Trình điều khiển loa là gì? Cách tất cả các loại trình điều khiển hoạt động

Loa là những thiết bị tuyệt vời có thể biến tín hiệu âm thanh điện thành sóng âm thanh để chúng ta nghe. Chúng sẽ không thể thực hiện được điều đó nếu không có trình điều khiển. Vì vậy, không cần phải nói mà chúng ta cũng biết rằng trình điều khiển loa rất cần thiết trong thiết kế loa và chúng ta nên hiểu cách chúng hoạt động.

Trình điều khiển loa là gì và chúng hoạt động như thế nào? Trình điều khiển loa là phần tử chuyển đổi của loa chịu trách nhiệm cuối cùng trong việc chuyển đổi tín hiệu âm thanh (năng lượng điện) thành âm thanh (năng lượng sóng cơ học). Mặc dù có một số loại trình điều khiển, nhưng thực tế chúng đều sử dụng phần tử dẫn điện để di chuyển màng loa và tạo ra âm thanh.

Trong bài viết dài này, chúng tôi sẽ điểm qua từng loại trình điều khiển loa và mô tả cách chúng hoạt động như bộ chuyển đổi và tạo ra sóng âm thanh.

Trình điều khiển loa là bộ chuyển đổi

Định nghĩa cơ bản và quan trọng nhất của trình điều khiển loa là nó là một bộ chuyển đổi.

Bộ chuyển đổi là thiết bị biến đổi một dạng năng lượng này thành dạng năng lượng khác. Trong trường hợp trình điều khiển loa, như đã nhắc trước đó, là sự biến đổi này chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng sóng cơ học.

Năng lượng điện ở dạng tín hiệu âm thanh. Nói một cách cụ thể, nó ở dạng âm thanh tương tự.

Năng lượng sóng cơ học được coi như là sóng âm thanh.

Các tín hiệu âm thanh tương tự này là các dòng điện xoay chiều phức tạp được tạo thành từ các tần số, điển hình là trong phạm vi có thể nghe được (20 Hz – 20.000 Hz). Có nghĩa là, tín hiệu âm thanh có thể có thông tin nằm ngoài phạm vi nghe được này.

Các tín hiệu âm thanh tương tự này thường được khuếch đại và đi qua các bộ phân tần trước khi đến các trình điều khiển của chúng.

Trình điều khiển loa, được thiết kế với phần tử dẫn điện là một phần của mạch chuyển điện áp AC của tín hiệu âm thanh.

Bằng các cách khác nhau, dòng điện xoay chiều này làm cho trình điều khiển tạo ra sóng âm thanh. Các trình điều khiển chất lượng sẽ tái tạo chính xác dạng sóng âm thanh dưới dạng âm thanh.

Chúng ta sẽ thảo luận về các loại trình điều khiển khác nhau và cách chúng được thiết kế để chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành sóng âm thanh. Hiện tại, điều quan trọng cần biết là trình điều khiển loa là bộ chuyển đổi.

Định nghĩa khác về trình điều khiển loa

Lưu ý rằng, khi làm việc với loa máy tính “kỹ thuật số” cấp người dùng hoặc loa máy tính tích hợp, thuật ngữ trình điều khiển có thể mang một nghĩa khác.

Trong trường hợp này, “trình điều khiển” có thể chỉ trình điều khiển âm thanh phần cứng.

Trình điều khiển này là một tập hợp các tệp cho phép máy tính và thiết bị âm thanh, bao gồm các thiết bị đầu ra loa, giao tiếp với nhau.

Đây chỉ là một lưu ý nhỏ nhưng rất đáng chú ý. Khi chúng ta thảo luận về trình điều khiển loa, chúng ta hiếm khi nói về trình điều khiển phần cứng máy tính. Tuy nhiên, đây cũng là một định nghĩa và đáng nhắc tới trong bài viết này.

Trình điều khiển loa động

Phần lớn các loa được thiết kế với các yếu tố trình điều khiển động. Nếu bạn đã từng tháo rời một chiếc loa máy tính; nhìn ra ngoài lưới tản nhiệt của loa PA; kiểm tra một chiếc loa ô tô; ở trong phòng thu với màn hình phòng thu, v.v. thì chắc chắn bạn đã thấy một trình điều khiển động.

Các trình điều khiển động cũng cực kỳ phổ biến trong thiết kế tai nghe và thậm chí cả thiết kế micrô (mặc dù quá trình truyền tải xảy ra ngược lại).

Vì vậy, một trình điều khiển loa động là gì?

