Kaikki tietävät, että magneetteja tarvitaan sähköakustisissa laitteissa, kuten kaiuttimissa, kaiuttimissa ja kuulokkeissa. Mitä rooleja magneeteilla on sähköakustisissa laitteissa? Miten magneetin suorituskyky vaikuttaa äänenlaatuun? Mitä magneettia tulisi käyttää erilaatuisissa kaiuttimissa?
Tule tutustumaan kaiuttimiin ja kaiutinmagneetteihin kanssasi jo tänään.
Äänilaitteen äänen tuottamisesta vastaava ydinkomponentti on kaiutin, joka tunnetaan yleisesti kaiuttimena. Olipa kyseessä stereot tai kuulokkeet, tämä avainkomponentti on välttämätön. Kaiutin on eräänlainen muunnoslaite, joka muuntaa sähköiset signaalit akustisiksi signaaleiksi. Kaiuttimen suorituskyvyllä on suuri vaikutus äänenlaatuun. Jos haluat ymmärtää kaiuttimen magnetismia, sinun on ensin aloitettava kaiuttimen ääniperiaatteesta.
Kaiutin koostuu yleensä useista avainkomponenteista, kuten T-raudasta, magneetista, äänikelasta ja kalvosta. Me kaikki tiedämme, että johtavassa johdossa syntyy magneettikenttä ja virran voimakkuus vaikuttaa magneettikentän voimakkuuteen (magneettikentän suunta noudattaa oikean käden sääntöä). Vastaava magneettikenttä syntyy. Tämä magneettikenttä on vuorovaikutuksessa kaiuttimen magneetin synnyttämän magneettikentän kanssa. Tämä voima saa äänikelan värähtelemään kaiuttimen magneettikentän äänivirran voimakkuuden mukana. Kaiuttimen kalvo ja äänikela on yhdistetty toisiinsa. Kun äänikela ja kaiuttimen kalvo värähtelevät yhdessä saadakseen ympäröivän ilman värisemään, kaiutin tuottaa ääntä.
Jos magneetin äänenvoimakkuus on sama ja äänikela on sama, magneetin suorituskyky vaikuttaa suoraan kaiuttimen äänenlaatuun:
-Mitä suurempi magneetin magneettivuon tiheys (magneettinen induktio) B on, sitä voimakkaampi on äänikalvoon vaikuttava työntövoima.
-Mitä suurempi magneettivuon tiheys (magneettinen induktio) B, sitä suurempi teho ja sitä korkeampi SPL-äänenpainetaso (herkkyys).
Kuulokkeiden herkkyys viittaa äänenpainetasoon, jonka kuulokkeet voivat lähettää, kun ne osoittavat siniaaltoa 1 mw ja 1 khz. Äänenpaineen yksikkö on dB (desibeli), mitä suurempi äänenpaine, sitä suurempi äänenvoimakkuus, joten mitä suurempi herkkyys, mitä pienempi impedanssi, sitä helpompi kuulokkeiden on tuottaa ääntä.
-Mitä suurempi magneettivuon tiheys (magneettisen induktion intensiteetti) B, sitä pienempi on kaiuttimen kokonaislaatutekijän Q-arvo.
Q-arvo (laatutekijä) viittaa kaiuttimen vaimennuskertoimen parametriryhmään, jossa Qms on mekaanisen järjestelmän vaimennus, joka heijastaa kaiuttimen komponenttien liikkeessä tapahtuvaa energian imeytymistä ja kulutusta. Qes on voimajärjestelmän vaimennus, joka heijastuu pääasiassa puhekäämin tasavirtaresistanssin virrankulutukseen; Qts on kokonaisvaimennus, ja näiden kahden välinen suhde on Qts = Qms * Qes / (Qms + Qes).
-Mitä suurempi magneettivuon tiheys (magneettinen induktio) B, sitä parempi transientti.
Transientti voidaan ymmärtää "nopeaksi vasteeksi" signaaliin, Qms on suhteellisen korkea. Hyvän transienttivasteen omaavien kuulokkeiden pitäisi reagoida heti, kun signaali tulee, ja signaali lakkaa heti, kun se pysähtyy. Esimerkiksi siirtyminen johdosta yhtyeeseen on ilmeisin rummuissa ja suurempien kohtausten sinfonioissa.
Kaiutinmagneetteja on markkinoilla kolmenlaisia: alumiininikkelikobolttia, ferriittiä ja neodyymirautabooria. Sähköakustiikassa käytetyt magneetit ovat pääasiassa neodyymimagneetteja ja ferriittejä. Niitä on erikokoisina renkaina tai levyn muotoisina. NdFeB:tä käytetään usein huippuluokan tuotteissa. Neodyymimagneettien tuottamalla äänellä on erinomainen äänenlaatu, hyvä äänen elastisuus, hyvä äänen suorituskyky ja tarkka äänikentän sijoittelu. Honsen Magneticsin erinomaiseen suorituskykyyn luottaen pieni ja kevyt neodyymirautaboori alkoi vähitellen korvata suuret ja raskaat ferriitit.
Alnico oli varhaisin kaiuttimissa käytetty magneetti, kuten kaiuttimissa 1950- ja 1960-luvuilla (tunnetaan diskanttikaiuttimina). Yleensä tehdään sisäiseksi magneettikaiuttimeksi (saatavana myös ulkoinen magneettinen tyyppi). Haittana on, että teho on pieni, taajuusalue on kapea, kova ja hauras ja käsittely on erittäin hankalaa. Lisäksi koboltti on niukka luonnonvara, ja alumiininikkelikoboltin hinta on suhteellisen korkea. Kustannustehokkuuden näkökulmasta alumiininikkelikoboltin käyttö kaiutinmagneeteissa on suhteellisen vähäistä.
Ferriiteistä tehdään yleensä ulkoisia magneettikaiuttimia. Ferriitin magneettinen suorituskyky on suhteellisen alhainen, ja kaiuttimen käyttövoiman täyttämiseksi tarvitaan tietty äänenvoimakkuus. Siksi sitä käytetään yleensä suuremman äänenvoimakkuuden kaiuttimissa. Ferriitin etuna on, että se on halpa ja kustannustehokas; Haittana on, että äänenvoimakkuus on suuri, teho on pieni ja taajuusalue on kapea.
NdFeB:n magneettiset ominaisuudet ovat paljon paremmat kuin AlNiCo:n ja ferriitin, ja ne ovat tällä hetkellä eniten käytetyt magneetit kaiuttimissa, erityisesti huippuluokan kaiuttimissa. Etuna on, että saman magneettivuon alla sen tilavuus on pieni, teho on suuri ja taajuusalue on laaja. Tällä hetkellä HiFi-kuulokkeet käyttävät periaatteessa tällaisia magneetteja. Haittana on, että harvinaisten maametallien vuoksi materiaalin hinta on korkeampi.
Ensinnäkin on tarpeen selvittää ympäristön lämpötila, jossa kaiutin toimii, ja määrittää, mikä magneetti tulisi valita lämpötilan mukaan. Eri magneeteilla on erilaiset lämpötilankestävyysominaisuudet, ja niiden tukema enimmäistyölämpötila on myös erilainen. Kun magneetin työympäristön lämpötila ylittää maksimikäyttölämpötilan, voi tapahtua ilmiöitä, kuten magneettisen suorituskyvyn heikkeneminen ja demagnetoituminen, jotka vaikuttavat suoraan kaiuttimen äänitehoon.
