مكبر الصوت

اخترع أوليفر لودج أول مكبر صوت تجريبي ذو ملف متحرك (يُسمى أيضًا مكبر صوت ديناميكي ) عام 1898. ^{[ 5 ]} وصُنعت أول مكبرات صوت عملية ذات ملف متحرك على يد المهندس الدنماركي بيتر إل. جنسن وإدوين بريدهام عام 1915 في نابا، كاليفورنيا . ^{[ 6 ]} وكما في مكبرات الصوت السابقة، استخدمت هذه المكبرات أبواقًا لتضخيم الصوت الناتج عن غشاء صغير. رُفض طلب جنسن للحصول على براءات اختراع. وبعد فشلهم في بيع منتجهم لشركات الهاتف، غيّروا عام 1915 سوقهم المستهدف إلى أجهزة الراديو وأنظمة الإذاعة العامة ، وأطلقوا على منتجهم اسم ماجنافوكس . وظل جنسن لسنوات بعد اختراع مكبر الصوت شريكًا في شركة ماجنافوكس. ^{[ 7 ]}

نموذج أولي لمكبر صوت مخروطي ذي ملف متحرك من صنع كيلوج ورايس عام 1925، مع مغناطيس كهربائي مسحوب للخلف، يظهر ملف الصوت المتصل بالمخروط

كان الإصدار التجاري الأول من السماعة، الذي بيع مع جهاز استقبال راديو آر سي إيه راديولا، مزودًا بمخروط قطره ست بوصات فقط. وفي عام 1926، بيعت بسعر 250 دولارًا، أي ما يعادل حوالي 3000 دولار اليوم.

تم تسجيل براءة اختراع مبدأ الملف المتحرك، الشائع استخدامه اليوم في مكبرات الصوت، عام 1925 من قبل إدوارد دبليو كيلوج وتشستر دبليو رايس . ^{[ 8 ] [ 9 ]} ويكمن الاختلاف الرئيسي بين المحاولات السابقة وبراءة اختراع رايس وكيلوج في ضبط المعايير الميكانيكية لتوفير استجابة ترددية مسطحة إلى حد معقول . ^{[ 10 ]}

استخدمت مكبرات الصوت الأولى هذه مغناطيسات كهربائية ، لأن المغناطيسات الدائمة الكبيرة والقوية لم تكن متوفرة عادةً بسعر معقول. كان ملف المغناطيس الكهربائي، المسمى ملف المجال، يُغذى بتيار يمر عبر زوج ثانٍ من التوصيلات إلى وحدة التشغيل. عادةً ما كان لهذا الملف دور مزدوج، حيث كان يعمل أيضًا كملف خانق ، لتصفية مصدر الطاقة للمضخم المتصل به مكبر الصوت. [ ^{11 ] كان} تموج التيار المتردد في التيار يُخفف بفعل مروره عبر ملف الخانق. مع ذلك، كانت ترددات التيار المتردد تميل إلى تعديل الإشارة الصوتية المتجهة إلى ملف الصوت، مما يزيد من الطنين المسموع. ^{[ 12 ]} في عام 1930، قدم جنسن أول مكبر صوت تجاري بمغناطيس ثابت؛ إلا أن المغناطيسات الحديدية الكبيرة والثقيلة في ذلك الوقت كانت غير عملية، وظلت مكبرات الصوت ذات ملف المجال هي السائدة حتى توفر مغناطيسات ألنكو خفيفة الوزن على نطاق واسع بعد الحرب العالمية الثانية.

في ثلاثينيات القرن العشرين، بدأ مصنّعو مكبرات الصوت بدمج اثنين أو ثلاثة محركات صوتية، أو مجموعات من المحركات، كل منها مُحسَّن لنطاق تردد مختلف، بهدف تحسين استجابة التردد وزيادة مستوى ضغط الصوت. ^{[ 13 ]} في عام 1937، طُوِّر أول نظام مكبرات صوت قياسي في صناعة السينما، وهو نظام شيرر هورن للمسارح ، وهو نظام ثنائي الاتجاه، تحت رعاية شركة مترو غولدوين ماير. ^{[ 14 ] [ 15 ]} استخدم النظام أربعة محركات صوتية منخفضة التردد مقاس 15 بوصة، وشبكة تقاطع مضبوطة على 375 هرتز ، وبوقًا واحدًا متعدد الخلايا مزودًا بمحركي ضغط لتوفير الترددات العالية. وقد ساهم كل من جون كينيث هيليارد ، وجيمس بولوغ لانسينغ ، ودوغلاس شيرر في ابتكار هذا النظام. وفي معرض نيويورك العالمي عام 1939 ، تم تركيب نظام صوتي عام ثنائي الاتجاه ضخم جدًا على برج في فلاشينغ ميدوز . تم تصميم مكبرات الصوت الثمانية ذات التردد المنخفض مقاس 27 بوصة بواسطة رودي بوزاك بصفته كبير المهندسين في شركة سيناوداغراف. ^{[ 16 ]} 

قدمت شركة ألتيك لانسينغ مكبر الصوت 604 ، الذي أصبح أشهر مكبرات الصوت المحورية المزدوجة لديها ، عام 1943. وقد تضمن هذا المكبر بوقًا عالي التردد يرسل الصوت عبر فتحة في قطعة القطب لمكبر صوت منخفض التردد (ووفر) مقاس 15 بوصة، مما يوفر أداءً صوتيًا مركزًا. ^{[ 17 ]} وطُرح نظام مكبرات الصوت "صوت المسرح" من ألتيك للبيع لأول مرة عام 1945، موفرًا تماسكًا ووضوحًا أفضل عند مستويات الصوت العالية اللازمة في دور السينما. ^{[ 18 ]} وبدأت أكاديمية فنون وعلوم الصور المتحركة على الفور باختبار خصائصه الصوتية، واعتمدته كمعيار صناعي لدور السينما عام 1955. ^{[ 19 ]}

في عام ١٩٥٤، طوّر إدغار فيلتشور مبدأ التعليق الصوتي لتصميم مكبرات الصوت. وقد أتاح هذا المبدأ استجابة أفضل للترددات المنخفضة مقارنةً بما كان يُمكن الحصول عليه سابقًا من مكبرات الصوت المثبتة في صناديق أكبر حجمًا. ^{[ ٢٠ ]} أسس هو وشريكه هنري كلوس شركة "أكوستيك ريسيرش " لتصنيع وتسويق أنظمة مكبرات الصوت باستخدام هذا المبدأ. ^{[ ٢١ ]} لاحقًا، أدت التطورات المستمرة في تصميم الصناديق والمواد المستخدمة إلى تحسينات ملحوظة في جودة الصوت. ^{[ ٢٢ ]}

