Кіріспе
Дауыс беруші түрі
Дауыс беруші драйвері әлеуметтік желі қолданбасы
the loudspeaker driver the social media app
Твитер немесе жоғары жиілікті дауыс беруші – жоғары дыбыс жиіліктерін шығаруға арналған ерекше дауыс беруші (көбінесе дөңгелек, кері дөңгелек немесе мүйіз тәрізді), әдетте 100 кГц дейін жоғары жиіліктерді қамтамасыз етеді. Атауы кейбір құстардың шығаратын жоғары перделі дыбыстарынан (твиттер) алынған, әсіресе көптеген иттердің шығаратын төменгі үнді дыбыстарынан (ууферлер) айырмашылығы, содан кейін төмен жиілікті драйверлер осылай аталған.
Операция
Твиттерлердің көбісі тұрақты магнит өрісінде орналасқан дауыс катушкасын қолданатын электродинамикалық драйверлер болып табылады. Бұл конструкциялар күшейткіш тізбегінің шығысынан дауыс катушкасы деп аталатын сымға ток жіберу арқылы жұмыс істейді. Дауыс катушкасы өзгермелі магнит өрісін тудырады, ол тұрақты магниттің өрісіне қарсы әрекет етеді, нәтижесінде цилиндрлі дауыс катушкасымен байланысқан диафрагма қозғалады. Бұл механикалық қозғалыс күшейткіштен дауыс катушкасына берілетін электрондық сигналдың толқын пішініне ұқсайды. Дауыс катушкасы диафрагмаға бекітілгендіктен, оның тербелісі диафрагмаға беріледі, ал диафрагма ауаны тербетеді, соның салдарынан дыбыс толқындары пайда болады, олар жоғары жиілікті дыбыс ретінде естіледі. Қазіргі заманғы твиттерлер көбінесе ескі твиттерлерден өзгеше, олар әдетте воферлердің кіші нұсқалары болатын. Твитер технологиясы дамыған сайын, әртүрлі дизайндық шешімдер кең таралды. Көптеген жұмсақ күмбезді твиттер диафрагмалары полиэстер пленкасынан немесе полимер шайырымен сіңдірілген жібек немесе полиэстер матасынан термоформаланады. Қатты күмбезді твиттерлер әдетте алюминийден, алюминий-магний қорытпаларынан немесе титаннан жасалады. Твиттерлердің мақсаты – электр сигналын механикалық ауа қозғалысына айналдыру, бірақ бұл процесс толық емес, сондықтан нақты твиттерлерде компромистер болады. Твитерді жобалау және өндірудегі қиындықтар: сигнал тоқтаған кезде күмбездің қозғалысын тез тоқтату үшін жеткілікті демпферлеуді қамтамасыз ету; аспаптың сызықтығын сақтап, жиілік диапазонының төменгі шегінде жоғары шығысқа қол жеткізу; магнитты жинақпен байланыстан қорғау, күмбезді қозғалыс кезінде орталықта ұстау; және артық масса қоспай, жеткілікті қуатты басқаруды қамтамасыз ету. Твиттерлер жоғары жиілікті дыбыстарға назар аудару арқылы сапалы және толық дыбыс әсерін қамтамасыз етеді. Твиттерлер төмен жиілікті дыбыстарды немесе бас дыбыстарын жасайтын воферлермен бірлесіп жұмыс істей алады. Кейбір твиттерлер негізгі корпус сыртында, дербес бөлімдерде орналасқан. Мысалдарға "супер твиттерлер" және Ohm компаниясының "жұмыртқа тәрізді твитер" жатады. Соңғысы тыңдаушының орнына және қалауына қарай дыбыс өрісін реттеу үшін қосылады және бұрылады. Бaffleден бөліну твиттерлер үшін ең кішкентай baffle оптималды болып саналады.
