Utangulizi wa Visambaza sauti

Katika mafunzo haya, tutajifunza juu ya Transducers ya Sauti. Transducers mbili za kawaida za Sauti ni Sauti za sauti na spika kubwa. Utangulizi wa njeNi Sauti ni nini? Viboreshaji vya Sauti? Kipaza sauti (Ingiza Transducer Sauti) Sauti ya KaboniKuhamisha Mikrofoni ya ChumaKuhamisha Maikrofoni ya Sauti au Maikrofoni ya NguvuKipaza sauti ya SautiKipaza sauti ya kipaza sautiKipaza sauti kipaza sautiKipaza sauti kipaza sauti Spika Spika za spika za elektroniki Spika za elektronikiUtanguliziSound ni neno la jumla linalopewa mawimbi ya sauti ambayo ni aina ya mawimbi ya longitudinal ambayo hueneza kwa kukandamiza na kukandamiza katika mchakato wa adiabatic. Masafa ya mawimbi ya sauti ni kati ya 1 Hz hadi makumi ya maelfu ya Hz. Katika anuwai hii kubwa, mwanadamu anaweza kusikia kati ya Hz 20 hadi 20 K Hz.Visikilizi au transducers za sauti ni za aina mbili: sensorer za kuingiza au sauti kwa transducers za umeme na watendaji wa pato au umeme kwa transducers za sauti. Mfano wa sensorer ya kuingiza ni kipaza sauti na kwa mtendaji wa pato ni kipaza sauti.Wauzaji transducers wanaweza kugundua na kusambaza mawimbi ya sauti. Ikiwa masafa ya wimbi la sauti ni ya chini sana, basi huitwa infra - sauti. Na ikiwa masafa ya wimbi la sauti ni ya juu sana, basi huitwa sauti ya sauti. RUDI KWA JUU Sauti ni nini? Sauti na mtetemeko vimeunganishwa kwani sauti inahusishwa na mtetemo wa mitambo. Sauti nyingi husababishwa na mtetemo wa yabisi au gesi. Kulingana na ANSI, sauti hufafanuliwa kama "kushawishi kwa shinikizo, mafadhaiko, n.k., huenezwa kwa njia ya kati na vikosi vya ndani au kuongezewa kwa usumbufu kama huo." Wimbi la sauti ni muundo wa wimbi unaosababishwa na mtetemo.Fomu hii ya mawimbi husababisha mtetemeko unaofanana kusanidiwa katika nyenzo yoyote iliyoathiriwa na wimbi la sauti. Ili kusambaza mawimbi ya sauti, chombo kinachoweza kutetemeka kinahitajika. Kitu kinachotetemeka au nyenzo hukandamiza molekuli za hewa zinazozunguka na kuzipunguza. Hakuna usafirishaji wa mawimbi ya sauti kupitia utupu.Wakati sauti inaposambazwa, ina vigezo vitatu vya wimbi muhimu: kasi au kasi, urefu wa urefu na masafa. Tabia hizi ni sawa na ile ya umbizo la umeme. Mzunguko na umbo la wimbi la sauti huamuliwa na asili ya sauti au mzunguko na sura ya wimbi la mtetemeko unaosababisha sauti. Kasi na urefu wa urefu wa sauti hutegemea kati inayopitisha mawimbi ya sauti. Uhusiano kati ya vigezo vitatu kasi, urefu wa urefu na masafa huonyeshwa hapa chini Frequency (f) = Velocity (m / s) / Wavelength (λ) Sehemu za masafa ni Hertz (Hz) Kiungo cha Rasilimali za Picha: elektroniki-tutorials.ws /io/io46.gif Kasi ya sauti katika nyenzo fulani inategemea wiani na unyoofu wa nyenzo. Kwa hivyo kasi ya sauti ni ya juu katika yabisi na ya chini katika shinikizo la juu. Upimaji wa malengo ya mawimbi ya sauti hutumia nguvu ya kupokea uso uliopimwa kama idadi ya watts ya nishati ya sauti