تويتر

تتميز مكبرات الصوت المخروطية بنفس التصميم والشكل الأساسيين لمكبرات الصوت المنخفضة التردد، مع تحسينات للعمل عند ترددات أعلى. وتشمل هذه التحسينات عادةً ما يلي:

• مخروط صغير جدًا وخفيف الوزن حتى يتمكن من التحرك بسرعة؛
• يتم اختيار مواد المخروط من أجل الصلابة (مثل المخاريط الخزفية في خط إنتاج أحد المصنعين)، أو خصائص التخميد الجيدة (مثل الورق أو الحرير أو القماش المطلي) أو كليهما؛
• نظام تعليق (أو عنكبوت) أكثر صلابة من أنظمة التعليق الأخرى - هناك حاجة إلى مرونة أقل لإعادة إنتاج الترددات العالية؛
• ملفات صوتية صغيرة (3/4 بوصة هو الحجم النموذجي) وسلك خفيف (رقيق)، مما يساعد أيضًا مخروط مكبر الصوت على التحرك بسرعة.

كانت مكبرات الصوت المخروطية شائعة في مكبرات الصوت الاستريو القديمة عالية الدقة التي صُممت وصُنعت في الستينيات والسبعينيات كبديل لمكبرات الصوت القُبّية (التي طُوّرت في أواخر الخمسينيات). تُعدّ مكبرات الصوت المخروطية اليوم رخيصة نسبيًا، لكن العديد منها في الماضي كان عالي الجودة، مثل تلك التي صنعتها شركات Audax/Polydax وBozak وCTS وJBL وTonegen وSEAS. تميزت هذه المكبرات القديمة باستجابة ترددية مسطحة للغاية، وتشوه منخفض، واستجابة عابرة سريعة، وتردد رنين منخفض، وانخفاض تدريجي لطيف في الترددات المنخفضة، مما سهّل تصميم دائرة التوزيع.

كانت مكبرات الصوت CTS ذات الحلقة الفينولية من أبرز سمات فترة الستينيات والسبعينيات، حيث تميزت باستجابة ترددية مسطحة من 2000 إلى 15000  هرتز، وتشويش منخفض، واستجابة سريعة للترددات العابرة. وقد سُميت مكبرات الصوت CTS ذات الحلقة الفينولية بهذا الاسم نسبةً إلى حلقة التعليق البرتقالية اللون المصنوعة من الفينول. استُخدمت هذه المكبرات في العديد من أنواع وموديلات مكبرات الصوت الكلاسيكية المرموقة، وكانت تُصنف ضمن الوحدات متوسطة السعر.

تتميز مكبرات الصوت المخروطية عالية التردد بنطاق انتشار أضيق، مماثل لنطاق مكبرات الصوت المخروطية منخفضة التردد. ولذلك، اعتقد العديد من المصممين أن هذا يجعلها متوافقة تمامًا مع مكبرات الصوت المخروطية متوسطة ومنخفضة التردد، مما يسمح بتصوير ستيريو فائق. مع ذلك، فإن "النقطة المثالية" التي يوفرها نطاق الانتشار الضيق لمكبرات الصوت المخروطية عالية التردد صغيرة. وقد قدمت مكبرات الصوت المزودة بمكبرات صوت مخروطية عالية التردد أفضل تصوير ستيريو عند وضعها في زوايا الغرفة، وهي ممارسة شائعة في خمسينيات وستينيات وأوائل سبعينيات القرن الماضي.

خلال سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي، أدى الانتشار الواسع لأقراص الصوت عالية الجودة وظهور الأقراص المدمجة إلى تراجع شعبية مكبرات الصوت المخروطية، لأنها نادرًا ما تتجاوز تردداتها 15  كيلوهرتز. ورأى عشاق الصوت أن هذه المكبرات تفتقر إلى "وضوح" الصوت الذي تتميز به مكبرات الصوت القُبّية أو غيرها. ومع ذلك، استمر إنتاج العديد من مكبرات الصوت المخروطية عالية الجودة بكميات محدودة من قبل شركات مثل أوداكس وجيه بي إل وسياس حتى منتصف ثمانينيات القرن الماضي.

نادرًا ما تُستخدم مكبرات الصوت المخروطية في أنظمة الصوت الحديثة، وتُشاهد عادةً في تطبيقات منخفضة التكلفة مثل مكبرات الصوت الأصلية في السيارات، وأنظمة الاستريو المدمجة، وأجهزة الراديو المحمولة. وقد عاد بعض مصنعي مكبرات الصوت المتخصصة مؤخرًا إلى استخدام مكبرات الصوت المخروطية عالية الجودة، وخاصةً نسخًا مُعاد إنتاجها من طرازات CTS ذات الحلقة الفينولية، لإنتاج منتج ذي صوت كلاسيكي.

