Om du planerar att köpa ett Hi-Fi-musiksystem kanske du har stött på termer som diskanthögtalare, mellanregister och bashögtalare — men vad betyder dessa termer?
Ger dessa drivrutinskonfigurationer också bättre ljudkvalitet?
Hur hör vi ljud?
Innan du börjar med högtalare och hur de fungerar är det viktigt att förstå hur ljud skapas. Enkelt uttryckt är ljud en vibration som når ditt öra.
När det gäller ett musikinstrument som en trumma skapas ljudet genom att fysiskt generera vibrationer genom att slå på cymbalen eller bastrumman. När den väl träffas vibrerar trumhuden, vilket skapar en tryckvåg i luftmolekylerna nära den, vilket genererar en ljudvåg. Denna ljudvåg är inget annat än en uppsättning kompressioner och sällsynthet som färdas genom luften.
När du når ditt öra vibrerar dessa vibrationer trumhinnan, vilket gör att du kan höra trummans ljud.
Det mänskliga örat kan bara höra ljud mellan frekvenserna 20Hz-20 000Hz. Våra öron kan inte bearbeta något utanför detta intervall. Dessutom, när människor åldras, tenderar vårt hörbara räckvidd också att minska.
Hur fungerar högtalare?
Nu när vi har en grundläggande förståelse för hur ljud skapas kan vi titta på hur högtalare skapar ljudvågor.
Till skillnad från en trumma, som skapar ljudvågor genom att vibrera trumhuden, använder en högtalare begreppen magnetism för att skapa ljud. Enkelt uttryckt använder en högtalare tre huvudkomponenter för att skapa ljudvågor, och tillsammans är den känd som en drivrutin. En kort översikt av detsamma ges nedan:
- Diafragman: Precis som en trumma har ett skinn använder en högtalare ett membran för att skapa vibrationer. Detta membran är ett tunt membran av papper, metall eller plast kopplat till talspolen.
- Röstspole: Som namnet antyder är talspolen en spole av koppar som fungerar som en elektromagnet när ström passerar genom den. Strömmen i talspolen ändras baserat på att ljudsignalen vibrerar membranet.
- Permanenta magneter: Membranet och talspolarna är placerade mellan en uppsättning permanentmagneter. Denna kombination av permanentmagneter och elektromagneter är det som skapar ljud.
Nu när vi har en grundläggande förståelse för komponenterna som utgör en högtalare kan vi titta på hur den fungerar.
I de flesta fall är högtalaren ansluten till en digital enhet som en dator eller en DAC. Dessa enheter skickar ljudsignaler till högtalaren som sedan bearbetas och skickas till röstspolen. Dessa ljudsignaler är en kombination av olika sinusvågor.
När väl dessa sinusvågor når talspolen inducerar de en varierande ström i talspolen – omvandlar den till en magnet som ändrar sin polaritet baserat på insignalen.
Nu när membranet och röstspolen är omgivna av magnetfältet hos en permanentmagnet, an attraktions-/repulsionskraft appliceras på talspolen baserat på polariteten hos magnetfältet den besitter.
Det är denna grundläggande mekanism med temporära och permanenta magneter som hjälper högtalare att återskapa musik med stor noggrannhet, men det finns en hake; ett enda diafragma kan inte göra allt.
Diskanthögtalare, mellanklassdrivrutiner och bashögtalare förklaras
Du förstår, musiken vi lyssnar på kan ha ljud som varierar från 20 Hz till 20 000 Hz, och ett enda membran kan inte vibrera för att generera en så stor variation av frekvenser. Därför använder en högtalare membran av olika storlekar för att lösa detta problem.
På grund av skillnaden i diafragmastorlek, återger olika drivrutiner vissa frekvenser med bättre noggrannhet. Denna storleksskillnad skapar diskanthögtalare, mellanregister och baselement.
Diskanthögtalare
Diskanthögtalare skapar högfrekventa ljud. Även om olika högtalare har olika frekvensområden för diskanthögtalare, används i de flesta fall diskanthögtalare för att skapa ljud i frekvensområdet 2 000 Hz till 20 000 Hz.
Eftersom diskanthögtalaren måste producera ljud i ett högfrekvensområde använder den ett membran med liten diameter. På grund av den lilla storleken kan diskanthögtalaren vibrera vid högre frekvenser och skapa gälla ljud med stor noggrannhet. Inte bara detta, utan den lilla membrandesignen gör att diskanthögtalaren fungerar bra utan att förbruka mycket ström.
Mellanklass förare
Som namnet antyder är mellanregisterdrivrutiner utformade för att återge ljud i mitten av det mänskliga hörbara frekvensområdet. Vanligtvis fungerar dessa högtalare i intervallet 500Hz och 4 000Hz. På grund av detta frekvensområde är utsignalen från diskanthögtalarna ganska platt.
Som sagt, de flesta av sången och instrumenten i någon musikkomposition ligger i mellanfrekvensen, vilket gör det viktigt att ha en drivrutin som fungerar bra när de genererar dessa frekvenser.
När det gäller membranstorleken ligger mellanregistret mellan diskanthögtalaren och bashögtalaren.
Bashögtalare
Bashögtalaren på ett högtalarsystem producerar den lägsta delen av frekvensspektrumet och lägger till basen till all din musik. När det gäller frekvensområdet fungerar de flesta bashögtalare i området 20Hz till 2000Hz.
För att skapa dessa lågfrekventa ljud använder bashögtalaren ett stort membran som gör att den kan vibrera många luftmolekyler. Som sagt, på grund av sin stora storlek kan bashögtalaren inte vibrera i mycket höga hastigheter, vilket hindrar den från att generera höga ljud.
En annan sak att notera om bashögtalare är att höljet de placeras i också påverkar basen de producerar. På grund av denna anledning placerar de flesta högtalarsystem bashögtalaren i ett oberoende skåp för att ge en bättre basrespons.
Hur når ljudsignalen från din dator de olika drivrutinerna?
När du spelar musik på dina högtalare tar en enda ljudström sig från datorn till högtalaren. Denna ljudsignal delas sedan av crossover-nätverket baserat på högtalardesignen.
De crossover-nätverk är en elektronisk enhet som separerar frekvenserna i en ljudsignal i olika underfrekvenser.
Så om du har en högtalare med en diskanthögtalare, en mellanregisterdrivrutin och en bashögtalare kommer ljudsignalen från din dator att delas upp i tre delar. En för bashögtalaren, som består av den lågfrekventa ljudsignalen. För det andra en ljudsignal i mellanfrekvensbandet för mellanregisterdrivrutinen, och slutligen en högfrekvent ljudström för diskanthögtalarna.
Alla dessa signaler skickas till de olika förarna samtidigt, vilket ger en uppslukande ljudupplevelse.
Ska du köpa en högtalare med flera drivrutiner?
Musiken vi lyssnar på är en sammanslagning av flera frekvenser. Att använda en design med en drivrutin för att återskapa musik ger därför mediokert ljud.
Så om du letar efter en fenomenal ljudupplevelse bör du skaffa en högtalare med dedikerade drivrutiner som är designade för att generera specifika frekvenser – som erbjuder en mer uppslukande musikupplevelse.