انواع اسپیکر و نحوه تولید صدا در اسپیکر مانیتور

بلندگوها ابزاری هستند که سیگنال الکتریکی را به امواج آکوستیکی قابل شنیدن تبدیل می کنند. عملکرد بلندگو عکس عملکرد میکروفون است و اگرچه فناوری های متداول در ساخت میکروفون، در ساخت بلندگو نیز می توانند به کار روند، اما در عمل عمدتا از روش سیم پیچ متحرک (عکس میکروفون داینامیک) در ساخت اسپیکرها استفاده می شود. روش های دیگر معمولا بسیار گران تمام می شوند؛ مانند بلندگوهای الکترواستاتیک که عکس میکروفون خازنی عمل می کنند.
بلندگوهای داینامیک دارای سیم پیچی درون آهنربای دایم هستند که به دیافراگم بلندگو متصل است. با اعمال سیگنال الکتریکی به ورودی بلندگو، سیم پیچ باعث به حرکت درآمدن دیافراگم شده و صدا تولید می گردد. دیافراگم باید حجم زیادی از هوا را جابجا کند که به انرژی زیادی نیاز دارد. این انرژی زیاد توسط تقویت کننده ی قدرت (آمپلیفایر) تولید می گردد. هرچه صدای اسپیکر بلندتر و یا پاسخ فرکانس بم آن بیشتر باشد، به تقویت کننده ی قوی تری نیاز است.
یک بلندگوی کامل از چند درایور تشکیل می شود. زیرا یک درایور نمی تواند به تنهایی تمام گستره ی فرکانس مورد نیاز را به خوبی تامین کند.

معمولا دو درایور، یکی برای فرکانس های زیر (به نام توییتر) و دیگری برای فرکانس های بم (به نام ووفر) استفاده می گردند که این سیستم را “دو راهه” (Two-Way) می نامند. سیگنال ورودی باید به دو بخش زیر و بم تقسیم شود و به درایور مربوطه منتقل گردد، که این کار توسط فیلتری به نام فیلتر تقاطعی (Cross-Over) انجام می شود. اگر سیگنال تقویت شده به فیلتر تقاطعی رسیده و سپس به درایورها منتقل گردد، (کاری که در بلندگوهای پسیو (Passive) یا غیر فعال انجام می گردد.) مقداری انرژی در فیلتر تلف می شود و همچنین کمی از کیفیت صدا کاسته می گردد. پس بهتر است که صدا ابتدا توسط این فیلتر تقسیم شده و سپس هر باند به تقویت کننده ی قدرت مخصوص به خود برود. این روش تعداد تقویت کننده های مورد نیاز و در نتیجه بهای سیستم را افزایش می دهد، ولی نتیجه صوتی بهتری دارد. می توان تقویت کننده های مورد نیاز و فیلتر تقاطعی را درون اسپیکر قرار داد، که آن را سیستم بلندگوی فعال یا اسپیکر اکتیو (Active) می نامند. اگر به صدای بسیار قوی یا با تفکیک بهتر نیاز باشد، باید تعداد درایورها و باندهای صوتی را افزایش داد، که به سیستم های سه راهه (Three-Way) و بیشتر می رسیم.
اسپیکرهای مانتیور دارای مشخصاتی هستند که کیفیت آنها را مشخص می کند. گستره ی فرکانسی عبارت است از بیشینه و کمینه ی فرکانسی که بلندگو می تواند بازتولید کند. بسیار مهم است که این گستره کاملا هموار باشد و برخی از فرکانس ها از بقیه قوی تر یا ضعیف تر نباشند. تراز صدای تولید شده توسط بلندگو هم مهم است و باید بیش از مقدار مورد نیاز باشد تا اسپیکر در حالت عادی با توانی کمتر از حداکثر کار کند تا تحت فشار قرار نگیرد. پاسخ ضربه ی بلندگو، سرعت پاسخگویی به اصوات سریع و ضربه ای است که خیلی مهم می باشد؛ همچنین توانایی بلندگو در متوقف شدن سریع، پس از ختم صدای ورودی. کنترل صدای منتشر شده در زوایای مختلف هم باعث می شود که تصویر استریوی تولید شده توسط یک جفت بلندگو دقیق باشد. کیفیت مدارهای داخلی و درایورها اهمیت بسیار دارد و باید واپیچش (Distortion) حداقل باشد تا کیفیت خوبی به دست آید. پاسخ فاز مناسب سبب می گردد تا اصوات بم و زیر همزمان به گوش برسند و از هم جدا نشوند. بسیاری از این موارد در بلندگوهای خانگی و های- فای به خوبی انجام نشده که آنها را برای تولید صدای دقیق، نامناسب می سازد. استفاده از بلندگوهای عادی برای میکس با این دلیل که صدا نهایتا باید توسط آنها پخش شود، روش خوبی نیست. زیرا هیچ دو بلندگوی های- فای شبیه به هم صدا نمی دهند. ولی می توان پس از میکس توسط بلندگوی استودیویی خوب از بلندگوی های- فای هم برای مشورت کمک گرفت. باید توجه داشت که بین بلندگوهای استودیویی هم تفاوت کیفیت بسیار زیاد است.
بلندگو باید متناسب با ابعاد اتاقی که صدا در آن پخش می شود انتخاب شود. ابعاد اتاق، محدوده ی بم مناسب برای آن اتاق را تعیین می کند. در اتاق کوچک، فرکانس های بم بدرستی باز تولید نمی شوند. بنابراین باید برای اتاق کوچک از بلندگویی کوچک با پاسخ بم محدود استفاده شود تا بی جهت اصوات بم را که در آن اتاق، به هر حال قابل باز تولید صحیح نیستند، منتشر نکند. بازتاب اصوات از دیوارها هم مشکل دیگری است که سبب تخریب کیفیت صوتی می گردد. بلندگوی مناسب برای اتاق کوچک، بلندگویی کوچک است که هم صدای ضعیف تر و هم باس کمتر و هم گستره ی پرتاب صدای با زاویه ی بسته تری داشته باشد تا صدا فقط به سمت شنونده ی اصلی (صدابردار) برود نه این که به طرف دیوارها هم منتشر شود. زیرا این سبب افزایش بازتاب های ناخواسته می گردد.
برای آن که اسپیکر بتواند اصوات بم را به درستی پخش کند، باید اندازه ی جعبه ی آن متناسب با بم ترین فرکانس مورد نیاز باشد.