تتمثل أبرز التحسينات التي طرأت حتى الآن على المحركات الديناميكية الحديثة، ومكبرات الصوت التي تستخدمها، في تحسين مواد المخروط، واستخدام مواد لاصقة تتحمل درجات حرارة أعلى، وتحسين مواد المغناطيس الدائم ، وتطوير تقنيات القياس، والتصميم بمساعدة الحاسوب ، وتحليل العناصر المحدودة. عند الترددات المنخفضة، استُخدمت نظرية الشبكة الكهربائية ذات المعاملات ثيل/سمول لتحسين التناغم بين محرك الجهير والحاوية منذ أوائل سبعينيات القرن الماضي. ^{[ 23 ]}

مكبر الصوت كامل النطاق أو واسع النطاق هو مكبر صوت مصمم للاستخدام بمفرده لإعادة إنتاج قناة صوتية دون الحاجة إلى مكبرات صوت أخرى، ولذلك يجب أن يغطي نطاق الترددات الصوتية المطلوب للتطبيق. تتميز هذه المكبرات بصغر حجمها، حيث يتراوح قطرها عادةً بين 7.6 و20.3 سم (3 إلى 8 بوصات ) لتوفير استجابة جيدة للترددات العالية، وهي مصممة بعناية لتقديم صوت منخفض التشويش عند الترددات المنخفضة، وإن كان ذلك بمستوى إخراج أقصى منخفض. توجد مكبرات الصوت كاملة النطاق، على سبيل المثال، في أنظمة الصوت العامة، وأجهزة التلفزيون، وأجهزة الراديو الصغيرة، وأجهزة الاتصال الداخلي، وبعض مكبرات صوت الكمبيوتر . 

في أنظمة مكبرات الصوت عالية الدقة ، يُمكن استخدام وحدات تشغيل واسعة النطاق لتجنب التداخلات غير المرغوب فيها بين وحدات التشغيل المتعددة الناتجة عن عدم تطابق مواقعها أو مشاكل شبكة التوزيع، ولكن قد يُحدّ ذلك من استجابة التردد وقدرات الإخراج (خاصةً عند الترددات المنخفضة). لذا، قد تتطلب أنظمة مكبرات الصوت عالية الدقة المُصممة بوحدات تشغيل واسعة النطاق صناديق كبيرة أو مُعقدة أو باهظة الثمن للوصول إلى الأداء الأمثل.

تستخدم مكبرات الصوت كاملة النطاق عادةً مخروطًا إضافيًا يُسمى " المخروط الإضافي" : وهو مخروط صغير وخفيف مُثبَّت عند نقطة اتصال ملف الصوت بالمخروط الرئيسي. يعمل مخروط "المخروط الإضافي" على توسيع نطاق استجابة الترددات العالية لمكبر الصوت، وتحسين توجيهه لهذه الترددات، والذي كان سيتقلص بشكل كبير لولا ذلك بسبب عدم قدرة مادة المخروط الخارجي على مواكبة ملف الصوت المركزي عند الترددات العالية. يُصنَّع المخروط الرئيسي في تصميم "المخروط الإضافي" بحيث يكون أكثر مرونة في قطره الخارجي منه في مركزه. والنتيجة هي أن المخروط الرئيسي يُنتج الترددات المنخفضة، بينما يُساهم مخروط "المخروط الإضافي" بمعظم الترددات العالية. ولأن مخروط "المخروط الإضافي" أصغر من غشاء مكبر الصوت الرئيسي، فإن تشتت الصوت عند الترددات العالية يتحسن مقارنةً بغشاء واحد أكبر حجمًا.

تُستخدم مكبرات الصوت ذات النطاق المحدود، والتي تُستخدم منفردةً أيضاً، عادةً في أجهزة الكمبيوتر والألعاب وساعات الراديو . تتميز هذه المكبرات ببساطتها وانخفاض تكلفتها مقارنةً بمكبرات الصوت ذات النطاق الواسع، وقد تُضحي بجودتها بشكل كبير لتناسب أماكن التركيب الصغيرة جداً. في هذه التطبيقات، لا تُعتبر جودة الصوت أولويةً قصوى.

يجمع نهجٌ مشابه بين عدة وحدات تشغيل متطابقة كاملة النطاق ومعادلة صوتية فعّالة . ومن الأمثلة المعروفة مكبر الصوت Bose 901، الذي طرحته شركة Bose عام 1968. يستخدم مكبر الصوت 901 تسع وحدات تشغيل صغيرة كاملة النطاق، ولا يستخدم شبكة توزيع ترددات سلبية. وبدلاً من ذلك، يتم تحديد استجابة التردد الكلية بواسطة مُعادل صوت خارجي فعّال. تم وصف بنية النظام في براءات اختراع Bose الخاصة بمعادلة مكبرات الصوت، ^{[ 30 ]} وتمت دراستها في مراجعات فنية لاحقة لأنظمة مكبرات الصوت متعددة وحدات التشغيل المُعادلة، بما في ذلك تحليلات مكبر الصوت 901. ^{[ 31 ]}

مضخم الصوت الفرعي هو وحدة صوتية تُستخدم فقط للجزء ذي التردد المنخفض من الطيف الصوتي: عادةً ما يكون أقل من 200  هرتز للأنظمة المنزلية، ^{[ 32 ]} وأقل من 100  هرتز لأنظمة الصوت الاحترافية المباشرة، ^{[ 33 ]} وأقل من 80  هرتز في الأنظمة المعتمدة من THX . ^{[ 34 ]} نظرًا لأن نطاق الترددات المقصود محدود، فإن تصميم نظام مضخم الصوت الفرعي عادةً ما يكون أبسط من نواحٍ عديدة مقارنةً بمكبرات الصوت التقليدية، وغالبًا ما يتكون من وحدة صوتية واحدة مُغلفة في صندوق مناسب. ولأن الصوت في هذا النطاق الترددي يمكن أن ينحني بسهولة حول الزوايا بفعل الانعراج ، فلا يلزم أن تكون فتحة مكبر الصوت مواجهة للجمهور، ويمكن تركيب مضخمات الصوت الفرعية في الجزء السفلي من الصندوق، بحيث تكون مواجهة للأرض. ويُسهّل ذلك محدودية السمع البشري عند الترددات المنخفضة. لا يمكن تحديد موقع هذه الأصوات في الفضاء بسبب أطوال موجاتها الكبيرة مقارنة بالترددات الأعلى، والتي تنتج تأثيرات تفاضلية في الأذنين بسبب التظليل بواسطة الرأس والانكسار حوله، وكلاهما نعتمد عليهما للحصول على أدلة تحديد الموقع.

