Loa hoạt động như thế nào? Hướng dẫn hữu ích kèm sơ đồ
Loa phóng thanh đôi khi được gọi là loa điện động vì nó chuyển đổi điện năng thành chuyển động thông qua từ trường được tạo ra từ tín hiệu điện âm nhạc. Một củ loa là một cụm loa đơn lẻ được sử dụng để lắp ráp một hệ thống loa.
Bên trong loa có gì?
Hầu hết các loa được tạo thành từ các bộ phận sau hoạt động cùng nhau để tạo ra âm thanh:
- Nam châm vĩnh cửu: Nam châm được sử dụng để cung cấp từ trường cố định bao quanh cuộn dây âm thanh để tạo khả năng chuyển động.
- Cuộn dây âm thanh và ống cuộn: Ống cuộn là một ống tròn gắn vào đáy màng loa. Một cuộn dây dẫn điện dài và được quấn chặt, gọi là cuộn dây âm thanh, tạo ra từ trường khi dòng điện chạy qua từ tín hiệu âm nhạc từ bộ khuếch đại.
- Nhện hoặc hệ thống treo: Nhện là vật liệu dệt mỏng hình sóng, hỗ trợ cụm ống cuộn dây âm thanh và giúp đẩy màng loa trở lại vị trí khi nó di chuyển.
- Màng loa (màng rung) và nắp bụi: Đây là vật liệu cứng hình nón được di chuyển bởi nam châm và cuộn dây âm thanh cùng nhau để di chuyển không khí và tạo ra âm thanh. Nắp bụi là một vật liệu mỏng (giống như một “nắp”) che lỗ ở trung tâm để ngăn bụi và bẩn.
- Khung loa: Khung loa là khung kim loại đúc hoặc dập mà các bộ phận của loa gắn vào và giữ mọi thứ thẳng hàng. Nó cũng cung cấp một cách để gắn cụm loa vào thùng loa.
- Cọc đấu loa và dây bện: Cọc đấu loa là các tab hoặc đầu nối kim loại kết nối dây loa với loa. Chúng kết nối với cuộn dây âm thanh bằng dây bện linh hoạt di chuyển cùng với màng loa.
- Viền loa: Đây là vật liệu tròn linh hoạt và bền (thường là cao su hoặc một loại bọt nào đó) gắn cạnh trên của màng loa vào khung loa.
Màng loa làm gì?
Màng loa (còn gọi là màng rung) là thành phần loa chính chịu trách nhiệm tạo ra sóng âm mỗi khi nó di chuyển không khí qua lại nhanh chóng. Chúng thường được làm bằng vật liệu nhẹ nhưng cứng như giấy ép, nhựa, sợi carbon hoặc thậm chí là kim loại mỏng.
Tên “màng loa” đề cập đến hình dạng của nó: hình nón ngược với một lỗ trung tâm nơi gắn cụm ống cuộn và cuộn dây âm thanh. Nắp bụi được gắn vào màng loa trên lỗ này ở phía dưới để ngăn chất gây ô nhiễm xâm nhập vào bên trong. Cả hai đều được hỗ trợ ở phía dưới bởi một vật liệu cứng nhưng linh hoạt đôi khi được gọi là “nhện”.
Loại và thiết kế phụ thuộc vào loa. Ví dụ, loa siêu trầm tạo ra sóng âm trầm rất lớn và chuyển động không khí đáng kể và cần một thiết kế dày hơn, cứng hơn.
Ngược lại, loa tweeter sử dụng thiết kế rất nhỏ, hình vòm và nhẹ để có hiệu suất tần số cao hơn vì dải âm thanh này sử dụng sóng âm nhỏ hơn.
Nam châm loa làm gì?
Nam châm loa thường là nam châm vĩnh cửu (thường là vật liệu từ tính loại gốm hoặc neodymium) với một khe hở tròn mỏng, trong đó cuộn dây âm thanh được treo. Nam châm cung cấp một vùng từ trường ổn định, hút hoặc đẩy cuộn dây âm thanh.
Vì cuộn dây phát triển từ trường, nó hơi giống một nam châm điện theo một cách nào đó. Nam châm neodymium mạnh hơn so với kích thước của chúng (từ trường đậm đặc hơn), nhưng nam châm gốm, mặc dù lớn hơn, lại tiết kiệm chi phí hơn. Đó là một lý do tại sao nam châm gốm phổ biến hơn để sử dụng trong loa.
Một số, nhưng không phải tất cả, nam châm loa có một lỗ ở trung tâm để giúp thông gió cho cuộn dây âm thanh và giữ cho nó mát mẻ.
Loa cuộn dây âm thanh kép là gì?
Loa cuộn dây âm thanh kép cung cấp cuộn dây âm thanh thứ hai trong cùng một loa và trên cùng một cụm ống cuộn dây âm thanh. Các loại loa này cho phép một số tùy chọn bổ sung mà loa cuộn dây đơn không có:
- Tính linh hoạt trong cách chúng được đấu dây (2 ohms, 4 ohms, 8 ohms, v.v.) để tương thích tốt hơn với bộ khuếch đại và bộ thu âm thanh nổi.
- Đối với loa siêu trầm hoặc các loa lớn hơn khác, bạn có thể cấp nguồn cho chúng bằng nhiều cấu hình đấu dây hơn hoặc thậm chí 2 bộ khuếch đại mỗi loa, điều mà bạn không thể làm với các mẫu cuộn dây âm thanh đơn.
- Chúng có thể được điều khiển bằng 2 kênh từ các bộ khuếch đại không thể được bắc cầu để có nhiều công suất hơn.
- Bạn sẽ thường thấy loa siêu trầm có sẵn phiên bản cuộn dây âm thanh kép với giá cao hơn một chút.
- Mặc dù chúng cung cấp nhiều tùy chọn cấu hình đấu dây hơn, nhưng loa cuộn dây âm thanh kép (DVC) không mang lại hiệu suất tốt hơn so với các đối tác cuộn dây âm thanh đơn (SVC) của chúng.
- Ngoài ra, các loa như loa tweeter cho âm bổng và loa tầm trung cho nhạc cụ và giọng hát thường không được sản xuất ở phiên bản cuộn dây âm thanh kép.
Loa hoạt động như thế nào? Giải thích từng bước + sơ đồ động
Trong sơ đồ động này, bạn có thể thấy loa phóng thanh hoạt động như thế nào. Một âm thanh nổi hoặc bộ khuếch đại điều khiển loa bằng tín hiệu điện luân phiên từ dương sang âm theo hình dạng của tín hiệu âm nhạc.
Khi đó, dòng điện chạy qua cuộn dây âm thanh của loa, tạo ra từ trường khiến nó di chuyển về phía hoặc ra khỏi nam châm khi nó thay đổi từ dương sang âm. Điều này di chuyển cụm màng loa tạo ra sóng âm khi không khí di chuyển nhanh chóng. Loa sử dụng dòng điện xoay chiều (AC) thay đổi hướng (phân cực) giống như sóng âm trong đời thực.
Sơ đồ đầy đủ về cách loa hoạt động
Loa (còn được gọi là loa phóng thanh, một tên gọi từ thời xưa) sử dụng tín hiệu nguồn điện xoay chiều (AC) và được điều khiển bởi âm thanh nổi hoặc bộ khuếch đại.
Tín hiệu điện đến loa là điện áp được khuếch đại, là bản sao của tín hiệu âm nhạc gốc từ nguồn âm thanh nhưng có đủ công suất để điều khiển loa với âm lượng tốt.
Sau đây là hướng dẫn chi tiết từng bước về cách loa hoạt động:
- (Bắt đầu từ điểm đầu ra bằng không) Điện áp đầu ra biểu diễn dạng sóng âm nhạc bắt đầu và bắt đầu tăng. Dòng điện bắt đầu chạy qua cuộn dây âm thanh của loa từ cực dương sang cực âm.
- Một từ trường được tạo ra xung quanh cuộn dây âm thanh và có cùng cực với nam châm vĩnh cửu gắn vào giỏ loa (khung). (Hãy nhớ rằng các từ trường giống hệt nhau đẩy nhau và các từ trường trái dấu hút nhau)
- Hình nón/màng chắn bắt đầu di chuyển về phía trước và tạo ra áp suất không khí, tạo ra âm thanh.
- Khi điện áp tín hiệu điện tăng lên về phía đỉnh của sóng sin trong tín hiệu âm nhạc, dòng điện tăng lên và cuộn dây âm thanh cũng tăng cường độ từ trường.
- Điều này đẩy hình nón ra xa hơn nữa.
- Tín hiệu đi qua điểm đầu ra cao nhất và bắt đầu giảm. Dòng điện cũng bắt đầu giảm và hình nón sẽ bắt đầu trở về gần vị trí tắt (điện áp bằng không).
- Tín hiệu đạt đến mức không (còn gọi là “ngưỡng giao thoa điện áp bằng không”) và hình nón trở lại vị trí ban đầu.
- Tín hiệu điện bắt đầu đảo ngược khi nó chuyển sang điện áp âm. Khi điều này xảy ra, dòng điện chạy từ phía cuộn dây âm sang phía dương, tạo ra từ trường phân cực ngược.
- Từ trường của cuộn dây âm thanh bây giờ ngược lại với nam châm vĩnh cửu hút nó và hình nón bắt đầu di chuyển từ trước ra sau (thay vì từ sau ra trước như ban đầu).
- Khi tín hiệu tiếp tục, hình nón di chuyển theo hướng ngược lại, tạo ra nửa còn lại của sóng âm được tạo ra bởi chuyển động của không khí.
- Đầu ra của bộ khuếch đại hoặc âm thanh nổi trở về mức không và tín hiệu âm thanh tiếp theo bắt đầu khi điện áp đầu ra của tín hiệu mới bắt đầu tăng, với chu kỳ bắt đầu lại.
Nói một cách dễ hiểu, loa chỉ là một loại động cơ điện: chúng được cung cấp năng lượng bởi tín hiệu điện và biến tín hiệu đó thành tín hiệu cơ học: làm không khí chuyển động để tạo ra âm thanh du dương.
Đôi khi loa được gọi là bộ chuyển đổi .
