Âm thanh mà chúng ta nghe được về cơ bản được tạo ra từ rung động cơ học được sản xuất bởi Thiết bị Âm thanh Âm thanh được sử dụng để tạo sóng âm và để nghe được tiếng ồn, nó cần một môi trường để truyền qua không khí, chất lỏng hoặc chất rắn .
Bộ chuyển đổi âm thanh
Ngoài ra, âm thanh thực tế không phải là sóng âm thanh tần số liên tục như một giai điệu duy nhất hoặc một bản nhạc, nhưng có thể là sóng âm được làm từ rung động cơ học, tiếng ồn hoặc thậm chí một xung âm thanh như tiếng "bang".
Sản phẩm liên quan: Chỉ báo âm thanh và Cảnh báo
Bộ chuyển đổi âm thanh âm thanh bao gồm cả bộ cảm biến đầu vào, chuyển đổi âm thanh và tín hiệu điện như micrô và thiết bị truyền động đầu ra để chuyển tín hiệu điện trở lại vào âm thanh như loa.
Chúng ta có xu hướng nghĩ âm thanh chỉ tồn tại trong phạm vi tần số phát hiện bởi tai người, từ 20Hz lên đến 20kHz (phản ứng tần số loa điển hình), nhưng âm thanh cũng có thể mở rộng vượt ra ngoài các phạm vi này.
Đầu dò âm thanh cũng có thể phát hiện và truyền sóng âm thanh và rung động từ các tần số rất thấp được gọi là âm thanh tần số cao đến tần số rất cao được gọi là siêu âm . Nhưng để cho một bộ chuyển đổi âm thanh phát hiện hoặc tạo ra "âm thanh", trước tiên chúng ta cần phải hiểu âm thanh là gì.
Âm thanh là gì?
Âm thanh về cơ bản là dạng sóng của năng lượng được sản xuất bởi một dạng rung động cơ học như một thanh chỉnh và có tần suất xác định bởi nguồn gốc của âm thanh ví dụ như trống bass có âm thanh tần số thấp trong khi cymbal có âm thanh tần số cao hơn.
Một dạng sóng âm có các đặc tính giống như dạng sóng điện có bước sóng ( λ ), tần số ( ƒ ) và vận tốc ( m / s ). Cả tần số âm thanh và hình dạng sóng đều được xác định bởi nguồn gốc hoặc độ rung ban đầu tạo ra âm thanh nhưng vận tốc phụ thuộc vào môi trường truyền (không khí, nước, vv) mang sóng âm. Mối quan hệ giữa bước sóng, vận tốc và tần số được đưa ra dưới đây như sau:
Mối quan hệ sóng âm
- Ở đâu:
- Bước sóng - là khoảng thời gian của một vòng hoàn thành trong giây, ( λ )
- Tần số - là số bước sóng mỗi giây trong Hertz, ( ƒ )
- Vận tốc - là tốc độ của âm thanh thông qua môi trường truyền tải bằng m / s -1
Bộ chuyển đổi đầu vào Microphone
Các Microphone , còn gọi là “mic”, là một bộ chuyển đổi âm thanh có thể được phân loại như là một “cảm biến âm thanh”. Điều này là bởi vì nó tạo ra một tín hiệu đầu ra analog điện tương phản với sóng âm "acoustic" hoạt động trên cơ hoành linh hoạt của nó. Tín hiệu này là một "hình điện" biểu diễn các đặc tính của dạng sóng âm. Nói chung, tín hiệu đầu ra từ microphone là một tín hiệu tương tự dưới dạng điện áp hoặc dòng điện tương ứng với sóng âm thực.
Các loại micro phổ biến nhất hiện có là đầu dò âm thanh là Dynamic , Electret Condenser , Ribbon và các loại tinh thể điện tử Piezo mới hơn . Các ứng dụng tiêu biểu cho micro như là một bộ chuyển đổi âm thanh bao gồm ghi âm, sinh sản, phát sóng cũng như điện thoại, tivi, máy ghi âm kỹ thuật số và máy quét cơ thể, nơi siêu âm được sử dụng trong các ứng dụng y tế. Ví dụ về một micro "Dynamic" đơn giản được hiển thị bên dưới.
