شرح فائدة سمعات الكمبيوتر وفائدتها
إن الموجات الصوتية التى يسمعها الأنسان مهما كانت تقع فى مدى من الترددات بين 20-20000هرتز و هذا من رحمة الله عز و جل علينا فلولا ذلك لكنا سمعنا أشياء قد لانحب أن نسمعها مثل أصوات الخفافيش فهى تستعمل النطاق فوق السمعى لكى تتحرك و مثل بعض أصوات الإنفجارات و أشياء أخرى ألله أعلم بها
عندما نسمع صوت سماعة قوى وناعم ونقى فاول شىء نفعله هو النظر الى ماركتها فجودة السماعات تعتمد على اشياء كثيرة ومنها نظريات غاية فى البساطة ولكنها غاية فى الفعالية ونها المعقد فى حساباته فجودة صناعة بوق السماعة نفسها ليس كل شىء انما صنع صندوق الرنين المناسب لها ولحجمه وقدرتها ومدى الترددات التى ستعمل بها والمواد المستخدمة واخيرا المكان الذى ستوضع به السماعات
وهذه نظرة بسيطة لتكوين معظم السماعات:
تعتبر السماعة المرحلة الاخيرة في ترجمة الاشارات الصوتية واصدار الصوت وهي تقابل الميكرفون في مرحلة تسجيل الصوت، حيث تقوم السماعة بتحويل الاشارات الكهربية الى حركة ميكانيكية تصدر الصوت المسموع.
غشاء السماعة diaphragm
تصدر السماعة الصوت من خلال تذبذب عشاء diaphragm ذو الشكل المخروطي والمكون من الورق او البلاستيك او في بعض الاحيان من المعدن، ويتم تثبيت الجزء العلوي للمخروط بمادة مرنة تسمى suspension تسمح للمخروط بالحركة والاهتزاز داخل تجويف معدني يسمى basket، ويثبت في نهاية المخروط ملف الصوت voice coil والذي يكون مثبت في التجويف المعدني بواسطة مادة مرنة تسمى spider تعمل على تثبيت ملف الصوت في مكانه بينما تسمح له بالحركة للامام والخلف فقط.
معلوم أن السماعات لها أيضا مجال تكون قادرة على إخراج الموجات الصوتية فيه فالسماعة مهما بلغت جودتها لها مجال معين من الترددات و هذا المجال على هيئة منحنى له قيمة عظمى فى منتصفة و قيمة دنيا فى طرفية و يختلف شكل المنحنى من سماعة الى أخرى
و السماعات على ثلاث أنواع تبعا لمجال الترددات الصوتية التى يكون منحنها له قيمة عظمى
الملف الصوتي Voice Coil
يتكون الملف الصوتي سلك يتم لفه على قطعة من الحديد، وعندما يمر تيار كهربي في يتولد مجال كهربي يعمل على تحويل القطعة الحديدية إلى مغناطيس وهذا يسمى المغناطيس الكهربي electromagnet.
وكأي مغناطيس عادي فإن المغناطيس الكهربي له قطبين شمالي وجنوبي ولكن الامر هنا مختلف حيث انه اذا كان التيار الكهربي المار في الملف هو تيار متردد فإن قطبي المغناطيس سوف يتغيران باستمرار حسب اتجاه مرور التيار الكهربي في الملف. ولهذا فإن عكس اتجاه التيار الكهربي في الملف يؤدي إلى ان عكس قطبي المغناطيس.
وهذا ما تقوم به الاشارة الكهربية الصوتية الصادرة عن المكبر amplifier حيث تعمل على تمرير تيار كهربي متردد في الملف، وعند قيامك بالنظر إلى اي سماعة سوف تجد نقتطي توصيل التيار الكهربي للملف.
نقطتي توصيل الاشارة الكهربية التي تحمل الصوت في السماعة
المغناطيس Magnets
والسؤال الان ما الدور الذي يقوم به المغناطيس الدائم المثبت في السماعة؟ نعلم ان في اسفل كل سماعة يوجد مغناطيس قوي يصدر هذا المغناطيس مجالاً مغناطيسياً دائماً ويكون الملف الصوتي موجوداً باستمرار داخل هذا المجال المغناطيسي وعندما تمر الاشارة الكهربية الصوتي في الملف الصوتي يتحول إلى مغناطيسي كهربي وحسب قطبية المغناطيس الكهربي فإن المغناطيس الدائم يتجاذب او يتنافر مع الملف الصوتي وحيث ان التيار الكهربي الصوتي المار في الملف الصوتي هو تيار متردد فإن قطبية المغناطيس الكهربي تتغير بنفس الطريقة ولذلك يتحرك الملف الصوتي تحت تأثير قوة التجاذب او التنافر مع المغناطيس الدائم.
حركة الملف الصوتي سوف تعمل على تحريك المخروط المثبت في الملف وفي الجهة الثانية مثبت بواسطة غشاء مرن في جسم السماعة، وحركة المخروط تحدث تضاغطات وتخلخلات في الهواء المحيط بها ينتقل في الوسط إلى الاذن فنسمع الصوت.
