Quando vai ao seu especialista local de eletrónica móvel procurar novas colunas, há alguns critérios a ter em mente. Escolher tamanho de coluna pode ir por dois caminhos: pode escolher algo que encaixe numa localização de montagem específica ou escolher baseado nas características da coluna relativas ao seu tamanho. Tem interesse em saber por que colunas vêm em tamanhos diferentes? Bom! Veio ao lugar certo.
É trabalho de uma coluna converter sinal elétrico do amplificador em movimento. Movimento do cone excita ar ao redor. À medida que cone avança, ar à frente pressuriza. À medida que cone recua, ar rarefaz. Estas ondas de pressão extendem-se da coluna e os nossos ouvidos detetam estas minúsculas mudanças de pressão como som. Muito simples, não é?
Quando se trata de reproduzir sons, quanto menor a frequência, mais difícil é produzir o som. Para cada duplicação de frequência, cone da coluna tem de mover um quarto da distância para produzir mesmo nível de saída. Exemplo: se subwoofer tem de mover 2 mm para produzir 95 dB saída a 40 Hz, só tem de mover 0,5 mm para reproduzir 95 dB a 80 Hz. Para reproduzir 95 dB saída a 160 Hz, cone só tem de mover 0,125 mm.
Tamanho do cone afeta quanto som a coluna criará para dada quantidade de sinal entrada. Generalizemos um pouco (porque muitos fatores externos afetam esta afirmação): Cone de 12 polegadas tem de mover o dobro que cone de 15 polegadas para produzir mesma saída a dada frequência. Isso também significa que coluna de 12 polegadas requer mais potência para produzir mesmo som que a de 15.
Baseado nesta lógica, deveria simplesmente selecionar maior coluna possível para cada aplicação, certo? Bem, não é bem assim. Quando entramos em médios e altas frequências, cone tem de mover para frente e trás muito rápido. Tom de 1.000 Hz requer que coluna mova frente e trás 1.000 vezes por segundo. Tom de 10 kHz requer 10.000 destes movimentos por segundo. Se usarmos coluna grande com cone relativamente pesado, é muito difícil acompanhar sinal entrada. Porquê? Inércia.
Usemos analogia para explicar. Imagine que está num desfile a acenar bandeira. Poste tem 1,8m e bandeira no fim 0,9x1,5m. Acena bandeira frente e trás o mais rápido que pode. Mesmo sendo forte, mais rápido que consegue é uma, talvez duas vezes por segundo. Agora olhe para criança ao lado no desfile. Tem bandeirinha papel 5x7,5cm num pau plástico 12,5cm. Mãos pequenas acenam bandeira frente e trás cinco ou seis vezes por segundo.
Engenheiros de colunas têm de equilibrar várias características para atingir objetivos específicos para dado desenho. Comparemos peso de cone de subwoofer 10 polegadas com médio 10 polegadas usado em concertos e sistemas som público. Típico sub 10" desenhado para tocar abaixo 150 Hz tem conjunto cone (cone, bobina, former, metade aranha, metade borda) ~150g. Coluna 10" desenhada para frequências médio (150 a 1kHz) tem massa conjunto cone ~40g.
Claramente, conjunto mais leve move mais rápido e acompanha reprodução de altas frequências.
Agora enfrentamos dilema de equilibrar saída baixa vs alta frequência. Cone mais leve move mais rápido e capaz de saída alta frequência estendida. Cone mais pesado tem frequência ressonante mais baixa e assim produz mais saída baixa frequência. Combine estas generalizações com questões elétricas afetando indutância bobina voz, e dificultamos mais saída alta frequência. Começa claro que precisamos colunas diferentes tamanhos para aplicações diferentes.
Maioria subwoofers tamanho 8 a 18 polegadas. Como subwoofers desenhados para tocar abaixo 100 Hz em áudio automóvel, precisam muita capacidade excursão e frequência ressonante baixa. Isso significa subwoofers têm cones relativamente pesados. Em níveis altos excursão, cones expostos a tensões significativas, então cone tem de ser forte, contribuindo mais para peso. Subwoofers têm de aguentar muita potência. Potência permite mover cone distâncias grandes. Manuseamento potência requer componentes maiores: formers bobina voz diâmetro grande e enrolamentos.
Condutor médio-grave dedicado tipicamente desenhado para tocar ~50 a 500 Hz. Tamanhos tipicamente 6,5 a 8 polegadas, mas alguns usam 10 e 12 polegadas. Cone tem de ser mais pesado que médio, mas não pesado o bastante para abrandar para altas frequências.
Se olhar conteúdo frequência de intérprete, verá muitas vozes extendem até 100 Hz. Precisão velocidade importante nesta gama. Ressonâncias e comportamento não-linear causam distorção harmónica. Frequentemente percebido como "calor" região médio-grave. Não queremos nada extra na música, precisão importa.
Colunas médio tornam-se ato de equilíbrio de várias características. Claro, cone tem de ser relativamente leve, mas gerir linearidade e distorção torna prioridade ainda maior. É mais fácil ouvir distorção em frequências médio. Cone tem de equilibrar massa, amortecimento e força para prevenir deformação e causar harmónicos. Suspensão tem de ser muito linear.
Gerir indutância também torna questão mais significativa porque pode reduzir saída alta frequência. Condutores médio para áudio automóvel típico variam 6,5" e 6x9" lado grande até 2,5" pequeno. Muitos médios tentam fazer dupla como médio-grave para sistemas duas ou três vias. Embora compromisso menor, é necessidade. Consideramos colunas médio cobrir gama 100 Hz a 3.000 ou 4.000 Hz.
Para reproduzir frequências acima 2,5 kHz, tweeters precisam cones muito leves. Cones tweeter não movem muito, então não requerem muita excursão, mas ainda tem de haver suspensão. Ressonâncias no cone podem causar estragos em resposta frequência. Tweeters premium podem usar ferrofluido no gap para melhorar manuseamento potência. Tweeters premium podem também incluir tampa polo-piece cobre para reduzir indutância e distorção.
Outra consideração ao escolher colunas é que todas acima certa frequência começam a tornar-se direcionais. Diretividade refere-se a redução saída alta frequência à medida que se move fora do eixo da coluna. Se escolher colunas e desenhar sistema cuidadosamente, pode minimizar efeito diretividade. Única consideração real seria ter tweeters apontados para si.
Aplicações para informação neste artigo variam, dependendo objetivo global para upgrade sistema áudio. Simples conjunto colunas coaxiais substituição escolhido por aplicação tamanho. Se construindo sistema áudio high-end com múltiplos amplificadores, canais, processamento sinal digital e localizações montagem personalizadas, escolher colunas certas em termos qualidade e aplicação pretendida torna-se mais importante.
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