Ауқым
Твиттерлердің көпшілігі адамның есту диапазонының ресми түрде белгіленген жоғарғы шегіне дейінгі жиіліктерді қайта жаңғыртуға арналған (әдетте 20 кГц деп көрсетіледі); ал кейбіреулері шамамен 5 кГц-тен 20 кГц-ке дейінгі жиіліктерде жұмыс істейді. Көбірек жоғарғы жиілік диапазонына ие твиттерлер психоакустикалық сынақтар үшін, аудиофилдерге арналған Super Audio CD сияқты кеңейтілген диапазонды цифрлық аудио үшін, жануарлардың дыбыстарға реакциясын зерттейтін биологтар үшін және зоопарктердегі қоршаған орта дыбыстау жүйелері үшін жасалған. 80 кГц және тіпті 100 кГц жиіліктерін қайта жасай алатын ленталық твиттерлер де жасалды.
Күмбез материалдары
Барлық күмбез материалдарының артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Дизайнерлер күмбездерде іздейтін үш қасиет – төмен масса, жоғары қаттылық және жақсы демпфирлеу. Celestion компаниясы металлдан, мыстан жасалған күмбезді твиттерлерді жасаған алғашқы өндіруші болды. Бүгінде алюминий, титан, магний және бериллий сияқты басқа металдар, сондай-ақ олардың түрлі қорытпалары қолданылады, олар жеңіл және қатты болғанымен, демпфирлеу қасиеті төмен; олардың резонанстық жиіліктері 20 кГц-ден жоғары. Синтетикалық алмаз сияқты ерекше материалдар да олардың өте жоғары қаттылығы үшін қолданылады. Полиэтилен терефталат пленкасы және тоқылған жібек азырақ қоңырау салады, бірақ олардың қаттылығы жеткіліксіз, бұл олардың жоғары жиілікті шығаруын шектейді. Жалпы, кішкентай күмбезді твиттерлер жоғары жиіліктерде дыбыстың кеңірек таралуын қамтамасыз етеді. Дегенмен, кішкентай күмбезді твиттерлердің сәулелендіру ауданы кішкентай, бұл олардың жиілік диапазонының төменгі шегіндегі шығысын шектейді; сондай-ақ олардың жалпы қуатын шектейтін кішкентай дауыс орауыштары бар.
Ферротірісуші
Ферросутек – өте кішкентай (әдетте 10 нм) темір оксидінің магниттік бөлшектерінің өте төмен қайнау температурасы бар сұйықтықтағы, әдетте синтетикалық майдағы суспензиясы. Ілгектілік пен магниттік тығыздықтың кең диапазоны дизайнерлерге демпфинг, салқындату немесе олардың екеуін де қосуға мүмкіндік береді. Ферросутек сонымен қатар магниттік кеңістікте дауыс орамшасын центртеуге көмектеседі, бұл бұрмалауды азайтады. Сұйықтық әдетте магниттік кеңістікке құйылып, күшті магнит өрісімен бекітіледі. Егер динамик (твитер) жоғары қуат деңгейіне ұшыраса, ферросутек қалыңдайды, себебі тасымалдаушы сұйықтықтың бір бөлігі буланып кетеді. Шығарлымсыз жағдайларда бұл динамиктің (твитердің) дыбыс сапасын және шығыс деңгейін нашарлатады, сондықтан сұйықтықты алып тастап, жаңа сұйықтық құю қажет.