لإعادة إنتاج نغمات البيس المنخفضة بدقة، يجب أن تكون أنظمة مضخمات الصوت الفرعية متينة البناء ومدعمة بشكل صحيح لتجنب الأصوات غير المرغوب فيها الناتجة عن اهتزازات الهيكل. ونتيجة لذلك، عادةً ما تكون مضخمات الصوت الفرعية الجيدة ثقيلة الوزن. تتضمن العديد من أنظمة مضخمات الصوت الفرعية مضخمات طاقة مدمجة ومرشحات إلكترونية دون صوتية ، مع عناصر تحكم إضافية متعلقة بإعادة إنتاج الترددات المنخفضة (مثل مقبض التقاطع ومفتاح الطور). تُعرف هذه الأنواع باسم مضخمات الصوت الفرعية النشطة أو المُضخّمة . ^{[ 35 ]} في المقابل، تتطلب مضخمات الصوت الفرعية السلبية تضخيمًا خارجيًا.

في التركيبات النموذجية، تُفصل مكبرات الصوت الفرعية (الصب ووفر) فعليًا عن باقي صناديق السماعات. ونظرًا لتأخر انتشار الصوت وموقعها، قد يكون خرجها خارج الطور مع باقي الصوت. لذا، غالبًا ما يحتوي مضخم طاقة مكبر الصوت الفرعي على مُعدِّل لضبط تأخير الطور، والذي يُستخدم لتحسين أداء النظام ككل. تُستخدم مكبرات الصوت الفرعية على نطاق واسع في أنظمة تعزيز الصوت للحفلات الموسيقية الكبيرة والأماكن متوسطة الحجم. غالبًا ما تُصنع صناديق مكبرات الصوت الفرعية بمنفذ انعكاس صوتي ، وهي ميزة تصميمية، إذا صُممت بشكل صحيح، تُحسِّن أداء الصوت الجهير وتزيد من الكفاءة.

مكبر الصوت المنخفض التردد (ووفر) هو وحدة تشغيل تُعيد إنتاج الترددات المنخفضة. يعمل هذا المكبر مع خصائص صندوق السماعة لإنتاج ترددات منخفضة مناسبة. تستخدم بعض أنظمة مكبرات الصوت مكبر الصوت المنخفض التردد (ووفر) للترددات المنخفضة جدًا، وأحيانًا يكون أداؤه جيدًا لدرجة أنه لا حاجة لمكبر صوت فرعي (ساب ووفر). بالإضافة إلى ذلك، تستخدم بعض مكبرات الصوت مكبر الصوت المنخفض التردد (ووفر) لمعالجة الترددات المتوسطة، مما يُلغي الحاجة إلى وحدة تشغيل الترددات المتوسطة.

مكبر الصوت متوسط ​​المدى هو وحدة تشغيل مكبر الصوت التي تُعيد إنتاج نطاق من الترددات يتراوح عادةً بين 1 و6  كيلوهرتز، والمعروف أيضًا بالترددات المتوسطة (بين مكبر الصوت المنخفض التردد ومكبر الصوت العالي التردد). يمكن أن تُصنع أغشية مكبر الصوت متوسط ​​المدى من الورق أو المواد المركبة، وقد تكون من نوع مكبرات الصوت ذات الإشعاع المباشر (مثل مكبرات الصوت المنخفضة التردد الصغيرة) أو من نوع مكبرات الصوت ذات الإشعاع الضاغط (مثل بعض تصميمات مكبرات الصوت العالية التردد). إذا كان مكبر الصوت متوسط ​​المدى من نوع الإشعاع المباشر، فيمكن تركيبه على اللوحة الأمامية لصندوق مكبر الصوت، أو، إذا كان من نوع الإشعاع الضاغط، فيمكن تركيبه عند مدخل البوق لزيادة مستوى الإخراج والتحكم في نمط الإشعاع.

مكبر الصوت عالي التردد (التويتر) هو مُشغّل عالي التردد يُعيد إنتاج أعلى الترددات في نظام مكبرات الصوت. تتمثل إحدى المشكلات الرئيسية في تصميم التويتر في تحقيق تغطية صوتية زاوية واسعة (استجابة خارج المحور)، نظرًا لأن الصوت عالي التردد يميل إلى الخروج من مكبر الصوت في حزم ضيقة. تُستخدم مكبرات الصوت ذات القبة الناعمة على نطاق واسع في أنظمة الاستريو المنزلية، بينما تُستخدم مُشغّلات الضغط ذات البوق بشكل شائع في أنظمة تعزيز الصوت الاحترافية. وقد اكتسبت مكبرات الصوت الشريطية شعبيةً متزايدةً مع زيادة قدرة خرج بعض التصاميم إلى مستويات مفيدة لتعزيز الصوت الاحترافي، كما أن نمط خرجها واسع في المستوى الأفقي، وهو نمط مناسب لتطبيقات صوت الحفلات الموسيقية. ^{[ 36 ]}

المحرك المحوري هو محرك مكبر صوت يتكون من محركين أو أكثر متحدة المركز. وقد أنتجت شركات Altec و Tannoy و Pioneer و KEF وSEAS وB&C Speakers وBMS و Cabasse و Genelec محركات محورية . ^{[ 37 ]}

تُستخدم دائرة التوزيع في أنظمة مكبرات الصوت متعددة المحركات ، وهي عبارة عن مجموعة من المرشحات التي تفصل إشارة الإدخال إلى نطاقات تردد مختلفة وفقًا لمتطلبات كل محرك. وبالتالي، تتلقى المحركات الطاقة فقط ضمن نطاق تردد الصوت المصمم لها، مما يقلل من التشويش في المحركات والتداخل بينها. يمكن أن تكون دوائر التوزيع سلبية أو نشطة .

دائرة التقاطع السلبية هي دائرة إلكترونية تستخدم مزيجًا من مقاوم واحد أو أكثر ، وملفات حث، ومكثفات . تُدمج هذه المكونات لتشكيل شبكة ترشيح، وغالبًا ما توضع بين مضخم الطاقة ذي النطاق الترددي الكامل ومكبرات الصوت لتقسيم إشارة المضخم إلى نطاقات التردد اللازمة قبل إرسالها إلى كل مكبر صوت على حدة. لا تحتاج دوائر التقاطع السلبية إلى مصدر طاقة خارجي بخلاف إشارة الصوت نفسها، ولكن لها بعض العيوب: فقد تتطلب ملفات حث ومكثفات أكبر نظرًا لمتطلبات تحمل الطاقة. على عكس دوائر التقاطع النشطة التي تتضمن مضخمًا مدمجًا، فإن دوائر التقاطع السلبية تحتوي على توهين متأصل ضمن نطاق التمرير ، مما يؤدي عادةً إلى انخفاض في عامل التخميد قبل ملف الصوت.

