میدرنج چیست؟ چه تفاوتی با سایر بلند گوها دارد!

 با استفاده از نوعی مبدل الکتریکی، سیگنال‌های الکتریکی صدا را به صوت تبدیل می‌کنند که به این مبدل بلندگو می گویند. در بلندگوها برای حرکت دادن دیافراگم (با حرکت جلو و عقب سریع دیافراگم صدا تولید می شود) از میدان مغناطیسی استفاده می‌شود. اگر تا به حال با بلندگوها سروکار داشته اید، احتمالاً اصطلاحات “تیوتر”، “ووفر”، “ساب ووفر” و حتی اصطلاح “بلندگو های تمام برد” و “میان رده یا میدرنج” را شنیده اید. به طور کلی بلندگو ها با توجه به میزان فرکانس تولید شده به دسته های مختلفی دسته بندی می شوند.

درک تفاوت بلندگوها و تجهیزات صوتی، به دلیل اصطلاحات رسمی و غیر رسمی دشوار است. بنابراین، برای آشنایی با بلندگوهای میدرنج و درک بهتر مفاهیم بلندگوها ادامه مقاله را بخوانید. در ادامه مقاله به بررسی بلندگوی میدرنج و تفاوت آن با سایر بلندگوها می پردازیم.

آشنایی با اصطلاحات بلندگوهای میدرنج، تیوترها و ووفرها

اصطلاحات “تیوتر” ، “ووفر” ، “ساب ووفر” به انواع مختلف محرک در بلندگوها اشاره می کنند که اندازه و نقش های متفاوتی در باز تولید صدا دارند. به عنوان مثال:

• تیوتر ها کوچک هستند و فرکانس های بالایی تولید می کنند.
• ووفرها بزرگ هستند و فرکانس های پایینی تولید می کنند.
• بلندگوهای میدرنج: همان طور از نامشان پیداست بلندگوهای میدرنج یا (میان رده)، فرکانس های متوسط تولید می کنند.

نحوه کار انواع بلندگو های 2 طرفه، 3 طرفه و سایر موارد

دو طرح رایج بلندگو شامل درایورهای 2 بلندگو (معروف به بلندگوی 2 طرفه) و درایورهای 3 بلندگو (معروف به بلندگوی 3 طرفه) است. که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم:

بلندگوی 2 طرفه

بلندگوی 2 طرفه دارای یک کراس اوور است که صدا را به دو گروه فرکانس بالا و فرکانس پایین تقسیم می کند. نقطه تقاطع از بلندگو به بلندگو متفاوت است. اما، معمولاً در حدود 2 کیلوهرتز است. به طور کلی، نحوه ارسال فرکانس به شرح زیر می باشد:

• فرکانس بالا به یک تیوتر ارسال می شود.
• فرکانس پایین آن به یک ووفر ارسال می شود.

بلندگوی 3 طرفه

یک بلندگوی 3 طرفه، دارای یک کراس اوور است که سیگنال صوتی را به 3 گروه با فرکانس بالا ، متوسط و پایین تقسیم می کند. نقطه تقاطع از بلندگو به بلندگو متفاوت خواهد بود. با این حال، معمولاً در محدوده 150 هرتز – 500 هرتز و 2 کیلوهرتز – 5 کیلوهرتز می باشند. به طور کلی، نحوه ارسال فرکانس به شرح زیر می باشد:

• فرکانس بالا به یک تیوتر ارسال می شود.
• فرکانس وسط به بلندگوی میدرنج (میان رده) ارسال می شود.
• در نهایت فرکانس پایین به ووفر ارسال می شود.

بلندگوی 4 طرفه

در بازار بلندگوهای 4 طرفه وجود دارد که به طور موثر از طراحی 3 طرفه استفاده می کنند و یک سوئیچ تیوتر اضافه می کنند تا بالاترین فرکانس های سیگنال صوتی را کنترل کند. اگرچه نقطه تقاطع بین توئیتر و سوپر تیوتر به تنظیمات بستگی دارد، کراس اوور شاید حدود 10 کیلوهرتز باشد.