Кәсіби дыбыс қолданбалары
Дыбысты күшейту және музыкалық аспаптарға арналған динамиктер жоғары сапалы динамиктерге ұқсас, бірақ олар көбінесе «динамиктер» деп емес, «жоғары жиілікті драйверлер» деп аталады. Негізгі конструкциялық ерекшеліктері: қайта-қайта тасымалдау және қолдануға арналған бекіткіштер, көбінесе жоғары дыбыс деңгейін қамтамасыз ету және дыбыс таралуын жақсырақ бақылау үшін рупорлық құрылымдарға орнатылған драйверлер, сондай-ақ, әдетте кездесетін жоғары қуат деңгейіне төтеп беруге қабілетті күшті дауыс орамдары. PA рупорларындағы жоғары жиілікті драйверлер көбінесе драйвер диафрагмасы мен рупордың мойны арасындағы акустикалық байланыс режиміне байланысты «қысым драйверлері» деп аталады. Қысым драйвері диафрагмаларын жасауда титан, алюминий, фенолмен сіңдірілген мата, полиимид және ПЭТ пленкасы сияқты әртүрлі материалдар қолданылады, олардың әрқайсысының өзіндік ерекшеліктері бар. Диафрагма әдетте күмбезден өзге материалдан жасалған дауыс орамасына жабыстырылады, өйткені ол жылуға шыдап, жарылмай немесе өлшемдерін өзгертпей тұруы керек. Осы мақсатқа полиимид пленкасы, Nomex және шыны талшық жиі қолданылады. Ілгек диафрагманың жалғасы болуы мүмкін және бекіту сақинасына жабыстырылады, ол ойыққа, бағыттаушы штифтерге немесе машина бұрандаларымен бекітілуі мүмкін. Диафрагма көбінесе кері күмбез пішіндес болып келеді және «фазалық плагин» деп аталатын орталық құрылымдағы тізбектік арналарға жүктеледі, ол диафрагманың әртүрлі аймақтары мен рупордың мойны арасындағы қашықтықты теңестіреді, диафрагма бетіндегі әртүрлі нүктелер арасындағы дыбыстық кедергілерді болдырмайды. Фазалық плагин конус тәрізді түтікке шығады, ол рупордың басталуын құрайды. Драйвердегі бұл біртіндеп кеңейетін мойын рупордың кеңеюіне дейін жалғасады. Рупордың кеңеюі таралу үлгісін немесе бағыттылығын бақылайды және акустикалық түрлендіргіш ретінде күшейтуді арттырады. Кәсіби рупор және қысым драйверінің комбинациясы 105 және 112 дБ/ватт/метр арасындағы шығыс сезімталдығына ие. Бұл басқа динамиктерге қарағанда әлдеқайда тиімді (және кішкентай дауыс орамасы мен бұрынғысына термиялық қауіп аз).
Күмбезді твитер
Куполдық твитер дауыстық катушканы куполға (тоқыма матадан, жұқа металдан немесе басқа да қолайлы материалдан жасалған) бекіту арқылы құрастырылады, ал купол магнитке немесе жоғарғы тақтаға төмен серпімділікпен бекітіледі. Мұндай твиттерлерде әдетте рама немесе себет болмайды, тек магнит жинағына бекітілген қарапайым алдыңғы панель ғана болады. Куполдық твиттерлер дауыстық катушканың диаметрі бойынша жіктеледі және 19 мм (0,75 дюйм) бастап 38 мм (1,5 дюйм) дейін ауытқиды. Қазіргі уақытта жоғары сапалы динамиктерде қолданылатын куполдық твиттерлердің көп бөлігі 25 мм (1 дюйм) диаметрлі. Оның бір түрі – шақтамалы радиатор, онда конус немесе куполдың "ілінісі" негізгі сәулелендіруші элементке айналады. Бұл твиттерлер стандартты куполдық твиттерлермен салыстырғанда әртүрлі бағыттылық сипаттамаларына ие.