Hãy bắt đầu trả lời câu hỏi này bằng cách xem thiết kế của trình điều khiển loa động. Dưới đây là sơ đồ mặt cắt đơn giản của trình điều khiển loa động điển hình:

Như chúng ta có thể thấy, trình điều khiển loa động được làm từ các thành phần sau (Tôi sẽ bổ sung tên của các thành phần lớn hơn được tạo từ các thành phần được gắn nhãn ở trên):

• Màng loa
  
  • Nón loa
  • Màng chắn bụi
• Viền treo
  
  • Vành chặn
  • Nhện loa
• Cuộn dây loa
• Cấu trúc từ tính
  
  • Nam châm
  • Tấm cực trên
  • Bộ khóa Yoke (tấm cực dưới + mảnh cực)
• Khung kim loại

Chúng ta sẽ định nghĩa chi tiết hơn về từng thành phần này trước khi tìm hiểu cách thức hoạt động của trình điều khiển loa động.

Màng loa

Màng loa là màng di động lớn được thiết kế để dao động qua lại theo dạng sóng của tín hiệu âm thanh. Khi màng loa di chuyển trước sau, nó sẽ đẩy và kéo không khí tương ứng.

Việc đẩy và kéo không khí gây ra hiện tượng nén và rút khí trong không khí / môi trường, và gửi các sóng âm thanh truyền qua không khí / môi trường. Màng loa được tạo thành từ nón loa và màng chắn bụi.

Nón loa

Nón loa là phần lớn nhất của màng loa và thậm chí thường được coi là màng loa.

Lớp màng tương đối mỏng này được gắn vào cuộn dây loa ở bên trong và được thiết kế để di chuyển vào trong và ra ngoài cùng với chuyển động của cuộn dây loa.

Ở bên ngoài, nón loa được gắn vào vành chặn. Vành chặn kết nối nó với khung kim loại của loa một cách hiệu quả đồng thời cho phép nón loa dao động qua lại.

Nón loa có thể được làm bằng nhiều loại vật liệu hay kết hợp của nhiều loại vật liệu. Chúng có thể được xử lý bằng nhiều loại nhựa và sơn mài khác nhau ở các nồng độ khác nhau.

Hình dạng, độ dày, độ cứng, trọng lượng, độ giảm chấn và khả năng phục hồi của nón loa đóng vai trò chính trong việc xác định đáp ứng tần số và đặc tính âm thanh của trình điều khiển loa. Loa chất lượng cao được chăm chút rất nhiều để có được thiết kế nón loa vừa đúng nhằm mang lại hiệu suất loa tối ưu.

Vì nón loa có nhu cầu cơ học lớn nhất trong tất cả các thành phần của loa nên nó cũng ảnh hưởng đến công suất định mức của trình điều khiển loa.

Màng chắn bụi

Màng chắn bụi của trình điều khiển loa không cho bụi và các mảnh vụn khác trong không khí chạm vào cuộn dây loa. Để làm như vậy, nó phải gắn vào nón loa và trên thực tế, nó trở thành một phần của màng loa.

Do đó, màng chắn bụi có ảnh hưởng đáng kể đến đáp ứng tần số của trình điều khiển loa và hoạt động tổng thể của màng loa. Các màng chắn bụi sẽ đóng một phần trong việc giảm một số cộng hưởng của nón trong khi tiếp nhận một số cộng hưởng khác.

Viền treo

Viền treo kết nối màng loa với khung của loa. Nó cho phép màng loa dao động đúng mức trong khi vẫn giữ cho màng loa và cuộn dây loa trong phạm vi chuyển động thích hợp của chúng. Điều này có nghĩa là hỗ trợ chuyển động dọc theo trục Z trong khi hạn chế chuyển động theo trục X và Y.

Viền treo của loa được tạo nên bởi vành chặn và nhện loa.

Ngoài ra, viền treo của một chiếc loa mới tương đối cứng và phải được phá vỡ trước khi loa đạt được hiệu suất tối ưu. Điều này được gọi là quá trình đốt cháy loa.

Vành chặn

Vành chặn (đôi khi được gọi là viền treo trước) là một thành phần hình vòng kết nối nón loa / màng loa với khung của trình điều khiển loa.

Là một phần của viền treo, vành chặn giúp kiểm soát nón chuyển động (chuyển động ra ngoài và vào trong của nón loa / màng ngăn) và đóng vai trò chính trong việc xác định giới hạn chuyển động của màng loa.

Vành chặn cũng hấp thụ năng lượng từ nón loa trước khi nó chạm tới khung loa, do đó làm giảm cộng hưởng tổng thể của loa.

Thật không may, vành chặn dễ bị hỏng cơ học do ứng suất lặp đi lặp lại của việc uốn vào trong và ra ngoài nhiều lần.

Nó thường là thành phần đầu tiên bị hư hỏng và gây ra hiện tượng căng phồng của loa. Điều này sẽ dẫn đến sự biến dạng âm thanh và hư hỏng cơ học hơn nữa trong loa nếu không được sửa chữa.

May mắn thay, vành chặn tương đối dễ thay thế và thông số kỹ thuật của chúng thường phổ biến hơn các thành phần loa khác nên dễ tìm hơn.

Nhện loa

Nhện loa tạo nên phần bên trong của viền treo loa. Mục đích chính của nó là giữ cho cuộn dây loa ở đúng vị trí, cho phép chuyển động dọc theo trục Z và hạn chế chuyển động theo trục X và Y.