دائرة التقاطع النشطة هي دائرة ترشيح إلكترونية تقسم الإشارة إلى نطاقات ترددية منفصلة قبل تضخيم الطاقة، مما يتطلب مضخم طاقة واحدًا على الأقل لكل نطاق. يمكن أيضًا استخدام الترشيح السلبي قبل تضخيم الطاقة، ولكنه حل غير شائع نظرًا لمرونته الأقل مقارنةً بالترشيح النشط. تُعرف أي تقنية تستخدم ترشيح التقاطع متبوعًا بالتضخيم باسم التضخيم الثنائي، أو التضخيم الثلاثي، أو التضخيم الرباعي، وما إلى ذلك، وذلك تبعًا للحد الأدنى لعدد قنوات التضخيم. ^{[ 38 ]}

تستخدم بعض تصميمات مكبرات الصوت مزيجًا من ترشيح الترددات السلبية والفعالة، مثل ترشيح الترددات السلبية بين مكبرات الصوت متوسطة وعالية التردد، وترشيح الترددات الفعالة لمكبر الصوت منخفض التردد. ^{[ 39 ] [ 40 ]}

تُركّب مُقسّمات الترددات السلبية عادةً داخل صناديق السماعات، وهي النوع الأكثر شيوعًا في المنازل والاستخدامات منخفضة الطاقة. في أنظمة الصوت بالسيارات، قد تكون مُقسّمات الترددات السلبية في صندوق منفصل، وذلك لاستيعاب حجم المكونات المستخدمة. قد تكون مُقسّمات الترددات السلبية بسيطة للترشيح منخفض الرتبة، أو مُعقّدة للسماح بانحدارات حادة مثل 18 أو 24  ديسيبل لكل أوكتاف. كما يُمكن تصميم مُقسّمات الترددات السلبية للتعويض عن الخصائص غير المرغوب فيها لرنين المُشغّل أو البوق أو الصندوق، وقد يكون تنفيذها صعبًا بسبب تداخل المكونات. مُقسّمات الترددات السلبية، مثل وحدات المُشغّل التي تُغذّيها، لها حدود في قدرة تحمل الطاقة، ولها فقد في الإدخال ، وتُغيّر الحمل الذي يراه المُضخّم. تُثير هذه التغييرات قلق الكثيرين في عالم الصوتيات عالية الدقة. عند الحاجة إلى مستويات إخراج عالية، قد تكون مُقسّمات الترددات النشطة مُفضّلة. قد تكون مُقسّمات الترددات النشطة دوائر بسيطة تُحاكي استجابة الشبكة السلبية، أو قد تكون أكثر تعقيدًا، مما يسمح بإجراء تعديلات صوتية واسعة النطاق. قد تتضمن بعض أنظمة التوزيع النشطة، والتي عادة ما تكون أنظمة إدارة مكبرات الصوت الرقمية، إلكترونيات وأدوات تحكم للمحاذاة الدقيقة للطور والوقت بين نطاقات التردد، والمعادلة، وضغط النطاق الديناميكي والحد .

تتكون معظم أنظمة مكبرات الصوت من وحدات صوتية مثبتة داخل صندوق أو غلاف. ويتمثل دور هذا الغلاف في منع الموجات الصوتية المنبعثة من خلف الوحدة من التداخل بشكل سلبي مع تلك المنبعثة من الأمام. تكون الموجات الصوتية المنبعثة من الخلف معاكسة في الطور بمقدار 180 درجة لتلك المنبعثة من الأمام، لذا فبدون غلاف، تتسبب هذه الموجات عادةً في حدوث تداخل يؤدي إلى تدهور كبير في مستوى وجودة الصوت عند الترددات المنخفضة.

أبسط طريقة لتثبيت مكبرات الصوت هي استخدام لوحة مسطحة ( حاجز ) تُثبّت فيها مكبرات الصوت داخل فتحات. مع ذلك، في هذه الطريقة، تُلغى الترددات الصوتية ذات الطول الموجي الأطول من أبعاد الحاجز، لأن الإشعاع المعاكس من الجزء الخلفي للمخروط يتداخل مع الإشعاع من الأمام. باستخدام لوحة كبيرة جدًا، يمكن منع هذا التداخل تمامًا. ويمكن لصندوق مغلق كبير بما فيه الكفاية أن يقترب من هذا السلوك. ^{[ 41 ] [ 42 ]}

بما أن الألواح ذات الأبعاد اللانهائية غير ممكنة، فإن معظم الصناديق الصوتية تعمل على احتواء الإشعاع الخلفي الناتج عن الغشاء المتحرك. يمنع الصندوق المغلق انتقال الصوت المنبعث من الجزء الخلفي لمكبر الصوت عن طريق حصر الصوت في صندوق صلب ومحكم الإغلاق. تشمل التقنيات المستخدمة لتقليل انتقال الصوت عبر جدران الصندوق زيادة سمك الجدران، والدعامات الداخلية، واستخدام مواد جدارية ذات فقد في الطاقة.

مع ذلك، يعكس الغلاف الصلب الصوت داخليًا، ما قد يؤدي إلى انتقاله مرة أخرى عبر غشاء مكبر الصوت، وبالتالي تدهور جودة الصوت. يمكن الحد من ذلك عن طريق امتصاص الصوت داخليًا باستخدام مواد ماصة مثل الصوف الزجاجي أو الصوف الطبيعي أو حشوة الألياف الصناعية داخل الغلاف. كما يمكن تصميم الشكل الداخلي للغلاف لتقليل هذا التأثير عن طريق عكس الأصوات بعيدًا عن غشاء مكبر الصوت، حيث يتم امتصاصها.

تُغيّر أنواع أخرى من الصناديق الصوتية الإشعاع الخلفي بحيث يُساهم بشكل بنّاء في زيادة الصوت الصادر من مقدمة المخروط. وتُستخدم التصاميم التي تُحقق ذلك (بما في ذلك صناديق انعكاس الصوت الجهير ، والمشع السلبي ، وخط النقل ، وما إلى ذلك) غالبًا لتوسيع نطاق استجابة الترددات المنخفضة الفعّالة وزيادة خرج الترددات المنخفضة للوحدة الصوتية.

