Aplicación de imanes en altavoces.
El componente central responsable de producir sonido en los equipos de audio es el altavoz, comúnmente conocido como altavoz, ya sea un altavoz o un auricular, este componente clave es indispensable. El altavoz es una especie de dispositivo transductor que transforma la señal eléctrica en señal acústica. El rendimiento del altavoz tiene una gran influencia en la calidad del sonido. Para comprender el magnetismo del altavoz, primero debe comenzar con el principio de sonido del altavoz.
El principio de sonido del cuerno.
La vista lateral del altavoz a continuación puede ayudarnos a comprender la estructura básica del altavoz. El cuerno generalmente se compone de hierro en T, imán, bobina móvil y diafragma.
Entonces, ¿cómo emite un sonido el altavoz? Todos sabemos que se generará un campo magnético en el cable energizado. La fuerza de la corriente afecta la fuerza del campo magnético (la dirección del campo magnético sigue la regla de la mano derecha). Cuando la corriente de audio de CA pasa a través de la bobina del altavoz (es decir, la bobina de voz), de acuerdo con el principio anterior, se genera un campo magnético correspondiente. Este campo magnético genera una fuerza de interacción con el campo magnético generado por el imán del cuerno. Esta fuerza hace que la bobina móvil vibre en el campo magnético de la bocina con la fuerza de la corriente de audio. El diafragma y la bobina móvil de la bocina están conectados entre sí. Cuando la bobina móvil y el diafragma de la bocina vibran juntos, empuja el aire circundante a vibrar y el altavoz produce un sonido.
El efecto de imán rendimiento en la calidad de salida de sonido de los altavoces
En el caso del mismo volumen de imán y la misma bobina móvil, el rendimiento del imán tiene un impacto directo en la calidad del sonido del altavoz:
Cuanto mayor sea la densidad de flujo magnético (inducción magnética) B del imán, más fuerte será el empuje que actúa sobre la película sonora.
Cuanto mayor sea la densidad de flujo magnético (inducción magnética) B, mayor será la potencia relativa y mayor el nivel de presión sonora SPL (sensibilidad).
La sensibilidad del auricular es el nivel de presión sonora que el auricular puede emitir cuando se introduce una onda sinusoidal de 1 mw, 1 khz en el auricular. La unidad de presión sonora es dB (decibelios). Cuanto mayor sea la presión del sonido, mayor será el volumen, por lo que cuanto mayor sea la sensibilidad, menor será la impedancia y más fácil será para los auriculares producir sonido.
Cuanto mayor sea la densidad de flujo magnético (inducción magnética) B, menor será el valor del factor de calidad general Q del altavoz.
El valor Q (factor de calidad) se refiere a un conjunto de parámetros del coeficiente de amortiguación de la bocina, donde Qms es la amortiguación del sistema mecánico, que refleja la absorción y el consumo de energía de las distintas partes de la bocina. Qes es la amortiguación del sistema de potencia, que se refleja principalmente en el consumo de energía eléctrica por la resistencia DC de la bobina móvil; Qts es la amortiguación total, que está relacionada con los dos anteriores como Qts = Qms * Qes / (Qms + Qes).
Cuanto mayor sea la densidad de flujo magnético (inducción magnética) B, mejor será el estado transitorio.
Transitorio puede entenderse como "respuesta rapida"a la señal, y el Qms es relativamente alto. Los auriculares con una buena respuesta transitoria deben responder tan pronto como llegue la señal y detenerse abruptamente tan pronto como la señal se detenga, y nunca descuidados. Por ejemplo, la transición del solista al conjunto es la más obvia en tambores y sinfonías con escenas más grandes.
Cómo elegir un cuerno imán
Hay tres tipos principales de imanes de altavoz en el mercado: AlNiCo, Ferrite y NdFeB:
Alnico es el primer imán utilizado en altavoces, como los altavoces de bocina (conocidos como tweeters) en los años 50 y 60. Generalmente se hace en cuerno magnético interno (el tipo magnético externo también está disponible). La desventaja es que la potencia es pequeña, el rango de frecuencia es estrecho, duro y quebradizo y el procesamiento es muy inconveniente. Además, el cobalto es un recurso escaso y el precio de AlNiCo es relativamente alto. Desde la perspectiva de la rentabilidad, los imanes de bocina eligen AlNiCo por ser relativamente pequeño.
Las ferritas generalmente están hechas de altavoces magnéticos externos. Las ferritas tienen propiedades magnéticas relativamente bajas y requieren un cierto volumen para cumplir con la fuerza impulsora de los altavoces. Por lo tanto, se utilizan generalmente en altavoces de audio más grandes. La ventaja de la ferrita es que es barata y rentable; la desventaja es que es de mayor tamaño, menor potencia y estrecho en el rango de frecuencia.
Las propiedades magnéticas de NdFeB son muy superiores a las de AlNiCo y ferrita, y actualmente es el imán más utilizado en los altavoces, especialmente en los de gama alta. Sus ventajas son su pequeño tamaño, alta potencia y amplio rango de frecuencia bajo el mismo flujo magnético. En la actualidad, los auriculares de alta fidelidad utilizan básicamente este tipo de imanes. La desventaja es que debido a que contiene elementos de tierras raras, el precio del material es relativamente alto.
Varios factores a considerar al elegir un imán de cuerno
En primer lugar, es necesario aclarar la temperatura ambiente donde está funcionando la bocina y determinar qué imán se debe seleccionar de acuerdo con la temperatura. Los diferentes imanes tienen diferentes características de resistencia a la temperatura, y la temperatura máxima de funcionamiento que se puede soportar también es diferente. Cuando la temperatura ambiente de trabajo del imán excede la temperatura máxima de trabajo, puede ocurrir una degradación del rendimiento magnético y desmagnetización, lo que afectará directamente el efecto de sonido de la bocina.
En segundo lugar, es necesario considerar exhaustivamente los requisitos de flujo magnético y el volumen del imán para seleccionar el imán de bocina. Alguien preguntó si cuanto más fuerte es el imán del altavoz, mejor es el sonido. De hecho, el altavoz no es cuanto más grande sea el imán, mejor. A partir de la influencia del rendimiento del imán en la calidad de salida del sonido de la bocina, podemos encontrar que el flujo magnético del imán tiene una gran influencia en la calidad del sonido de la bocina. En el caso del mismo volumen, el rendimiento del imán: neodimio hierro boro> alnico>ferrito; al mismo flujo magnético Según los requisitos, el volumen del imán de neodimio, hierro boro es el más pequeño y la ferrita es el más grande. El mismo material magnético (mismo material y mismo rendimiento), cuanto mayor es el diámetro, mayor es la inducción magnética, mayor es la potencia del altavoz, mayor es la sensibilidad del altavoz y mejor es la respuesta transitoria. Por lo tanto, es necesario considerar exhaustivamente la limitación del volumen de la bocina sobre el volumen del imán y los requisitos del rendimiento del flujo magnético del imán para determinar qué material magnético elegir.