Głośnik stereo

Głośnik lub głośnik to urządzenie, które przekształca fale energii elektrycznej w fale energii mechanicznej lub słyszalne dźwięki. Dźwięk jest wytwarzany przez drgania obiektu. Ta wibracja tworzy serię fal lub fal, podobnie jak to, co widać, gdy kamień jest wrzucony do stawu. Głośniki odtwarzają fale dźwiękowe (lub audio) o różnych częstotliwościach. Częstotliwość to szybkość, z jaką wibrują cząsteczki powietrza. Dźwięk, który słyszy ludzkie ucho, ma częstotliwość od około 20 herców (Hz) do 20 000 Hz lub 20 kiloherców (kHz). Głośniki są używane we wszystkich typach urządzeń komunikacyjnych i rozrywkowych, takich jak odbiorniki radiowe i telewizyjne, magnetofony, automatyczne sekretarki, monitory dziecięce i domowe systemy rozrywki stereo

Historia

Podstawowa zasada działania głośnika dynamicznego niewiele się zmieniła od czasu opatentowania go przez Ernsta Siemensa w 1874 roku. Siemens opisał swój wynalazek jako sposób na uzyskanie mechanicznego ruchu cewki elektrycznej z prądów elektrycznych, które przez nią przepływają. Pierwotnie jego wynalazek miał służyć do poruszania ramieniem telegraficznym. Alexander Graham Bell zastosował zasady działania urządzenia Siemensa w telefonie dwa lata później. Thomasowi Edisonowi przypisuje się wynalezienie głośnika w znanej dziś postaci. Składał się on z elastycznej membrany (stożka) przymocowanej do gardzieli tuby akustycznej.

W stożkach wczesnych głośników stosowano różne materiały, takie jak cienkie blachy metalowe, skóra i papier. Papier był (i nadal jest) używany w konstrukcji stożków głośników, ponieważ jest tani i łatwo dostępny.

Surowce

Głośnik dynamiczny nie zmienił się od dziesięcioleci. Rama jest wykonana z tłoczonego żelaza lub aluminium. Magnes stały to ceramiczny materiał ferrytowy składający się z tlenku żelaza, strontu i spoiwa ceramicznego. Membrana, otoczka i pająk wykonane są z impregnowanego papieru pokrytego klejem. Cewka drgająca składa się z plastikowej szpulki z nawiniętym wokół niej izolowanym drutem miedzianym o cienkim przekroju.

Konstrukcja

Najczęściej spotykanym głośnikiem jest głośnik dynamiczny. Składa się on z ramy, magnesu stałego, rdzenia z miękkiego żelaza, cewki i stożka. Rama podtrzymuje stożek i zespół magnesu stałego. Cewka głosowa składa się z izolowanego drutu nawiniętego na plastikową szpulkę. Jeden koniec szpulki jest przymocowany do stożka, a korpus szpulki przesuwa się po miękkim rdzeniu żelaznym.

Przewody z cewki są podłączone do wzmacniacza audio. Gdy elektryczne sygnały audio ze wzmacniacza są przykładane do cewki drgającej, wokół cewki drgającej wytwarzane jest pole elektromagnetyczne. Powoduje to, że cewka drgająca porusza się tam i z powrotem wzdłuż miękkiego rdzenia żelaznego, który wspomaga lub przeciwstawia się polu magnetycznemu wytwarzanemu przez magnes stały. Ruch cewki powoduje, że dołączony stożek wibruje i wytwarza dźwięk.

Istnieją cztery główne typy głośników: pełnozakresowe, wysokotonowe, średniotonowe i niskotonowe. Głośnik pełnozakresowy może odtwarzać większość spektrum dźwięku audio. Jednak pojedynczy głośnik nie jest w stanie dokładnie odtworzyć całego zakresu częstotliwości dźwięku ludzkiego ucha. Dlatego inne głośniki zostały zaprojektowane, aby przezwyciężyć ograniczenia głośnika pełnozakresowego.

Głośnik wysokotonowy jest przeznaczony do wyższych częstotliwości audio lub wysokich dźwięków w zakresie 4-20 kHz. Są one bardzo małe, zwykle o średnicy około 2 cali (5,1 cm) lub mniejszej. Głośnik średniotonowy odtwarza dźwięki w zakresie częstotliwości od 1 000 Hz do 10 kHz. Ich wielkość waha się od 5,1 do 20,3 cm (2 cale do 8 cali) średnicy. Głośnik niskotonowy odtwarza basy lub bardzo niskie dźwięki w zakresie częstotliwości 20-1.000 Hz. Subwoofer może rozszerzyć ten zakres nawet do 3 Hz. Średnica głośników niskotonowych wynosi od 4 do 15 cali (10,2-38,1 cm), przy czym najczęściej spotykane są głośniki o średnicy 10-12 cali (25,4-30,2 cm).

Proces produkcyjny

1. Magnes stały jest konstruowany przez zmieszanie tlenku żelaza ze strontem, a następnie zmielenie tego związku do bardzo drobnej mocy. Moc jest mieszana z ceramicznym spoiwem, a następnie zamykana w metalowej matrycy. Następnie matryca jest umieszczana w piecu i spiekana w celu związania mieszaniny razem.
2. Rama jest zbudowana z blachy aluminiowej lub stalowej. Blacha dociera do zakładu wstępnie uformowana. Jest on następnie umieszczany na przenośniku taśmowym i transportowany do maszyny tnącej, która używa prasy hydraulicznej do wycinania otworów w arkuszu, aby umożliwić swobodny przepływ powietrza ze stożka. Następnie arkusz jest formowany przez prasę hydrauliczną, która wtłacza go do matrycy o pożądanym kształcie. Otwory montażowe są następnie wywiercone w odpowiednich miejscach.
3. Stożek, otoczka i pająk są indywidualnie formowane z papieru kompozytowego, a następnie sklejane razem jako zespół.
4. Cewka drgająca jest zbudowana przez nawinięcie wielu zwojów bardzo cienkiego izolowanego drutu miedzianego na plastikową szpulkę. Szpulka i zespół cewki drgającej są przyklejone do pokrywy przeciwpyłowej zespołu stożka.
5. Rama, rdzeń z miękkiego żelaza i magnes stały są przykręcone razem jako zespół.
6. Zespół stożka jest następnie przymocowany do zespołu ramy poprzez najpierw ręczne przyklejenie pająka do podstawy ramy, a następnie przyklejenie otoczki do górnej części ramy.

Kontrola jakości

Inspektorzy monitorują wszystkie etapy procesu produkcyjnego. Magnes stały jest sprawdzany pod kątem odprysków lub pęknięć. Papierowe stożki są sprawdzane pod kątem wad lub dziur w materiale i prawidłowego sklejenia zespołu stożka. Cały zespół jest kontrolowany pod kątem ogólnej jakości i zgodności ze specyfikacjami.

Końcowy zestaw głośnikowy jest podłączany do generatora audio, który testuje pasmo przenoszenia i możliwości mocy głośnika, aby upewnić się, że wytwarza on dźwięk zgodny z wymaganą specyfikacją.

Produkty uboczne/odpady

Złom metalowy z ramy i złom papierowy z membrany są wysyłane do zakładów recyklingu w celu regeneracji. Materiały egzotyczne, takie jak stront, muszą być utylizowane zgodnie z przepisami rządowymi.

Przyszłość

Przemysł nieustannie eksperymentuje z surowcami, aby poprawić jakość dźwięku głośników, pasmo przenoszenia i moc wyjściową. Opracowywane są nowe technologie w postaci głośnika z napędem bezpośrednim, który nie wykorzystuje membrany.

.