وحيث ان الاشارة الكهربائية الصوتية المارة في الملف الكهربي تحمل تردد وسعة تعكس الصوت الذي احدثها فإن الصوت الناتج من السماعة له نفس التردد والسعة ولهذا يكون الصوت الصادر من السماعة مطابقاً للصوت الاصلي.
أنواع السماعات
1. سماعات تردد منخفض جدا من حوالى 25 الى 60 هرتز
2. سماعات تردد منخفض من حوالى 40 أو 50 الى حوالى 150 هرتز
3. سماعات تردد متوسط من حوالى 150 أو 200 الى حوالى 3000هرتز
4. سماعات تردد فوق المتوسط من حوالى 3000 الى حوالى 5000أو 5500 "غير مؤكد"
5. سماعات تردد عالى من حوالى 4500 أو 5000 الى حوالى 16000 أو أعلى من ذلك "فى كثير من الأحيان"
هذا النظام هو من أدق الأنظمة المتبعة و لكنه مكلف جدا جدا فى حالة الأنظمة الصوتية متعددة القنوات و التى يصل عدد القنوات الصوتية الى 8 قنوات فيها
توجد السماعات بانواع واشكال عديدة واحجام مختلفة وهنا يجب ان نعلم ان حجم السماعة له علاقة بتردد الصوت الذي يصدره فالسماعة الكبيرة والتي تسمى woofers ويصل قطر السماعة إلى 25 سم وتكون مخصصة لاصدار الاصوات ذات الترددات المنخفضة مثل صوت الطبلة. والسماعات الصغيرة tweeters حيث يصل قطرها إلى 3 سم وهي مناسبة للاصوات ذات الترددات العالية مثل صوت الالات الحادة كالجتار. وهناك السماعات متوسطة الحجم midrange والتي تستخدم للترددات المتوسطة.
tweeter
وهو دائما يتواجد فى اعلى السماعة او يكون منفصلا ويعلق او يلصق
كما ان وجود اى عائق امامه يمنع وصول نغماته بسهولة
midrange
وهى تغطى ترددات اصوات المطربين ومعظم الالات الموسيقية
woofer
وهو مختص بالترددات المنخفضة الرخيمة كالبييز جيتار والدرامز
subwoofer
وهى مختصة بالترددات اقل من60 هرتز او ما يسمى ال BASS وهى تحتاج لقدر هائل من الطاقة ومكبرات خاصة ذات قدرات عالية
ولذلك نجد ان احسن وسيلة للحصول على افضل جودة صوت هو استخدام الانواع الثلاثة من السماعات مع بعضها البعض للحصول على كل الترددات في النغمة الصوتية، لانه لا يمكن للسماعة الكبيرة ان تصدر الترددات المرتفعة حيث يتطلب منها ان تتذبذب بسرعة كبيرة في حين ان السماعة الصغيرة غير قادرة على اصدار الترددات المنخفضة. ولذلك نجد في الانظمة الصوتية المتقدمة يحتوي صندوق السماعة على سماعة كبيرة واخرى صغيرة وفي بعض الاحيان السماعة الوسطية وذلك ليتم تغطية كل نطاق الترددات الصوتية.
كيف يتم فصل الترددات الصوتي؟
نظراً لاتساع مدى الترددات الصوتية من 20Hz إلى 20,000Hz فإن هذا المدى قسم إلى ثلاثة مناطق هي الترددات العالية والترددات المتوسطة والترددات المنخفضة ولكل نوع من هذه الترددات سماعة مخصصة له موجودة كلها في داخل صندوق واحد. والذي يقوم بتوزيع الترددات على السماعات يسمى الفاصل crossover.
النوع الاكثر استخداماً هو الذي يعرف باسم passive crossover ويتكون من مكثف كهربي وملف كهربي حيث يكون المكثف موصلاً للتيار الكهربي عند الترددات العالية بينما يكون عازلاً للتيار الكهربي عند الترددات المنخفضة، ويعمل الملف بالعكس حيث يكون موصلاً للتيار الكهربي عند الترددات المنخفضة وعازلاً عند الترددات العالية.
وهناك من له مدخل واحد وثلاث مخارج
اويكون لكل سماعة فلترها الخاص
عندما تخرج مرور الاشارة الكهربية الصوتية من المكبر amplifier في طريقها إلى السماعة تمر عبر الفاصل passive crossover المثبت عند كل نوع من السماعات فاذا كانت الترددات كبيرة فإنها تدخل عبر المكثف الى السماعة الصغيرة واذا كان الصوت ذو ترددات منخفضة فإنها تدخل عبر الملف إلى السماعة الكبيرة، وفي حالة السماعات الوسطية يتم استخدام كلا من الملف والمكثف بحيث يتم اختيار قيم محددة لسعة المكثف وحث الملف ليتناسب مع المدى من الترددات الخاصة بهذه السماعة.