بررسی بلندگوهای میدرنج، فوق تیوتر، تیوتر، ووفر، ساب ووفر و کواکسیال یا تمام برد

بلندگوی میدرنج یا میان رده (“Squawker” or “Midwoofer”)

همان طور که از نامش مشخص است، بلندگوهای میان رده طوری طراحی شده اند که محدوده میانی طیف فرکانسی (تولید فرکانس های متوسط) را تولید کنند. از آنجا که بلندگوهای میدرنج یا میان رده وظیفه تولید فرکانس های متوسط ​​را بر عهده دارند، عموماً از آن ها را در بلندگوهای 3 طرفه یا 4 طرفه استفاده می کنند.

یک بلندگو میدرنج برای تولید طیف گسترده ای از فرکانس های قابل شنیدن، به یک ووفر (برای پوشش سطح پایین فرکانس) و یک تیوتر(برای پوشش سطح بالای فرکانس) نیاز دارد.

پاسخ فرکانسی دامنه بلندگوهای میان رده در محدوده 150 هرتز تا 5 کیلوهرتز می باشد. البته بلندگوهای میان رده مختلف، دارای فرکانس های متفاوتی خواهند بود و کراس اوور بلندگوهای مختلف باند فرکانسی متفاوتی را برای این بلندگوها ارسال می کنند. بنابراین، بیان هر محدوده خاص برای آن ها کمی دشوار است.

بلندگوهای میان رده به دلیل توانایی خود در بازتولید فرکانس های میان برد که مسلماً مهم ترین فرکانس های شنوایی انسان هستند، بیشتر مورد توجه قرار می گیرند. بنابراین، حتی اگر بلندگوهای دو طرفه (با ووفر و تیوتر) قادر به تولید فرکانس هایی در محدوده فرکانس های قابل شنیدن در محدوده انسانی باشند. اما، استفاده از بلندگوی میان رده می تواند وضوح و عملکرد بلندگو ها را با دقت بیشتری بهبود بخشد.

بلندگوهای میدرنج یا میان رده اغلب مشابه ووفرها هستند (هرچند ممکن است کوچکتر طراحی شده باشند). قطر آن ها بسیار متغیر است. اغلب بین 5 تا 8 اینچ است.

فوق تیوتر(Super-tweeter)

سوپر تیوتر معمولاً کوچکترین بلندگو است (اگرچه گاهی اوقات قطر آن با توییتر یکسان است). سوپر توییترها مانند توییترها برای تولید محدوده کامل فرکانس خود نیازی به محفظه ندارند. این دستگاه مسئول تولید بالاترین فرکانس های سیگنال صوتی است. به طور کلی در بلندگوهای 4 طرفه به همراه سوپر تیوتر ها از توییتر، بلندگوی میدرنج و ووفر استفاده می شود. با این حال، در برخی موارد در بلندگوهای سه طرفه به همراه سوپر تیوتر از تیوتر و ووفر نیز استفاده می شود.

تیوتر (Tweeter)

تیوتر ها تقریباً در ساخت همه بلندگوهای دو طرفه، سه طرفه و چهار طرفه به کار گرفته می شوند. قطر اکثریت قریب به اتفاق تیوتر ها 1 اینچ (25 میلی متر) است. این درایورهای سبک وزن کوچک قادر به ارتعاش بسیار سریع و بازتولید فرکانس های سه گانه با جزئیات عالی هستند. بنابراین، تولید بالاترین محدوده فرکانس را بر عهده دارند. این محدوده اغلب در محدوده 2 کیلوهرتز تا 20 کیلوهرتز است. اگرچه برخی از توییترهای تخصصی می توانند امواج صوتی تا 100 کیلوهرتز را تولید کنند.