Nếu không có nhện loa, cuộn dây loa sẽ gặp nguy cơ nghiêm trọng là va vào và / hoặc dính vào nam châm. Điều này sẽ gây ra sự không tuyến tính đáng kể trong chuyển động của loa, do đó sẽ tạo ra sự biến dạng và thậm chí có khả năng làm hỏng loa.

Nhện loa được kết nối với cuộn dây loa bên trong của nó và với khung ở bên ngoài. Viền treo cũng đóng vai trò quyết định đáp ứng tần số thấp và công suất định mức của loa.

Cuộn dây loa

Cuộn dây thoại là một cuộn dây dẫn điện được quấn chặt chẽ (thường có hình trụ). Nó có một dây dẫn được gắn vào một trong hai đầu của nó và trở thành một phần của mạch truyền tín hiệu âm thanh AC.

Khi một điện áp xoay chiều được đặt qua cuộn dây loa, một từ trường biến thiên trùng hợp được tạo ra xung quanh nó. Từ trường này tương tác với từ trường của nam châm vĩnh cửu và làm cho cuộn dây loa (và màng loa kèm theo) chuyển động.

Tính nhất quán của sức căng; ứng dụng của pháp lam và chất kết dính, và thành phần dây đều ảnh hưởng đến hiệu suất của cuộn dây và đóng một vai trò trong việc xác định hiệu suất và công suất định mức của trình điều khiển loa.

Cấu trúc từ tính

Cấu trúc từ tính cung cấp một từ trường vĩnh cửu tập trung trong trình điều khiển và đặc biệt là cuộn dây loa.

Từ trường này rất cần thiết cho chuyển động của cuộn dây loa (và do đó, màng loa) trong trình điều khiển loa động. Khi một từ trường thay đổi trên cuộn dây do thông qua tín hiệu âm thanh AC, cuộn dây tương tác với từ trường vĩnh cửu và dao động so với dạng sóng tín hiệu âm thanh.

Cấu trúc từ tính được làm bằng một nam châm chính và một số mảnh cực (tấm / vòng cực trên cùng, tấm cực dưới và mảnh cực).

Nam châm

Nam châm chính là nguồn từ trường chính của trình điều khiển loa (miếng cực chỉ đơn giản là kéo dài các cực từ của nam châm chính).

Hình dạng, kích thước và độ mạnh của nam châm phải được thiết kế để phù hợp nhất với trình điều khiển loa và vỏ loa.

Tấm cực trên

Tấm cực trên kéo dài một cực từ của nam châm ra bên ngoài của cuộn dây loa.

Hình dạng của tấm cực trên có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của loa.

Nếu tấm cực trên quá mỏng, trình điều khiển sẽ mất hiệu quả và bắt đầu bão hòa / biến dạng. Nếu quá dày, đáp ứng nhất thời của loa sẽ bị ảnh hưởng.

Không gian giữa bên ngoài của cuộn dây loa và tấm cực trên cũng rất quan trọng. Khoảng trống lớn hơn dễ tạo ra hơn nhưng sẽ kém hiệu quả do cường độ từ trường thấp hơn và tản nhiệt kém hơn. Những khoảng trống nhỏ hơn tạo ra nguy cơ chạm giữa nam châm và cuộn dây loa, điều này sẽ làm giảm tuổi thọ của loa.

Bộ khóa Yoke

Tấm cực dưới và mảnh cực hướng lên thường được gọi chung là bộ khóa yoke.

Thành phần này không chỉ là mặt sau của loa mà còn mở rộng cực từ đối lập vào bên trong của cuộn dây loa.

Vì vậy, không chỉ bộ khóa yoke đứng sau sự ổn định của cấu trúc từ tính mà nó còn ảnh hưởng đến hiệu quả tổng thể của trình điều khiển loa.

Tương tự đối với tấm cực trên, hình dạng và độ bền của yoke cùng với khoảng cách giữa yoke và cuộn dây loa ảnh hưởng đến việc tản nhiệt và công suất định mức của trình điều khiển.

Khung loa

Khung loa là vỏ vật lý tĩnh kết nối với cấu trúc từ tính ở phía dưới; vành chặn ở trên cùng và nhện loa ở đâu đó ở giữa.

Mỗi khung có đặc tính âm học riêng (hấp thụ, cộng hưởng, v.v.) và phải được thiết kế để không chỉ mang lại lợi ích cho bản thân trình điều khiển mà còn cho hiệu suất loa nói chung.

Trình điều khiển loa động hoạt động như thế nào?

Bây giờ chúng ta đã hiểu cách cấu tạo của trình điều khiển loa động, hãy cùng chúng tôi hiểu thêm về cách trình điều khiển hoạt động.

Tôi sẽ đăng lại sơ đồ mặt cắt của trình điều khiển loa động một lần nữa để giúp bạn dễ hình dung:

Hãy bắt đầu với tín hiệu âm thanh.