Пьезо-твиттер
Пьезо (немесе пьезоэлектрлік) твитерде механикалық диафрагмамен байланыстырылған пьезоэлектрлік кристалл болады. Кристаллға аудиосигнал жіберілгенде, ол кристалл беттеріндегі кернеуге пропорционал түрде иіліп, электр энергиясын механикалық энергияға айналдырады. Электр импульстарын механикалық дірілге және керісінше, қайтарылған механикалық дірілді электр энергиясына айналдыру ультрадыбыстық сынақтың негізі болып табылады. Активті элемент – трансдьюсердің (айналдырғыш) жүрегі, себебі ол электр энергиясын акустикалық энергияға және керісінше айналдырады. Активті элемент – негізінен поляризацияланған материалдың (яғни, молекуланың бір бөлігі оң зарядталған, ал екінші бөлігі теріс зарядталған) екі қарама-қарсы бетіне бекітілген электродтары бар бөлігі. Материалға электр өрісі қолданылғанда, поляризацияланған молекулалар электр өрісімен бағытталып, материалдың молекулалық немесе кристалдық құрылымындағы индукцияланған дипольдерге әкеледі. Молекулалардың осы бағытталуы материалдың өлшемдерін өзгертеді. Бұл құбылыс электрострикция деп аталады. Сонымен қатар, кварц (SiO2) немесе барий титанаты (BaTiO3) сияқты тұрақты поляризацияланған материал, механикалық күш әсерінен өлшемдерін өзгерткенде электр өрісін тудырады. Бұл құбылыс пьезоэлектрлік эффект деп аталады. Пьезо-твиттерлер төмен сапасынан жоғары сапалы аудио жүйелерінде сирек қолданылады, бірақ 1970-ші жылдардың соңындағы кейбір жоғары сапалы үлгілерде, мысалы Celef PE1 моделінде, дәстүрлі дөңгелек твиттермен бірге супер твиттер ретінде қолданылған. Олар көбінесе ойыншықтарда, сигнал беру құрылғыларында, дабылдарда, бас-гитара динамиктерінің корпустарында, арзан компьютерлік немесе стерео динамиктерде және PA рупорларында қолданылады.
Таспалық твитер
Таспалы твитер өте жұқа диафрагманы (көбінесе алюминийден немесе металданған пластикалық пленкадан) пайдаланады, ол жоғары жиіліктерді қайта жаңғырту үшін күшті магнит өрісінде (әдетте неодим магниттерімен қамтамасыз етіледі) ілінген, алюминий буымен жалатылып жасалған жазық катушканы ұстайды. Таспалы твиттерлердің дамуы шамамен таспалы микрофондардың даму жолын қоршады. Таспа өте жеңіл материалдан жасалғандықтан, өте жоғары үдеуге және кеңейтілген жоғары жиілікті жауапқа қабілетті. Таспалар дәстүрлі түрде жоғары шығыс қуатына ие болмаған (негізгі себебі – нашар магниттік байланысқа әкелетін үлкен магниттік аралықтар). Бірақ, жоғары қуатты таспалы твиттерлер кең ауқымды дыбыс күшейту желілік массив жүйелерінде жиі кездеседі, олар мыңдаған көрермендерге қызмет ете алады. Олар осы қолдануларда тартымды, себебі барлық таспалы твиттерлердің дені кең көлденең таралыммен (жабумен) және өте тар тік таралыммен қатар пайдалы бағыттық қасиеттерін көрсетеді. Бұл динамиктерді тік бойына жинақтап, жоғары жиілікті желілік массив құруға болады, ол конвенциялық твиттерге қарағанда динамиктерден әлдеқайда қашықта жоғары дыбыс қысымы деңгейін тудырады.
Жазық магниттік твитер
Кейбір динамик жасаушылар планарлық магниттік твитерді қолданады, оны кейде квази-лента деп те атайды. Планарлық магниттік твитерлер әдетте нағыз ленталық твитерлерге қарағанда арзан, бірақ металл фольгадан жасалған лента диафрагмадан жеңіл болғандықтан және магниттік құрылымдары өзгеше болғандықтан, олар толыққанды эквивалентті емес. Әдетте, материалдың бетімен тік бойына көп рет оралған дауыс катушкасы бар жұқа ПЭТ пленкасы немесе пластик қолданылады. Магниттік құрылымы ленталық твитерлерге қарағанда арзан.
