحوه ایجاد صدا و عملکرد اسپیکرها آشنا کنیم. در این مقاله، تا حدودی می‌فهمیم که اسپیکرها چطور کار می‌کنند، همچنین می‌بینیم که اسپیکرها از چه نظر با هم تفاوت دارن و این تفاوت ها چطور روی کیفیت صدا تاثیر می‌ذارن.

برای درک نحوه کار اسپیکر، اول باید با نحوه کار صدا آشنا بود به همین دلیل به طور اختصار در موردش صحبت می‌کنیم:
توی گوش انسان، پوست خیلی نازکی به نام پرده وجود داره، این پرده به امواج صوتی بسیار حساسه، وقتی که پرده گوش در اثر امواج صوتی می‌لرزه، مغز ارتعاشات رو بصورت صدا تفسیر می‌کنه، به این ترتیبه که صدا شنیده میشه.
تغییرات سریع فشار هوا معمول ترین چیزیه که پرده گوش رو مرتعش می‌سازن. هر چیزی که توی هوا مرتعش میشه صدا تولید می‌کنه. همونطور که می‌دونید، صدا از بین مایعات و جامدات هم حرکت می‌کنه، اما وقتی که صدای اسپیکرها رو می‌شنوم اینجا وسیله انتقال صدا فقط هواست.
وقتی که چیزی می‌لرزه ذرات هوای اطرافش رو حرکت میده، اون ذرات هم ذرات هوای اطراف خودش رو حرکت میدن و اینجوری میشه که، موجی از ذرات هوا تولید شده و یک پالس ارتعاش رو توی هوا باهاش حمل می‌کنه.
برای اینکه ببینیم این کار چطور انجام میشه به یک شیء ارتعاشی ساده، نگاهی می‌اندازیم:
وقتی زنگ اخبار به صدا در میاد، فلز به سرعت مرتعش و به داخل و خارج خم میشه، وقتی که فلز در یک طرف به بیرون خم میشه ذرات هوای اطرافش رو به داخل می‌کشه و حفره‌ای رو با فشار ایجاد می‌کنه که این حفره ذرات هوای نزدیکش رو به داخل می‌کشه و باعث ایجاد یک حفره دیگه میشه که ذرات دورتر رو به داخل می‌کشن و به همین ترتیب ادامه پیدا می‌کنه. به این ترتیب یک شیء مرتعش، موجی از نوسان فشار رو به داخل فضا می‌فرسته. وقتی که موج نوسان به گوش می‌رسه، پرده گوش رو به جلو و عقب مرتعش می‌سازه و مغز این حرکات رو به شکل صدا تفسیر می‌کنه.

اسپیکر سیگنال الکتریکی رو مجددا به لرزش فیزیکی تبدیل می‌کنه تا امواج صوتی ساخته بشن و ما این امواج صوتی رو می‌شنویم، هرچه فرکانس امواج بزرگتر باشه، فشار هوا نوسان بیشتری داره و با تغییر فشار هوا، صدا زیرتر یا بم‌تر شنیده میشه؛ اما دامنه نوسان میزان بلند بودن صداها رو مشخص میکنه، صدایی که دامنه بزرگتری داشته باشه، پرده سماخ گوش ما رو بیشتر حرکت میده و به اصطلاح می‌گیم این صدا بلندتره.

توی اسپیکرهای سنتی یک (یا بیشتر) درایور وجود داره؛ درایور در واقع بخشیه که با لرزش سریع یک پرده مخروطی شکل (دیافراگم) صدا تولید می‌کنه‌. دیافراگم یا cone معمولا از کاغذ، پلاستیک یا فلز ساخته شده که بصورت مخروطی قرار گرفته، راس این مخروط به یک میله فلزی متصله و لبه بیرونی قاعدش به یک حلقه وصله.

حلقه که نامش Suspension هست از ماده ای قابل انعطاف ساخته شده که به دیافراگم اجازه میده به راحتی حرکت کنه. Suspension از طرف دیگه به یک قاب سبد مثل، به نام basket متصله، اما جنس میله فلزی، آهن یا فلز دیگه ای که قابلیت مغناطیسی شدن رو داشته باشه. دور اون یک سیم پیچ پیچیده شده که میدان مغناطیسی لازم رو ایجاد می‌کنه. وقتی این سیم‌ها به قطب مثبت و منفی متصل میشن، یک میدان مغناطیسی دور میله فلزی ایجاد میشه؛ یک طرفش قطب شمال و دیگه ای قطب جنوبه.

حالا اگه مثبت و منفی دو سر سیم به طور متناوب جابه جا بشن، قطبهای شمال و جنوب این میدون هم مرتبا تغییر می‌کنه، از طرف دیگه زیر سیم پیچ یک آهنربای حلقوی ثابت وجود داره. فرض کنید قطب شمالش بطرف بالا (به سمت سیم پیچ) هست. وقتی پایین سیم پیچ قطب جنوب باشه، خود به خود بطرف آهنربای حلقوی جذب میشه. 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 بشه؛ در این صورت از آهنربای حلقوی دور میشه.

همین دور و نزدیک شدن به آهنربا باعث میشه سیم پیچ و میله فلزی داخلش حرکت کنند و در نتیجه دیافراگم هم که به میله وصله جابجا میشه این همون لرزشی هست که منتظرش بودیم؛ ناگفته نمونه سیم پیچ به یک صفحه قابل انعطاف به نام Spider متصله که سیم پیچ رو در وضعیت خودش حفظ می‌‍کنه، اما بهش اجازه میده که به راحتی به سمت بالا و پایین حرکت کنه.

لرزش دیافراگم باعث حرکت ذرات هوای اطرافش میشه و در نتیجه صدا تولید شده و در هوا پخش میشه. هرچه فاصله عوض شدن قطب مثبت و منفی با دقت بیشتری تامین بشه، صدای تولید شده طبیعی‌تر و به واقعیت نزدیک‌تر هست.

بیشتر اسپیکرها و بلندگو های موجود توی بازار به همین روش سنتی کار می‌کنن، اما تکنولوژی های دیگه ای مثل اسپیکرهای الکترواستاتیک هم وجود داره که بررسی طرز کارشون در این مجال نمی‌گنجه. ردپای بلندگوهای سنتی رو می‌تونید در همه جا ببینید؛ زنگ ساعت، تلویزیون، رایانه، هدفون و…

مطمئن باشید این بار که صدای اسپیکر رایانه، تلویزیون یا دستگاه پخش منزلتون رو زیاد می‌کنید؛ صدای پخش شده براتون دلنشین‌تر خواهد بود!