Như đã đề cập trước đó trong phần Trình điều khiển loa là bộ chuyển đổi, tín hiệu âm thanh phải là tín hiệu tương tự. Điều này có nghĩa là tín hiệu là điện áp xoay chiều biến thiên liên tục.

Tín hiệu âm thanh từ các thiết bị phát lại thường ở mức đường truyền và phải được khuếch đại đến mức loa trước khi chúng có thể điều khiển trình điều khiển loa một cách hiệu quả.

Lưu ý rằng bộ phân tần cũng gần như luôn được sử dụng với trình điều khiển loa để tách một dải tần cụ thể của tín hiệu âm thanh mà trình điều khiển được thiết kế để tạo ra với độ rõ ràng hơn.

Sau khi được xử lý đúng cách, tín hiệu âm thanh sẽ được gửi đến cuộn dây loa của trình điều khiển loa thông qua dây dẫn điện. Điều này tạo ra một điện áp xoay chiều trên cuộn dây.

Cảm ứng điện từ cho biết dòng điện chạy qua vật dẫn sẽ tạo ra từ trường. Khi đó, AC thông qua cuộn dây loa sẽ tạo ra một từ trường xoay chiều.

Từ trường của cuộn dây loa biến đổi trong từ trường vĩnh cửu của nam châm của trình điều khiển. Sự tương tác này làm cho cuộn dây loa dao động bắt chước theo dạng sóng tín hiệu âm thanh.

Vì cuộn dây loa được gắn vào màng loa, nên màng loa cũng sẽ di chuyển cùng với cuộn dây.

Hãy nhớ rằng nhện loa giữ cho cuộn dây loa chỉ di chuyển dọc theo trục Z và nó kết hợp với vành chặn để hạn chế sự di chuyển của màng loa.

Vì vậy, cuộn dây loa và màng loa di chuyển theo tín hiệu âm thanh. Sự chuyển động của màng loa sẽ đẩy và kéo không khí xung quanh nó và tạo ra sự tăng và giảm áp suất cục bộ.

Các dao động áp suất này được truyền ra ngoài từ trình điều khiển và được gọi là sóng âm.

Và đó là cách hoạt động của trình điều khiển loa động!

Loa siêu trầm, Loa trầm, loa Tweeters và các loại khác

Như đã đề cập, trình điều khiển loa động là loại bộ chuyển đổi loa phổ biến nhất.

Tuy nhiên, các trình điều khiển này không quá hiệu quả trong việc tái tạo toàn bộ phạm vi âm thanh có thể nghe được của thính giác con người (20 Hz – 20.000 Hz). Do đó, loa thường được thiết kế với nhiều loại trình điều khiển loa động.

Các loại trình điều khiển loa động phổ biến nhất đó là:

• Loa siêu trầm: tần số rất thấp
• Loa trầm: tần số thấp
  
• Loa tần số trung: tần số trung
• Loa tweeter: tần số cao
• Loa siêu tweeter: tần số rất cao
  

Các loại trình điều khiển này đều hoạt động trên cùng một nguyên tắc và nguyên lí thiết kế chung như trình điều khiển động nói trên.

Sự khác biệt trong thiết kế của chúng dựa trên dải tần số mà chúng được thiết kế để tái tạo. Nói chung, tái tạo tần số sâu hơn yêu cầu đường kính trình điều khiển lớn hơn và thiết kế trình điều khiển mạnh mẽ hơn.

Các loa siêu trầm nói chung sẽ được chế tạo trong các vỏ loa riêng và có amply riêng. Chúng đòi hỏi nhiều năng lượng và không gian để tạo ra mức thấp nhất của phổ tần số âm thanh.

Loa 2 đường tiếng (có 2 trình điều khiển) thường sử dụng một loa trầm cho dải thấp và một loa tweeter cho dải cao.

Loa 3 đường tiếng (có 3 trình điều khiển) thường sử dụng một loa trầm cho dải thấp; một trình điều khiển tầm trung cho dải trung và một loa tweeter cho dải cao.

Các loa 4 đường tiếng nói chung sẽ thêm một loa siêu cao tần để tạo ra dải tần số cao nhất có thể nghe được để giúp giảm tải phần nào cho loa tweeter thông thường.

Lưu ý rằng không có tần số phân tần tiêu chuẩn tuyệt đối cho các loại trình điều khiển động khác nhau.

Loa thành phần vs. Loa đồng trục

Các loại trình điều khiển loa động được đề cập ở trên thường được tìm thấy trong một trong hai thiết kế loa đó là loa thành phần hoặc loa đồng trục.

Loa thành phần có trình điều khiển của chúng được tách biệt bên trong một củ loa và / hoặc vỏ loa.

Sony SSCS5 là một ví dụ về loa thành phần 3 đường tiếng với loa trầm, trình điều khiển dải trung và loa tweeter:

Loa đồng trục thường rẻ hơn; dễ cài đặt hơn; và tạo ra toàn bộ dải tần trong một gói nhỏ gọn hơn. Điều này làm cho chúng trở thành loa lý tưởng cho âm thanh ô tô.