يُصنع مكبر الصوت ذو القبة عن طريق تثبيت ملف صوتي على قبة (مصنوعة من قماش منسوج أو معدن رقيق أو أي مادة مناسبة أخرى)، والتي بدورها تُثبّت على المغناطيس أو اللوحة العلوية بواسطة نظام تعليق مرن. عادةً لا تحتوي هذه المكبرات على إطار أو هيكل، بل على لوحة أمامية بسيطة متصلة بمجموعة المغناطيس. تُصنّف مكبرات الصوت ذات القبة حسب قطر ملفها الصوتي، ويتراوح قطرها من 19  مم (0.75  بوصة) إلى 38  مم (1.5  بوصة). يبلغ قطر الغالبية العظمى من مكبرات الصوت ذات القبة المستخدمة حاليًا في مكبرات الصوت عالية الدقة 25  مم (1  بوصة).

يُعدّ مشعّ الحلقة أحد أنواع مكبرات الصوت التي يصبح فيها "تعليق" المخروط أو القبة العنصر الإشعاعي الرئيسي. وتتميز هذه المكبرات بخصائص توجيه مختلفة مقارنةً بمكبرات الصوت القبة القياسية.

يحتوي مكبر الصوت الكهروإجهادي (أو الكهروإجهادي) على بلورة كهروإجهادية متصلة بغشاء ميكانيكي. يتم تطبيق إشارة صوتية على البلورة، التي تستجيب بالانثناء بما يتناسب مع الجهد المطبق عبر أسطح البلورة، وبالتالي تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.

يُعدّ تحويل النبضات الكهربائية إلى اهتزازات ميكانيكية، ثم تحويل الاهتزازات الميكانيكية المرتدة إلى طاقة كهربائية، أساسًا لاختبار الموجات فوق الصوتية. يُمثّل العنصر الفعّال جوهر المحوّل، إذ يحوّل الطاقة الكهربائية إلى طاقة صوتية، والعكس صحيح. يتكوّن هذا العنصر أساسًا من مادة مستقطبة (أي أن بعض أجزاء الجزيء مشحونة بشحنة موجبة، بينما أجزاء أخرى مشحونة بشحنة سالبة) مزوّدة بأقطاب كهربائية على وجهين متقابلين منها. عند تطبيق مجال كهربائي على المادة، تصطفّ الجزيئات المستقطبة مع اتجاه المجال، مما يُؤدي إلى توليد ثنائيات أقطاب مستحثة داخل البنية الجزيئية أو البلورية للمادة. يُؤدي هذا الاصطفاف الجزيئي إلى تغيير أبعاد المادة، وتُعرف هذه الظاهرة بالانقباض الكهربائي . إضافةً إلى ذلك، تُنتج المواد المستقطبة بشكل دائم، مثل الكوارتز (SiO₂ ₎ أو تيتانات الباريوم (BaTiO₃ ₎ ، مجالًا كهربائيًا عند تغيير أبعادها نتيجةً لقوة ميكانيكية مُطبّقة عليها. تُعرف هذه الظاهرة بالتأثير الكهروإجهادي .

نادرًا ما تُستخدم مكبرات الصوت الكهروإجهادية في أنظمة الصوت عالية الجودة نظرًا لانخفاض دقتها، على الرغم من أنها ظهرت في بعض التصاميم الراقية في أواخر السبعينيات، مثل مكبر الصوت Celef PE1 حيث استُخدمت كمكبر صوت فائق مع مكبر صوت تقليدي ذي قبة. وتُستخدم هذه المكبرات غالبًا في الألعاب، وأجهزة التنبيه، وأجهزة الإنذار، وصناديق مكبرات صوت غيتار البيس، ومكبرات صوت الكمبيوتر أو الاستريو الرخيصة، وأبواق أنظمة الصوت العامة.

يستخدم مكبر الصوت الشريطي غشاءً رقيقًا جدًا (غالبًا من الألومنيوم، أو ربما غشاء بلاستيكي معدني) يدعم ملفًا مستويًا يُصنع عادةً بترسيب بخار الألومنيوم، معلقًا في مجال مغناطيسي قوي (يوفره عادةً مغناطيس النيوديميوم ) لإعادة إنتاج الترددات العالية. وقد واكب تطوير مكبرات الصوت الشريطية إلى حد كبير تطوير الميكروفونات الشريطية . يتميز الشريط بخفة وزنه، مما يمنحه قدرة عالية على التسارع واستجابة ترددية عالية ممتدة. تقليديًا، كانت مكبرات الصوت الشريطية غير قادرة على إنتاج صوت عالي (ويُعزى ذلك بشكل أساسي إلى فجوات المغناطيس الكبيرة التي تؤدي إلى ضعف الاقتران المغناطيسي). ولكن أصبحت الإصدارات ذات القدرة العالية من مكبرات الصوت الشريطية شائعة في أنظمة مصفوفات خطية واسعة النطاق لتقوية الصوت، والتي يمكنها خدمة جماهير تصل إلى الآلاف. وتُعد هذه المكبرات جذابة في هذه التطبيقات نظرًا لأن جميع مكبرات الصوت الشريطية تقريبًا تُظهر خصائص توجيهية مفيدة، مع انتشار أفقي واسع جدًا (تغطية) وانتشار رأسي ضيق جدًا. ويمكن تكديس هذه المكبرات بسهولة بشكل رأسي، مما يُشكل مصفوفة خطية عالية التردد تُنتج مستويات ضغط صوت عالية على مسافة أبعد بكثير من مواقع مكبرات الصوت مقارنةً بمكبرات الصوت التقليدية.