1-tweeter
2-midrange
3-woofer
أما النوع الثاني من الفاصل وهو ما يسمى active crossover وهو عبارة عن قطعة الكترونية تعمل على فصل الترددات قبل دعيبها إلى جهاز التكبير amplifier. وهذه الطريقة تستخدم عندما يكون هناك دائرة تكبير خاصة لكل نوع من انواع السماعات المستخدم. والاجهزة التي تستخدم هذه الطريقة تعتبر اغلى سعر من الانواع التي تستخدم الطريقة الاولى.
معاينة الصورة
وهذه صورة لنظام صوتى بالسيارة متكامل
1-هى وحدة التشغيل الاساسية ومصدر الصوت
2-tweeter
3-midrange
4-passive crossover
5-active crossover
6-ضبط النغمات ومدى علوها وتوافقها مع الاجهزة والسماعات
7-مكبرات القدرة العالية GM
8-subwoofer
9-بطارية ذات امبير عالى
الأنظمة الصوتية متعدد القنوات
تنقسم الأنظمة الصوتية متعدد القنوات الى عدة أقسام حسبما عدد القنوات التى سوف تستخدم الى
1. نظام ثنائى القنوات "و هو الشائع " الstereo
2. نظام رباعى القنوات
3. نظام خماسى القنوات
4. نظام سداسى القنوات " و هو نادر الإستخدام"
5. نظام سباعى القنوات "و هو الأفضل على الإطلاق"
طبعا أنا ما ذكرت أن هناك نظام أحادى القنوات لأننا نتحدث هنا عن الأنظمة الصوتية متعددة القنوات
النظام الأول هو الأكثر إستخداما بين العوام من الناس و هو يتكون من سماعتيين أساسيتين و فى بعض الأحيان يتم تصميمه على أساس أسلوب تقسيم الترددات الصوتية "MULTI frequencies channels " الذى ذكرناه آنفاً
لهذا النظام قناتان صوتيتان واحدة على اليمين و الأخرى على اليسار لكى يتم إحاء المستمع بمواقع مصادر الأصوات
و لكن الدنيا لا تقع عن اليمين و اليسار فقط بل هناك يمين و يسار و وراء و أمام
كما أن هناك ما يسمى بالإتجاهات الفرعية التى قد تكون يمين خلف ، يسار خلف أو يمين أمام ، يسار أمام
و قد يقع مصدر الصوت فى أى مكان فى دائرة حول المستمع و قد تكون هذه الدائرة قطرها غير محدود فقد تكون صغيرة أو كبيرة
هذا هو الشق الثانى من الكلام لو أتى صوت من أى مكان من حولك ؛ من خلفك مثلا أو من أمامك قريبا من الجهة اليمنى فإن شدة الصوت فى هذه الحالة على الأذنين سوف تختلف مما يجعل المخ فى هذه الحالة قادر بإسلوب الله أعلى و أعلم به قادر على أن يحدد مكانه و اتجاهه أيضا
من هنا لجأ المصممون الى إختراع الأنظمة الصوتية متعددة القنوات السمعية التى وصلت الى الأن الى سبع قنوات سمعية لكى يستطيعوا أن يحاكوا بذلك المؤثرات الصوتية حتى إذا ما تم تسجيل شئ معين يستطيع المشاهد أن يراه و يستمعه الى مايحدث فى المشهد مثلما هو يحدث فى واقع الأمر تماما
فى النظام الثنائى "stereo " يتم وضع لاقطين صوتيين واحد عن يسار مصدر الصوت و آخر عن يمينه فيتم بذلك تسجيل الأصوات التى حدثت فى اليمين و الأصوات التى حدثت فى اليسار مما يعطى بعض التجسيم فى الصوت و لكن هذا لا يسمح بملاحظة الأصوات التى تقع فى أى مكان أخر كل ما فى الأمر أن المستمع سوف يشعر بها حسب شدتها إما عن اليمين أو اليسار فلو كانت قادمة من الأمام أو الخلف سوف يسمع الصوت فى المنتصف "لا تسألنى كيف يحدث هذا و لكنه يحدث"
أما فى الأنظمة التى تحتوى على أكثر من قناتين فيتم وضع لواقط صوتية بعدد القنوات الموجودة فى النظام الصوتى بحيث يستطيع المستمع التعايش أكثر مع المشهد الذى يراه و ذلك سوف يكون بالقدرة على تحديد مصادر الأصوات بشكل أفضل و صدقنى هذا شعور مختلف تماما تماما عن النظم الصوتية ثنائية القنوات
الأنظمة الصوتية التى يكون فيها عدد القنوات الصوتية أكثر من أثنين "أربعة فما أكثر" تسمى الأنظمة الصوتية المحيطية sound system surrounded
و النظام الصوتى المكون من 7 قنوات سمعية باسلوب تقسيم الترددات يسمى المسرح المنزلى الإفتراضى home theater
