Điện Tử Tuấn Hằng Động cơ trong trình điều khiển loa là một yếu tố quan trọng trong việc đạt được hiệu suất cao. Nguyên tắc cuộn dây di chuyển đã có từ một thế kỷ trước và nó đã tồn tại lâu như vậy sở dĩ vì nó có những lợi thế nhất định mà chưa có công nghệ nào khác được thay thế được. Đối với việc tái tạo tần số thấp, nơi tín hiệu cần truyền qua lại đáng kể thì nó có rất ít sự cạnh tranh.
Công việc của động cơ loa là tạo ra một lực tỷ lệ thuận với dòng điện chảy trong đó. Khối di chuyển sau đó chuyển lực đó thành gia tốc chính xác của màng ngăn. Dường như có rất ít sai sót trong việc đó, nhưng nếu nhìn kĩ càng hơn một chút thì nó sẽ tiết lộ các vấn đề tiềm ẩn. Trong một động cơ loa trầm, cuộn dây phải nhô ra từ trường để có thể di chuyển. Đối với một dòng điện cố định, lực phải hoàn toàn độc lập với vị trí cuộn dây.
Đơn giản, chỉ có một phần của cuộn dây trong từ trường là đóng góp cho lực.
Trong thực tế, tình hình phức tạp hơn một chút vì từ trường không dừng đột ngột ở cuối khoảng cách. Luôn có một trường giao thoa trải rộng ngoài khoảng cách, vì vậy biên độ hoạt động của cuộn dây dài hơn một chút. Bản thân nó không phải là một vấn đề, nhưng một vấn đề sẽ phát sinh nếu trường giao thoa không đối xứng. Phân bố trường đối xứng là hoàn toàn có thể, nhưng thiết kế mạch từ thường bị ảnh hưởng bởi các yếu tố kinh tế. Hình 1 so sánh thiết kế cực.
Định mức công suất loa
Các định luật vật lý đôi khi phải nhường cho những điều vô lý, bởi vì các trình điều khiển loa thường được bán dựa trên định mức công suất, hiển nhiên là dễ hiểu hơn đối với một người mua ít hiểu biết. Cải thiện hiệu quả của một trình điều khiển sẽ làm giảm lượng năng lượng cần thiết cho cùng một lượng âm thanh, do đó định mức công suất giảm xuống.
Đối với nhà thiết kế của một loa Active, một trình điều khiển hiệu quả có lợi thế bổ sung là cần một amply nhỏ và nguồn điện nhỏ. Vì vậy, sẽ có chi phí bổ sung nhỏ phát sinh để làm cho trình điều khiển hiệu quả hơn.
Nếu một cuộn dây bị hỏng từ dây tròn không vừa khớp với nhau, mật độ nén chặt là Π / 4 hoặc khoảng ba phần tư. Dây vuông được thiết kế để cải thiện mật độ nén chặt. Nhưng nó có cải thiện hiệu suất không? Nếu diện tích mặt cắt ngang của dây vẫn giữ nguyên, điện trở và khối lượng sẽ không thay đổi. Cuộn dây sẽ có 88 phần trăm chiều dài ban đầu của nó, vì vậy sản phẩm BL sẽ tăng khoảng 13%, với điều kiện việc di chuyển cuộn dây bị giảm đôi chút. Lập luận cho dây đồng vuông không đủ mạnh vì hiệu suất bị suy giảm bởi mật độ tương đối cao nhiều hơn so với độ nén chặt kém. (BL, thể hiện bằng đồng hồ Tesla, đây là thước đo cường độ động cơ của loa.