kwa kila mita ya mraba. Sikio lina majibu yasiyo ya laini na unyeti hutofautiana na masafa ya sauti. Masafa ambayo sauti inaweza kugunduliwa na sikio la mwanadamu ni kati ya 20 Hz hadi 20 kHz. Jibu la sikio ni kubwa katika mkoa wa 2 kHz. RUDI KWA JUU Je! Viboreshaji vya Sauti ni nini? Transducer ya sauti ni kifaa ambacho kinaweza kubadilisha Ishara za Sauti kuwa ishara za umeme au ishara za umeme kuwa ishara za sauti. Katika kesi ya zamani, wanaitwa kama Input Sound Transducers na kipaza sauti ni mfano wa kesi hii, katika kesi ya pili, wanaitwa kama Transducers ya Pato la Sauti na Spika ni mfano. Sauti ya sauti (Input Transducer Sauti) Sauti au sauti kwa transducer ya nishati ya umeme ni kipaza sauti au inaitwa tu kama mic. Kipaza sauti hutoa ishara za analog za umeme ambazo ni sawa na mawimbi ya sauti yanayofanya kazi kwenye diaphragm yake. Mikrofoni imeainishwa na aina ya transducer ya umeme wanayotumia. Mbali na transducer, kipaza sauti hutumia vichungi vya sauti na vifungu ambavyo umbo na mwelekeo wake hubadilisha majibu ya mfumo wa jumla. Sifa za kipaza sauti zote ni za umeme na za sauti. Usikivu wa kipaza sauti huonyeshwa kama mV ya pato la umeme kwa kila nguvu ya kitengo cha wimbi la sauti. Impedance ya kipaza sauti ina umuhimu mkubwa. Kipaza sauti na impedance kubwa ina pato kubwa la umeme wakati ile iliyo na impedance ndogo inahusishwa na pato la chini. Impedance ya juu hufanya kipaza sauti iweze kuambukizwa hum. Uelekeo wa kipaza sauti pia ni jambo muhimu. Ikiwa kipaza sauti inatumiwa kuhisi shinikizo la mawimbi ya sauti, basi ni Omni - elekezi huchukua sauti inayowasili kutoka upande wowote. Kipaza sauti ni ya mwelekeo ikiwa inajibu kasi na mwelekeo wa wimbi la sauti. Aina ya transducer ya sauti sio lazima iamue kanuni ya utendaji kama shinikizo au kasi, lakini ujenzi wa kipaza sauti ndio jambo muhimu zaidi. aina za vipaza sauti ni: Kipaza sauti ya kaboni, kipaza sauti cha Kusonga, kipaza sauti cha kusonga, kipaza sauti ya Ribbon, kipaza sauti ya piezoelectric na kipaza sauti cha elektroniki. Sasa hubadilishwa na maikrofoni ya electret capacitor. Kipaza sauti ya kaboni hutumia chembechembe za kaboni zilizoshikiliwa kati ya diaphragm na bamba la nyuma. Kutetemeka kwa diaphragm, ambayo ni matokeo ya tukio la wimbi la sauti juu yake, inaweza kubadilishwa kuwa tofauti ya upinzani wa chembechembe. Kipaza sauti inahitaji usambazaji wa umeme wa nje kwani haitoi voltage Faida kuu na ya pekee ya kipaza sauti ya kaboni ni kwamba hutoa pato ambalo ni kubwa kwa viwango vya maikrofoni. anuwai na kiwango cha juu cha kelele wakati upinzani wa chembechembe hubadilika hata wakati hakuna sauti. Kusonga kipaza sauti ya chuma hutumia sumaku yenye nguvu. Mzunguko wa sumaku una silaha iliyotengenezwa kwa chuma laini, ambayo nayo imeunganishwa na diaphragm. Kama silaha inavyosogea, kusita kwa sumaku kwa mzunguko hubadilika na hii hubadilisha jumla ya utaftaji wa sumaku kwenye