طبعا هذه الأنظمة ليست منتشرة فى الحياة العملية كالانظام الأحادى حيث أن معظم التطبيقات لا تحتاج الى هذة الأنظمة "الأنظمة الصوتية متعددة القنوات "
و أن هذه الأنظمة أصلا موجهة من الدرجة الأولى الى الترفيه
فالنظام الأول تستطيع أن تفع به أى شئ فهو نظام عام
و النظام الثانى هو بداية الابيئة الصوتية المحيطية
والنظام الثالث موجه الى الألعاب الرقمية الحديثة مثل fifa ; medal of honor pacific Assault ; call of duty 1,2 و غيرها من الألعاب
النظام السداسى و السباعى القنوات موجة الى الأفلام التى تم تسجيلها بأسلوب المسرح الإفتراضى و طبعا هذا ليس موضوعنا
هناك نقطة أخيرة أحب أن أوضحها ألا و هى لكى تستطيع أن تستعمل الأنظمة الصوتية متعددة القنوات لابد و أن يكون كارت الصوت الخاص بك يدعم هذه النظم
تصميم صندوق السماعات
في معظم الانظمة الصوتية فإن اكثر من نوع من السماعات يتم تثبيتها في صندوق خاص لتعمل كلها مع بعض لتصدر الصوت بكل تردداته. ويكون للصندوق القدرة على امتصاص الاهتزازات التي تصدر عن السماعة نفسها وفي الغالب يكون الصندوق مصنوعاً من الخشب وبعض المواد الأخرى. كما ان لشكل الصندوق المستخدم اثر كبير على جودة الصوت ووضوحه حيث ان الصوت الصادر عن حركة مخروط السماعة يصدر الصوت في اتجاه الخروج من الصندوق وفي نفس الوقت في الاتجاه المعاكس داخل الصندوق.
النوع الاول الصندوق المغلق sealed enclosure
وهذا النوع الاكثر استخداماً ويكون فيه الصندوق مغلق تماماً ويسمى acoustic suspension enclosure حيث تنتشر الامواج الصوتية للخارج عند حركة مخروط السماعة للخارج بينما تنتشر الامواج الصوتية إلى الداخل عندما يتحرك المخروط للداخل وينتج عن هذه الحركة زيادة ونقصان في ضغط الهواء داخل الصندوق عن الضغط الخارجي.
يعتبر هذا النوع من الانواع الاقل كفاءة حيث يعمل المكبر amplifier إلى تكبير الاشارة الكهربائية الصوتية بالشكل الكافي للتغلب على الفرق في الضغط الحادث داخل الصندوق.
النوع الثاني الصندوق العاكس bass reflex enclosure
يعمل هذا النوع من الصناديق عكس الصوت الخلفي واخراجه من الصندوق عن طريق فتحة في الصندوق فعندما يتحرك مخروط السماعة للداخل يسمح للهواء المنضغط بالخروج من الفتحة وعندما يتحرك المخروط للامام يتم سحب هواء من خلال الفتحة للحفاظ مستوى الضغط وتسمى هذه الانواع من الصناديق باسم bass reflex حيث يتم فيها الاستفادة من الهواء المندفع للخارج في احداث تكبير للترددات الصوتية المنخفضة.
ويوجد منه عدة انواع لكل منهم نظريته فى دفع الهواء لكسب اعلى رنين
النوع الثالث الصندوق المزدوج radiator enclosure
هذا النوع يجمع بين النوع الاول والنوع الثاني في تصميم واحد حيث ان الصندوق المستخدم هنا صندوق مغلق ولكن في نفس الوقت تم تثبيت سماعة في الاتجاه الخلفي غير متصلة مع المكبر ولا يوجد فيها ملف صوتي وانما تتحرك تحت تأثير الامواج الصوتية المرتدة لداخل الصندوق ويسمى هذا النوع passive radiator. وتستخدم هذا النوع من السماعات انظمة السينما المزلية home theater.
والسماعة Passive التي تعمل من رد الفعل الناتج عن تغير الضغط داخل الصندوق
السماعات الالكتروستاتيكية electrostatic speaker
بالاضافة الى السماعات التي سبق شرحها يوجد الان نوع اخر من السماعات تسمى السماعات الالكتروستايكية. تتركب هذا النوع من السماعات من شريحتين معدنيتين متوازيتين احدهما مشحونة بشحنة موجبة والأخرى مشحونة بشحنة سالبة وموجود بينهما شريحة معدنية رقيقة. عندما تمر الاشارة الكهربائية الصوتية في الشريحة الرقيقة تعمل على احداث شحنة كهربية اضافية على الشريحة فتتحرك تحت تأثير المجال الكهربي.
معاينة الصورة
الا انها لم تنتشر كثيرا الا فى ال tweeter
وبهذه الطريقة تتذبذب الشريحة بين اللوحين المعدنينين مما تحدث تضاغط وتخلخل في جزيئات الهواء والتي تنتقل كصوت.
