ทุกคนรู้ดีว่าแม่เหล็กเป็นสิ่งจำเป็นในอุปกรณ์ไฟฟ้าอะคูสติก เช่น ลำโพง ลำโพง และหูฟัง แล้วแม่เหล็กมีบทบาทอย่างไรในอุปกรณ์ไฟฟ้าอะคูสติก? ประสิทธิภาพของแม่เหล็กมีผลกระทบต่อคุณภาพเอาต์พุตเสียงอย่างไร? แม่เหล็กชนิดใดที่ควรใช้กับลำโพงที่มีคุณภาพต่างกัน?
มาสำรวจลำโพงและแม่เหล็กของลำโพงกับคุณวันนี้
ส่วนประกอบหลักที่รับผิดชอบในการสร้างเสียงในอุปกรณ์เสียงคือลำโพง หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าลำโพง ไม่ว่าจะเป็นเครื่องเสียงหรือหูฟัง ส่วนประกอบสำคัญนี้ก็ขาดไม่ได้ ลำโพงเป็นอุปกรณ์แปลงสัญญาณชนิดหนึ่งที่แปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณเสียง ประสิทธิภาพของลำโพงมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณภาพเสียง หากคุณต้องการเข้าใจแม่เหล็กของลำโพง คุณต้องเริ่มด้วยหลักการทำให้เกิดเสียงของผู้พูดก่อน
โดยทั่วไปลำโพงประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญหลายอย่าง เช่น เหล็กที แม่เหล็ก วอยซ์คอยล์ และไดอะแฟรม เราทุกคนรู้ดีว่าสนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นในลวดตัวนำ และความแรงของกระแสไฟฟ้าส่งผลต่อความแรงของสนามแม่เหล็ก (ทิศทางของสนามแม่เหล็กเป็นไปตามกฎมือขวา) สนามแม่เหล็กที่สอดคล้องกันจะถูกสร้างขึ้น สนามแม่เหล็กนี้ทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กที่เกิดจากแม่เหล็กบนลำโพง แรงนี้ทำให้วอยซ์คอยล์สั่นสะเทือนตามความแรงของกระแสเสียงในสนามแม่เหล็กของลำโพง ไดอะแฟรมของลำโพงและคอยล์เสียงเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน เมื่อวอยซ์คอยล์และไดอะแฟรมของลำโพงสั่นพร้อมกันเพื่อดันอากาศโดยรอบให้สั่นสะเทือน ลำโพงจะสร้างเสียงขึ้นมา
ในกรณีที่ระดับเสียงแม่เหล็กเท่ากันและคอยล์เสียงเดียวกัน ประสิทธิภาพของแม่เหล็กจะมีผลโดยตรงต่อคุณภาพเสียงของลำโพง:
-ยิ่งความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก (การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก) B ของแม่เหล็กยิ่งมาก แรงขับที่กระทำต่อเมมเบรนเสียงก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น
- ยิ่งความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก (การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก) B ยิ่งมาก พลังงานก็จะยิ่งมากขึ้น และระดับความดันเสียง SPL (ความไว) ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
ความไวของหูฟังหมายถึงระดับความดันเสียงที่หูฟังสามารถปล่อยออกมาได้เมื่อชี้ไปที่คลื่นไซน์ 1mw และ 1khz หน่วยของความดันเสียงคือ dB (เดซิเบล) ยิ่งความดันเสียงมาก ระดับเสียงก็จะยิ่งมากขึ้น ดังนั้น ยิ่งความไวสูงเท่าใด ความต้านทานก็จะยิ่งต่ำลง หูฟังก็จะยิ่งสร้างเสียงได้ง่ายขึ้นเท่านั้น
- ยิ่งความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก (ความเข้มการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก) B ยิ่งมาก ค่า Q ของปัจจัยด้านคุณภาพโดยรวมของลำโพงก็จะยิ่งต่ำลง
ค่า Q (ปัจจัยด้านคุณภาพ) หมายถึงกลุ่มของพารามิเตอร์ของค่าสัมประสิทธิ์การหน่วงของลำโพง โดยที่ Qms คือการหน่วงของระบบกลไก ซึ่งสะท้อนถึงการดูดซับและการใช้พลังงานในการเคลื่อนที่ของส่วนประกอบของลำโพง Qes คือการหน่วงของระบบไฟฟ้า ซึ่งส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในการใช้พลังงานของความต้านทานกระแสตรงของวอยซ์คอยล์ Qts คือการหน่วงทั้งหมด และความสัมพันธ์ระหว่างสองค่าข้างต้นคือ Qts = Qms * Qes / (Qms + Qes)