mzunguko. Mzunguko wa sumaku katika aina hii ya kipaza sauti hufanya kifaa kuwa kizito. Katika mzunguko huu, pato la umeme linatokana na kusonga koili ya waya kwenye mzunguko ambao umeambatanishwa na diaphragm. Mpangilio huu wote uko katika fomu ya kidonge ambayo inafanya hii kipaza sauti kuendeshwa kwa shinikizo badala ya kuendeshwa kwa kasi. Coil huenda kwa kujibu kusonga kwa diaphragm wakati mawimbi ya sauti yanapogonga diaphragm. Kwa kutumia Sheria ya Faraday ya Uingizaji wa Umeme, umeme husababishwa kwenye coil kwa sababu ya kusonga kwa coil kwenye uwanja wa sumaku. Pato la juu linatokea wakati coil inafikia kasi kubwa kati ya kilele cha wimbi la sauti kwa hivyo pato ni 900 nje ya awamu na sauti. Mtazamo wa ndani wa maikrofoni ya Dynamic umeonyeshwa hapa chini. saizi ya coil ni ndogo. Kwa hivyo usawa wa vipaza sauti vya aina ya coil ni bora. Kwa sababu ya kukosekana kwa kasi kwa coil, pato ni la chini sana na kwa hivyo ukuzaji wa ishara unahitajika.Upunguzaji wa coil katika kusonga maikrofoni ya coil ni kidogo na kwa hivyo hawawezi kuambukizwa na hum kutoka kwa waya. Ujenzi wa maikrofoni ya coil inayosonga inafanana na ya kipaza sauti kwa nyuma. RUDI KWENYE Kipaza sauti cha Ribbon Kanuni ya utendaji wa maikrofoni ya Ribbon inatokana na kusonga maikrofoni ya coil na mabadiliko ni kwamba coil imepunguzwa kuwa ukanda wa kufanya utepe. Ishara imechukuliwa kutoka mwisho wa Ribbon. Uga wenye nguvu wa sumaku hutumiwa ili harakati ya Ribbon ikate katikati ya upeo unaowezekana wa magnetic inawezekana. Hii inazalisha pato na kiwango chake cha juu kwa 900 kutoka kwa awamu hadi kwenye wimbi la sauti. Mtazamo wa ndani wa kipaza sauti ya Ribbon umeonyeshwa hapa chini.Paza sauti ya Ribbon ni maikrofoni inayoendeshwa kwa kasi. Maikrofoni za Ribbon hutumiwa katika hali ambazo majibu ya mwelekeo ni muhimu. Matumizi makuu ya kipaza sauti ya aina hii ni katika ufafanuzi wa sauti katika mazingira yenye kelele.Ushikamano wa maikrofoni ya Ribbon ni mzuri sana na ujenzi wake hufanya iwe kifaa cha uzalishaji mdogo. Ili kuinua kiwango cha voltage na kiwango cha impedance, maikrofoni za Ribbon kawaida huwa na transformer. Sauti za utepe bora ni vitu vya bei ghali. Sifa za mwelekeo wa kipaza sauti hiki zinafaa kwa utangazaji wa redio. RUDI KWA JUU Kipaza sauti ya umeme . Transducers ya piezoelectric inaweza kutumika kwa masafa ya ultrasonic na zingine hutumiwa katika mkoa wa juu wa MHz. Wakati kioo kinasumbuliwa na mawimbi ya sauti, ioni za kioo huhamishwa kwa njia isiyo ya kawaida. Hapo awali, Rochelle Salt Crystal hutumiwa kama nyenzo ya fuwele kwenye maikrofoni ya piezoelectric na kioo hiki kimeunganishwa na diaphragm. Voltage ya pato na impedance ni kubwa, lakini usawa ni duni. Sasa kwa siku, fuwele za syntetisk hutumiwa juu ya fuwele asili. Barium Titanate ni kioo bandia kinachotumiwa kwa masafa hadi mamia ya KHz. Takwimu ya kipaza sauti ya piezoelectric imeonyeshwa hapa chini. NYUMA