Bộ chuyển đổi âm thanh Di động cuộn dây cuộn cảm động
Việc xây dựng một micro tương tự như của một loa phóng thanh, nhưng ngược lại. Đây là một loại mic cuộn di chuyển sử dụng cảm ứng điện từ để chuyển đổi các sóng âm thành tín hiệu điện. Nó có một cuộn dây mỏng rất nhỏ treo trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu. Khi sóng âm chạm vào màng linh hoạt, màng di chuyển qua lại để đáp ứng với áp lực âm thanh tác động lên nó làm cho dây cuộn dây dính vào trong trường từ của nam châm.
Sự chuyển động của cuộn dây trong trường điện từ gây ra điện áp được tạo ra trong cuộn dây theo quy định của Luật Điện từ của Faraday . Tín hiệu điện áp đầu ra kết quả từ cuộn dây này tỷ lệ với áp lực của sóng âm tác động lên cơ hoành nên sóng âm thanh càng lớn thì tín hiệu đầu ra sẽ càng lớn khiến loại thiết kế microphone nhạy cảm.
Khi cuộn dây thường rất nhỏ, phạm vi chuyển động của cuộn dây và màng ngăn bên trong cũng rất nhỏ tạo ra một tín hiệu đầu ra rất tuyến tính, là 90 o trong pha với tín hiệu âm thanh. Ngoài ra, vì cuộn dây là một điện trở trở kháng thấp, tín hiệu điện áp đầu ra cũng rất thấp, do đó một số hình thức "trước khuếch đại" của tín hiệu là bắt buộc.
Vì việc xây dựng loại micro này giống như của loa, cũng có thể sử dụng một loa thực tế làm micrô.
Rõ ràng, chất lượng trung bình của một loa phóng thanh sẽ không tốt bằng với micro thu âm studio, nhưng đáp ứng tần số của một loa hợp lý thực sự tốt hơn so với microphone "freebie" giá rẻ. Ngoài ra, trở kháng cuộn dây của một loa điển hình khác nhau ở khoảng 8 đến 16Ω. Các ứng dụng phổ biến, nơi mà người nói chung được sử dụng như micrô, là trong các cuộc gọi nội bộ và các cuộc đàm thoại.
Bộ chuyển đổi đầu ra của Loa
Âm thanh cũng có thể được sử dụng như một thiết bị đầu ra để tạo ra tiếng ồn cảnh báo hoặc hoạt động như một tiếng báo thức, và loa phóng thanh, buzzers, sừng và sounders là tất cả các loại đầu dò âm thanh có thể được sử dụng cho mục đích này với âm thanh đầu ra âm thanh được sử dụng phổ biến nhất thiết bị truyền động là "Loa".
Đầu dò Loa
Loa là đầu dò âm thanh được phân loại là "thiết bị truyền động âm thanh" và là đối thủ chính xác của micrô . Công việc của họ là chuyển đổi các tín hiệu tương tự điện phức tạp thành các sóng âm gần với tín hiệu đầu vào ban đầu càng tốt.
Loa có sẵn trong tất cả các hình dạng, kích thước và dải tần số với các loại phổ biến hơn là di chuyển cuộn dây, tĩnh điện, isodynamic và piezo-điện. Loa di chuyển dạng cuộn là loại loa được sử dụng phổ biến nhất trong các mạch điện tử, bộ dụng cụ và đồ chơi, và do đó, loại bộ chuyển đổi âm thanh này chúng tôi sẽ kiểm tra dưới đây.
Nguyên tắc hoạt động của Loa Moving Coil hoàn toàn trái ngược với "Dynamic Microphone" chúng ta nhìn ở trên. Một cuộn dây nhỏ, được gọi là "cuộn cảm nói hoặc cuộn dây bằng giọng nói", bị treo trong một từ trường rất mạnh, và được gắn vào một mẩu giấy hoặc Mylar, được gọi là "màng ngăn" mà nó bị treo ở các cạnh của nó với một khung kim loại hoặc khung gầm. Sau đó, không giống như microphone là thiết bị đầu vào nhạy áp, loại đầu dò âm thanh này có thể được phân loại như một thiết bị đầu ra tạo áp suất.
Loa Moving Coil
Khi một tín hiệu tương tự đi qua cuộn dây thoại của loa, một trường điện từ được tạo ra và sức mạnh của nó được xác định bởi dòng điện chảy qua cuộn dây "giọng nói", do đó được xác định bởi cài đặt kiểm soát âm lượng của bộ khuếch đại lái hoặc di chuyển cuộn lái xe. Lực điện từ được sản xuất bởi trường này phản đối từ trường chính vĩnh cửu xung quanh nó và cố gắng đẩy cuộn theo hướng này hay hướng khác theo sự tương tác giữa cực bắc và nam.