نکته: دقت داشته باشید که محدوده شنیداری شنوایی انسان به طور جهانی به عنوان 20 هرتز – 20 کیلوهرتز شناخته شده است.

گاهی اوقات می بینیم که از تیوتر ها به تنهایی استفاده می شود. اما، در اکثر موارد آن ها همراه با ووفرها (که به محوطه احتیاج دارند) استفاده می شوند.

توییترهای مدرن غالباً از دیافراگم گنبدی شکل برای کمک به گسترش ناحیه توزیع صدا استفاده می کنند و فرکانس های بالا را کمتر جهت دار می کنند. به طور طبیعی، فرکانس های پایین جهت کمتری دارند (همه جانبه بیشتر) در حالی که فرکانس های بالاتر بیشتر جهت دار هستند.

ووفر (Woofer)

ووفرها اغلب وظیفه تولید فرکانس های 20 تا 2000 هرتز را بر عهده دارند. به همین دلیل در طراحی بلندگوهای دو طرفه و سه طرفه برای تولید فرکانس رده پایین از ووفرها استفاده می شود.

• در بلندگو های دو طرفه به همراه ووفر، از یک میدرنج استفاده می شود.
• در بلندگوهای های سه طرفه به همراه ووفر، از یک میدرنج و یک توییتر استفاده می شود.

ساب ووفر (Subwoofer)

ساب ووفرها برای تولید کمترین فرکانس هایی طراحی شده اند که ووفرهای معمولی نمی توانند آن را به طور موثر تولید کنند. در حقیقت ساب ووفرها یک گزینه محبوب برای ارتقاء سیستم های صوتی هستند. پاسخ های کلی فرکانس ساب ووفر عبارتند از:

• ساب ووفرهای تایید شده: ≤20 هرتز-80 هرتز
• ساب ووفرهای با کیفیت و حرفه ای: ≤20 هرتز ~ 100 هرتز
• ساب ووفرهای درجه مصرف کننده: ≤20 هرتز ~ 200 هرتز

ساب ووفرها تقریباً همیشه داخل محفظه اختصاصی خود نصب می شوند و دارای تقویت کننده و متقاطع/فیلتر اختصاصی خود هستند. برخی از ساب ووفرها دارای چند درایور ووفر هستند. اما، اغلب یکی کافی است.

بلندگوهای کواکسیال یا بلندگوی کامل (Full-range speaker)

بلندگوهای تمام برد که اغلب به آن ها بلندگوی کواکسیال نیز گفته می شود، بلندگوهایی هستند که برای تولید طیف وسیعی از فرکانس های شنیداری طراحی شده اند.

همان طور که از نامش مشخص است، بلندگوهای کواکسیال دارای محرک های متعددی هستند که یک محور حرکت دارند. مانند: بلندگوهای ذکر شده در بالا، بلندگوهای کامل محدوده می توانند دو طرفه، 3 طرفه یا حتی 4 طرفه باشند. با این حال، آن ها یک محور واحد دارند و اساساً در بالای یکدیگر یا درون آن طراحی شده اند.

بلندگوهای ووفر، میدرنج یا میان رده (در صورت وجود) ، تیوتر و سوپر تیوتر (در صورت وجود) در حلقه های متحدالمرکز ساخته شده اند. بسیاری از خودروسازان از بلندگوهای کواکسیال استفاده می کنند. زیرا، ارزان تر و راحت تر نصب می شوند.

بلندگوها چگونه طراحی می شوند؟

بلندگوها اغلب با چند درایور مختلف طراحی می شوند. به طور کلی در طراحی بلندگو یک شبکه متقاطع گنجانده شده است تا باندها، فرکانس های خاصی را به درایورهای مختلف ارسال کنند. این مهم است. زیرا، محرک بلندگوی الکترودینامیکی، طبیعتاً در تولید همه فرکانس های قابل شنیدن (20 Hz تا 20,000 Hz) موثر نیستند.

