التعليق الصوتي

نظام التعليق الصوتي هو تصميم لصندوق مكبر الصوت يستخدم وحدة أو أكثر من وحدات مكبر الصوت المثبتة داخل صندوق مغلق. تعمل أنظمة التعليق الصوتي على تقليل تشوه الصوت الجهير ، والذي قد ينتج عن أنظمة التعليق الصلبة المطلوبة في وحدات مكبر الصوت المستخدمة في تصميمات الصناديق المفتوحة.

وصف إدغار فيلتشور مكبر صوت معلق صوتي صغير الحجم عام 1954 ، ^{[ 1 ]} وبدأ إنتاجه تجاريًا على يد فيلتشور وهنري كلوس مع تأسيس شركة أبحاث الصوت في كامبريدج، ماساتشوستس. ^{[ 2 ]} وفي عام 1960، أكد فيلتشور ^{[ 3 ]} أن: الهدف الأول من تصميم التعليق الصوتي، بالإضافة إلى توحيد استجابة التردد، وصغر الحجم، وامتداد الاستجابة إلى نطاق الترددات المنخفضة، هو تقليل مستوى تشويه الترددات المنخفضة بشكل ملحوظ، والذي كان مقبولًا سابقًا في مكبرات الصوت. ويتحقق ذلك باستبدال نابض هوائي بنابض ميكانيكي. وفي وقت لاحق، شرح ريتشارد إتش . سمول نظرية مكبرات الصوت ذات الصندوق المغلق بالتفصيل . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

توفر صناديق السماعات ذات التعليق الصوتي استجابةً جيدةً ومضبوطةً للترددات المنخفضة، خاصةً بالمقارنة مع صندوق سماعة مماثل الحجم مزود بفتحة انعكاس صوت جهير . تعمل فتحة انعكاس الصوت الجهير على تعزيز إخراج الترددات المنخفضة، ولكن على حساب تأخير الطور ومشاكل الدقة في إعادة إنتاج الإشارات العابرة. تكون الصناديق المغلقة عمومًا أقل كفاءةً من صناديق انعكاس الصوت الجهير لنفس تردد القطع المنخفض وحجم الصندوق، ^{[ 6 ]} لذا سيحتاج صندوق السماعة المغلق إلى طاقة كهربائية أكبر لتقديم نفس كمية إخراج الترددات المنخفضة الصوتية.

يستخدم مكبر الصوت ذو التعليق الصوتي وسادة هوائية مرنة داخل صندوق مغلق لتوفير قوة الاستعادة لغشاء مكبر الصوت. تعمل هذه الوسادة الهوائية كزنبرك ضغط، على عكس نظام التعليق الميكانيكي الصلب المدمج في مكبرات الصوت التقليدية. ولأن الهواء في الصندوق يتحكم في حركة مكبر الصوت، يمكن تقليل الصلابة الميكانيكية لنظام التعليق. يوفر التعليق الهوائي قوة استعادة أكثر خطية لغشاء مكبر الصوت ، مما يسمح له بالتذبذب لمسافة أكبر (حركة) بشكل خطي. وهذا شرط أساسي للحصول على تشويه منخفض وإعادة إنتاج صوت جهير عميق عالي الوضوح بواسطة مكبرات صوت ذات مخاريط صغيرة نسبيًا. ^{[ 1 ]}

على الرغم من أن صناديق التعليق الصوتي تُسمى غالبًا بتصميمات الصناديق المغلقة ، إلا أنها ليست محكمة الإغلاق تمامًا. يجب السماح بتدفق كمية ضئيلة من الهواء لكي يتمكن مكبر الصوت من التكيف مع تغيرات الضغط الجوي . يسمح الغلاف المخروطي شبه المسامي بحركة هواء كافية لهذا الغرض. استخدمت معظم تصميمات شركة Acoustic Research مادة مانعة للتسرب من مادة PVA على الأغلفة الإسفنجية لإطالة عمر المكونات وتحسين الأداء. كان التهوية يتم عبر العنكبوت القماشي وأغطية الغبار القماشية، وليس عبر الغلاف المخروطي نفسه.

لا تزال مكبرات الصوت المعلقة صوتيًا شائعة في أنظمة الصوت عالية الدقة نظرًا لانخفاض التشويش فيها. كما أنها تتميز بتأخير أقل في الترددات المنخفضة مقارنةً بتصميمات انعكاس الصوت الجهير، مما ينتج عنه استجابة عابرة أفضل . مع ذلك، فإن إمكانية سماع هذه الميزة محل جدل. وكما أشار سمول ^{[ 6 ]،} فقد أوضح تحليل أجراه ثيل ^{[ 7 ]} أن الاختلافات بين الأنظمة المضبوطة بشكل صحيح من كلا النوعين من المرجح أن تكون غير مسموعة.

في العقد الأول من الألفية الثانية، اعتمدت معظم مكبرات الصوت الفرعية ، وصناديق مكبرات الصوت الجهيرية ، وصناديق مكبرات الصوت لأنظمة تعزيز الصوت ، على منافذ انعكاس الصوت الجهير بدلاً من تصميم الصندوق المغلق، وذلك للحصول على استجابة ترددات منخفضة أوسع ومستوى ضغط صوتي أعلى . ويرى مصممو صناديق مكبرات الصوت وعملاؤهم أن خطر زيادة التشويش وتأخير الطور ثمن مقبول مقابل زيادة خرج الصوت الجهير ومستوى ضغط صوتي أقصى أعلى.

