كيف تُنتج مكبرات الصوت الووفّر أصواتًا ذات تردد منخفض؟

الفيزياء الأساسية: كيفية توليد مكبرات الصوت منخفضة الترددات

الزيارات الحجاب الحاجز، وتحويل الهواء، ومتطلبات طول الموجة (20100 هرتز)

يحتاج الـ "ووفر" إلى نقل كميات كبيرة من الهواء عبر مسافات كبيرة في الحجابات. عند 20 هرتز، تمتد موجات الصوت إلى حوالي 17 متر أو 56 قدم طويلة، مما يعني أن مخروطات المتحدث يجب أن تتحرك أبعد بكثير ذهابا وإيابا مقارنة مع تلك التي تتعامل مع ترددات أعلى. الحركة الفعلية لهذه المخاريط تخلق تغيرات الضغط اللازمة لتلك الأصوات المنخفضة العميقة التي نسمعها. خذ 30 هرتز عند مستوى الصوت 90 ديسيبل كدراسة حالة مثالية تحتاج إلى حوالي ثلاثة إلى أربعة أضعاف حركة المخروط أكثر مما هو مطلوب لالترددات المتوسطة. عند التعامل مع ترددات أقل من 50 هرتز حيث يزيد طول الموجة عن 6.8 متر (حوالي 22 قدمًا) ، يحتاج المصنعون إلى تصاميم خاصة مثل ملفات صوتية مطولة وأنظمة تعليق أقوى فقط للحفاظ على خطية الأشياء. إذا لم يكن هناك قدر كاف من السيطرة على مدى تحرك المخروط، فإن القاع يضغط ويبدأ بإدخال الهارمونيات غير المرغوب فيها التي في نهاية المطاف تجعل جودة الصوت العامة أسوأ.

لماذا مخروطات أكبر وتعليقات أكثر صلابة ضرورية لأداء مكبر الصوت

مخروطات مكبرات الصوت الأكبر، عادة ما تكون بين 8 إلى 15 بوصة في العرض، يمكن أن تدفع المزيد من الهواء بينما تتحرك مسافة أقل بشكل عام، وهو أمر مهم حقا عندما يتعلق الأمر بالحصول على استجابة جيدة للباس. عندما يضاعف المصنعون حجم هذه المخاريط، فإنهم يحصلون في الواقع على أربعة أضعاف مساحة السطح التي تعمل ضد الهواء، لذلك لا يحتاج المخاريط إلى السفر بعيداً تقريباً لإنتاج نفس مستوى الحجم. تقوية أجزاء التعليق حول حافة المخروط (ما نسميه مجموعات المحيط والعنكبوت) تساعد على معالجة العديد من المشاكل الكبيرة في وقت واحد. أولاً، يحتفظ بالسيطرة على مدى قوة التأرجح للقرنبيت ذهاباً وإياباً أثناء التشغيل. ثانياً، يمنع الملف الصوتي من التحول خارج مكانه داخل مجاله المغناطيسي وأخيراً، هذه الصلابة تمنع وقوع ضرر عندما يتحرك المخروط بعيداً جداً أكثر مما هو آمن للسائق، خاصةً عندما يعمل تحت نقطة الرنين الطبيعية.

المواد الصلبة مثل البولي بروبيلين أو الألومنيوم مقاومة الانحناء خلال دورات التنقل العالي، وضمان الحركة البستوني. هذه التآزر تمكن من دقة، دون تشويه باس حتى 20 هرتز دون فشل ميكانيكي.

عناصر التصميم الرئيسية التي تمكن من إنتاج مكبر صوت Woofer دقيق

الهياكل المحركية عالية القوة وملفات صوتية طويلة

إن الحصول على باس جيد في النطاقات المنخفضة يعتمد فعليًا على امتلاك أنظمة محركات قوية. في الوقت الحاضر، تعتمد معظم السماعات على مغناطيسات النيوديميوم القوية التي تُنشئ مجالات مغناطيسية شديدة القوة. وعند دمجها بملفات صوت كبيرة يمكنها التحرك لمسافة خطية تتراوح بين 15 إلى 30 مم، فإنها تدفع كمية أكبر من الهواء دون تشويه الصوت. وما يحققه هذا التكوين هو الحفاظ على حركة مخروط السماعة بالشكل الصحيح حتى عند بلوغه حدوده القصوى، وبالتالي نتجنب تأثير التصاد الشديد غير المرغوب فيه عندما يصبح الصوت مرتفعًا. وأظهرت دراسة حديثة أن هذه الأنظمة تقلل التشويش التوافقي بنسبة تقارب 40٪ مقارنةً بالسماعات العادية القديمة. كما أن إدارة الحرارة تُعد أمرًا مهمًا أيضًا. وغالبًا ما يلجأ المصنعون إلى استخدام ملفات صوت من الألومنيوم المغطى بالنحاس، ويضيفون فتحات تهوية في أجزاء القطب لتتيح للحرارة الخروج بشكل مناسب. ويساعد ذلك في الحفاظ على جودة مستويات الصوت حتى بعد ساعات من التشغيل المستمر، دون أن تصبح درجة الحرارة داخل صندوق السماعة مرتفعة جدًا.

بصريات الصندوق: الأصداف المغلقة، والمزودة بفتحات، والأصداف ذات المشعات السلبية

ما نوع الغلاف الذي نستخدمه يُحدث فرقًا كاملاً عندما يتعلق الأمر بكيفية تعامل وحدة الترددات المنخفضة مع الصوت المنخفض والأداء العام. توفر الصناديق المغلقة صوت باس نقيًا ودقيقًا مع انخفاض طبيعي في الترددات المنخفضة، لكنها تحتاج إلى طاقة أكبر بكثير من المضخم للعمل بشكل صحيح. أما الأغلفة ذات الفتحات فتصل إلى نطاق ترددات أعمق بفضل الفتحات الخاصة داخلها التي يتم ضبطها بعناية لأصوات محددة. ومع ذلك، إذا لم تُضبط هذه الفتحات بشكل صحيح، فقد ننتهي إلى سماع أصوات همهمة مزعجة بدلاً من صوت الباس السلس. خيار آخر يستحق النظر هو المشعات السلبية. هذه الأنظمة تتخلص تمامًا من مشكلة الضوضاء الناتجة عن الفتحات، ومع ذلك ما زالت قادرة على الوصول إلى تلك النغمات العميقة من خلال أغشية خاصة تم تصميمها بحيث لا تحتاج إلى أي طاقة كهربائية خاصة بها.

تُقلل المواد المتقدمة مثل الخشب الليفي متوسط الكثافة (MDF) المثبّت بطبقة مقيدة من الاهتزازات صدى الصندوق بنسبة 60٪، في حين تمنع التدعيمات الداخلية الاهتزازات المشوهة للصوت (الجمعية الصوتية الأمريكية، 2024). وتضمن الأغلفة المصممة بشكل دقيق التماسك الطوري وتقلل من الموجات الثابتة إلى الحد الأدنى، ما يتيح التكامل السلس مع وحدات السماعات القمرية.

إدراك الإنسان وسلوكه العملي ل bass السماعات المنخفضة

الإحساس اللمسى مقابل الكشف السمعي: لماذا تُشعرنا الترددات المنخفضة أكثر مما نسمعها

الطريقة التي يشعر بها البشر بالترددات المنخفضة بين 20 و80 هرتز تختلف كثيرًا عن إدراكنا للصوتيات المتوسطة والعالية. عندما تنخفض الترددات إلى ما دون 50 هرتز، تبدأ الموجات الصوتية الفعلية في الاهتزاز ليس فقط في آذاننا، بل أيضًا في بشرتنا وأعضائنا الداخلية وعظامنا نفسها، مما يخلق شعورًا جسديًا يمكن قياسه. ولهذا السبب، عند مشاهدة الأفلام التي تحتوي على انفجارات كبيرة أو الاستماع إلى الإيقاعات الإلكترونية العميقة جدًا، غالبًا ما يشعر الناس بالاهتزاز في صدورهم قبل أن يسمعوا الصوت فعليًا. تُظهر الدراسات أمرًا مثيرًا أيضًا: يتطلب منا الأمر نحو 15، وربما حتى 20 ديسيبل إضافية لنلاحظ نغمة بتردد 30 هرتز مقارنةً بالترددات المتوسطة العادية. ونتيجةً لذلك، فإن جزءًا كبيرًا مما يجعل السماعات (الووفيرات) قوية لا يتم تسجيله في سمعنا الواعي إطلاقًا. بل إن هذه الترددات المنخفضة تتصل بنا عاطفيًا وجسديًا من خلال الاهتزازات التي تولدها داخل أجسامنا، بدلًا من تحفيز طبلة أذننا فقط كما تفعل الأصوات العادية.

خرافة الاتجاهية: كيف تقلل هيمنة الطول الموجي من تحديد موقع مكبر الصوت الواطئ

عندما نتحدث عن الموجات الصوتية التي تقل عن 100 هرتز، فإنها تمتد لتصبح أطول من 11 قدمًا، وهي في الواقع أطول من كثير من الغرف نفسها. هذه الموجات الكبيرة تمر ببساطة حول أي عائق في طريقها وتنشر الصوت بشكل متساوٍ تقريبًا عبر المساحات، مما يُنشئ ما يُعرف بالمجالات الضغطية في كل مكان. يستخدم دماغنا اختلافات التوقيت ذات النبرة العالية بين أذنينا لتحديد مصدر الأصوات، لكن المواد ذات التردد المنخفض لا تعطينا هذه المؤشرات. ولهذا السبب لا يستطيع الناس عمومًا تحديد الموقع الدقيق لمكبّر الصوت الفرعي، حتى عندما يكون هناك عدة مكبرات في نفس الغرفة معًا. السبب في أن الصوت الأساسي يبدو وكأنه يأتي من كل مكان في آن واحد بدلًا من أن يكون موجهًا في اتجاه معين له علاقة بهذه الأطوال الموجية الطويلة. فهي ببساطة تنعكس وتنساب داخل المساحة بدلاً من الانطلاق مباشرة للأمام مثل الترددات الأعلى.