بنابراین، این خوب است که اسپیکر ها دارای درایورهای مختلفی هستند که به طور موثری باند فرکانس های مختلف را در سیگنال صوتی مختلفی باز تولید می کنند. این باندها توسط یک شبکه متقاطع، سیگنال صوتی را تقسیم کرده و فرکانس های مختلف را به درایورهای مناسب خود می فرستد. البته، برای طراحی اسپیکر مطلب بسیار بیشتر از چیزی است که من به آن اشاره کردم.

محرک بلندگو چیست؟

درایور بلندگو جزء مبدل است که مسئول تبدیل سیگنال های صوتی (انرژی الکتریکی) به امواج صوتی (انرژی موج مکانیکی) است. اکثر قریب به اتفاق محرک های بلندگو دارای طراحی الکترودینامیکی هستند. این طرح ها شامل سیم پیچ صدا، آهنربا، سیستم تعلیق و مخروط/دیافراگم بلندگو است و بر اساس اصول القای الکترومغناطیسی کار می کند.

با عبور سیگنال صوتی (جریان متناوب) از عنصر رسانا (سیم پیچ صدا)، محرک بلندگو شروع به کار می کند. زیرا، عبور سیگنال جریان متناوب (AC) باعث تغییرات همزمان در میدان مغناطیسی داخل و اطراف سیم پیچ می شود و در نتیجه منجر به تولید صدا می شود. این میدان مغناطیسی متغیر باعث می شود که سیم پیچ صدا با میدان دائمی ساختار مغناطیسی تعامل کرده و حرکت کند. سیستم تعلیق عنکبوتی، سیم پیچ صدا را در یک محور واحد حرکت می دهد و اجازه می دهد تا در محرک معلق بماند.

از آنجا که سیم پیچ صدا به مخروط/دیافراگم بلندگو متصل است، هرگونه حرکت سیم پیچ باعث حرکت دیافراگم می شود. هوا در اطراف آن، امواج صوتی تولید می کند که شکل موج سیگنال صوتی را تقلید می کند.

انواع مبدل درایور بلندگوها

مبدل بلندگوی الکترودینامیکی (moving-coil dynamic) تنها نوع مبدل بلندگو نیست. اما، رایج ترین است. انواع دیگری از مبدل درایور بلندگوها وجود دارد که در این بخش به معرفی آن می پردازیم و در ادامه محدوده کلی عملکرد این مبدل ها را در طرح بلندگوهای مربوطه مورد بحث قرار می دهم.

1. آهنربای مغناطیسی/مسطح: اغلب تمام برد هستند و قادر به پوشش کل محدوده فرکانسی قابل شنیدن هستند.
2. روبان: بلندگوهای روبان گاهی به عنوان توییتر در مانیتورهای استودیویی درجه یک یافت می شوند. بلندگوهای روبان بزرگتر نسبتاً ضعیف هستند. اما، می توانند طیف فرکانسی قابل شنیدن را تولید کنند.
3. الکترواستاتیک: درایورهای بلندگوی الکترواستاتیک به راحتی می توانند محدوده فرکانسی قابل شنیدن و فراتر از آن را تولید کنند.
4. متحرک آهن: این درایورهای بلندگوی اولیه در محدوده فرکانس خود بسیار محدود هستند. گفته می شود (از لحاظ تئوری)، استفاده از چندین محرک مختلف آهن متحرک می تواند، طیف وسیعی از فرکانس های شنوایی انسان را تولید کند.
5. پیزوالکتریک: درایورهای بلندگوی پیزوالکتریک پاسخ فرکانسی نسبتاً رنگی دارند و نمی توانند کل طیف شنیدنی را به طور دقیق تولید کنند.
6. محدود کننده مغناطیسی: این درایورهای بلندگو طیف گسترده ای از پاسخ فرکانسی را در طرح های مختلف خود دارند. بلندگوهای ماوراء صوت مغناطیسی همراه با درایورهای کامل برد و حتی ساب ووفر وجود دارد.

منبع:

mynewmicrophone.com