Khi cuộn dây bằng giọng nói được gắn cố định vào nón / màng, nó cũng di chuyển song song và sự chuyển động của nó gây ra sự xáo trộn trong không khí xung quanh do đó tạo âm thanh hoặc ghi chú. Nếu tín hiệu đầu vào là một sóng sin liên tục sau đó hình nón sẽ di chuyển vào và ra hoạt động giống như một piston đẩy và kéo không khí khi nó di chuyển và một tiếng đơn liên tục sẽ được nghe tượng trưng cho tần số của tín hiệu. Sức mạnh và do đó vận tốc của nó, nhờ đó hình nón di chuyển và đẩy không khí xung quanh tạo ra âm thanh to lớn.
Vì cuộn dây nói hoặc cuộn dây bằng giọng nói chủ yếu là cuộn dây nó có, giống như một điện dẫn trở kháng giá trị. Giá trị này cho hầu hết các loa phóng thanh là từ 4 đến 16Ω và được gọi là giá trị "trở kháng danh định" của loa được đo ở 0Hz, hoặc DC.
Hãy nhớ rằng điều quan trọng là luôn phải phù hợp với trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại với trở kháng danh định của loa để có được chuyển đổi điện năng cao nhất giữa bộ khuếch đại và loa. Hầu hết các bộ khuếch đại âm thanh kết hợp có một đánh giá hiệu quả là thấp như 1 hoặc 2%.
Mặc dù có sự tranh luận của một số người, việc lựa chọn cáp loa tốt cũng là một yếu tố quan trọng trong hiệu quả của loa, như điện dung bên trong và đặc tính dòng từ của cáp thay đổi với tần số tín hiệu, do đó gây ra cả sự biến dạng tần số và pha. Điều này có tác dụng làm suy yếu tín hiệu. Ngoài ra, với các bộ khuếch đại công suất cao, các dòng điện lớn đang chảy qua các loại cáp này nên các loại cáp dây chuông mỏng nhỏ có thể bị nóng quá mức trong thời gian sử dụng kéo dài, một lần nữa giảm hiệu quả.
Tai nghe của người thường có thể nghe thấy âm thanh từ 20Hz đến 20kHz, và đáp ứng tần số của loa hiện đại được gọi là loa đa dụng được thiết kế để hoạt động trong dải tần số này cũng như tai nghe, tai nghe và các loại tai nghe có sẵn thương mại khác được sử dụng như đầu dò âm thanh.
Tuy nhiên, cho hiệu suất cao Hi gh Fi delity ( Hi-Fi ) gõ các hệ thống âm thanh, phản ứng tần số của âm thanh được chia ra thành các tần số nhỏ khác nhau do đó cải thiện cả hiệu quả loa phóng thanh và chất lượng âm thanh tổng thể như sau:
Dải tần số tổng quát
| Đơn vị mô tả | Dải tần số |
| Sub-Woofer | 10Hz đến 100Hz |
| Bass | 20Hz đến 3kHz |
| Tầm trung | 1kHz đến 10kHz |
| Tweeter | 3kHz đến 30kHz |
Trong các loa loa đa loa có loa Woofer, loa Tweeter và Mid-range riêng biệt được đặt trong cùng một vỏ, một mạng crossover thụ động hoặc hoạt động được sử dụng để đảm bảo rằng tín hiệu âm thanh được tách và sao chép chính xác bởi tất cả các sub- diễn giả.
Mạng chéo này bao gồm các điện trở , bộ cảm ứng , tụ điện , các bộ lọc thụ động RLC hoặc các bộ lọc hoạt động bằng op-amp có điểm chéo hoặc điểm cắt được điều chỉnh hoàn hảo đến các đặc tính của loa riêng lẻ và một ví dụ về loa đa ngữ "Hi- fi "được đưa ra dưới đây.
Thiết kế đa loa (Hi-Fi)
Trong hướng dẫn này, chúng tôi đã xem xét Máy dò âm thanh khác nhau có thể được sử dụng để phát hiện và tạo ra sóng âm thanh. Microphone và loa phóng thanh là bộ chuyển đổi âm thanh phổ biến nhất, nhưng có rất nhiều loại đầu dò âm thanh khác sử dụng các thiết bị áp điện để phát hiện tần số rất cao, hydro được thiết kế để sử dụng dưới nước để phát hiện âm thanh dưới nước và đầu dò sonar mà cả hai đều truyền và nhận âm thanh sóng để phát hiện tàu ngầm và tàu.
Sưu tầm.