Loa thành phần thường đắt hơn nhưng có thiết kế tốt hơn để tạo ra âm thanh chất lượng cao.

Bộ khuếch đại & Bộ phân tần

Như đã đề cập, các tín hiệu âm thanh thúc đẩy trình điều khiển loa phải được xử lý. Đặc biệt, điện áp của chúng phải được đưa lên qua amply và các dải tần của chúng phải được giới hạn thông qua bộ phân tần âm thanh.

Bài viết này không nói về amply và bộ phân tần nhưng điều quan trọng là ít nhất phải đề cập đến chúng khi thảo luận về trình điều khiển loa.

Bộ phân tần loa siêu trầm về cơ bản sẽ hoạt động như một bộ lọc thông qua thấp, nó chỉ gửi các tần số thấp của tín hiệu âm thanh đến trình điều khiển loa siêu trầm.

Loa 2 đường tiếng sẽ có bộ phân tần 2 đường tiếng giúp chia tín hiệu âm thanh thành các âm trầm và cao.

Loa 3 đường tiếng sẽ có bộ phân tần 3 đường tiếng giúp chia tín hiệu âm thanh thành các âm trầm, trung và cao.

Vân vân.

Loa Passive có bộ phân tần nhưng không có các amply tích hợp. Do đó, main công suất phải được đặt trong đường thẳng giữa nguồn âm thanh và các loa Passive để tăng tín hiệu âm thanh đến mức loa.

Loa Passive và loa được cấp nguồn có bộ phân tần chủ động chia tín hiệu mức đường truyền và gửi các dải tần số riêng lẻ đến main công suất chuyên dụng.

Các loại trình điều khiển loa khác

Mặc dù trình điều khiển loa động chiếm phần lớn các thiết kế trình điều khiển, nhưng có những loại trình điều khiển loa khác đáng được đề cập.

Thuật ngữ ở đây có thể gây tranh cãi.

Khi sử dụng thuật ngữ trình điều khiển, chúng tôi thường đề cập đến trình điều khiển loa động. Các loại khác có thể được gọi là trình điều khiển mặc dù chúng tôi có thể không đặt tên chúng để tránh nhầm lẫn.

Một giải pháp cho vấn đề này đó là gọi các loại trình điều khiển thay thế này là “bộ chuyển đổi”. Tôi sẽ sử dụng cả hai thuật ngữ trên trong phần này.

Các trình điều khiển loa này được chế tạo với các nguyên lí thiết kế khác nhau và thường có các yêu cầu về âm thanh và công suất khác so với các trình điều khiển động thông thường.

Trong số các loại trình điều khiển loa được liệt kê ở trên, 6 loại đầu tiên là những thiết kế thực tế  đã có được thành trong các ứng dụng thương mại và / hoặc thị trường ngách. Trình thứ 7 (cuối cùng) mang tính thực nghiệm và lý thuyết nhiều hơn nhưng vẫn đáng để thảo luận. Chúng ta hãy hiểu sâu hơn về các loại trình điều khiển loa thay thế này.

Bộ chuyển đổi loa từ tính tĩnh / phẳng

Phần lớn loa từ phẳng là được nhà sản xuất Magnepan đưa đến thị trường tiêu dùng.

Các trình điều khiển loa từ tính tĩnh / phẳng, giống như các trình điều khiển động đã đề cập trước đây, hoạt động dựa trên các nguyên tắc điện từ.

Tuy nhiên, thay vì có một cuộn dây loa được gắn với một màng loa hình nón, trình điều khiển từ phẳng có một màng mỏng phẳng (thường là hình chữ nhật) với một dây dẫn điện (cũng phẳng).

Dây này thường ngoằn ngoèo và đi qua phần lớn diện tích của màng loa. Chúng ta có thể hình dung điều này qua hình minh họa sau:

Khi tín hiệu âm thanh AC đi qua các đường dẫn điện của màng loa, một từ trường xoay chiều được tạo ra trong và xung quanh màng loa.

Màng loa được định vị giữa hai mảng / cấu trúc từ tính hoặc, trong một số thiết kế, gần với cấu trúc từ tính duy nhất. Điều này có thể được hình dung trong các minh họa sau:

Vì vậy, khi tín hiệu âm thanh tạo ra một từ trường xoay chiều trong màng loa, nó sẽ bị hút / đẩy bởi các nam châm xung quanh nó, khiến nó chuyển động.

Màng loa được kết nối cẩn thận với vỏ xung quanh chu vi của nó và di chuyển theo cách lưỡng cực phẳng gần như hoàn hảo. Màng loa có rất ít hoặc không có dải hoặc nếp nhăn ngoại trừ ở chu vi của nó. Điều này mang lại phản ứng rất chính xác và độ méo thấp.