إن الموجات الصوتية التى يسمعها الأنسان مهما كانت تقع فى مدى من الترددات بين 20-20000هرتز و هذا من رحمة الله عز و جل علينا فلولا ذلك لكنا سمعنا أشياء قد لانحب أن نسمعها مثل أصوات الخفافيش فهى تستعمل النطاق فوق السمعى لكى تتحرك و مثل بعض أصوات الإنفجارات و أشياء أخرى ألله أعلم بها
عندما نسمع صوت سماعة قوى وناعم ونقى فاول شىء نفعله هو النظر الى ماركتها فجودة السماعات تعتمد على اشياء كثيرة ومنها نظريات غاية فى البساطة ولكنها غاية فى الفعالية ونها المعقد فى حساباته فجودة صناعة بوق السماعة نفسها ليس كل شىء انما صنع صندوق الرنين المناسب لها ولحجمه وقدرتها ومدى الترددات التى ستعمل بها والمواد المستخدمة واخيرا المكان الذى ستوضع به السماعات
وهذه نظرة بسيطة لتكوين معظم السماعات:
تعتبر السماعة المرحلة الاخيرة في ترجمة الاشارات الصوتية واصدار الصوت وهي تقابل الميكرفون في مرحلة تسجيل الصوت، حيث تقوم السماعة بتحويل الاشارات الكهربية الى حركة ميكانيكية تصدر الصوت المسموع.
غشاء السماعة diaphragm
تصدر السماعة الصوت من خلال تذبذب عشاء diaphragm ذو الشكل المخروطي والمكون من الورق او البلاستيك او في بعض الاحيان من المعدن، ويتم تثبيت الجزء العلوي للمخروط بمادة مرنة تسمى suspension تسمح للمخروط بالحركة والاهتزاز داخل تجويف معدني يسمى basket، ويثبت في نهاية المخروط ملف الصوت voice coil والذي يكون مثبت في التجويف المعدني بواسطة مادة مرنة تسمى spider تعمل على تثبيت ملف الصوت في مكانه بينما تسمح له بالحركة للامام والخلف فقط.
معلوم أن السماعات لها أيضا مجال تكون قادرة على إخراج الموجات الصوتية فيه فالسماعة مهما بلغت جودتها لها مجال معين من الترددات و هذا المجال على هيئة منحنى له قيمة عظمى فى منتصفة و قيمة دنيا فى طرفية و يختلف شكل المنحنى من سماعة الى أخرى
و السماعات على ثلاث أنواع تبعا لمجال الترددات الصوتية التى يكون منحنها له قيمة عظمى
الملف الصوتي Voice Coil
يتكون الملف الصوتي سلك يتم لفه على قطعة من الحديد، وعندما يمر تيار كهربي في يتولد مجال كهربي يعمل على تحويل القطعة الحديدية إلى مغناطيس وهذا يسمى المغناطيس الكهربي electromagnet.
وكأي مغناطيس عادي فإن المغناطيس الكهربي له قطبين شمالي وجنوبي ولكن الامر هنا مختلف حيث انه اذا كان التيار الكهربي المار في الملف هو تيار متردد فإن قطبي المغناطيس سوف يتغيران باستمرار حسب اتجاه مرور التيار الكهربي في الملف. ولهذا فإن عكس اتجاه التيار الكهربي في الملف يؤدي إلى ان عكس قطبي المغناطيس.
وهذا ما تقوم به الاشارة الكهربية الصوتية الصادرة عن المكبر amplifier حيث تعمل على تمرير تيار كهربي متردد في الملف، وعند قيامك بالنظر إلى اي سماعة سوف تجد نقتطي توصيل التيار الكهربي للملف.
نقطتي توصيل الاشارة الكهربية التي تحمل الصوت في السماعة
المغناطيس Magnets
والسؤال الان ما الدور الذي يقوم به المغناطيس الدائم المثبت في السماعة؟ نعلم ان في اسفل كل سماعة يوجد مغناطيس قوي يصدر هذا المغناطيس مجالاً مغناطيسياً دائماً ويكون الملف الصوتي موجوداً باستمرار داخل هذا المجال المغناطيسي وعندما تمر الاشارة الكهربية الصوتي في الملف الصوتي يتحول إلى مغناطيسي كهربي وحسب قطبية المغناطيس الكهربي فإن المغناطيس الدائم يتجاذب او يتنافر مع الملف الصوتي وحيث ان التيار الكهربي الصوتي المار في الملف الصوتي هو تيار متردد فإن قطبية المغناطيس الكهربي تتغير بنفس الطريقة ولذلك يتحرك الملف الصوتي تحت تأثير قوة التجاذب او التنافر مع المغناطيس الدائم.
حركة الملف الصوتي سوف تعمل على تحريك المخروط المثبت في الملف وفي الجهة الثانية مثبت بواسطة غشاء مرن في جسم السماعة، وحركة المخروط تحدث تضاغطات وتخلخلات في الهواء المحيط بها ينتقل في الوسط إلى الاذن فنسمع الصوت.