لتحقيق انتقال سلس قدر الإمكان بين مكبرات الصوت، سعى مصممو الأنظمة إلى مزامنة توقيتها عن طريق تحريك موضع تثبيت واحد أو أكثر للأمام أو للخلف بحيث يكون المركز الصوتي لكل مكبر صوت في نفس المستوى الرأسي. وقد يشمل ذلك أيضًا إمالة مكبر الصوت للخلف، أو توفير هيكل تثبيت منفصل لكل مكبر صوت، أو استخدام تقنيات إلكترونية لتحقيق التأثير نفسه. وقد أسفرت هذه المحاولات عن بعض التصاميم غير المألوفة لهياكل مكبرات الصوت.

قد يتسبب تصميم تركيب السماعات (بما في ذلك الصناديق) في حدوث حيود، مما يؤدي إلى ظهور قمم وقيعان في استجابة التردد. وتكون المشكلة عادةً أكبر ما يكون عند الترددات العالية، حيث تكون الأطوال الموجية مماثلة لأبعاد الصندوق أو أصغر منها.

مكبرات صوت بوقية

تُعدّ مكبرات الصوت ذات البوق أقدم أنواع أنظمة مكبرات الصوت. يعود استخدام الأبواق كمكبرات صوت إلى القرن السابع عشر على الأقل، ^{[ 43 ]} كما استُخدمت في أجهزة الفونوغراف الميكانيكية منذ عام 1877. تستخدم مكبرات الصوت ذات البوق موجهًا موجيًا مُشكّلًا أمام أو خلف وحدة التشغيل لزيادة توجيه الصوت وتحويل حالة الضغط العالي ذات القطر الصغير على سطح مخروط وحدة التشغيل إلى حالة الضغط المنخفض ذات القطر الكبير عند فتحة البوق. يُحسّن هذا التوافق بين المعاوقة الصوتية والكهروميكانيكية لوحدة التشغيل والهواء المحيط، مما يزيد الكفاءة ويُركّز الصوت على مساحة أضيق.

يجب اختيار حجم الحلق والفوهة وطول البوق، بالإضافة إلى معدل تمدد المساحة على طوله، بعناية فائقة لتتناسب مع مكبر الصوت، وذلك لتوفير وظيفة التحويل هذه بشكل صحيح عبر نطاق واسع من الترددات. ^{[ أ ]} يتطلب طول ومساحة المقطع العرضي للفوهة اللازمة لإنشاء بوق جهير أو جهير عميق بوقًا طويلًا جدًا. يمكن للأبواق المطوية تقليل الحجم الإجمالي، لكنها تجبر المصممين على تقديم تنازلات وقبول زيادة التكلفة وتعقيدات البناء. لا تقتصر بعض تصميمات الأبواق على طي بوق التردد المنخفض فحسب، بل تستخدم جدران زاوية الغرفة كامتداد لفوهة البوق. في أواخر الأربعينيات، لم تكن الأبواق التي تشغل فوهاتها مساحة كبيرة من جدار الغرفة غريبة على عشاق أنظمة الصوت عالية الدقة. أصبحت التركيبات بحجم الغرفة أقل قبولًا بكثير عندما تطلب الأمر تركيب اثنين أو أكثر.

يمكن أن تصل حساسية _مكبر الصوت ذي البوق إلى 110  ديسيبل عند 2.83 فولت (1 واط عند 8 أوم) على مسافة متر واحد. وهذا يمثل زيادة في مستوى الصوت بمقدار مئة ضعف مقارنةً بمكبر صوت ذي حساسية 90 ديسيبل (مع الأخذ في الاعتبار المواصفات المذكورة سابقًا)، وهو أمر بالغ الأهمية في التطبيقات التي تتطلب مستويات صوت عالية أو حيث تكون طاقة مكبر الصوت محدودة. 

من الأمثلة على أنظمة مكبرات الصوت ذات البوق الكامل مكبر الصوت كليبشورن، الذي طوره بول دبليو كليبش في أربعينيات القرن العشرين . يستخدم قسم الترددات المنخفضة فيه بوقًا جهيرًا مطويًا، ويكتمل قسم التمدد النهائي فيه بزاوية الغرفة. تشكل الغرفة جزءًا لا يتجزأ من البوق، وليس مجرد أداة مساعدة لوضعه. يزيد هذا من التحميل الصوتي والكفاءة من خلال توفير بوق فعال أكبر دون تكبير حجم الصندوق، كما هو موضح في طلب براءة اختراع قُدِّم عام 1941 وصدر عام 1943. ^{[ 44 ]} لاحقًا، طور كليبش تصميمات أبواق عالية التردد للحفاظ على الكفاءة والتحكم في التوجيه عند الأطوال الموجية الأقصر، وهو ما تم توثيقه في طلب براءة اختراع قُدِّم عام 1949 ومُنح عام 1951. ^{[ 45 ]}

تستخدم معظم مكبرات الصوت المنزلية عالية الدقة نقطتي توصيل لتوصيلها بمصدر الإشارة (على سبيل المثال، بمضخم الصوت أو جهاز الاستقبال ). ولتوصيل الأسلاك، قد يحتوي غلاف مكبر الصوت على أطراف توصيل ، ^{أو مشابك زنبركية، أو مقبس تثبيت على اللوحة .} إذا لم يتم توصيل أسلاك زوج من مكبرات الصوت وفقًا للقطبية الكهربائية الصحيحة ، يُقال إن مكبرات الصوت خارج الطور ^، أو بشكل أدق خارج القطبية . ^{[ 46 ] [ 47 ]} عند وجود إشارات متطابقة، تكون حركة مخروط مكبر الصوت خارج القطبية في الاتجاه المعاكس لحركة المكبرات الأخرى. يؤدي هذا عادةً إلى إلغاء الصوت الأحادي في التسجيل الاستريو، وانخفاض مستواه، وصعوبة تحديد موقعه، وذلك بسبب التداخل الهدام للموجات الصوتية. يكون تأثير الإلغاء أكثر وضوحًا عند الترددات التي تفصل بين مكبرات الصوت مسافة ربع طول موجي أو أقل؛ وتتأثر الترددات المنخفضة بشكل أكبر. لا يتسبب هذا النوع من أخطاء التوصيل في تلف السماعات، ولكنه لا يُعدّ مثاليًا للاستماع. ^{[ 48 ] [ 49 ]}

في أنظمة تضخيم الصوت، وأنظمة الصوت العامة ، ومكبرات صوت الآلات الموسيقية ، تُستخدم عادةً الكابلات ونوع من المقابس أو الموصلات. غالبًا ما تستخدم أنظمة الصوت ومكبرات صوت الآلات الموسيقية منخفضة ومتوسطة السعر مقابس قياس 1/4 بوصة . أما أنظمة الصوت ومكبرات صوت الآلات الموسيقية عالية السعر والطاقة، فتستخدم غالبًا موصلات Speakon . تُعتبر موصلات Speakon أكثر أمانًا لمكبرات الصوت عالية الطاقة، لأنها مصممة بحيث لا يمكن للمستخدمين لمسها.

