طراحی یـک سیسـتم بلنـدگوی بـه ظـاهر سـاده، مقولـه ای بسـیار پیچیـده و تخصصی در دانش مهندسی آکوستیک است.

تنها بـا ترکیـب دانـش عمیـق و سالها تجربه است که مهندسان موفق در این زمینه میتوانند علیرغم وجـود محدودیتهایی که قوانین فیزیک دیکته میکند، بلندگویی بسازند کـه اتـلاف انرژی اندک، قابلیت تبدیل مقـدار تـوان زیـاد، دقـت و کیفیـت در بازسـازی اصوات موسیقی، زاویه تابش صدای مناسـب و قابـل کنتـرل، قابلیـت تولیـد شدت صدایی یکسان از فرکـانسهـای گونـاگون، دوام زیـاد، و البتـه قیمتـی معقول داشته باشد.

در سیستمهای سادهتر و ارزانقیمتتر، امکان دارد که از یک عدد بلنـدگو برای تولید تمام فرکـانسهـا اسـتفاده گـردد. ولـی در اغلـب مـوارد، صـدای ایجادشده مورد قبول شخصی که دارای گوشهای حساس و آشنا به موسیقی باشد، قرار نخواهد گرفت. معمولاً بخشی از تـوان تقویـتکننـده صـوتی کـه صرف تولید فرکانسهای پایین میشود بیشـتر از آن مقـدار تـوانی اسـت کـه فرکانسهای میانی و بالا را تولید مینماید. (زیرا برای انتقال مؤثر صـدای بـم که دارای فرکانس پایین و در نتیجه طـول مـوج بیشـتری اسـت، احتیـاج بـه جا به جا کردن حجم هوای بیشتری اسـت، کـه مسـلماً نیـاز بـه صـرف انـرژی بیشتری دارد) بلندگوی قدرتمندی که قادر است کمترین فرکانسهـای بـم را پخش کنـد، بایـد دیـافراگم بزرگـی داشـته باشـد تـا قـادر بـه طـی مسـافت قابلتوجهی باشد.

چون شنوایی انسان به فرکانسهـای کـم حسـاس نیسـت، بلندگویی که تنها بتواند کمترین فرکانسهای قابـل شـنیدن را بـا قـدرت کـم تولید کند، تنها انرژی را تلـف مـیکنـد. طراحـی یـک بلنـدگو بـرای پخـش فرکانسهای بالا یا توییتر به لحاظ نیازهای خاص فیزیکی، خود یـک رشـته تخصصی جداگانه در علم مهندسی آکوستیک است.

یک توییتر خوب، بـرای تولید فرکانسهای بالا از مقدار نسبتاً کمی انرژی الکتریکی استفاده میکنـد و حجم هوای بسیار کمی را به حرکت در میآورد، ولی لازم است این کار را با دقت فوقالعادهای انجام دهد. برای دستیابی به این دقت، بـرخلاف دیـافراگم انواع دیگر بلندگوها کـه از جـنس الیـاف تقویـتشـده کاغـذی و یـا گـاهی پولیمرهای مصنوعی ساخته میشوند، از دیافراگمی فلـزی اسـتفاده مـیشـود. توجه داشته باشید که این دیافراگم، برای تولید فرکانس 16000 هرتز، باید در هر ثانیه 16000 حرکت نوسانی و متغیر به سمت عقب و جلو انجام دهد! بـه این دلیل، اصولاً دیافراگم توییتر هر چه وزن کمتـر و بـالانس بهتـری داشـته باشد، از حساسیت و دقت عمل بیشتری برخوردار خواهد بود.

هر چند فناوری ساخت بلندگوها بیش از 50 سال است که تغییر خاصـی نکرده، اما کیفیت مواد و مدارهایی کـه در جعبـه بلنـدگوهای امـروزی بـرای پردازش صدا تعبیه شده است، عملاً تفاوتهای بسیاری را بهوجود مـیآورد. ویژگی مهم این مدارها که در واقع فیلترهایی بـرای جـداکردن فرکـانسهـای مختلف صوتی هستند، آن است که با تفکیک فرکانس خروجی امکان ارسـال هر بخش فرکانسی به یک بلندگوی خاص را بهوجود میآورند. به این ترتیب میتوان فرکانسهای بم را به یک بلندگوی بزرگ و فرکانسهـای زیـر را بـه یک بلندگوی کوچکتر اعمال نمود.

