Come Funziona un Altoparlante (Loudspeaker)

Un altoparlante (loudspeaker) è un termine base che indica un driver che riproduce suono. Questi componenti consistono di elementi strutturali basilari progettati secondo principi acustici di frequenze sonore e caratteristiche delle forme d'onda. Le parti che compongono un altoparlante lavorano insieme per creare e proiettare la gamma di frequenze necessaria a riprodurre voci, toni musicali ed effetti sonori.

Sistema di Funzionamento Base di un Altoparlante

Il design di uno speaker è lo stesso indipendentemente dalla sua dimensione o uso previsto. I componenti base includono un altoparlante (a volte chiamato driver), una bobina metallica e un magnete. La bobina è posizionata tra il driver e il magnete ed è collegata a entrambi. Un segnale elettrico è inviato alla bobina da corrente alternata. Le proprietà magnetiche che agiscono sul metallo nella bobina e sul magnete stesso causano la spinta e trazione della bobina contro la forza del magnete mentre la corrente la attraversa. L'azione e reazione muove il cono dello speaker all'interno del telaio, che a sua volta crea l'onda sonora.

Caratteristiche di Frequenza

La natura statica della posizione del cono dello speaker unita alla mobilità del modo in cui è montato nel suo telaio risultano in quella che è nota come frequenza di risonanza a cono libero. Questa frequenza è la frequenza mediana nell'intervallo possibile di frequenze create muovendo il cono. Questo aspetto è importante nel design dell'altoparlante. Le reazioni acustiche che avvengono all'interno dell'involucro devono essere calcolate per minimizzare la risposta alla frequenza mediana al fine di evitare distorsione del suono.

Influenza della Sorgente del Segnale

Il volume e il timbro delle onde sonore prodotte in un involucro per altoparlante sono influenzati dalle caratteristiche del segnale inviato alla bobina. La sorgente del segnale, come un supporto musicale registrato o uno strumento o voce dal vivo, influenzerà le frequenze che fanno parte della corrente elettrica inviata allo speaker. Questo segnale sorgente è controllato dalla fisica della sua impedenza (resistenza al) flusso della corrente. I segnali audio generati da dispositivi sonori, come amplificatori stereo e unità a disco, hanno generalmente bassa resistenza alla corrente. Voci e strumenti amplificati hanno impedenza più alta, e questa differenza nei fattori di resistenza crea diverse frequenze e forme d'onda.

Controllo delle Frequenze

Un altoparlante è spesso richiesto di gestire numerose frequenze, specialmente quei sistemi per locali di musica live e cinema. Questo amalgama di onde sonore causerebbe distorsione e altre anomalie acustiche all'interno dell'involucro a meno che un metodo di controllo delle frequenze non sia progettato nell'involucro. Il componente più usato è noto come circuito crossover, un sistema di cablaggio che cattura e altera il segnale sorgente per separare le gamme di frequenza. Tipi di driver multipli sono richiesti quando un circuito crossover è impiegato in un altoparlante. Questi tipi sono identificati come tweeter (alte frequenze), driver mid-range (frequenze medie) e woofer (basse frequenze), altrimenti noti come speaker per bassi.

Amplificazione

Il termine "loudspeaker" connota l'uso previsto dell'involucro. Questi speaker sono destinati a proiettare suono ad alto volume per riempire grandi aree, come sale da concerto e teatri. Ciò richiede l'uso di un amplificatore ad alta potenza per spingere il segnale abbastanza forte da muovere i magneti più grandi tipici dei design loudspeaker. Questi segnali amplificati creano una vasta gamma di frequenze che vibrano a un ritmo forte e rapido, che a sua volta crea onde sonore grandi e attive. Questi elementi sono poi passati attraverso la bobina e muovono il cono dello speaker per replicare sia la frequenza che la forza del segnale sorgente.