تُشبه السماعات اللاسلكية السماعات السلكية التي تعمل بالطاقة ، لكنها تستقبل الإشارات الصوتية باستخدام موجات الترددات الراديوية (RF) بدلاً من كابلات الصوت. يوجد مُضخّم صوت مُدمج في هيكل السماعة لأن موجات الترددات الراديوية وحدها لا تكفي لتشغيلها. مع ذلك، تحتاج السماعات اللاسلكية إلى مصدر طاقة، لذا فهي تتطلب منفذ طاقة تيار متردد قريب أو بطاريات داخلية. يتم الاستغناء فقط عن سلك الصوت.

لإنتاج الصوت، يتم تشغيل مكبر الصوت بواسطة تيار كهربائي مُعدَّل (ينتجه مُضخِّم) يمر عبر ملف مكبر الصوت ، والذي بدوره (عن طريق الحث ) يُولِّد مجالًا مغناطيسيًا حول الملف. وبالتالي، تتحول تغيرات التيار الكهربائي التي تمر عبر مكبر الصوت إلى مجال مغناطيسي متغير، ويتفاعل هذا المجال مع المجال المغناطيسي للمحرك، مما يُحرِّك غشاء مكبر الصوت، وبالتالي يُجبر المحرك على إنتاج حركة هواء مشابهة للإشارة الأصلية من المُضخِّم.

يتكون الحمل الذي يمثله مكبر الصوت للمضخم من مقاومة كهربائية معقدة، وهي مزيج من المقاومة والمفاعلة السعوية والحثية ، والتي تجمع بين خصائص مكبر الصوت، وحركته الميكانيكية، وتأثيرات مكونات دائرة التوزيع (إن وجدت في مسار الإشارة بين المضخم ومكبر الصوت)، وتأثيرات الحمل الهوائي على مكبر الصوت كما هو مُعدَّل بواسطة الغلاف والبيئة المحيطة. تُحدد مواصفات خرج معظم المضخمات عند قدرة محددة في حمل مقاوم مثالي ؛ ومع ذلك، لا يمتلك مكبر الصوت مقاومة ثابتة عبر نطاق تردده. بدلاً من ذلك، يكون ملف الصوت حثيًا، ويحدث رنين ميكانيكي في مكبر الصوت، ويغير الغلاف خصائصه الكهربائية والميكانيكية، كما تُساهم دائرة التوزيع السلبية بين مكبرات الصوت والمضخم في تغييراتها الخاصة. والنتيجة هي مقاومة حمل تتغير بشكل كبير مع التردد، وعادةً ما تتغير أيضًا علاقة الطور بين الجهد والتيار، والتي تتغير بدورها مع التردد. بعض المضخمات قادرة على التعامل مع هذا التغير بشكل أفضل من غيرها.

تتوفر نماذج كهربائية لمكبرات الصوت تتناول هذه التأثيرات بالتفصيل. ^{[ 53 ]}

من أمثلة القياسات النموذجية لمكبرات الصوت : خصائص السعة والطور مقابل التردد؛ استجابة النبضة في ظل ظروف متعددة (مثل الموجات المربعة، ونبضات الموجات الجيبية، إلخ)؛ التوجيه مقابل التردد (مثل أفقيًا، رأسيًا، كرويًا، إلخ)؛ التشوه التوافقي والتشويه البيني مقابل مستوى ضغط الصوت (SPL) الناتج، باستخدام أي من إشارات الاختبار المتعددة؛ الطاقة المخزنة (أي الرنين) عند ترددات مختلفة؛ المعاوقة مقابل التردد؛ وأداء الإشارة الصغيرة مقابل الإشارة الكبيرة. تتطلب معظم هذه القياسات معدات متطورة وغالبًا ما تكون باهظة الثمن. يُعبر عن مستوى ضغط الصوت (SPL) الذي ينتجه مكبر الصوت عادةً بالديسيبل نسبةً إلى 20 ميكروباسكال ( ديسيبل _SPL ).

تُعرَّف كفاءة مكبر الصوت بأنها نسبة القدرة الصوتية الخارجة إلى القدرة الكهربائية الداخلة. معظم مكبرات الصوت عبارة عن محولات طاقة غير فعالة؛ إذ لا يتحول سوى 1% تقريبًا من الطاقة الكهربائية التي يرسلها المضخم إلى مكبر صوت منزلي نموذجي إلى طاقة صوتية. أما الباقي فيتحول إلى حرارة، معظمها في ملف الصوت ومجموعة المغناطيس. والسبب الرئيسي لذلك هو صعوبة تحقيق تطابق مناسب في المعاوقة بين المعاوقة الصوتية لوحدة التشغيل والهواء الذي تشع فيه. ^{[ ج ]} كما تتغير كفاءة وحدات تشغيل مكبر الصوت بتغير التردد. فعلى سبيل المثال، ينخفض ​​خرج مكبر الصوت المنخفض التردد (ووفر) مع انخفاض تردد الإدخال بسبب تزايد ضعف تطابق المعاوقة بين الهواء ووحدة التشغيل.

تُسمى تقييمات السائقين المستندة إلى مستوى ضغط الصوت (SPL) لمدخل معين بتقييمات الحساسية ، وهي مشابهة من حيث المبدأ لتقييمات الكفاءة. عادةً ما تُعبر الحساسية عن مستوى ضغط الصوت ( ديسيبل)، ويُقصد بها عادةً _{مستوى ضغط الصوت النسبي} ( ديسيبل) إلى مستوى ضغط الصوت.20 ميكروباسكال  ) عند مدخل كهربائي 1 واط، مقاسًا على مسافة متر واحد، ^{[ d ]} غالبًا عند تردد واحد. الجهد المستخدم عادةً 2.83 فولت _RMS ، مما ينتج عنه 1 واط في مقاومة مكبر صوت اسمية 8 أوم. تُذكر القياسات التي تُجرى باستخدام هذا المرجع عادةً بوحدة ديسيبل _SPL عند 2.83 فولت على مسافة متر واحد.