Электростатикалық твитер
Электростатикалық твитер толық диапазонды электростатикалық динамиктер немесе электростатикалық құлаққаптар сияқты қағидалар бойынша жұмыс істейді. Бұл типтегі динамиктерде екі экран немесе перфорацияланған металл табақшалар арасында орналасқан, stator деп аталатын, жұқа өткізгіш қабаты бар диафрагма (әдетте пластик, көбінесе ПЭТ пленкасы) қолданылады. Жетектеуші күшейткіштің шығысы орталық түйіні бар қадамдық трансформатордың біріншілік орамдарына қосылады, ал трансформатордың орталық түйіні мен диафрагма арасында бірнеше жүзден бірнеше мың вольтқа дейін өте жоғары кернеу қолданылады. Осы типтегі электростатикалық құрылғыларға жоғары кернеуді қамтамасыз ету үшін жоғары кернеуді өндіретін қуат көзі міндетті түрде кіреді. Статорлар трансформатордың қалған терминалдарына қосылады. Трансформатордың біріншілік орамдарына аудио сигнал түскен кезде, статорлар электрлік түрде 180 градусқа қарама-қарсы фазада жұмыс істейді, диафрагманы кезекпен тартып, итеріп шығарады. Электростатикалық динамикті трансформаторсыз басқарудың сирек кездесетін тәсілі – түрткілі-тартымды вакуумдық лампа күшейткішінің пластиналарын тікелей статорларға қосу, ал жоғары кернеуді диафрагма мен жерге қосу. Электростатикалық құрылғылардың түрткілі-тартымды конструкциясы тікбұрышты гармоникалық бұрмалауды азайтады. Сонымен қатар, оларда фазалық бұрмалау да минималды. Бұл конструкция өте ерте заманда (алғашқы патенттер 1930 жылдарға дейін барады), бірақ жоғары құн, төмен тиімділік, толық диапазонды конструкциялар үшін үлкен өлшем және сынғыштық салдарынан нарықтың өте шағын бөлігін ғана иеленеді.
AMT твиттері
Ауа қозғалысы трансформаторының твиттері жақтаулы диафрагмадан ауаны перпендикуляр бағытта шығару арқылы жұмыс істейді. Оның диафрагмасы – алюминий тіректерде бекітілген, қапталған пленкадан (әдетте ПЭТ пленкасы) жасалған жиырылған плиселер. Өткен онжылдықтарда Калифорниядағы ESS компаниясы осындай твиттерді және дәстүрлі динамиктерді қолдана отырып, гибридті динамиктер сериясын шығарды, оларды ойлап тапқан Оскар Хайлдың құрметіне Heil түрлендіргіштері деп атады. Олар жоғары деңгейде дыбыс шығаруға қабілетті және электростатикалық немесе ленталық динамиктерге қарағанда мықтырақ, бірақ олармен салыстырылатын жеңіл қозғалатын элементтерге ие. Бүгінгі күні қолданылатын AMT драйверлерінің көпшілігі тиімділігі мен жиілік диапазоны жағынан 1970 жылдардағы Оскар Хайлдың алғашқы үлгілеріне ұқсас.
