صوت به زبان ساده

دریافت مغز ما از لرزش و ارتعاش هوا چه با واسطه چه به طور مستقیم، صدا نامیده میشود. به طور کلی به لرزش هوا که به گوش ما میرسد صدا گفته میشود. در سیستمهای صوتی ماشین لرزش هوا توسط بلندگو یا همون اسپیکر ایجاد میشود. حرکت رو به جلو و عقب اسپیکر باعث جابجایی هوا به میزانهای متفاوتی میشود که توسط گوش ما شنیده میشود.

مرجع تخصصی خودرو و تیونینگ | پارس تیونینگ

صدا در یک چرخه 360 درجه حرکت می کند. زمانی که صفحه یک اسپیکر (از تویتر تا سـاب ووفر) از حالت سکون در 0 درجه به سمت بالا حرکت می کند، در سیکل حرکتی خود به یک چهارم آن 360 درجه یعنی 90 درجه میرسد و در این حالت به حداکثر دامنه حرکتی رو به جلو خود رسیده است. زمانی که به محل سکون خود برمیگردد در واقع یک حرکت 180 درجه داشته است و به سمت زاویه 270 درجه رو به عقب حرکت خود را ادامه می دهد که به حداکثر دامنه حرکتی رو به عقب خود رسیده است. زمانی که دوباره به محل سکون خود بر میگردد بعد از آخرین حرکت 90 درجه، یک چرخه 360 درجه کامل را طی کرده است. این سیکل همینطور تکرار خواهد شد و در نتیجه آن هوا جابجا و مرتعش شده و صدا تولید می شود. با هر حرکت رو به جلو و رو به عقب یک سیکل حرکتی اسپیکر کامل میگردد که با واحد هرتز Hz سنجیده میشود؛ هرتز معادل هر سیکل کامل رفت و برگشت در یک ثانیه است. پس 20 هرتز برابر است با 20 سیکل حرکتی در یک ثانیه. هر چه میزان این سنجش به هرتز کمتر باشد صدا هم بم تر خواهد بود و برعکس. انسانها به طور متوسط صداهای مابین 20 هرتز تا 20000 هرتز (20 کیلو هرتز) را می شنوند و مابقی فرکانسها برای ما معمولا قابل تشخیص نیستند. (این موضوع به گوش شخص بسیار بستگی دارد مثلا خودم بیشتر از 18000 هرتز را تشخیص نمیدم!)

همه صدا ها به یک اندازه و کیفیت به گوش ما نمی رسند. گوش ما حساسیت کمتری نسبت به حداکثر و حداقل فرکانسهای قابل شنیدن دارد. منحنی Fletcher-Munson که توسط دو محقق به همین نام تهیه شده است، حساسیت گوش ما به فرکانسهای مختلف را نشان میدهد. در محور افقی فرکانسها را به واحد هرتز می بینید و در محور عمودی سطح قدرت صدا به واحد دسیبل نشان داده شده است.

مرجع تخصصی خودرو و تیونینگ | پارس تیونینگ

توجه کنید که چگونه در هر دو سوی چپ و راست، منحنی رو به بالا حرکت میکند و اینکه چگونه منحنی در حجم های پایین صدا، بالاتر رفته است. این همان موضوعی است که یک پخش (هدیونیت) در مدارات خود سعی می شود که در مورد فرکانسها انجام دهد و معمولا به نام تنظیم LOUD شناخته می شود؛ بدینگونه که سطح فرکانسهای بالا و پایین در دسیبل های کم را افزایش می دهد. اما با افزایش حجم صدا (ولوم) میزان تقویت این فرکانسها نیز کاهش می یابد. هر چه پخش میزان تقویت اینگونه فرکانسها رو به طور غیر یکنواختی انجام دهد صدای بهتری با این تنظیم ارائه می دهد. معمولا هم اکولایزرهای پخش به شکلی بهتر است باشند که منحنی تقویت فرکانسها بیشترین شباهت به منحنی Fletcher-Munson را داشته باشد. زمانی که گفته میشود "کاری کن اکولایزرت لبخند بزنه" منظور این هست که شبیه منحنی شکل بالا آن را تنظیم کن.

برای راحتی کار میتوان اصوات را به چهار دسته از محدوده فرکانسی قابل شنیدن تقسیم بندی کرد که عبارتند از: سـاب ووفر بیس یا بیس، مید بیس، مید رنج و های (bass, mid-bass, mid-range, high). البته هیچ محدوده دقیقی برای این دسته بندی وجود ندارد اما به طور کلی به شکل زیر شناخته می شوند. همچنین سایز معمول اسپیکر برای اجرای صحیح هر محدوده فرکانسی نیز مشخص شده است.

نام ______________ محدوده فرکانسی _____________ سایز اسپیکرها
بیس _______________ 20-80 Hz ______________________ هشت اینچ یا بزرگتر
مید بیس ____________ 80-200 Hz _____________________ شش و نیم و 8 اینچ
مید رنج _____________ 200-2,000 Hz __________________ سه و نیم، 4", 5.25", 6.5"
های _______________ 2,000-20,000 Hz ________________ دو اینچ و کوچکتر