- ยิ่งความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็ก (การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก) B ยิ่งมากเท่าใดก็ยิ่งดีเท่านั้น
ภาวะชั่วคราวสามารถเข้าใจได้ว่าเป็น "การตอบสนองที่รวดเร็ว" ต่อสัญญาณ Qms ค่อนข้างสูง หูฟังที่มีการตอบสนองชั่วคราวที่ดีควรตอบสนองทันทีที่มีสัญญาณมา และสัญญาณจะหยุดทันทีที่หยุด ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนจากลีดมาเป็นวงดนตรีจะเห็นได้ชัดที่สุดในกลองและซิมโฟนีในฉากขนาดใหญ่
แม่เหล็กลำโพงในท้องตลาดมีสามประเภท: อลูมิเนียมนิกเกิลโคบอลต์, เฟอร์ไรต์และโบรอนเหล็กนีโอดิเมียม แม่เหล็กที่ใช้ในอะคูสติกไฟฟ้าส่วนใหญ่เป็นแม่เหล็กนีโอไดเมียมและเฟอร์ไรต์ มีอยู่ในวงแหวนหรือรูปทรงแผ่นดิสก์หลายขนาด NdFeB มักใช้ในผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ เสียงที่เกิดจากแม่เหล็กนีโอไดเมียมมีคุณภาพเสียงที่ดีเยี่ยม ความยืดหยุ่นของเสียงที่ดี ประสิทธิภาพเสียงที่ดี และการวางตำแหน่งสนามเสียงที่แม่นยำ ด้วยประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของ Honsen Magnetics โบรอนเหล็กนีโอไดเมียมขนาดเล็กและเบาจึงเริ่มค่อยๆ เข้ามาแทนที่เฟอร์ไรต์ขนาดใหญ่และหนัก
Alnico เป็นแม่เหล็กที่เก่าแก่ที่สุดที่ใช้ในลำโพง เช่น ลำโพงในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 (รู้จักกันในชื่อทวีตเตอร์) โดยทั่วไปจะทำเป็นลำโพงแม่เหล็กภายใน (แบบแม่เหล็กภายนอกก็มีให้เช่นกัน) ข้อเสียคือกำลังมีน้อย ช่วงความถี่แคบ แข็งและเปราะ และการประมวลผลไม่สะดวกมาก นอกจากนี้โคบอลต์ยังเป็นทรัพยากรที่หายาก และราคาของอะลูมิเนียมนิกเกิลโคบอลต์ก็ค่อนข้างสูง จากมุมมองของประสิทธิภาพด้านต้นทุน การใช้อะลูมิเนียมนิกเกิลโคบอลต์สำหรับแม่เหล็กของลำโพงนั้นค่อนข้างน้อย
โดยทั่วไปเฟอร์ไรต์จะถูกสร้างเป็นลำโพงแม่เหล็กภายนอก ประสิทธิภาพของแม่เหล็กเฟอร์ไรต์ค่อนข้างต่ำ และจำเป็นต้องมีระดับเสียงที่แน่นอนเพื่อให้เป็นไปตามแรงผลักดันของลำโพง ดังนั้นจึงมักใช้กับลำโพงเสียงที่มีระดับเสียงมากกว่า ข้อดีของเฟอร์ไรต์คือราคาถูกและคุ้มค่า ข้อเสียคือเสียงดังมาก กำลังไฟน้อย และช่วงความถี่แคบ
คุณสมบัติทางแม่เหล็กของ NdFeB นั้นเหนือกว่า AlNiCo และเฟอร์ไรต์มาก และปัจจุบันเป็นแม่เหล็กที่ใช้มากที่สุดกับลำโพง โดยเฉพาะลำโพงระดับไฮเอนด์ ข้อดีคือภายใต้ฟลักซ์แม่เหล็กเดียวกัน ปริมาตรมีขนาดเล็ก พลังงานมีขนาดใหญ่ และช่วงความถี่กว้าง ปัจจุบันหูฟังไฮไฟใช้แม่เหล็กดังกล่าวเป็นหลัก ข้อเสียคือเนื่องจากธาตุหายากทำให้ราคาวัสดุสูงขึ้น
ก่อนอื่น จำเป็นต้องชี้แจงอุณหภูมิโดยรอบที่ลำโพงทำงาน และพิจารณาว่าควรเลือกแม่เหล็กตัวใดตามอุณหภูมิ แม่เหล็กที่แตกต่างกันมีคุณสมบัติต้านทานอุณหภูมิที่แตกต่างกัน และอุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่สามารถรองรับได้ก็แตกต่างกันเช่นกัน เมื่ออุณหภูมิสภาพแวดล้อมการทำงานของแม่เหล็กสูงกว่าอุณหภูมิการทำงานสูงสุด อาจเกิดปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น การลดทอนประสิทธิภาพแม่เหล็กและการล้างอำนาจแม่เหล็ก ซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อเอฟเฟกต์เสียงของลำโพง