KWA TOPCapacitor Kipaza sautiCapacitor kipaza sauti ina nyuso mbili: moja ni diaphragm inayoendesha na nyingine ni backplate na malipo ya umeme kati ya nyuso mbili ni fasta. Wakati wimbi la sauti linapiga diaphragm, mitetemo husababisha utofauti wa uwezo.Kama malipo yanapowekwa, tofauti katika uwezo husababisha wimbi la voltage. Pato linategemea nafasi kati ya sahani. Pato ni kubwa kwa sauti ya sauti iliyopewa wakati nafasi kati ya nyuso ni ndogo. Muundo wa kipaza sauti ya capacitor imeonyeshwa hapa chini. Kipaza sauti cha capacitor ni kifaa kinachoendeshwa na shinikizo. Ili kutoa malipo ya kudumu, usambazaji wa voltage unahitajika. Voltage hii inaitwa Volarizing voltage. Vipaza sauti vya capacitor hutoa usawa katika utendaji na pia hutoa ishara nzuri sana za sauti.Ili kuepuka polarizing voltage, electret hutumiwa. Electret ni nyenzo ya kuhami na malipo ya kudumu. Ni sawa na umeme wa sumaku. Katika maikrofoni ya electret capacitor, moja ya sahani za capacitor ni slab ya electret na nyingine ni diaphragm. Kama electret inatoa malipo ya kudumu, hakuna haja ya usambazaji wa voltage. Transducers kama spika, buzzers na pembe ni watendaji wa sauti ambao wanaweza kutoa sauti kutoka kwa ishara ya umeme ya pembejeo. Kazi ya kiboreshaji sauti ni kubadilisha ishara za umeme kuwa mawimbi ya sauti na kufanana sana na ishara ya pembejeo asili kuwa kipaza sauti.Simu ni moja wapo ya transducers rahisi za sauti ambazo zimetumika zamani kuliko maikrofoni. Vifaa vya sauti vilitumiwa na mashine ya Morse Key katika telegrafu za umeme. Baada ya ukuzaji wa maikrofoni, mchanganyiko wa transducers za kuingiza na kutoa sauti husababisha uvumbuzi anuwai pamoja na simu. Kazi ya sikio ni rahisi na kwa kuwa imewekwa karibu na sikio, mahitaji ya nguvu pia ni kidogo sana, kwa jumla kwa mpangilio wa milliwatts chache. Spika, tofauti na simu ya masikioni, haikandamizwi dhidi ya sikio, lakini badala yake mawimbi ya sauti huzinduliwa angani. Kwa hivyo mahitaji ya ujenzi, kanuni na nguvu ya spika ni tofauti kidogo. Transducer ya mfumo wa spika huitwa kama Kitengo cha Shinikizo kwani hubadilisha ishara ngumu za umeme kuwa shinikizo la hewa. Ili kufanikisha hili, kitengo cha spika kina kitengo cha gari ambacho hubadilisha mawimbi ya umeme ya kuingiza kuwa mitetemo na diaphragm ambayo inasonga hewa ya kutosha ili kufanya athari ya kutetemeka isikike.Kwa kila aina ya kipaza sauti, kuna spika inayolingana. Aina zingine za spika ni: kusonga chuma, coil ya kusonga, piezoelectric, isodynamic na electrostatic. Kusonga spika za coil pia huitwa kama vipaza sauti vya Dynamic. Kanuni ya uendeshaji wa spika ya coil inayosonga ni kinyume kabisa na ile ya kipaza sauti ya kusonga.Ina coil ya waya laini inayoitwa coil ya sauti ambayo imesimamishwa katika uwanja wa nguvu sana wa sumaku. Coil hii imeambatanishwa na diaphragm kama karatasi au koni ya Mylar. Diaphragm imesimamishwa kwenye kingo zake kwa sura ya chuma. Muundo