برای اینکه بتوان اسپیکر را در محدوده فرکانسی آن بکار گرفت لازم است که از یک سیستم کراس اوور جهت فیـــلتر کردن فرکانسها استفاده شود. دو نوع کراس اور اکتیو و پسیو (فعال و غیر فعال) وجود دارد. یک کراس اور فرکانسهای ارسالی به هر اسپیکر را با تضعیف آنها محدود می کند. این تضعیف فرکانسها به واحد دسیبل بر اکتاو (dB/oct) سنجیده می شود و به میزان تضعیف نیز شیب گفته می شود. هرچه شیب بیشتر باشد فرکانسهای کمتری در مرز برش تضعیف می شوند و برعکس. تضعیف فرکانسها از طریق خازنها و سیم پیچها حاصل می گردد. واحد این قطعات بر اساس شیب درخواستی و امپدانس (مقاومت بر حسب اهم) متغیر است و بر اساس نوع فیلـــتر مورد نیاز تعیین می شود. منظور از نوع فیلـــتر HPF (مختص باندها High Pass Filter) است که فرکانسهای پایین تر از فرکانس تنظیمی را تضعیف می کند و یا LPF (مختص سـاب ووفر ووفر Low Pass Filter) که فرکانسهای بالاتر از فرکانس تنظیمی را تضعیف می کند. معمولا واحد شیبها مابین 6 تا 24 دسیبل بر اکتاو قابل تنظیم است. شیب 6 دسیبل با استفاده از یک سیم پیچ تک (برای گذر فرکانسهای پایین) و یک خازن تک (برای گذر فرکانسهای بالا) که بطور سری با اسپیکر بسته می شوند، حاصل می شود. شیب بزرگتر بعدی 12 دسیبل بر اکتاو است (ضرب دو شیب 6 دسیبل) که با استفاده از یک سیم پیچ تک به شکل سری با اسپیکر و یک خازن تک به شکل موازی با اسپیکر (برای گذر فرکانسهای پایین) حاصل می شود. محل سیم پیچ و خازن برای کراس اوور HPF و شیب 12 دسیبل برعکس بسته می شود. به شکلهای زیر توجه کنید. دو تصویر بالا با LPF برای یک سـاب ووفر ووفر و دوتای پایینی با HPF برای یک تویتر یا باند.

مرجع تخصصی خودرو و تیونینگ | پارس تیونینگ

با همه اینها شیب یا اکتاو دقیقا چیست؟ یک اکتاو در واقع فاصله دو فرکانس است. یک اکتاو در محاسبات کراس اور دو برابر فرکانس مرجع (تنظیم شده توسط شما) است. برای مثال، فرکانس تنظیمی 200 هرتز یک اکتاو از 100 هرتز فاصله دارد؛ و یا 400 هرتز که یک اکتاو از 200 هرتز و 2 اکتاو از 100 هرتز فاصله دارد. این خود نشان می دهد که نمی توانیم دقیقا محل تضعیف فرکانس را مشخص کنیم و یک هم پوشانی یا طیفی از تضعیف فرکانسها در عمل حاصل می شود که با توجه به مطالب ذکر شده بر حسب شیب مشخص می گردند. یک فیلـــتر LPF با شیب 6 دسیبل بر اکتاو در نقطه تنظیمی 100 هرتز، فرکانسهای 200 هرتز را به میزان 6 دسیبل، در فرکانس تنظیمی 400 هرتز به میزان 12 دسیبل، و فرکانس 800 هرتز را 18 دسیبل، و .... تضعیف می کند. نمودار زیر تضعیف شیبهای متفاوت یک فیلـــتر LPF را در فرکانس تنظیمی 100 هرتز نشان می دهد. برای نمونه مثلا دقت کنید که فرکانس 300 هرتز در شیب 24 به میزان حدود منفی 40 دسیبل به گوش میرسد اما در شیب 12 نزدیک به منفی 10 دسیبل.

مرجع تخصصی خودرو و تیونینگ | پارس تیونینگ

حال این سوال مطرح می شود که کدام بهتر است، شیب بالا یا پایین؟ در واقع هر دو امتیازات و معایبی دارند. شیب پایین مثلا 6 دسیبل فرکانسهای مشترک بیشتری را بین اسپیکرها همپوشانی می کند که انتقال آرام تری را در نقطه فرکانس تنظیمی کراس اور به شما می دهد و البته در یک اسپیکر واحد فرکانسهای بیشتری به گوش میرسد که میتواند مثلا یک بیس را به اصطلاح تقه ای (با شیب کم) یا نرم تر (شیب بیشتر) تحویل دهد. اما مشکل این است که شیب پایین نمی تواند نقش حافظتی اسپیکرهای شما را از آسیب ناشی از فرکانس نامناسب ایفا کند. شیبهای بالاتر این نقش را بهتر ایفا می کنند اما اگر سیستم کراس اور به دقت و مناسب طراحی نشود جالب است که بدانید یک تغییر تونالیته بسیار مشخصی را در نقطه فرکانس تنظیمی خواهید شنید که البته اصلا صدای دلنشینی نخواهد بود چون فرکانسهای به نسبت بسیار کمتری به گوش شما می رسد. نکته جالب دیگر اینکه هر چه فرکانس ارسالی به سـاب ووفر ووفر با شیب بیشتری همراه باشد (18 دسیبل به بالا) تشخیص محل دقیق سـاب ووفر وور راحتتر خواهد بود که البته برای خیلی ها خوش آیند نیست. کراس اورهای پسیو (یا غیر فعال که با استفاده از سیم پیچ و خازن سر راه اسپیکر قرار میگیرند و بر خلاف کراس اور اکتیو یا فعال مثلا در پخش، قابلیت تغییر یا تنظیم را ندارند) کمی از انرژی را جذب می کنند و می توانند باعث تغییر فاز شوند هر چند که طراحی پیچیده تری دارند. کراس اورهای اکتیو (یا فعال مورد استفاده در پخش یا پروسسر) معمولا قابل تنظیم بوده و مشکلات تغییر فاز را ندارند اما همانند انواع پسیو مشکل جذب یا تضعیف انرژی را دارند.

برگرفته از وبسایت ساندی شاپ