Như đã đề xuất trước đó, Magnepan là nhà sản xuất tiêu chuẩn công nghiệp của loa từ phẳng. Magnepan MG 1.7 (hình bên dưới) là một ví dụ tuyệt vời về loa từ phẳng.

Bộ chuyển đổi loa ruy băng (Ribbon)

Trình điều khiển loa ruy băng cũng hoạt động thông qua các nguyên tắc điện từ. Tuy nhiên, nó khác với các thiết kế từ động và phẳng đã nói ở trên và là loại trình điều khiển loa của riêng nó.

Hãy xem một minh họa đơn giản về bộ chuyển đổi loa ruy băng:

 

Trong các thiết kế ruy băng, màng loa (được gọi là ruy băng) dẫn điện hoàn toàn. Nó được làm bằng vật liệu dẫn điện chứ không phải có dây dẫn điện hoặc cuộn dây kèm theo.

Màng ruy băng lý tưởng được uốn sóng để tăng độ cứng ngang và giảm tần số cộng hưởng của nó. Nó cũng có khối lượng tương đối thấp, giúp cải thiện độ chính xác của chuyển động.

Tín hiệu âm thanh được áp dụng trên chính màng loa và một từ trường xoay chiều được tạo ra. Về khả năng khuếch đại, màng ruy băng thường có nhu cầu điện áp ít hơn và dòng điện nhiều hơn so với các trình điều khiển loa truyền thống để giữ an toàn cho dải ruy băng tương đối mỏng manh.

Nhiều trình điều khiển ruy băng có một máy giảm thế (hoặc một mạch không có biến áp tương đương) để giảm điện áp của tín hiệu trong khi tăng cường dòng điện.

Các nam châm đặt ở phía bên của màng loa thay vì phía trước và phía sau và chúng phải cực mạnh để bù đắp cho điện áp thấp hơn và vị trí kém lý tưởng hơn. Các nam châm này thường được thiết kế cực kỳ gần với màng loa để cải thiện từ thông và giữ cho không khí đi qua trình điều khiển.

Màng / trình điều khiển ruy băng được yêu thích vì độ chính xác của chúng nhưng lại nổi tiếng về độ nhạy / hiệu suất định mức thấp và tính dễ vỡ của chúng.

Các trình điều khiển này thường được sử dụng làm loa tweeter và kết hợp với các trình điều khiển cuộn dây chuyển động để tạo ra toàn bộ dải tần âm thanh trong thiết kế loa đa chiều.

Atlas Sound EM806A-B là hệ thống loa toàn dải với trình điều khiển ruy băng tần số cao 8 x 6.5 inch (16.51 cm) và trình điều khiển cuộn dây chuyển động 8 x 6.5 ″ (6.51 cm).

 

Bộ chuyển đổi loa tĩnh điện

Bộ chuyển đổi / trình điều khiển loa tĩnh điện không giống các loại khác ở chỗ nó hoạt động trên nguyên tắc tĩnh điện chứ không phải nguyên tắc điện từ điển hình.

Các loa này thường có khả năng tạo ra toàn bộ dải tần số âm thanh mặc dù một số được cải tiến với một loa trầm động / loa siêu trầm để có được các tần số âm trầm và âm trầm.

Màng loa tĩnh điện thường lớn hơn và mỏng hơn các màng loa khác và thường có hình dạng hình chữ nhật. Nó được phủ một lớp vật liệu dẫn điện trên toàn bộ bề mặt của nó.

Màng loa phải giữ điện tích dương để loa hoạt động tốt như một bộ chuyển đổi. Nó thường được sạc thông qua điện áp xu hướng DC mức cao hoặc vật liệu electret mạnh.

Màng quan trọng được kẹp giữa hai tấm stato đục lỗ lớn hoạt động như một tụ điện bản song song.

Các tấm stato và màng loa được cách điện với nhau bằng cách sử dụng các nan xung quanh chu vi của màng ngăn và các tấm stato. Khi đó, trình điều khiển loa tĩnh điện có thể trông giống như hình minh họa sau:

 

Để hình dung rõ hơn về trình điều khiển / màng loa tĩnh điện, hãy xem sơ đồ mặt cắt đơn giản sau:

Đối với tín hiệu âm thanh, nó được gửi đến các tấm stator, hoạt động như một loại tụ điện bản song song.

Một amply chuyên dụng phải tăng điện áp của tín hiệu âm thanh dự định trong khi làm giảm dòng điện. Điều này là để sạc đúng cách cho “tụ điện” trở kháng cao, chính là các tấm stato.

Sau khi được kết nối với nguồn âm thanh, các stator, tại bất kỳ thời điểm nào, sẽ được sạc bằng nhau với điện tích đối nghịch.

Khi đó, màng loa tích điện dương sẽ bị kéo về phía một tấm trong khi bị tấm kia đẩy vào bất kỳ thời điểm nào. Điều này làm cho màng loa di chuyển qua lại và tạo ra sóng âm thanh.

Các sóng âm thanh này bắt chước tín hiệu âm thanh và thoát khỏi trình điều khiển thông qua các tấm stato đục lỗ.

Màng của bộ chuyển đổi tĩnh điện, giống như của thiết kế trình điều khiển từ phẳng, di chuyển theo kiểu lưỡng cực và tạo ra ít hoặc không có biến dạng.

MartinLogan Motion ESL 9 là một ví dụ tuyệt vời về loa tĩnh điện.

 

Bộ chuyển đổi của loa sắt di chuyển

Bộ chuyển đổi của loa sắt chuyển động sử dụng cuộn dây dẫn điện và điện từ. Tuy nhiên, không giống như các trình điều khiển động cuộn dây chuyển động phổ biến, các cuộn dây của loa sắt di chuyển đứng yên.

Khi âm thanh đi qua cuộn dây, nó làm rung một miếng kim loại nhiễm từ gọi là sắt. Mảnh kim loại này được ghép với một màng loa chuyên dụng hoặc đóng vai trò như chính màng loa.

Bộ chuyển đổi của loa sắt di chuyển là một thiết kế sơ khai và thực sự là loa đầu tiên từng được sản xuất. Nó có băng thông và độ chính xác hạn chế.

Bộ chuyển đổi loa áp điện

Loa áp điện là những loa kỳ quặc vì chúng không có “màng chắn” xét về mặt kỹ thuật.

Thay vào đó, chúng chuyển đổi tín hiệu âm thanh điện thành các dao động cơ học trùng hợp thông qua các tinh thể áp điện.

Những bộ chuyển đổi này thường được tìm thấy trong máy bíp và như loa tweeter của loa rẻ tiền. Tuy nhiên, chúng đáng được đề cập ở đây.

Khi tín hiệu âm thanh được đưa vào một tinh thể áp điện, một điện áp được tạo ra trên nó.

Điện áp này làm cho tinh thể áp điện biến dạng khi các phân tử của nó cố gắng tìm sự cân bằng điện và điện tích trung hòa trên tinh thể.

Chúng ta có thể tưởng tượng, làm biến dạng tinh thể ở tần số âm thanh từ 20 Hz – 20.000 Hz sẽ khiến nó dao động và tương tác với môi trường xung quanh để tạo ra sóng âm thanh.

Loa áp điện có khả năng tạo ra âm thanh tương đối kém nhưng chi phí thấp và độ bền của chúng khiến chúng trở thành lựa chọn tuyệt vời cho những ứng dụng không quan tâm lớn đến chất lượng âm thanh.

Bộ chuyển đổi loa từ tính

Bộ chuyển đổi loa từ tính tương tự như bộ điều khiển áp điện ở chỗ chúng dựa trên sự biến dạng của vật liệu để tạo ra âm thanh.

Ma sát từ là một tính chất của vật liệu sắt từ khiến chúng thay đổi hình dạng trong quá trình từ hóa.

Bạn có thể nghe thấy âm thanh ma sát từ dưới dạng tiếng vo vo 60 chu kỳ (hoặc 50 chu kỳ tùy thuộc vào nơi bạn sống) mà bạn thường sẽ nghe thấy từ máy biến áp nguồn điện.

Hãy cùng xem sơ đồ mặt cắt đơn giản của trình điều khiển loa từ tính:

 

Những đầu dò bền này sử dụng nhiều tấm từ tính mỏng xếp chồng lên nhau trong một lõi. Sau đó, một cuộn dây dẫn điện được quấn quanh chúng và toàn bộ trình điều khiển được đặt trong một hộp.

Khi tín hiệu âm thanh được truyền qua cuộn dây, một từ trường thay đổi được tạo ra và truyền đến lõi.

Các tấm mỏng của lõi thay đổi hình dạng rất ít và truyền sóng âm theo cách đó. Khi cuộn dây không gặp tín hiệu âm thanh, lõi sẽ trở lại hình dạng ban đầu.

Các bộ chuyển đổi này thường phù hợp nhất với siêu âm. Tuy nhiên, với những tiến bộ công nghệ, chúng có thể trở thành một lựa chọn khả thi và bền như bộ chuyển đổi âm thanh thông thường.

Loa sóng uốn

Các trình điều khiển loa sóng uốn sử dụng điện từ để tạo ra các dạng sóng giãn nở trên màng loa và tạo ra âm thanh toàn dải.

Không giống như trình điều khiển động, đẩy và kéo một nốn loa mà không đổi hình dạng, động cơ điều khiển sóng uốn gây ra các sóng cơ giãn nở trong chính màng loa.

Cách dễ nhất để hình dung chuyển động của sóng này là thả một viên sỏi vào nước. Các sóng truyền ra ngoài theo kiểu hình tròn dọc theo bề mặt nước.

Trong trình điều khiển loa sóng uốn, động cơ điện động lực (cuộn dây loa và cấu trúc từ tính) đẩy và kéo phần đồng tâm nhỏ hơn của màng loa. Sự chuyển động này làm cho các sóng truyền ra ngoài được hình thành trên chính màng loa.

 

Những sóng này gây ra những thay đổi đối với mức áp suất âm thanh trong không khí và được nghe như là sóng âm.

Độ cứng của màng loa tăng dần từ tâm ra ngoài. Các bước sóng ngắn hơn (tần số cao hơn) chủ yếu phát ra từ tâm của màng loa trong khi các bước sóng dài hơn (tần số thấp hơn) được truyền qua toàn bộ màng loa.

Nhà sản xuất Göbel của Đức là nhà sản xuất đi đầu trong lĩnh vực thiết kế loa sóng uốn.

Bộ chuyển đổi chuyển động không khí Heil

Máy biến đổi chuyển động không khí Heil (hay đơn giản là “máy biến đổi chuyển động không khí” hoặc AMT) là loại bộ chuyển đổi loa đặc biệt.

Nó hoạt động tương tự như một loa ruy băng nhưng màng loa xếp nếp của nó giống một ống thổi hơn là một dải ruy băng gấp nếp. Màng loa thường được làm bằng màng PET và có dây dẫn của nó được gắn vào hoặc phủ lên nó (thay vì được làm bằng vật liệu dẫn điện như ruy băng).

Màng chắn này được giữ trong vỏ lưỡng cực có 4 tường và không có đỉnh hoặc đáy. Điều này cho phép truyền âm thanh hai chiều. Màng loa và vỏ AMT trông giống như một thứ gì đó dọc theo các đường trong hình minh họa sau:

 

Một nam châm vĩnh cửu được đặt sau màng loa giống như ống thổi.

Khi tín hiệu âm thanh đi qua màng loa, màng loa sẽ di chuyển như sau:

• Khi tín hiệu âm thanh có dòng điện dương, các nếp gấp ở mặt trước sẽ mở rộng và nếp gấp ở mặt sau sẽ co lại.
• Khi tín hiệu âm thanh có dòng điện âm, các nếp gấp ở mặt sau sẽ mở rộng và nếp gấp ở mặt trước sẽ co lại.

Sự chuyển động của màng loa này tạo ra sự thay đổi áp suất âm thanh của môi trường và sóng âm thanh được truyền từ nó.

Bộ chuyển đổi có màng dẫn điện ion trong suốt

Bộ chuyển đổi có màng dẫn ion trong suốt thực sự là một “cơ” nhân tạo nhìn xuyên thấu có thể tái tạo tín hiệu âm thanh dưới dạng sóng âm thanh, thường là trên toàn bộ dải tần số đều có thể nghe được.

Trình điều khiển TIC được cấu tạo bằng một tấm cao su mỏng kẹp giữa hai lớp gel nước mặn. Các chất điện phân trong gel đóng vai trò là chất dẫn điện.

Lưu ý rằng các điện tích trong loa TIC được mang bởi các ion chứ không phải electron.

Tín hiệu âm thanh được khuếch đại đến mức điện áp cao và gửi đến bề mặt của các lớp gel. Điện áp này khiến tấm cao su nhanh chóng co lại và rung theo dạng sóng của tín hiệu âm thanh.

Loa hồ quang Plasma

Loa hồ quang Plasma không có màng chắn chắc chắn. Thay vào đó, chúng dao động khí plasma ion hóa cao từ hồ quang điện.

Các màng khí này hầu như không có khối lượng và có khả năng tạo ra âm thanh có độ trung thực cao mà không bị biến dạng hoặc cộng hưởng.

Tín hiệu âm thanh điện áp cao làm thay đổi điện trường của hồ quang, làm cho plasma ion hóa cao di chuyển và tạo ra sóng âm thanh.

Bộ chuyển đổi nhiệt âm thanh

Bộ chuyển đổi nhiệt âm thanh hoạt động dựa trên hiệu ứng nhiệt âm thanh cho biết rằng một gradient nhiệt độ trong ống có thể tạo ra âm thanh.

Tín hiệu âm thanh được sử dụng để làm nóng định kỳ một màng mỏng ống nano carbon, sau đó tạo ra sóng âm thanh tương ứng.

Loa trầm quay

Loa trầm quay là một loại loa đặc biệt sử dụng chuyển động của cuộn dây loa để thay đổi cao độ của cơ cấu cánh quạt quay chứ không phải để di chuyển nón loa / màng loa.

Những loa trầm này rất hiếm nhưng có khả năng tạo ra tần số âm thanh thấp hơn nhiều so với những loa siêu trầm sâu nhất.

Shop: Điện Tử Tuấn Hằng- Chuyên cung cấp bán buôn bán lẻ Phụ kiện sửa chữa loa, thiết bị âm thanh.
Website : https://thietbiloa.com/
Địa chỉ : Số nhà 29 yên bái 2-phường Phố Huế-Quận Hai Bà Trưng-Hà Nội(chợ trời)
Điện thoại : 02439784346

 

Nguồn: Internet
Biên dịch: DIEN TU TUAN HANG – THIETBILOA.COM