يُقاس ضغط الصوت الناتج على بُعد متر واحد من مكبر الصوت (أو يُعاد ضبطه رياضيًا ليُعادل قياسًا أُجري على بُعد متر واحد) وعلى محوره (مباشرةً أمامه)، بشرط أن يُشعّ مكبر الصوت الصوت في حيز لا نهائي ومثبت على حاجز لا نهائي . من الواضح إذًا أن الحساسية لا ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالكفاءة، إذ تعتمد أيضًا على توجيهية المُشغّل قيد الاختبار والبيئة الصوتية أمام مكبر الصوت. على سبيل المثال، يُنتج بوق مشجعة رياضية صوتًا أعلى في الاتجاه الذي يُشير إليه، وذلك بتركيز الموجات الصوتية الصادرة منها في اتجاه واحد . كما يُحسّن البوق أيضًا مُطابقة المعاوقة بين الصوت والهواء، مما يُنتج طاقة صوتية أكبر لطاقة مُحددة لمكبر الصوت.

بما أن الحساسية وقدرة تحمل الطاقة خاصيتان مستقلتان إلى حد كبير، فلا يمكن بالضرورة تشغيل مكبر صوت ذي قدرة قصوى أعلى إلى مستويات صوت أعلى من مكبر صوت ذي قدرة أقل. في المثال التالي، نفترض (لتبسيط الأمر) أن مكبري الصوت المُقارنين لهما نفس المعاوقة الكهربائية، ويعملان على نفس التردد ضمن نطاق تمرير كل منهما، وأن ضغط الطاقة والتشويه ضئيلان.  ينتج مكبر صوت أكثر حساسية بمقدار 3 ديسيبل من آخر ضعف قدرة الصوت تقريبًا (أي  أعلى بمقدار 3 ديسيبل) لنفس مدخلات الطاقة الكهربائية. وبالتالي، فإن  مكبر صوت بقدرة 100 واط (أ) مصنف عند 92  ديسيبل _SPL لحساسية 1  واط  عند 1  متر، يُنتج ضعف قدرة الصوت التي يُنتجها مكبر صوت بقدرة 200  واط (ب) مصنف عند 89  ديسيبل _SPL لحساسية 1  واط  عند 1  متر، عندما يتم تشغيل كليهما  بقدرة كهربائية 100 واط. في هذا المثال، عند تشغيله بقدرة 100  واط، يُنتج مكبر الصوت (أ) نفس مستوى ضغط الصوت، أو مستوى الصوت، الذي يُنتجه مكبر الصوت (ب) عند  مدخلات 200 واط. وبالتالي،  فإن زيادة حساسية السماعة بمقدار 3 ديسيبل تعني أنها تحتاج إلى نصف طاقة المضخم لتحقيق مستوى ضغط صوتي معين. وهذا يُترجم إلى مضخم طاقة أصغر حجمًا وأقل تعقيدًا، وغالبًا ما يؤدي إلى انخفاض التكلفة الإجمالية للنظام.

لا يُمكن عادةً الجمع بين الكفاءة العالية (خاصةً عند الترددات المنخفضة) وحجم الصندوق الصغير واستجابة الترددات المنخفضة الكافية. في أغلب الأحيان، يُمكن اختيار اثنين فقط من هذه المعايير الثلاثة عند تصميم نظام مكبر صوت. فعلى سبيل المثال، إذا كان أداء الترددات المنخفضة الممتد وحجم الصندوق الصغير مهمين، فلا بد من قبول الكفاءة المنخفضة. تُعرف هذه القاعدة العامة أحيانًا باسم قانون هوفمان الحديدي (نسبةً إلى جيه إيه هوفمان ، الحرف H في KLH ). ^{[ 54 ] [ 55 ]}

في غرفة استماع مستطيلة نموذجية، تُسبب الأسطح الصلبة المتوازية للجدران والأرضية والسقف نقاط رنين صوتي أساسية في الأبعاد الثلاثة: يمين-يسار، أعلى-أسفل، وأمام-خلف. ^{[ 56 ]} علاوة على ذلك، توجد أنماط رنين أكثر تعقيدًا تشمل جميع الأسطح الستة مجتمعةً لتكوين موجات مستقرة . يُطلق على هذا اسم استجابة تداخل حدود السماعات (SBIR). ^{[ 57 ]} تُثير الترددات المنخفضة هذه الأنماط بشكل أكبر، نظرًا لأن الأطوال الموجية الطويلة لا تتأثر كثيرًا بتكوينات الأثاث أو موضعه. يُعد تباعد الأنماط أمرًا بالغ الأهمية، خاصةً في الغرف الصغيرة والمتوسطة الحجم مثل استوديوهات التسجيل والمسارح المنزلية واستوديوهات البث. يؤثر قرب مكبرات الصوت من حدود الغرفة على قوة إثارة الرنين، بالإضافة إلى تأثيره على القوة النسبية عند كل تردد. يُعد موقع المستمع بالغ الأهمية أيضًا، حيث يمكن أن يكون للموقع بالقرب من أحد الحدود تأثير كبير على التوازن المُدرك للترددات. ويرجع ذلك إلى أن أنماط الموجات المستقرة تُسمع بسهولة أكبر في هذه المواقع وعند ترددات منخفضة، أقل من تردد شرودر ، اعتمادًا على حجم الغرفة.

طوّر علماء الصوتيات، من خلال دراستهم لإشعاع مصادر الصوت، مفاهيم مهمة لفهم كيفية إدراك مكبرات الصوت. أبسط مصدر إشعاعي ممكن هو المصدر النقطي . المصدر النقطي المثالي هو نقطة متناهية الصغر تشع صوتًا. قد يكون من الأسهل تخيّل كرة صغيرة نابضة، يتزايد قطرها ويتناقص بانتظام، تُرسل موجات صوتية في جميع الاتجاهات بالتساوي.

يمكن اعتبار أي جسم يُصدر صوتًا، بما في ذلك نظام مكبرات الصوت، مُكوَّنًا من مجموعات من مصادر نقطية بسيطة. يختلف نمط الإشعاع لمجموعة من المصادر النقطية عن نمط الإشعاع لمصدر واحد، إذ يعتمد على المسافة والاتجاه بين المصادر، والموقع النسبي الذي يسمع منه المستمع الصوت، وتردد الصوت. وباستخدام الرياضيات، يُمكن حل بعض مجموعات المصادر البسيطة بسهولة.