وحيث ان الاشارة الكهربائية الصوتية المارة في الملف الكهربي تحمل تردد وسعة تعكس الصوت الذي احدثها فإن الصوت الناتج من السماعة له نفس التردد والسعة ولهذا يكون الصوت الصادر من السماعة مطابقاً للصوت الاصلي.
أنواع السماعات
1. سماعات تردد منخفض جدا من حوالى 25 الى 60 هرتز
2. سماعات تردد منخفض من حوالى 40 أو 50 الى حوالى 150 هرتز
3. سماعات تردد متوسط من حوالى 150 أو 200 الى حوالى 3000هرتز
4. سماعات تردد فوق المتوسط من حوالى 3000 الى حوالى 5000أو 5500 "غير مؤكد"
5. سماعات تردد عالى من حوالى 4500 أو 5000 الى حوالى 16000 أو أعلى من ذلك "فى كثير من الأحيان"
هذا النظام هو من أدق الأنظمة المتبعة و لكنه مكلف جدا جدا فى حالة الأنظمة الصوتية متعددة القنوات و التى يصل عدد القنوات الصوتية الى 8 قنوات فيها
توجد السماعات بانواع واشكال عديدة واحجام مختلفة وهنا يجب ان نعلم ان حجم السماعة له علاقة بتردد الصوت الذي يصدره فالسماعة الكبيرة والتي تسمى woofers ويصل قطر السماعة إلى 25 سم وتكون مخصصة لاصدار الاصوات ذات الترددات المنخفضة مثل صوت الطبلة. والسماعات الصغيرة tweeters حيث يصل قطرها إلى 3 سم وهي مناسبة للاصوات ذات الترددات العالية مثل صوت الالات الحادة كالجتار. وهناك السماعات متوسطة الحجم midrange والتي تستخدم للترددات المتوسطة.
tweeter
وهو دائما يتواجد فى اعلى السماعة او يكون منفصلا ويعلق او يلصق
كما ان وجود اى عائق امامه يمنع وصول نغماته بسهولة
midrange
وهى تغطى ترددات اصوات المطربين ومعظم الالات الموسيقية
woofer
وهو مختص بالترددات المنخفضة الرخيمة كالبييز جيتار والدرامز
subwoofer
وهى مختصة بالترددات اقل من60 هرتز او ما يسمى ال BASS وهى تحتاج لقدر هائل من الطاقة ومكبرات خاصة ذات قدرات عالية
ولذلك نجد ان احسن وسيلة للحصول على افضل جودة صوت هو استخدام الانواع الثلاثة من السماعات مع بعضها البعض للحصول على كل الترددات في النغمة الصوتية، لانه لا يمكن للسماعة الكبيرة ان تصدر الترددات المرتفعة حيث يتطلب منها ان تتذبذب بسرعة كبيرة في حين ان السماعة الصغيرة غير قادرة على اصدار الترددات المنخفضة. ولذلك نجد في الانظمة الصوتية المتقدمة يحتوي صندوق السماعة على سماعة كبيرة واخرى صغيرة وفي بعض الاحيان السماعة الوسطية وذلك ليتم تغطية كل نطاق الترددات الصوتية.
كيف يتم فصل الترددات الصوتي؟
نظراً لاتساع مدى الترددات الصوتية من 20Hz إلى 20,000Hz فإن هذا المدى قسم إلى ثلاثة مناطق هي الترددات العالية والترددات المتوسطة والترددات المنخفضة ولكل نوع من هذه الترددات سماعة مخصصة له موجودة كلها في داخل صندوق واحد. والذي يقوم بتوزيع الترددات على السماعات يسمى الفاصل crossover.
النوع الاكثر استخداماً هو الذي يعرف باسم passive crossover ويتكون من مكثف كهربي وملف كهربي حيث يكون المكثف موصلاً للتيار الكهربي عند الترددات العالية بينما يكون عازلاً للتيار الكهربي عند الترددات المنخفضة، ويعمل الملف بالعكس حيث يكون موصلاً للتيار الكهربي عند الترددات المنخفضة وعازلاً عند الترددات العالية.
وهناك من له مدخل واحد وثلاث مخارج
اويكون لكل سماعة فلترها الخاص
عندما تخرج مرور الاشارة الكهربية الصوتية من المكبر amplifier في طريقها إلى السماعة تمر عبر الفاصل passive crossover المثبت عند كل نوع من السماعات فاذا كانت الترددات كبيرة فإنها تدخل عبر المكثف الى السماعة الصغيرة واذا كان الصوت ذو ترددات منخفضة فإنها تدخل عبر الملف إلى السماعة الكبيرة، وفي حالة السماعات الوسطية يتم استخدام كلا من الملف والمكثف بحيث يتم اختيار قيم محددة لسعة المكثف وحث الملف ليتناسب مع المدى من الترددات الخاصة بهذه السماعة.