بـه بیـان دیگـر بـا تفکیـک فرکـانسهـا میتوان هر بخش فرکانسی را به بلنـدگویی تحویـل داد کـه پاسـخ فرکانسـی بهتری به آن طیف میدهد. به ایـن فیلترهـا مـدارهای کـراساور هـم گفتـه میشود. اصطلاحی مانندبلندگوی دو راهه” یا “بلندگوی سه راهـه” بیـانگر این موضوع است که فیلترهای درون جعبه بلندگو، توانـایی تقسـیم فرکـانس سیگنال صوتی اعمالشده ورودی را به چند محدوده فرکانسی دارند. بنابراین جعبه بلندگویی که دو مسیر داشته باشد، خروجـی را بـه دو قسـمت تقسـیم میکند و دارای یک بلندگوی توییتر و یک بلندگوی ووفر هست.

تفاوت دیگر باندهای امروزی با انواع قدیمی، پیشـرفت آنهـا در طراحـی آکوستیک جعبه است که در نهایت کمک بسیاری به کیفیت ارائه صوت کرده و بازده را بالا میبرند. معمولاً چوب بهترین ماده برای ساخت جعبه بلندگوی فرکانس خیلی پایین یا ساب ووفر است؛ زیرا چگالی، نـوع بافـت ورفتـار آکوستیک” چوب، کیفیت صوتی گرم و دلپذیر وتنالیته” مطلـوبی بـه امـواج صوتی فرکانسهای پایین مـیبخشـد.

در واقـع بـه همـین علـت بدنـه آلات موسیقی همچون تنبک، تنبور و گیتار نیز اغلب از چوب ساخته مـیشـود. در طراحی ساب ووفرهای مرغوب، جهت انتقال مؤثرتر انرژی امواج صـوتی بـه هوا، ازدریچه بازتاب فرکانسهای پایین” استفاده میشـود. بـا بـهکـارگیری اصول صحیح مهندسی در طراحی شکل و ابعاد جعبه یا کابینت سـاب ووفـر میتوان فرکانس خاصی را کهفرکانس تشدید” نامیده میشود تقویت کرد. همه کسانی که با دقت به صدای پخششده از یک بلندگو گوش دادهاند، دریافتهاند که صدای هیچ دو بلندگویی مثل هم نیست.

این امر به خاطر عـدم تشـابه کامـل یـا بخشـی از مشخصـات فنـی آنهاسـت. البتـه گـاهی اوقـات مشخصات ارائهشده برای دو بلندگو یکسان است، اما در عمل چنین نیست و یا اینکه کارخانه سازنده مشخصات مبهمی ارائه میکند که معنـی مشـخص و درستی ندارد. مشخصات فنی اعلامشده از هر سازندهای را نمیتوان بهعنـوان واقعیت پذیرفت، مگر اینکه سـازنده معتبـر باشـد. نـوع و میـزان مشخصـات اعلامشده برای سیستمهای بلندگویی مهـم اسـت. بـرای مثـال هـیچ سـازنده معتبری برای اعلام توان خروجی از مقیاس Watts PMPO استفاده نمـیکنـد.

این مقیاس فاقد پایه و اساس علمی است و صرفاً عدد تخیلـی بزرگـی بـرای فریب خریدار غیرمتخصص است. به همین ترتیـب پاسـخ دامنـه بـر حسـب فرکانس هنگامی که اندازهگیری در یک اتاق صامت بوده باشـد بـا وقتـی کـه اندازهگیری به روش میانگینگیری و نرمگیری باشد، کاملاً متفاوت است.

در واقع برخی از سازندگان هنگام ارائه پاسخ فرکانس، دقیقاً مشخص نمـیکننـد که اندازهگیری خود را در چه شرایطی انجام دادهاند کـه ایـن امـر مـیتوانـد، قضاوت کاربر را درباره بلندگوی مذکور به اشتباه اندازد، زیرا شرایط اتاقی که بلندگو در آن قرار گرفته و موقعیـت بلنـدگو در اتـاق و نزدیکـی بـه سـطوح بازتابنده بزرگ در صدای بلندگو بسیار مـؤثر اسـت و مـیتوانـد مشخصـات ارائهشده را به کلی تغییر دهد. حتی تصمیمگیری در مورد نصب یک بلنـدگو بر روی پایه و یا نصب در درون دیوار بر چگونگی مشخصههای یک بلنـدگو مؤثر است.

منبع : مبانی مهندسی صدا