Tutti sanno che i magneti sono necessari nelle apparecchiature elettroacustiche come altoparlanti, altoparlanti e cuffie, quindi che ruolo svolgono i magneti nei dispositivi elettroacustici? Che effetto hanno le prestazioni del magnete sulla qualità dell'uscita del suono? Quale magnete dovrebbe essere utilizzato in altoparlanti di diverse qualità?
Vieni ad esplorare con te gli altoparlanti e i magneti degli altoparlanti oggi stesso.
Il componente principale responsabile della produzione del suono in un dispositivo audio è un altoparlante, comunemente noto come altoparlante. Che si tratti di uno stereo o di cuffie, questo componente fondamentale è indispensabile. L'altoparlante è una sorta di dispositivo di trasduzione che converte i segnali elettrici in segnali acustici. Le prestazioni dell'altoparlante hanno una grande influenza sulla qualità del suono. Se vuoi comprendere il magnetismo degli altoparlanti, devi prima iniziare con il principio sonoro dell'altoparlante.
L'altoparlante è generalmente composto da diversi componenti chiave come ferro T, magnete, bobina mobile e diaframma. Sappiamo tutti che nel filo conduttore verrà generato un campo magnetico e l'intensità della corrente influisce sull'intensità del campo magnetico (la direzione del campo magnetico segue la regola della mano destra). Viene generato un campo magnetico corrispondente. Questo campo magnetico interagisce con il campo magnetico generato dal magnete sull'altoparlante. Questa forza fa vibrare la bobina mobile con la forza della corrente audio nel campo magnetico dell'altoparlante. Il diaframma dell'altoparlante e la bobina mobile sono collegati insieme. Quando la bobina mobile e il diaframma dell'altoparlante vibrano insieme per spingere l'aria circostante a vibrare, l'altoparlante produce il suono.
Nel caso dello stesso volume del magnete e della stessa bobina mobile, le prestazioni del magnete hanno un impatto diretto sulla qualità del suono dell'altoparlante:
-Maggiore è la densità del flusso magnetico (induzione magnetica) B del magnete, tanto più forte è la spinta che agisce sulla membrana acustica.
-Maggiore è la densità del flusso magnetico (induzione magnetica) B, maggiore è la potenza e maggiore è il livello di pressione sonora SPL (sensibilità).
La sensibilità delle cuffie si riferisce al livello di pressione sonora che l'auricolare può emettere quando punta sull'onda sinusoidale di 1 mw e 1 khz. L'unità di pressione sonora è dB (decibel), maggiore è la pressione sonora, maggiore è il volume, quindi maggiore è la sensibilità, minore è l'impedenza, più facile sarà per le cuffie produrre il suono.
-Maggiore è la densità del flusso magnetico (intensità dell'induzione magnetica) B, minore è il valore Q del fattore di qualità totale dell'altoparlante.
Il valore Q (fattore di qualità) si riferisce a un gruppo di parametri del coefficiente di smorzamento dell'altoparlante, dove Qms è lo smorzamento del sistema meccanico, che riflette l'assorbimento e il consumo di energia nel movimento dei componenti dell'altoparlante. Qes è lo smorzamento del sistema di alimentazione, che si riflette principalmente nel consumo energetico della resistenza CC della bobina mobile; Qts è lo smorzamento totale e la relazione tra i due precedenti è Qts = Qms * Qes / (Qms + Qes).
-Maggiore è la densità del flusso magnetico (induzione magnetica) B, migliore è il transitorio.
Il transitorio può essere inteso come “risposta rapida” al segnale, Qms è relativamente alto. Gli auricolari con una buona risposta ai transitori dovrebbero rispondere non appena arriva il segnale e il segnale si interromperà non appena si interrompe. Ad esempio, la transizione da solista a ensemble è più evidente nelle percussioni e nelle sinfonie di scene più grandi.
Esistono tre tipi di magneti per altoparlanti sul mercato: alluminio nichel cobalto, ferrite e neodimio ferro boro. I magneti utilizzati nell'elettroacustica sono principalmente magneti al neodimio e ferriti. Esistono in varie dimensioni di anelli o forme di disco. NdFeB è spesso utilizzato nei prodotti di fascia alta. Il suono prodotto dai magneti al neodimio ha un'eccellente qualità del suono, una buona elasticità del suono, buone prestazioni sonore e un posizionamento accurato del campo sonoro. Basandosi sulle eccellenti prestazioni di Honsen Magnetics, il boro ferroso al neodimio piccolo e leggero ha iniziato a sostituire gradualmente le ferriti grandi e pesanti.
L'Alnico è stato il primo magnete utilizzato negli altoparlanti, come gli altoparlanti negli anni '50 e '60 (noti come tweeter). Generalmente realizzato nell'altoparlante magnetico interno (è disponibile anche il tipo magnetico esterno). Lo svantaggio è che la potenza è ridotta, la gamma di frequenza è stretta, dura e fragile e l'elaborazione è molto scomoda. Inoltre, il cobalto è una risorsa scarsa e il prezzo dell’alluminio-nichel-cobalto è relativamente alto. Dal punto di vista del rapporto costi-benefici, l'uso di alluminio-nichel-cobalto per i magneti degli altoparlanti è relativamente piccolo.
Le ferriti sono generalmente utilizzate per gli altoparlanti magnetici esterni. Le prestazioni magnetiche della ferrite sono relativamente basse ed è necessario un certo volume per soddisfare la forza motrice dell'altoparlante. Pertanto, viene generalmente utilizzato per altoparlanti audio di volume maggiore. Il vantaggio della ferrite è che è economica ed economica; lo svantaggio è che il volume è elevato, la potenza è ridotta e la gamma di frequenza è ristretta.
Le proprietà magnetiche del NdFeB sono di gran lunga superiori a quelle dell'AlNiCo e della ferrite e sono attualmente i magneti più utilizzati sugli altoparlanti, in particolare sugli altoparlanti di fascia alta. Il vantaggio è che, a parità di flusso magnetico, il volume è piccolo, la potenza è elevata e la gamma di frequenza è ampia. Attualmente, le cuffie HiFi utilizzano fondamentalmente questi magneti. Lo svantaggio è che a causa degli elementi delle terre rare il prezzo del materiale è più alto.
Prima di tutto è necessario chiarire la temperatura ambiente in cui funziona l'altoparlante e determinare quale magnete selezionare in base alla temperatura. Magneti diversi hanno caratteristiche di resistenza alla temperatura diverse e anche la temperatura massima di esercizio che possono supportare è diversa. Quando la temperatura dell'ambiente di lavoro del magnete supera la temperatura massima di lavoro, potrebbero verificarsi fenomeni come l'attenuazione delle prestazioni magnetiche e la smagnetizzazione, che influenzeranno direttamente l'effetto sonoro dell'altoparlante.