1-tweeter
2-midrange
3-woofer
أما النوع الثاني من الفاصل وهو ما يسمى active crossover وهو عبارة عن قطعة الكترونية تعمل على فصل الترددات قبل دعيبها إلى جهاز التكبير amplifier. وهذه الطريقة تستخدم عندما يكون هناك دائرة تكبير خاصة لكل نوع من انواع السماعات المستخدم. والاجهزة التي تستخدم هذه الطريقة تعتبر اغلى سعر من الانواع التي تستخدم الطريقة الاولى.
معاينة الصورة
وهذه صورة لنظام صوتى بالسيارة متكامل
1-هى وحدة التشغيل الاساسية ومصدر الصوت
2-tweeter
3-midrange
4-passive crossover
5-active crossover
6-ضبط النغمات ومدى علوها وتوافقها مع الاجهزة والسماعات
7-مكبرات القدرة العالية GM
8-subwoofer
9-بطارية ذات امبير عالى
الأنظمة الصوتية متعدد القنوات
تنقسم الأنظمة الصوتية متعدد القنوات الى عدة أقسام حسبما عدد القنوات التى سوف تستخدم الى
1. نظام ثنائى القنوات "و هو الشائع " الstereo
2. نظام رباعى القنوات
3. نظام خماسى القنوات
4. نظام سداسى القنوات " و هو نادر الإستخدام"
5. نظام سباعى القنوات "و هو الأفضل على الإطلاق"
طبعا أنا ما ذكرت أن هناك نظام أحادى القنوات لأننا نتحدث هنا عن الأنظمة الصوتية متعددة القنوات
النظام الأول هو الأكثر إستخداما بين العوام من الناس و هو يتكون من سماعتيين أساسيتين و فى بعض الأحيان يتم تصميمه على أساس أسلوب تقسيم الترددات الصوتية "MULTI frequencies channels " الذى ذكرناه آنفاً
لهذا النظام قناتان صوتيتان واحدة على اليمين و الأخرى على اليسار لكى يتم إحاء المستمع بمواقع مصادر الأصوات
و لكن الدنيا لا تقع عن اليمين و اليسار فقط بل هناك يمين و يسار و وراء و أمام
كما أن هناك ما يسمى بالإتجاهات الفرعية التى قد تكون يمين خلف ، يسار خلف أو يمين أمام ، يسار أمام
و قد يقع مصدر الصوت فى أى مكان فى دائرة حول المستمع و قد تكون هذه الدائرة قطرها غير محدود فقد تكون صغيرة أو كبيرة
هذا هو الشق الثانى من الكلام لو أتى صوت من أى مكان من حولك ؛ من خلفك مثلا أو من أمامك قريبا من الجهة اليمنى فإن شدة الصوت فى هذه الحالة على الأذنين سوف تختلف مما يجعل المخ فى هذه الحالة قادر بإسلوب الله أعلى و أعلم به قادر على أن يحدد مكانه و اتجاهه أيضا
من هنا لجأ المصممون الى إختراع الأنظمة الصوتية متعددة القنوات السمعية التى وصلت الى الأن الى سبع قنوات سمعية لكى يستطيعوا أن يحاكوا بذلك المؤثرات الصوتية حتى إذا ما تم تسجيل شئ معين يستطيع المشاهد أن يراه و يستمعه الى مايحدث فى المشهد مثلما هو يحدث فى واقع الأمر تماما
فى النظام الثنائى "stereo " يتم وضع لاقطين صوتيين واحد عن يسار مصدر الصوت و آخر عن يمينه فيتم بذلك تسجيل الأصوات التى حدثت فى اليمين و الأصوات التى حدثت فى اليسار مما يعطى بعض التجسيم فى الصوت و لكن هذا لا يسمح بملاحظة الأصوات التى تقع فى أى مكان أخر كل ما فى الأمر أن المستمع سوف يشعر بها حسب شدتها إما عن اليمين أو اليسار فلو كانت قادمة من الأمام أو الخلف سوف يسمع الصوت فى المنتصف "لا تسألنى كيف يحدث هذا و لكنه يحدث"
أما فى الأنظمة التى تحتوى على أكثر من قناتين فيتم وضع لواقط صوتية بعدد القنوات الموجودة فى النظام الصوتى بحيث يستطيع المستمع التعايش أكثر مع المشهد الذى يراه و ذلك سوف يكون بالقدرة على تحديد مصادر الأصوات بشكل أفضل و صدقنى هذا شعور مختلف تماما تماما عن النظم الصوتية ثنائية القنوات
الأنظمة الصوتية التى يكون فيها عدد القنوات الصوتية أكثر من أثنين "أربعة فما أكثر" تسمى الأنظمة الصوتية المحيطية sound system surrounded
و النظام الصوتى المكون من 7 قنوات سمعية باسلوب تقسيم الترددات يسمى المسرح المنزلى الإفتراضى home theater
طبعا هذه الأنظمة ليست منتشرة فى الحياة العملية كالانظام الأحادى حيث أن معظم التطبيقات لا تحتاج الى هذة الأنظمة "الأنظمة الصوتية متعددة القنوات "