أكثر أنواع صناديق مكبرات الصوت شيوعًا هما نظام التعليق الصوتي (يُسمى أحيانًا نظام التعليق الهوائي) ونظام انعكاس الصوت الجهير . في كلتا الحالتين، يؤثر ضبط الصوت على الترددات المنخفضة لاستجابة مكبر الصوت، ولكن فوق تردد معين، يصبح مكبر الصوت نفسه هو العامل المهيمن، ويصبح حجم الصندوق والمنافذ (إن وجدت) غير ذي صلة.

بشكل عام، تتميز أنظمة التعليق الصوتي (المكبر الصوتي بالإضافة إلى الصندوق) بانخفاض استجابة صوتية من الدرجة الثانية (12  ديسيبل/أوكتاف) أسفل نقطة -3 ديسيبل  . أما تصميمات انعكاس الصوت الجهير فتتميز بانخفاض استجابة صوتية من الدرجة الرابعة (24  ديسيبل/أوكتاف). وبافتراض وجود مكبر صوتي مناسب لأي من نوعي الصناديق، فإن صندوق انعكاس الصوت الجهير المثالي سيكون أكبر حجمًا، وله نقطة -3 ديسيبل أقل ، ولكن  كلا النظامين سيتمتعان بحساسية جهد متساوية في نطاق التردد .

على اليمين، محاكاة لاستجابة الترددات المنخفضة لمكبر صوت متوسط ​​المدى نموذجي مقاس 5 بوصات، وهو مكبر الصوت FaitalPRO 5FE120 ^{[ 8 ] ، تم إنشاؤها باستخدام برنامج WinISD [ 9 ]} لتكوينات مثالية لحاوية مغلقة (باللون الأصفر) ومفتوحة (باللون السماوي). يضيف الإصدار المفتوح حوالي أوكتاف من امتداد الترددات المنخفضة، مما يخفض نقطة -3 ديسيبل  من 100  هرتز إلى 50  هرتز، ولكن المقابل هو أن حجم الحاوية أكبر بأكثر من الضعف، حيث تبلغ 8  لترات من المساحة الداخلية مقابل 3.8  لترات. تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه فوق 200  هرتز، تتقارب المحاكاة ولا يوجد فرق في الإخراج، وتحت 32  هرتز، ينتج الصندوق المغلق إخراجًا أكبر للترددات المنخفضة.

عرض سمول ^{[ 4 ]} القيود الفيزيائية المتعلقة بالكفاءة الفيزيائية وعرض النطاق الترددي والحجم لتصميم أنظمة الصناديق المغلقة. ومن خلال مراعاة التغير في الكفاءة المرجعية للمحرك العامل داخل حاوية النظام، تم تحديد العلاقة بين أقصى كفاءة مرجعية وتردد القطع وحجم الحاوية لأنظمة مكبرات الصوت ذات الصناديق المغلقة. لاحقًا، استنتج سمول ^{[ 10 ]} علاقة مماثلة لأنظمة مكبرات الصوت ذات الصناديق المفتوحة. وعندما قارن سمول ^{[ 6 ]} هاتين المجموعتين من النتائج، تبين أن نظام الصندوق المغلق يتمتع بقيمة نظرية قصوى للكفاءة المرجعية  أقل بمقدار 2.9 ديسيبل من نظام الصندوق المفتوح. يشير هذا إلى أن مكبر الصوت المعلق صوتيًا، بنفس حجم الحاوية وتردد القطع المنخفض ( -3  ديسيبل) لنظام الصندوق المفتوح، سيكون  أقل حساسية بمقدار يصل إلى 2.9 ديسيبل من نظيره. إذا كانت كفاءة المرجع وتردد القطع للنظامين متماثلين، فإن حجم صندوق مكبر الصوت المعلق صوتيًا سيكون أكبر بمرتين تقريبًا من حجم صندوق النظام ذي الفتحات.

بينما تُوصف مكبرات الصوت عالية الدقة المُغلفة عادةً بأنها ذات نظام تعليق صوتي أو ذات منفذ (انعكاس صوتي جهير)، وذلك تبعًا لوجود أو عدم وجود أنبوب أو فتحة تهوية، فإنه من الصحيح أيضًا أنه في مكبرات الصوت الصندوقية النموذجية التي تحتوي على أكثر من مُحركين، يُصمم مُحرك الترددات المتوسطة بين مكبر الصوت المنخفض التردد ومكبر الصوت العالي التردد عادةً كنظام تعليق صوتي. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} يتضمن مُحرك الترددات المتوسطة هذا حيزًا هوائيًا منفصلاً ومُخمدًا ومُغلقًا. ومع ذلك، كان هناك استثناء ملحوظ لهذه القاعدة، وهو مكبر الصوت Sonus Faber Stradivari Homage، الذي استخدم صندوقًا ذا منفذ لمُحرك الترددات المتوسطة. ^{[ 14 ]}

• مشع سلبي (مكبر صوت)
• مكبر صوت خط النقل