Nó là sản phẩm của cường độ trường nam châm trong khoảng cách giữa cuộn dây loa và chiều dài của dây trong từ trường. Hãy nghĩ về nó như một phép đo cường độ cuộn dây loa. Một con số BL cao cho thấy một bộ chuyển đổi mạnh mẽ.) 1
Trong một loa trầm với một cuộn dây nhô ra quá mức, một phần của cuộn dây không nằm trong khoảng trống còn tồi tệ hơn trọng lượng chết vì nó cũng đang tản nhiệt. Trong các ứng dụng như dây điện nhà, dây đồng được chọn vì đồng có độ dẫn điện tốt nhất. Trong các ứng dụng di chuyển, đồng có thể không phải là lựa chọn tốt nhất, bởi vì nó có mật độ tương đối khá cao là 8,9. Vì hiệu suất của trình điều khiển bị ảnh hưởng bởi khối lượng di chuyển, vật liệu lý tưởng cho cuộn dây nên là vật liệu có tỷ lệ dẫn điện tốt so với mật độ. Về mặt đó, nhôm vượt trội so với đồng, do đó nó được sử dụng trong máy bay.
Độ dẫn điện của nhôm chỉ bằng 63% so với đồng, nhưng mật độ tương đối 2,7 chỉ bằng 30% mật độ đồng. Điều này làm cho tỷ lệ độ dẫn điện so với mật độ xấp xỉ gấp đôi. Trong thực tế nhôm nguyên chất có xu hướng oxy hóa và rất khó để kết nối. Giải pháp là sử dụng một lớp đồng mỏng. CCA (nhôm ốp đồng) được sử dụng phổ biến trong cuộn dây di chuyển.
Một dây nhôm cần một mặt cắt ngang lớn hơn 57 phần trăm để có sức chịu tương tự như dây đồng. Điều này có nghĩa là thể tích của khoảng cách từ tính phải tăng lên và thể tích của nam châm phải tăng theo tỷ lệ. Áp dụng dây vuông cho phép cải thiện 27% mặt cắt ngang, khoảng một nửa những gì cần thiết. Việc sử dụng một phần hình vuông thực tế là điều cần thiết nếu sử dụng nhôm. Một ưu điểm khác của dây vuông là nó có thể được “tự hỗ trợ” bằng cách dán các lớp vào nhau, loại bỏ cuộn dây trước đó và tăng cường khả năng làm mát.
Lịch sử loa
Phần lớn thiết kế động cơ loa là không tối ưu vì lý do lịch sử. Các trình điều khiển ban đầu không có nam châm vĩnh cửu nào cả. Thay vào đó, một dòng điện ổn định đi qua cuộn dây tạo ra trường mà cuộn dây di chuyển hoạt động. Trong thời của amply âm thanh Class-A, dòng cung cấp amply không đổi chỉ đơn giản là đi qua cuộn dây kích thích.
Vật liệu từ tính đầu tiên thực sự phù hợp cho loa có cuộn dây di chuyển là một vật liệu có tên Alnico, có thể có liên quan đến vật liệu từ nhôm, niken và coban. Alnico có đặc điểm là Lực từ tính (MMF) trên mỗi đơn vị chiều dài không cao lắm, trong khi mật độ thông lượng cao. Kết quả là nam châm muốn có đủ MMF để điều khiển thì khoảng cách cuộn dây loa cần phải khá dài nhưng tương đối mỏng. Nam châm thanh mỏng là tuyệt vời cho một loa tweeter vì cần một cuộn dây đường kính nhỏ và màng ngăn, nhưng nó lại không tốt cho loa trầm, nơi cuộn dây nhỏ độ căng tập trung ở cổ nón loa.
Cuộn dây đường kính nhỏ gây ra một vấn đề hơn nữa, đó là để có được trở kháng đủ cao, cuộn dây có thể phải là vòng dây kép. Cuộn dây kép là cực kỳ phổ biến, nhưng nó giảm một nửa diện tích bề mặt đang dùng để giảm nhiệt.
Trong khi Alnico là một vật liệu tốt, nó chứa coban – một vật liệu chiến lược thời chiến tranh lạnh có chi phí tăng vọt. Vật liệu thay thế có tính kinh tế là ferrite, có chính xác các đặc điểm ngược lại với Alnico, có MMF tốt trên mỗi đơn vị chiều dài, nhưng mật độ thông lượng kém. Thay vì dài và mỏng, nam châm ferrite phải ngắn và dày. Bất chấp sự khác biệt cơ bản, thiết kế loa đã được thay đổi càng ít càng tốt để phù hợp với vật liệu mới.
