يعلم الجميع أن المغناطيس ضروري في المعدات الكهروصوتية مثل مكبرات الصوت، ومكبرات الصوت، وسماعات الرأس، فما الأدوار التي يلعبها المغناطيس في الأجهزة الكهروصوتية؟ ما هو تأثير أداء المغناطيس على جودة إخراج الصوت؟ ما هو المغناطيس الذي ينبغي استخدامه في مكبرات الصوت ذات الصفات المختلفة؟
تعال واستكشف مكبرات الصوت ومغناطيسات السماعات معك اليوم.
المكون الأساسي المسؤول عن إصدار الصوت في جهاز الصوت هو مكبر الصوت، المعروف باسم مكبر الصوت. سواء كان جهاز استريو أو سماعات رأس، فإن هذا المكون الرئيسي لا غنى عنه. مكبر الصوت هو نوع من الأجهزة التي تحول الإشارات الكهربائية إلى إشارات صوتية. أداء مكبر الصوت له تأثير كبير على جودة الصوت. إذا كنت تريد أن تفهم مغناطيسية مكبر الصوت، فيجب عليك أولاً أن تبدأ بمبدأ صوت مكبر الصوت.
يتكون مكبر الصوت عمومًا من عدة مكونات رئيسية مثل الحديد T والمغناطيس والملف الصوتي والحجاب الحاجز. نعلم جميعًا أنه سيتم توليد مجال مغناطيسي في السلك الموصل، وتؤثر قوة التيار على قوة المجال المغناطيسي (يتبع اتجاه المجال المغناطيسي قاعدة اليد اليمنى). يتم إنشاء المجال المغناطيسي المقابل. يتفاعل هذا المجال المغناطيسي مع المجال المغناطيسي الناتج عن المغناطيس الموجود على مكبر الصوت. تؤدي هذه القوة إلى اهتزاز الملف الصوتي بقوة التيار الصوتي في المجال المغناطيسي للمكبر. يتم توصيل الحجاب الحاجز للسماعة والملف الصوتي معًا. عندما يهتز الملف الصوتي والحجاب الحاجز لمكبر الصوت معًا لدفع الهواء المحيط ليهتز، يصدر مكبر الصوت صوتًا.
في حالة وجود نفس حجم المغناطيس ونفس الملف الصوتي، فإن أداء المغناطيس له تأثير مباشر على جودة صوت مكبر الصوت:
- كلما زادت كثافة التدفق المغناطيسي (الحث المغناطيسي) B للمغناطيس، كلما كان الدفع المؤثر على غشاء الصوت أقوى.
- كلما زادت كثافة التدفق المغناطيسي (الحث المغناطيسي) B، زادت الطاقة، وارتفع مستوى ضغط الصوت SPL (الحساسية).
تشير حساسية سماعة الرأس إلى مستوى ضغط الصوت الذي يمكن أن تنبعث منه سماعة الرأس عند الإشارة إلى موجة جيبية تبلغ 1 ميجاوات و1 كيلو هرتز. وحدة ضغط الصوت هي ديسيبل (ديسيبل)، فكلما زاد ضغط الصوت، زاد مستوى الصوت، وبالتالي كلما زادت الحساسية، انخفضت المعاوقة، وأصبح من الأسهل على سماعات الرأس إنتاج الصوت.
- كلما زادت كثافة التدفق المغناطيسي (كثافة الحث المغناطيسي) B، انخفضت قيمة Q نسبيًا لعامل الجودة الإجمالي للمكبر.
تشير قيمة Q (عامل الجودة) إلى مجموعة من معلمات معامل تخميد مكبر الصوت، حيث Qms هو تخميد النظام الميكانيكي الذي يعكس امتصاص واستهلاك الطاقة في حركة مكونات مكبر الصوت. Qes هو تخميد نظام الطاقة، والذي ينعكس بشكل أساسي في استهلاك الطاقة لمقاومة التيار المستمر للملف الصوتي؛ Qts هو التخميد الكلي، والعلاقة بين الاثنين أعلاه هي Qts = Qms * Qes / (Qms + Qes).
- كلما زادت كثافة التدفق المغناطيسي (الحث المغناطيسي) B، كلما كان العبور أفضل.
يمكن فهم "العابر" على أنه "استجابة سريعة" للإشارة، وتكون قيمة Qms عالية نسبيًا. يجب أن تستجيب سماعات الأذن ذات الاستجابة العابرة الجيدة بمجرد وصول الإشارة، وستتوقف الإشارة بمجرد توقفها. على سبيل المثال، يكون الانتقال من الرصاص إلى المجموعة أكثر وضوحًا في الطبول وسيمفونيات المشاهد الأكبر.
هناك ثلاثة أنواع من مغناطيسات السماعات في السوق: الألومنيوم والنيكل والكوبالت والفريت وبورون حديد النيوديميوم، والمغناطيسات المستخدمة في الصوتيات الكهربائية هي بشكل أساسي مغناطيس النيوديميوم والفريت. وهي موجودة بأحجام مختلفة من الحلقات أو أشكال الأقراص. غالبًا ما يستخدم NdFeB في المنتجات المتطورة. يتمتع الصوت الناتج عن مغناطيس النيوديميوم بجودة صوت ممتازة ومرونة صوتية جيدة وأداء صوتي جيد وتحديد موضع مجال الصوت بدقة. بالاعتماد على الأداء الممتاز لمغناطيسات Honsen، بدأ بورون حديد النيوديميوم الصغير والخفيف في استبدال الفريت الكبير والثقيل تدريجيًا.
كان النيكو هو أول مغناطيس تم استخدامه في مكبرات الصوت، مثل مكبر الصوت في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي (المعروف باسم مكبرات الصوت). يتم تصنيعه بشكل عام في مكبر الصوت المغناطيسي الداخلي (يتوفر أيضًا النوع المغناطيسي الخارجي). العيب هو أن الطاقة صغيرة، ونطاق التردد ضيق، وصلب وهش، والمعالجة غير مريحة للغاية. بالإضافة إلى ذلك، يعد الكوبالت موردًا نادرًا، كما أن سعر كوبالت نيكل الألومنيوم مرتفع نسبيًا. من منظور أداء التكلفة، فإن استخدام كوبالت الألومنيوم والنيكل لمغناطيس السماعات صغير نسبيًا.
يتم تصنيع الفريت بشكل عام إلى مكبرات صوت مغناطيسية خارجية. الأداء المغناطيسي للفريت منخفض نسبيًا، ويلزم حجم معين لتلبية القوة الدافعة لمكبر الصوت. لذلك، يتم استخدامه بشكل عام لمكبرات الصوت ذات الحجم الأكبر. ميزة الفريت هي أنها رخيصة الثمن وفعالة من حيث التكلفة. العيب هو أن الحجم كبير والطاقة صغيرة ونطاق التردد ضيق.
إن الخصائص المغناطيسية لـ NdFeB تتفوق بكثير على AlNiCo والفريت وهي حاليًا أكثر المغناطيسات استخدامًا في مكبرات الصوت، وخاصة مكبرات الصوت المتطورة. الميزة هي أنه في ظل نفس التدفق المغناطيسي، يكون حجمه صغيرًا وطاقته كبيرة ونطاق التردد واسع. حاليًا، تستخدم سماعات HiFi بشكل أساسي مثل هذه المغناطيسات. العيب هو أنه بسبب العناصر الأرضية النادرة، فإن سعر المادة يكون أعلى.
بادئ ذي بدء، من الضروري توضيح درجة الحرارة المحيطة حيث يعمل مكبر الصوت، وتحديد المغناطيس الذي يجب اختياره وفقًا لدرجة الحرارة. تتميز المغناطيسات المختلفة بخصائص مختلفة لمقاومة درجات الحرارة، كما تختلف أيضًا درجة حرارة العمل القصوى التي يمكن أن تدعمها. عندما تتجاوز درجة حرارة بيئة العمل للمغناطيس الحد الأقصى لدرجة حرارة العمل، قد تحدث ظواهر مثل توهين الأداء المغناطيسي وإزالة المغناطيسية، مما سيؤثر بشكل مباشر على التأثير الصوتي لمكبر الصوت.