اگر جعبه ی بلندگو کاملا بسته و بی درز باشد، (Sealed box) بهترین کیفیت تولید باس را خواهد داشت. اشکال این روش این است که برای تولید باس تا فرکانس های بسیار کم (Full-Range Bass) نیاز به جعبه ی بسیار بزرگی است. چون جعبه بسته است، فشار هوای درون آن ثابت می ماند و دیافراگم بلندگو نمی تواند بدون مقاومت هوای درون جعبه، به راحتی بازی کند. هر چه جعبه بزرگتر باشد، این کار راحت تر انجام می شود. بنابراین عمدتا از روش دیگری به نام “بازتاب بم” (Bass-Reflex) استفاده می شود. در این روش، روزنه ای درون جعبه وجود دارد که سبب ارتباط و تنظیم فشار هوای درون جعبه می شود، ولی این روش هم مشکلات خود را دارد و کیفیت پاسخ بم را کاهش می دهد. ضربه های سریع و قوی بم موجب جابجایی هوای زیاد شده که کاری زمان بر است و زمان پاسخ فرکانس های بم را به هم می زند. (زمانی طول می کشد تا هوای اضافی درون جعبه خارج شده و فشار متعادل گردد.) بهترین روش، روش خط انتقال (Transmission Line) است که از مسیرهای پیچیده ی آکوستیکی درون جعبه استفاده می کند که در بلندگوهای بسیار گران قیمت به کار می رود. بیشتر بلندگوهای موجود در بازار از روش بازتاب بم بهره می جویند.
برخی از بلندگوهای فعال (ACTIVE) دارای کنترل هایی برای تنظیم پاسخ فرکانس های زیر و بم نسبت به فرکانس های میانی هستند، که کار تنظیم صدای بلندگو در محیطی را که در آن قرار گرفته است آسان تر می کنند. اگر اسپیکر در کنار سطح بازتابنده ی بزرگی مانند دیوار نصب شود، پاسخ بم آن افزایش می یابد. اگر در اتاقی بسیار زنده و لخت قرار گیرد، پاسخ فرکانس های زیر آن زیاد می شود و اگر اتاق، بسیار خفه و پر از اثاثیه و مواد جاذب باشد، فرکانس های زیر ضعیف می شوند. به کمک این تنظیمات می توان بلندگو را برای اتاق بهینه کرد.
برخی از بلندگو ها دارای ورودی دیجیتال صدا هستند که می توان خروجی دیجیتال رابط صوتی را مستقیما به آنها متصل کرد، ولی مزیت مهمی بشمار نمی رود. از طرف دیگر ممکن است که بلندگو دارای پردازشگر دیجیتال داخلی باشد که می تواند تنظیمات یک یا چند بلندگو (خصوصا در سیستم های سراند) را یکجا انجام داده و ذخیره کند. ولی پیچیده ترین وظیفه ی پردازشگر داخلی، می تواند تنظیم خودکار پاسخ فرکانس های بم باشد. اگر بلندگو در اتاقی قرار گیرد که برخی از اصوات بم در آنجا تشدید شده و صدا را خراب کنند، می توان از روش فیلترهای فاق (Notch) دیجیتالی استفاده کرد که فیلترهایی با پهنای بسیار کم و تیز هستند که آن فرکانس ها را کاهش می دهند تا پاسخ اسپیکر و اتاق متعادل شود. اشکال این روش این است که هم گران است (هر چه کیفیت سیستم داخلی بلندگو بهتر باشد، بها نیز شدیدا بیشتر می گردد) و هم کیفیت صدا را خراب می کند. صداهای بم در صورتی مشکل تشدید خواهند داشت که زمانشان کوتاه نباشد و اندازه ی تشدید متناسب با طول زمان فرکانس بم باشد. اگر قرار باشد تا اسپیکر به طور خودکار این فرکانس ها را تضعیف کند، پاسخ اسپیکر (خصوصا پاسخ ضربه ی بلندگو) را خراب خواهد کرد؛ زیرا نمی تواند زمان طول کشیدن فرکانس بم را حدس بزند. بنابراین با وجود موثر بودن نسبی این روش، (خصوصا انواع گران تر آن) کیفیت به هیچ وجه قابل مقایسه با تصحیح آکوستیکی اتاق نمی باشد.