wa ndani wa kipaza sauti cha kusonga huonyeshwa hapa chini. Wakati ishara ya umeme ya pembejeo inapita kwenye coil, uwanja wa umeme hutengenezwa. Nguvu ya uwanja huu imedhamiriwa na mtiririko wa sasa kupitia coil. Mpangilio wa udhibiti wa sauti wa kipaza sauti cha dereva huamua mtiririko wa sasa kupitia koili ya sauti. Uga unaozalishwa na sumaku ya kudumu unapingana na nguvu ya sumakuumeme ambayo hutengenezwa na uwanja wa sumakuumeme.Hii inasababisha coil kusonga kwa mwelekeo mmoja au upande mwingine uliowekwa na mwingiliano kati ya nguzo za kaskazini na kusini. Kiwambo, ambacho kimeshikamana na coil, huenda sanjari na coil na hii husababisha usumbufu hewani unaozunguka. Misukosuko hii hutoa sauti. Sauti kubwa ya sauti imedhamiriwa na kasi ambayo koni au diaphragm hutembea. RUDI KWA JUU Kuendesha Spika Spika anuwai ya masikio ambayo sikio la mwanadamu linaweza kusikia ni kati ya 20 Hz hadi 20 KHz. Vipaza sauti vya kisasa, vipokea sauti, masikioni, na viboreshaji vingine vya sauti vimeundwa kufanya kazi katika masafa haya. Hii inaboresha ufanisi wa jumla na sauti ya spika. Vitengo vya masafa ya chini huitwa kama woofers na vitengo vya masafa ya juu huitwa kama tweeters. Vitengo vya masafa ya katikati hujulikana tu kama vitengo vya katikati. Masafa ya jumla na istilahi zao zimetajwa hapa chini. 10 Hz hadi 100 HzBass - 20 Hz hadi 3 kHz Katikati - masafa - 1 kHz hadi 10 kHz Baridi - 3 kHz hadi 30 kHz Katika mifumo anuwai ya spika za Hi - Fi, kuna spika tofauti za woofer, katikati na anuwai na mtandao wa crossover inayotumika. kugawanya kwa usahihi na kuzaa tena ishara ya sauti na spika zote ndogo. Mzunguko rahisi wa kuendesha spika unaonyeshwa hapa chini. Transistor iko katika usanidi wa wafuasi wa emitter. Ishara ya PWM kutoka kwa mdhibiti mdogo hutoa ishara ya AC kwa msingi wa transistor. Usanidi wa mfuasi wa emitter hutoa ishara ya AC kwa spika kwa kukuza sasa. Diode hufanya kama kichujio. Muundo wa spika nyingi unaonyeshwa hapa chini.Kuna aina tatu za madereva: dereva wa woofer, dereva wa masafa ya kati na dereva wa tweeter. Mzunguko rahisi wa kipaza sauti huonyeshwa hapa chini.Kutokana na mzunguko wa kichujio uliotumiwa, kipaza sauti inaweza kutumika kuendesha woofer au katikati - masafa au spika ya tweeter. Aina zingine za watoaji wa pato zimetajwa hapa chini. tweeters hutengenezwa kwa kutumia kanuni ya piezoelectric. Viwambo vinatengenezwa kwa karatasi za plastiki za piezoelectric. Wakati voltage inatumiwa kati ya nyuso za diaphragm, hupungua na kupanuka kulingana na ishara. Kwa kuunda diaphragm kama sehemu ya uso wa tufe, kupungua na kupanuka kunaweza kubadilishwa kuwa harakati ambayo itahamisha hewa. Sahani zinazoendesha zinashtakiwa vyema na hasi mtawaliwa. Wakati ishara ya sauti imeunganishwa, diaphragm inabadilisha kati ya malipo mazuri na hasi. Kiboreshaji hicho hutolewa kuelekea bamba iliyoshtakiwa kinyume na malipo yake.

Acha ujumbe 

Orodha ujumbe