و أن هذه الأنظمة أصلا موجهة من الدرجة الأولى الى الترفيه
فالنظام الأول تستطيع أن تفع به أى شئ فهو نظام عام
و النظام الثانى هو بداية الابيئة الصوتية المحيطية
والنظام الثالث موجه الى الألعاب الرقمية الحديثة مثل fifa ; medal of honor pacific Assault ; call of duty 1,2 و غيرها من الألعاب
النظام السداسى و السباعى القنوات موجة الى الأفلام التى تم تسجيلها بأسلوب المسرح الإفتراضى و طبعا هذا ليس موضوعنا
هناك نقطة أخيرة أحب أن أوضحها ألا و هى لكى تستطيع أن تستعمل الأنظمة الصوتية متعددة القنوات لابد و أن يكون كارت الصوت الخاص بك يدعم هذه النظم
تصميم صندوق السماعات
في معظم الانظمة الصوتية فإن اكثر من نوع من السماعات يتم تثبيتها في صندوق خاص لتعمل كلها مع بعض لتصدر الصوت بكل تردداته. ويكون للصندوق القدرة على امتصاص الاهتزازات التي تصدر عن السماعة نفسها وفي الغالب يكون الصندوق مصنوعاً من الخشب وبعض المواد الأخرى. كما ان لشكل الصندوق المستخدم اثر كبير على جودة الصوت ووضوحه حيث ان الصوت الصادر عن حركة مخروط السماعة يصدر الصوت في اتجاه الخروج من الصندوق وفي نفس الوقت في الاتجاه المعاكس داخل الصندوق.
النوع الاول الصندوق المغلق sealed enclosure
وهذا النوع الاكثر استخداماً ويكون فيه الصندوق مغلق تماماً ويسمى acoustic suspension enclosure حيث تنتشر الامواج الصوتية للخارج عند حركة مخروط السماعة للخارج بينما تنتشر الامواج الصوتية إلى الداخل عندما يتحرك المخروط للداخل وينتج عن هذه الحركة زيادة ونقصان في ضغط الهواء داخل الصندوق عن الضغط الخارجي.
يعتبر هذا النوع من الانواع الاقل كفاءة حيث يعمل المكبر amplifier إلى تكبير الاشارة الكهربائية الصوتية بالشكل الكافي للتغلب على الفرق في الضغط الحادث داخل الصندوق.
النوع الثاني الصندوق العاكس bass reflex enclosure
يعمل هذا النوع من الصناديق عكس الصوت الخلفي واخراجه من الصندوق عن طريق فتحة في الصندوق فعندما يتحرك مخروط السماعة للداخل يسمح للهواء المنضغط بالخروج من الفتحة وعندما يتحرك المخروط للامام يتم سحب هواء من خلال الفتحة للحفاظ مستوى الضغط وتسمى هذه الانواع من الصناديق باسم bass reflex حيث يتم فيها الاستفادة من الهواء المندفع للخارج في احداث تكبير للترددات الصوتية المنخفضة.
ويوجد منه عدة انواع لكل منهم نظريته فى دفع الهواء لكسب اعلى رنين
النوع الثالث الصندوق المزدوج radiator enclosure
هذا النوع يجمع بين النوع الاول والنوع الثاني في تصميم واحد حيث ان الصندوق المستخدم هنا صندوق مغلق ولكن في نفس الوقت تم تثبيت سماعة في الاتجاه الخلفي غير متصلة مع المكبر ولا يوجد فيها ملف صوتي وانما تتحرك تحت تأثير الامواج الصوتية المرتدة لداخل الصندوق ويسمى هذا النوع passive radiator. وتستخدم هذا النوع من السماعات انظمة السينما المزلية home theater.
والسماعة Passive التي تعمل من رد الفعل الناتج عن تغير الضغط داخل الصندوق
السماعات الالكتروستاتيكية electrostatic speaker
بالاضافة الى السماعات التي سبق شرحها يوجد الان نوع اخر من السماعات تسمى السماعات الالكتروستايكية. تتركب هذا النوع من السماعات من شريحتين معدنيتين متوازيتين احدهما مشحونة بشحنة موجبة والأخرى مشحونة بشحنة سالبة وموجود بينهما شريحة معدنية رقيقة. عندما تمر الاشارة الكهربائية الصوتية في الشريحة الرقيقة تعمل على احداث شحنة كهربية اضافية على الشريحة فتتحرك تحت تأثير المجال الكهربي.
معاينة الصورة
الا انها لم تنتشر كثيرا الا فى ال tweeter
وبهذه الطريقة تتذبذب الشريحة بين اللوحين المعدنينين مما تحدث تضاغط وتخلخل في جزيئات الهواء والتي تنتقل كصوت.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق