بلندگو چیست و چگونه اختراع شد ، انواع بلندگو

بلندگو چیست؟

بلندگو که Speaker نام دارد . نوعی وسیله ی طراحی شده برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی و سپس ، تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی صوتی و امواج آکوستیکی است.

از بلندگو به همراه تقویت‌کننده، برای بلندتر کردن صدا استفاده می‌شود.

این مبدل فیزیکی و مکانیکی تبدیل کننده را از نظر علم فیزیکTransducerمی نامند .ترانسداسور ها مبدل مکانیکی انرژی الکتریکی به امواج آکوستیکی است.

تفاوتی که بین بلندگو و باند وجود دارد این است که به پخش کننده ی صوت در حالت معمول و عادی بلندگو می گویند . ولی وقتی که این بلندگو در جعبه یا کابینت قرار می گیرد به آن باند می گویند که این اصطلاح بیش تر در ایران مورد استفاده قرار می گیرد و علت نام گذاری بلندگو به باند بطور شفاف مشخص نیست. در ادامه با انواع بلندگو آشنا خواهید شد.

تاریخچه اختراع بلندگو 

جرقهٔ ساخت بلندگوهای مدرن، سال ۱۸۶۱ میلادی زده شد؛ زمانی که Johann Philipp Reis (دانشمند و مخترع آلمانی)، اولین اسپیکر را در نمونهٔ مفهومی از تلفنی که در حال توسعهٔ آن بود به کار برد.

پانزده سال بعد، الکساندر گراهام‌بل، اولین بلندگوی الکتریکی را به نام خود ثبت و در تلفنی که در حال توسعهٔ آن بود استفاده کرد. بلندگوی بل برخلاف بلندگوی رایس، صدای قابل فهمی داشت.

در سال ۱۸۷۷، طراحی بل، الهام‌بخش ساخت یک اسپیکر الکتریکی مستقل توسط دانشند آلمانی دیگری به نام ارنست زیمنس شد. آن زمان، بلندگوها با هوای فشرده کار می‌کردند؛ به این صورت که غشای نازکی (ممبرانس) به کمک شاخک‌های فلزی به ارتعاش در می‌آمد که البته صدا ضعیف و بی‌کیفیت بود و تقویت آن در حجم کم عملاً‌ غیرممکن بود.

اولین بلندگویی که توسط سیم‌پیچ متحرک هدایت می‌شد (که امروز تحت عنوان بلندگوی داینامیک شناخته می‌شود)، توسط فیزیکدانی انگلیسی Oliver Lodge در سال ۱۸۹۸ اختراع شد؛ اما طولی نکشید که مهندس دانمارکی Peter Jensen و شریک تجاری او Edwin Pridham در سال ۱۹۱۵ اولین اسپیکر داینامیک را به صورت عملی و کاربردی اختراع کردند.

بلندگوی الکترودینامیک

این اسپیکر، دستگاهی است که از سیم پیچ الکترومغناطیسی و دیافراگم برای ایجاد صدا استفاده می‌کند. امروزه متداول‌ترین نوع اسپیکر در جهان بلندگوهای الکترودینامیک هستند. بلندگوهای مدرن از الکترومغناطیس استفاده می‌کند تا سیگنال‌های الکتریکی نیروهای مختلف را به حرکت تبدیل کند. سیم پیچ مسی به عنوان آهن‌ربا با استفاده از روش القا انرژی می‌گیرد. سیم‌پیچ به یک جعبه مقوایی، کاغذی و یا وینیل متصل شده است. مخروط دیافراگم با سیم پیچ مرتعش می‌شود. صدا توسط دیافراگم ایجاد شده و تقویت می‌شود.

در سال ۱۹۲۴، بلندگوی داینامیک به صورت قابل توجهی بهبود یافته بود و کم کم به بلندگوهای امروزی نزدیک شده بود. حق ثبت اختراع بلندگوی سیم‌پیچ متحرک به محققان جنرال الکتریک، Chester Rice و Kellogg Radiola رسید که مبنای فناوری‌های بلندگوهای امروزی است. بلندگوی جنرال الکتریک برای اولین بار در سال ۱۹۲۶ و با نام تجاری رادیولا به فروش رسید؛ که به دلیل توانایی خوب در کاهش اعوجاج صوتی و افزایش کیفیت صدا، از دیگر رقبای خود پیشی گرفت. این موضوع تجربهٔ شنیداری مصرف‌کنندگان را به کلی دگرگون کرد.

در مسیر توسعهٔ فناوری

در طول دوران رکود اقتصادی (سال‌های ۱۹۲۹ تا ۱۹۳۹)، استقبال مصرف‌کنندگان رو به افول نهاد. این موضوع باعث رقابت سازندگان و ساخت اسپیکرهای مالتی‌درایور شد که پاسخ فرکانسی بهتر و سطوح فشار صدا را بهبود می‌بخشید. در سال ۱۹۳۷ شرکت مترو گلدوین مایر (به اختصار ام‌جی‌ام)، Shearer Horn را معرفی کرد که اولین اسپیکر دوطرفه برای استفاده در صنعت فیلم بود.

دو سال بعد، در جریان نمایشگاه جهانی نیویورک، اعلامیه‌ها از طریق بلندگوی دوطرفهٔ بزرگی که بر روی برج مرتفعی واقع در پارک فلاشینگ مدوز نصب شده بود پخش شد. این دستگاه متشکل از هشت درایور ۲۷ اینچی با فرکانس پایین بود که توسط طراح و مهندس مشهور الکترونیک و آکوستیک، آقای Rudolph Bozak ساخته شده بود. وی مهندس ارشد کمپانی آمریکایی Cinaudagraph بود.

تولدی دیگر در صنعت صدا 

صنعت صدا، قبل از پایان جنگ جهانی دوم دوباره زنده شد. مردم به مرور از گرامافون‌های صوتی قدیمی به بلندگوهای الکتریکی رو آوردند. در سال‌های بعد، فناوری ساخت بلندگوها رشد چشمگیری یافت.

سال ۱۹۴۷، مهندس جوانی به نام Arthur Janszen در یک پروژهٔ تحقیقاتی برای نیروی دریایی آمریکا شرکت کرد. این پروژه روی تجهیزات بهتر و دقیق‌تر برای آرایهٔ میکروفون‌ها متمرکز بود. جانسن معتقد بود که بلندگوهای آن زمان فاز و دامنهٔ بیش از حد غیرخطی دارند و مناسب اهداف این پروژه نیستند؛ بنابراین خود دست به کار شد و یک بلندگوی الکترواستاتیک جدید ساخت. بلندگوی جانسن، یک دیافراگم نازک و پلاستیکی داشت که نقش یک پوشش رسانا را بازی می‌کرد. این موضوع فاز و دامنهٔ خطی را بهبود می‌بخشید. و اینجا سرآغاز تولد اسپیکرهای الکترواستاتیک بود.

دهه  50 میلادی

جانسن، سال ۱۹۵۲ موفق به ساخت توییتر الکترواستاتیک شد که آمادهٔ استفادهٔ تجاری بود. این توییتر در میان علاقه‌مندان صدا شهرت یافت و اغلب برای پوشش دادن طیف فرکانسی وسیع‌تر، کنار ووفرهای بزرگ استفاده می‌شد. طولی نکشید که توییتر جانسن جای خود را به یک طراحی جدید الکترواستاتیکی داد.

Peter Walker، طراح برجستهٔ سیستم‌های صوتی، در سال ۱۹۵۵ سه مقالهٔ جدا در رابطه با طراحی جدید بلندگوهای الکترواستاتیک در مجلهٔ انگلیسی Wireless World منتشر کرد. وی اظهار داشت، بلندگوهای الکترواستاتیک ظرفیت خوبی در تولید پهنای باند وسیع‌تر با پاسخ فرکانسی فلت دارند؛ چرا که دیافراگم پهن و سبک این بلندگوها توسط نیروی الکترواستاتیکی به صورت یکنواخت روی سطح آن کنترل می‌شود.

در طی نیم‌ قرن بعدی، پیشرفت‌های بیشتر در طراحی بلندگوهای الکترواستاتیک منجر به شکل‌گیری بازاری رقابتی شد که نتیجهٔ آن بهبود هرچه‌بیشتر بلندگوها و تجربهٔ شنیداری بهتر بود. برخی از این بهبودها که به ایجاد اسپیکرهای امروزی کمک کرد عبارتند از: بهبود کیفیت مواد، چسب‌هایی با تحمل درجه حرارت بیشتر، بهبود مغناطیس آهنرباها، تکنیک‌های اندازه‌گیری دقیق‌تر، طراحی به کمک کامپیوتر و تجزیه و تحلیل عناصر محدود.

انواع بلندگو

بلندگوهای صفحه تخت

انواع مختلفی از بلندگوهای صفحه تخت وجود دارد، مهندسان در طول دهه‌ها روی بلندگوهای صفحه تخت کار کرده‌اند تا اندازه جعبه‌های بلندگو را کاهش دهند. بلندگوی صفحه تخت استاندارد دارای یک محرک است که به یک پنل مربع متصل است. پنل تخت به عنوان یک دیافراگم عمل می‌کند. مواد مختلف را می‌توان به عنوان یک دیافراگم، از وینیل به فوم پلاستیکی استفاده کرد. بنابراین انواع مختلف بلندگو تکامل یافته است و تلاش شده تا این اسپیکرها را در یک قالب تخت قرار دهند.

• انواع اسپیکرهای صفحه تخت: اسپیکر ریبون، مغناطیس سطحی، الکترواستاتیک.

اسپیکرهای قوس پلاسما

پلاسما گاز یونیزه شده است، یا ارسال جریان از طریق یک گاز صورت می‌گیرد. گاز پلاسما به میدان‌های الکتریکی واکنش نشان می‌دهد، بنابراین می‌توانید سیگنال الکتریکی صدا را به میدان الکتریکی تبدیل کنید که پلاسما را دستکاری می‌کند.

این گاز حجم دارد و صدایی شبیه به نحوه‌ی حرکت هوا از طریق دیافراگم دارد. از لحاظ بصری این نوع بلندگو بسیار جالب است کیفیت صدای آن محدود است.

بلندگوهای پیزوالکتریک

بلندگوهای پیزوالکتریک از یک کریستال در حال گسترش و پیکربندی برای ارتعاش هوا برای تولید صدا استفاده می‌کنند. این مدل بلندگوهادر پاسخ فرکانسی محدود هستند، بنابراین از آن‌ها فقط به عنوان صدای بلندگو یا دستگاه‌های الکتریکی کوچک مانند ساعت‌ها و برای تولید صداهای ساده استفاده می‌شوند. ممکن است در آینده این فناوری بهبود یابد. پیزوالکتریک، تکنولوژی جامدات است که آن ها را برای استفاده به عنوان یک میکروفون در زیر آب با دوام و مناسب کرده است. این بلندگوها به عنوان میکروفون در جنگ‌های زیردریایی مورد استفاده قرار می‌گیرند، این اسپیکرها می‌توانند میکروفون‌های دیگر را شناسایی کنند و صداهای دیگر کشتی‌ها را بشنوند.

انواع اسپیکر

اسپیکرها را می توان از دو جهت مختلف دسته‌بندی کرد:

اسپیکرهای منفعل یا passive

اسپیکرهایی که تنها از ویژگی‌های اساسی بلندگو استفاده می‌کنند بلندگوهای “منفعل” نامیده شوند. این بلندگوها به منظور تولید صدا به تقویت کننده برق جداگانه نیاز دارند.

اسپیکرهای خودفعال active

بلندگوهایی که دارای تقویت کننده قدرت داخلی هستند “بلندگوهای فعال” نام‌گذاری می‌شوند. از آن‌جایی که این بلندگوها دارای یک آمپلی فایر داخلی هستند، می‌توانند به طور مستقیم به یک میکسر متصل شوند، که باعث کاهش تعداد کابل‌های مورد نیاز می‌شود.

انواع بلندگو براساس کاربرد آن ها

اسپیکرهای اصلی

این اسپیکرها، بلندگوهایی هستند که حداکثر صدا را به مخاطبان یا شنوندگان ارائه می‌کنند. براساس سایز ونوس و همچنین قدرت تقویت کننده، در مورد تعداد و اندازه اسپیکرها (در مورد اسپیکرهای منفعل یا Passive) تصمیم بگیرید.

ساب Subwoofer

این بلندگوها به طور خاص برای پخش صدا با فرکانس پایین طراحی شده‌اند و به همراه بلندگوهای اصلی برای افزایش دامنه پایین صدا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ساب ها صدای بیس را به خوبی پخش میکنند .

تعمیر ساب کیکر

اسپیکرهای مانیتور

این بلندگوها توسط پخش کننده‌ها برای مانیتور (مدیریت) صدا استفاده می‌شوند. بلندگوهای مانیتور به روش‌های مختلفی بسته به شکل آنها، بر روی کف یا پایه قرار می‌گیرند. هنگام انتخاب یک اسپیکر passive، توصیه می‌شود با مراجعه به کاتالوگ یا سایر منابع اطلاعاتی مانند اندازه‌ی بلندگو، امپدانس، امتیاز قدرت و میزان فشار صدا (SPL) را در مورد اسپیکر بررسی کنید. اول از همه، به اندازه بلندگو در مورد آیتم مولفه  LF (“قطعات” یا “واحد بلندگو”) نگاهی بیندازید. به طور کلی، برای همان سری از اسپیکرها، شعاع اسپیکرهای بزرگتر، ساده‌تر آن است که صدا در محدوده فرکانس پایین تولید شود.