این مقاله به بررسی فناوری‌ای می‌پردازد که سیگنال‌های الکتریکی را به نیروهای الکتروموتور تبدیل می‌کند و در نهایت به موسیقی‌ای که می‌شنویم جان می‌دهد.
در نمایشگاه CES 2024، با مفهومی باورنکردنی در زمینه صدا روبرو شدم که به نظر نمی‌رسید اصلاً کار کند، اما در واقع صدایی فوق‌العاده داشت. تصور اولیه من از کار نکردن این سیستم، ناشی از درک ناقص اصول عملکرد بلندگوهای صوتی بود. بیایید ابتدا اصول اولیه را بررسی کنیم و سپس به سراغ کاربردهای پیشرفته برویم.
سیستم صوتی خودرو 101: بلندگو چگونه کار می‌کند؟
باور کنید یا نه، بلندگوهای صوتی از همان اصولی بهره می‌گیرند که موتورهای القایی AC را در بخش جلوی بسیاری از خودروهای برقی دو-موتوره تسلا و سایر خودروهای برقی به کار می‌اندازد. هر دو مفهوم بر پایه قانون القای فارادی بنا شده‌اند – قانونی که پیش‌بینی می‌کند میدان مغناطیسی چگونه با یک مدار الکتریکی برای تولید نیروی محرکه الکتریکی (EMF) برهم‌کنش می‌کند. در یک موتور، این نیرو چرخ‌ها را به حرکت در می‌آورد و در بلندگو، منجر به حرکت‌های بالا و پایین می‌شود که باعث لرزش واسطه‌ای برای تولید صدا می‌گردد.
تولیدکننده صدا
بلندگوهای 6 در 9 اینچی‌ای که به خاطر دارم برای نصب در قسمت پشتی شورولت خانوادگی‌مان، آن‌ها را برش می‌دادیم، مخروطی کاغذی با گنبدهای کوچکی در مرکز داشتند؛ امروزه پلاستیک و پلیمرها جایگزین کاغذ شده‌اند.
فارغ از جنس، این ماده باید از طریق نوعی سیستم تعلیق به فریم نصب سفت و سخت متصل شود. به خاطر می‌آورم که لبه بیرونی کاغذ بلندگوهای جنسن با ماده‌ای شبیه به فوم احاطه شده بود و در قسمتی که سیم‌پیچ صوتی به مخروط (که شکلی شبیه به امواج آب ناشی از یک سنگریزه دارد) وصل می‌شد، نوعی پارچه وجود داشت. (این قسمت گاهی اوقات «عنکبوت» نامیده می‌شود.)
درایور (ها)
به طور کلی، آهنربای دائمی حلقه‌ای شکلی با یک قطب فولادی در مرکز وجود دارد. سیم‌پیچ صوتی که جریان متناوب ناشی از سیگنال صوتی از آن عبور می‌کند، به دور استوانه‌ای هم‌مرکز با این قطب پیچیده می‌شود تا درایور بلندگو را تشکیل دهد.
اگرچه امکان دارد یک بلندگو به تنهایی صداهایی را در کل محدوده شنوایی انسان بازتولید کند، سیستم‌های صوتی خودرو معمولاً از توئیتری‌های کوچک برای صداهای با فرکانس بالا، ساب‌ووفرهای بزرگ برای عمیق‌ترین نت‌های باس و بلندگوهای میان‌محدوده برای تمام صداهای میانی استفاده می‌کنند.
جعبه بلندگو
مخروط لرزان بلندگو از هر دو طرف صدا تولید می‌کند و اگرچه پشت مخروط برای پخش صدا بهینه نشده است، امواج صوتیِ خود آن می‌توانند در صورت عدم کنترل، با امواج صوتیِ تولید شده توسط قسمت جلو تداخل کرده و آن‌ها را خنثی کنند. به همین دلیل است که توده هوای پشت بلندگو معمولاً از محیط شنیداری جلوی آن جدا می‌شود.
جعبه‌ای بزرگ‌تر به ویژه برای بلندگوهای باس که هوای زیادی را جابه‌جا می‌کنند، اهمیت دارد، اما پر کردن یک جعبه کوچک با پشم الیاف بلند، الیاف شیشه یا مواد مشابه می‌تواند باعث شود که بزرگ‌تر به نظر برسد.
بازآفرینی صدای مدرن
بهترین مهندسان صدا تلاش می‌کنند تا صدا را به گونه‌ای بازتولید کنند که شنونده تقریباً همان چیزی را بشنود که تجهیزات در ابتدا در استودیو، کلوب یا سالن ضبط کرده‌اند. پردازش سیگنال دیجیتال مدرن به سیستم‌ها امکان می‌دهد تا چندین کانال صوتی و بلندگوهای numerous را تغذیه کنند، به گونه‌ای که صدای ناشی از هر کدام از سطوح مختلف در فضا منعکس شده و به گوش شنونده برسد تا تجربه‌ای فراگیر ایجاد کند که با این حال تصویری از یک صحنه صوتی را به تصویر بکشد. در حالت ایده‌آل، به نظر می‌رسد که صداهای آواز در مرکز و جلو قرار دارند و ابزارهای مختلف در دو طرف چیده شده‌اند.
کمپانی Bose یکی از اولین شرکت‌هایی بود که سیستم صوتی پریمیوم داخل خودرو را امتحان کرد و در سال ۱۹۸۳ با همکاری Delco روی سیستم‌هایی در کادیلاک سویل، بیوک ریویرا و اولزموبیل تورنادو کار کرد. یکی از مزایای تنظیم سیستم صوتی خودرو این است که گوش‌های شنوندگان معمولاً در جای ثابتی قرار دارند و اثاثیه اتاق به ندرت تغییر می‌کند. نقطه ضعف آن مقابله با صدای پیشرانه و جاده است، اگرچه استفاده از فناوری حذف نویز (از نوعی که Bose دهه‌ها پیش در هدفون‌ها پیشگام بود) در سیستم‌های صوتی خودرو رایج شده است.
ایده جدید: بلندگوهای درون قالیچه
ایده اصلی در اینجا آشناست: جایگزین کردن بلندگوهای سنتی با یک پنل سفت و سخت که توسط درایور بلندگو تحریک می‌شود. سیستم صوتی Continental Act2ated پیشنهاد می‌کند پنل‌های درب، داشبورد یا سقف را به بلندگو تبدیل کند و Honda Ridgeline نیز سیستم مشابهی را ارائه می‌دهد که محفظه وانت را به بلندگو تبدیل می‌کند.
این فناوری به دلایلی در سیستم صوتی رایج خودروها به کار گرفته نشده است، زیرا به مرور زمان چنین پنل‌هایی می‌توانند دچار لرزش، سوت و جیرجیر شوند. بنابراین، تأمین‌کننده منسوجات داخلی فرانسه، Trèves، پیشنهاد می‌کند که پنلی را به اندازه و شکل دلخواه برش دهید، ترانسدیوسر eXciter مخصوص خود را به آن وصل کنید و سپس آن را در تریم نرم، مانند زیرانداز مجموعه فرش یا فوم صندلی، جایی که هیچ گونه لرزش یا سوت و جیری وجود ندارد، معلق کنید. این پنل از جنس مواد لانه زنبوری پوشیده شده با پلی اورتان ساخته شده است، مشابه آنچه در قفسه‌های بسته‌بندی استفاده می‌شود، و هوای محبوس شده در سلول‌های جداگانه فوم زیرفرش مانند پشم یا فایبرگلاس عمل می‌کند تا محفظه بزرگی را شبیه‌سازی کند.