Қосқанды
Рог твиттері – жоғарыда аталған твиттерлердің кез келгені, кеңейтілген немесе рог тәрізді құрылымға қосылған. Рогтар екі мақсатта қолданылады: дисперсияны бақылау және твиттердің мембранасын ауамен тиімді байланыстыру арқылы тиімділігін арттыру. Бұл жағдайда твиттер көбінесе компрессиялық драйвер деп аталады және ол басқа, көп таралған твиттер түрлерінен (жоғарыда қараңыз) едәуір өзгеше. Дұрыс қолданылғанда, рог твиттердің бағыттылығын бақылау (яғни азайту) арқылы осінен тыс жауабын жақсартады. Сондай-ақ, драйвердің салыстырмалы түрде жоғары акустикалық кедергісін ауаның төменгі кедергісімен байланыстыру арқылы твиттердің тиімділігін арттыра алады. Рогтың көлемі неғұрлым үлкен болса, ол соғұрлым төмен жиіліктерде жұмыс істей алады, себебі үлкен рогтар төмен жиіліктерде ауамен байланыстыруды қамтамасыз етеді. Рогтардың әртүрлі түрлері бар, оның ішінде радиалды және тұрақты бағыттылық (CD) рогтары. Рог твиттері қарапайым дөңгелек твиттерге қарағанда сәл "әртүрлі" дыбыстық сипаттамаға ие болуы мүмкін. Дұрыс емес жобаланған немесе дұрыс қиылысқан рогтар шығысының дәлдігінде және күшейткішке түсетін жүктемеде болжамды проблемаларды тудырады. Нашар жасалған рогтардың беделіне алаңдағандықтан, кейбір өндірушілер рогпен жүктелген твиттерді қолданады, бірақ осы терминді қолданудан қашады. Олардың эвфемизмдеріне "эллипстік апертура", "жартылай рог" және "бағыттылықпен басқарылатын" жатады. Дегенмен, бұл рогпен жүктеудің бір түрі болып табылады.
Плазмалық немесе иондық твитер
Иондалған газ электр зарядымен қатар болғандықтан, оны өзгермелі электр өрісі арқылы басқаруға болады, сондықтан плазманың кішкентай шар тәрізді бөлігін жоғары жиілікті динамик (твитер) ретінде пайдалану мүмкін. Мұндай динамиктер плазмалық динамик немесе иондық динамик деп аталады. Олар басқа динамиктерге қарағанда күрделірек болуы мүмкін (өйткені басқа түрлерінде плазма жасау қажеттілігі туындамайды), бірақ қозғалатын массаның ең төмен болуының артығын ұсынады – тіпті салыстырмалы түрде массасыз болса, сигналдық кіріске өте сезімтал болады. Бұл динамиктердің алғашқы үлгілері жоғары шығыс деңгейіне немесе жоғары жиілікті қайта өндіруге қабілетті болған жоқ, сондықтан олар көбінесе пайдалы шығыс деңгейін басқару үшін рупор конструкциясының тамағында қолданылады. Бір кемшілігі – плазмалық доға аз мөлшерде қосалқы өнім ретінде озон мен NOx, яғни улы газдарды бөліп шығарады. Осы себепті 1980 жылдары Германияда жасалған Magnat "magnasphere" динамиктерінің АҚШ-қа импортына тыйым салынды. Кез келген қазіргі заманғы конструкция газ шығысын ескерілмейтін деңгейге дейін азайту үшін катализаторларды қолданады. Бұрын АҚШ-тағы басты өндіруші Сент-Луис қаласының жанындағы DuKane компаниясы болды, ол Ionovac-ты жасады; сондай-ақ ол Ұлыбританияда Ionophone деген атпен сатылды. Electro Voice компаниясы қысқа мерзімге лицензия бойынша модель жасады, DuKane компаниясымен бірге өнертапқыш Зигфрид Кляйнмен бірлесіп жұмыс істеді. Бұл алғашқы үлгілер қиын болды және плазма жасалған жасушаны үнемі ауыстыруды қажет етті (DuKane құрылғысы дәл өңделген кварц жасушасын пайдаланды). Осының салдарынан, олар басқа конструкциялармен салыстырғанда қымбат болды. Ionovac-ты естігендердің айтуынша, дұрыс жобаланған дыбыс шығару жүйесінде жоғары жиіліктер «әуелі» және өте егжей-тегжейлі болды, бірақ жоғары шығыс деңгейіне қол жеткізу мүмкін болмады. 1980 жылдары Plasmatronics динамигі де плазмалық динамикті пайдаланды, бірақ өндіруші ұзақ уақытқа бизнесте тұра алмады және осы күрделі құрылғылардың өте аз бөлігі сатылды.