إحدى التركيبات البسيطة هي مصدران بسيطان يفصل بينهما مسافة ويهتزان خارج الطور، أحدهما كرة مصغرة تتمدد بينما الأخرى تنكمش. يُعرف هذا الزوج باسم ثنائي القطب ، وإشعاعه مشابه لإشعاع مكبر صوت ديناميكي صغير جدًا يعمل بدون حاجز. يكون توجيه ثنائي القطب على شكل الرقم 8، حيث يكون الإخراج أقصى ما يمكن على طول متجه يصل بين المصدرين، وأدنى ما يمكن على الجانبين عندما تكون نقطة الرصد على مسافة متساوية من المصدرين - حيث يلغي مجموع الموجات الموجبة والسالبة بعضها بعضًا. في حين أن معظم مكبرات الصوت هي ثنائيات أقطاب، إلا أنها قد تشع كمصادر نقطية أو ثنائيات أقطاب، وذلك حسب الغلاف الذي تُثبّت عليه. إذا تم تركيبها على حاجز محدود، وسُمح لهذه الموجات الخارجة عن الطور بالتفاعل، فستظهر قمم ونقاط انعدام في استجابة التردد. عندما يتم امتصاص الإشعاع الخلفي أو حصره في صندوق، يصبح غشاء مكبر الصوت بمثابة مشع نقطي تقريبًا. تُعد مكبرات الصوت ثنائية القطب، المصنوعة عن طريق تركيب محركات متزامنة (تتحرك كلتاهما خارج الصندوق أو داخله في انسجام تام) على الجانبين المتقابلين من الصندوق، طريقة للوصول إلى أنماط الإشعاع متعددة الاتجاهات. 

في الواقع، تتخذ مكبرات الصوت الفردية أشكالًا ثلاثية الأبعاد معقدة، مثل المخاريط والقباب، وتُوضع على حاجز لأسباب مختلفة. عادةً ما يكون من غير الممكن اشتقاق تعبير رياضي لتوجيهية شكل معقد، بالاعتماد على نماذج تجمعات مصادر نقطية، ولكن في المجال البعيد، تكون توجيهية مكبر الصوت ذي الغشاء الدائري قريبة من توجيهية مكبس دائري مسطح، لذا يمكن استخدامه كمثال توضيحي مبسط للمناقشة.

توجيه المجال البعيد لمكبس دائري مسطح في حاجز لانهائي هو

$${\displaystyle p(\theta )={\frac {p_{0}J_{1}(k_{a}\sin \theta )}{k_{a}\sin \theta }}}$$

أين${\displaystyle k_{a}={\frac {2\pi a}{\lambda }}}$،${\displaystyle p_{0}}$هو الضغط على المحور،${\displaystyle a}$نصف قطر المكبس،${\displaystyle \lambda }$هو الطول الموجي (أي${\displaystyle \lambda ={\frac {c}{f}}={\frac {\text{speed of sound}}{\text{frequency}}}}$)${\displaystyle \theta }$هي الزاوية خارج المحور و${\displaystyle J_{1}}$هي دالة بيسل من النوع الأول.

يشع مصدر صوتي مستوٍ كهذا الصوت بشكل منتظم لأطوال موجية أطول من أبعاد المصدر، ومع ازدياد التردد، يتركز الصوت الصادر من هذا المصدر في زاوية أضيق. وكلما صغر حجم مكبر الصوت، ارتفع التردد الذي يحدث عنده هذا التضييق في التوجيه. حتى لو لم يكن غشاء مكبر الصوت دائريًا تمامًا، فإن هذا التأثير يحدث بحيث تكون المصادر الأكبر حجمًا أكثر توجيهًا. وتحاكي العديد من تصميمات مكبرات الصوت هذا السلوك، ومعظمها تصميمات كهروستاتيكية أو مغناطيسية مستوية.

تستخدم شركات تصنيع مختلفة ترتيبات تثبيت متنوعة لمكبرات الصوت لخلق نوع محدد من مجال الصوت في المساحة المصممة لها. قد تهدف أنماط الإشعاع الناتجة إلى محاكاة طريقة إنتاج الصوت بواسطة الآلات الموسيقية الحقيقية بشكل أدق، أو ببساطة إلى إنشاء توزيع طاقة مُتحكم به من إشارة الإدخال. ومن الأمثلة على النوع الأول نظام زاوية الغرفة الذي يحتوي على العديد من مكبرات الصوت الصغيرة على سطح كرة قطرها 1/8 بوصة. وقد تم تسجيل براءة اختراع لتصميم نظام من هذا النوع، وتم إنتاجه تجاريًا تحت اسم Bose 2201 .

تُعدّ خاصية التوجيه مسألةً بالغة الأهمية لأنها تؤثر على توازن ترددات الصوت الذي يسمعه المستمع، وكذلك على تفاعل نظام مكبرات الصوت مع الغرفة ومحتوياتها. قد ينتج عن مكبر الصوت ذي التوجيه العالي (أو ما يُسمى أحيانًا بالمكبر ذي الحزمة الصوتية ) (أي على محور عمودي على سطح مكبر الصوت) مجال صدى يفتقر إلى الترددات العالية، مما يُوحي بأن مكبر الصوت يعاني من نقص في الترددات العالية، على الرغم من أن القياسات على المحور تُشير إلى كفاية هذه الترددات. وهذا أحد أسباب عدم كون قياس استجابة التردد على المحور وصفًا كاملاً لصوت مكبر صوت مُعين.

خضعت مكبرات الصوت الرقمية لتجارب أجرتها مختبرات بيل منذ عشرينيات القرن الماضي. ^{[ 79 ]} التصميم بسيط؛ إذ يتحكم كل بت في مُشغّل، يكون إما "مُفعّلاً" بالكامل أو "مُطفأً". دفعت مشاكل هذا التصميم المصنّعين إلى التخلي عنه لعدم جدواه في الوقت الراهن. أولاً، بالنسبة لعدد معقول من البتات (اللازمة لجودة إعادة إنتاج صوتية كافية )، يصبح الحجم المادي لنظام مكبر الصوت كبيرًا جدًا. ثانيًا، نظرًا لمشاكل التحويل التناظري إلى الرقمي المتأصلة ، فإن تأثير التداخل الصوتي أمر لا مفر منه، بحيث ينعكس خرج الصوت بنفس السعة في مجال التردد، على الجانب الآخر من حد نايكويست (نصف تردد أخذ العينات)، مما يتسبب في مستوى عالٍ غير مقبول من الموجات فوق الصوتية المصاحبة للخرج المطلوب. لم يتم التوصل إلى أي مخطط عملي للتعامل مع هذه المشكلة بشكل كافٍ.