Ngăn chặn rò rỉ thông lượng
Một cách cơ bản trong đó các mạch từ khác với mạch điện là đối với điện, chúng ta có thể ngăn chặn dòng điện đi đến nơi chúng ta không muốn bằng cách sử dụng chất cách điện. Trong từ tính, thứ tương đương duy nhất của chất cách điện – một vật liệu sẽ không cho phép thông lượng xâm nhập, là một chất siêu dẫn, hiện không thực tế đối với động cơ loa, vì vậy đối với tất cả các mục đích thực tế, không có chất cách điện từ tính. Điều này có nghĩa là từ thông có thể bị mất do rò rỉ, nơi thông lượng có thể rò rỉ ra không khí mà không đến nơi chúng ta muốn.
Nam châm ferrite không còn có thể được bên trong một cuộn dây hiện có, vì vậy một vòng được hình thành và nó được đặt bên ngoài. Bây giờ mạch từ không đi theo con đường tự nhiên của thông lượng, nhưng ngược với nó. Hình 2 cho thấy vì không có chất cách điện từ tính, phần lớn năng lượng của nam châm bị mất do rò rỉ. Thông lượng rò rỉ đó có nghĩa là lãng phí tiền bạc. Vì vậy, bây giờ từ quan điểm của một loa trầm, chúng ta đối mặt với tồi tệ nhất. Một nam châm không hiệu quả bị rò rỉ, cho thông lượng đến một cuộn dây nhỏ không cần thiết gây ra nồng độ ứng suất trong màng ngăn và khó tự làm mát.
Giải pháp cho vấn đề thiết kế loa trầm là sử dụng một cuộn dây đường kính lớn có một số lợi thế. Ứng suất giữa cuộn dây và nón loa bị giảm, và tải trọng uốn trong màng giảm vì chu vi gần cuộn dây hơn. Đối với độ cứng tương tự, màng ngăn có thể nhẹ hơn. Một lợi thế to lớn của một cuộn dây lớn là cải thiện khả năng làm mát, đặc biệt nếu nó đủ lớn để trở thành vòng dây đơn. Nam châm có thể ở bên trong cuộn dây để giảm rò rỉ. Đối với cùng một trường trong khoảng cách, nam châm hiện đại nhỏ hơn so với nam châm ferrite.
Nam châm Neodymium được phát triển vào năm 1982 bởi General Motors và Sumitomo Special Metals và là loại nam châm vĩnh cửu mạnh nhất có trên thị trường. Một vấn đề ngày nay với những nam châm này là sự phổ biến của xe điện làm tăng giá neodymium.
Làm mát cuộn dây có thể được tăng cường bằng cách sử dụng ferrofluid, nó được giữ trong không gian giữa các cực và cuộn dây vì có tính chất từ tính. Một cách tiếp cận khác để cải thiện làm mát là nơi cuộn dây được chia thành hai cuộn dây đơn song song, vòng dây theo hướng ngược lại trên một cuộn dây chung. Có hai khoảng trống từ tính hiệu quả cho cả series, nhưng thể tích của mỗi khoảng trống nhỏ hơn mức cần thiết cho một cuộn dây kép. Kết quả là diện tích bề mặt của cuộn dây được tăng gấp đôi.
Trong thực tế, việc sử dụng thông minh các vật liệu hiện đại để cải thiện hiệu quả và thiết kế cải thiện làm mát có nghĩa là nén điện nên là một thiết kế của quá khứ. Nén công suất đại diện cho công suất đầu ra amply không biến thành âm thanh và thay vào đó được chuyển thành nhiệt.
Khi cuộn dây loa tăng nhiệt độ trong quá trình hoạt động bình thường, sức chịu đựng của chúng tăng lên. Khả năng chịu đựng của cuộn dây loa tăng lên có nghĩa là ít năng lượng được truyền từ amply hơn. Kết quả là, loa sẽ không kêu to khi nó được “làm nóng” như khi nó “lạnh”. Một số loa có thể có nén công suất từ 3 đến 6 dB. Chỉ cần nén công suất 3 dB tương đương với việc giảm một nửa công suất có sẵn của main công suất.
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