يستخدم بعض مصممي مكبرات الصوت مكبر صوت مغناطيسي مستوٍ، يُطلق عليه أحيانًا اسم مكبر صوت شبه شريطي. تُعدّ مكبرات الصوت المغناطيسية المستوية عمومًا أقل تكلفة من مكبرات الصوت الشريطية الحقيقية، لكنها ليست متطابقة تمامًا، إذ أن شريط الرقائق المعدنية أخف وزنًا من غشاء مكبر الصوت المغناطيسي المستوي، كما أن بنيتها المغناطيسية مختلفة. عادةً ما تُستخدم قطعة رقيقة من غشاء PET أو البلاستيك مع سلك ملف صوتي يمتد عموديًا عدة مرات على المادة. وتُعدّ البنية المغناطيسية أقل تكلفة من تلك المستخدمة في مكبرات الصوت الشريطية.

يعمل مكبر الصوت الكهروستاتيكي عالي التردد وفقًا لنفس مبادئ مكبر الصوت الكهروستاتيكي كامل النطاق أو سماعات الرأس الكهروستاتيكية. يستخدم هذا النوع من مكبرات الصوت غشاءً رقيقًا (عادةً ما يكون بلاستيكيًا، وغالبًا ما يكون غشاءً من مادة PET )، مع طبقة موصلة رقيقة، معلقًا بين شاشتين أو صفيحتين معدنيتين مثقبتين، تُعرفان باسم "الأجزاء الثابتة".

يُطبَّق خرج مُضخِّم القيادة على الملف الابتدائي لمُحوِّل رافع للجهد ذي ملف ثانوي ذي نقطة مركزية، ويُطبَّق جهد عالٍ جدًا - يتراوح بين مئات وآلاف الفولتات - بين النقطة المركزية للمُحوِّل والحجاب الحاجز. تتطلب الدوائر الكهروستاتيكية من هذا النوع بالضرورة مصدر طاقة عالي الجهد لتوفير الجهد العالي المُستخدَم. تُوصَّل الأجزاء الثابتة (الستاتورات) بالأطراف المتبقية للمُحوِّل. عند تطبيق إشارة صوتية على الملف الابتدائي للمُحوِّل، تُحرَّك الأجزاء الثابتة كهربائيًا بزاوية 180 درجة خارج الطور، فتجذب الحجاب الحاجز وتدفعه بالتناوب.

تتمثل إحدى الطرق غير الشائعة لتشغيل مكبر صوت كهرساكن بدون محول في توصيل ألواح مكبر الصوت ذي الصمام المفرغ بالجزء الثابت مباشرة، ومصدر الجهد العالي بين الحجاب الحاجز والأرض.

تتميز الدوائر الكهروستاتيكية بانخفاض تشوه التوافقيات الزوجية بفضل تصميمها القائم على الدفع والسحب، كما أنها تتميز بتشوه طوري ضئيل. ورغم أن هذا التصميم قديم نسبياً (تعود براءات الاختراع الأصلية إلى ثلاثينيات القرن العشرين)، إلا أنه لا يزال يشغل حيزاً ضئيلاً جداً من السوق نظراً لتكلفته العالية، وكفاءته المنخفضة، وحجمه الكبير في التصاميم ذات النطاق الكامل، وهشاشته.

يعمل مكبر الصوت عالي التردد بتقنية تحويل حركة الهواء عن طريق دفع الهواء عموديًا من غشاء مطوي. يتكون هذا الغشاء من طيات من غشاء رقيق (عادةً غشاء PET) ملفوفة حول دعامات ألومنيوم مثبتة في مجال مغناطيسي قوي. في العقود الماضية، أنتجت شركة ESS في كاليفورنيا سلسلة من مكبرات الصوت الهجينة باستخدام هذه المكبرات، إلى جانب مكبرات الصوت التقليدية منخفضة التردد، وأطلقت عليها اسم محولات هايل نسبةً إلى مخترعها، أوسكار هايل . تتميز هذه المكبرات بقدرتها على إنتاج مستويات صوت عالية، وهي أكثر متانة من المكبرات الكهروستاتيكية أو الشريطية، ولكنها تحتوي على عناصر متحركة مماثلة ذات كتلة منخفضة.

معظم محركات AMT الحالية المستخدمة اليوم متشابهة في الكفاءة واستجابة التردد مع تصميمات أوسكار هيل الأصلية في السبعينيات.

A horn tweeter is any of the above tweeters coupled to a flared or horn structure. Horns are used for two purposes—to control dispersion, and to couple the tweeter diaphragm to the air for higher efficiency. The tweeter in either case is usually termed a compression driver and is quite different from more common types of tweeters (see above). Properly used, a horn improves the off-axis response of the tweeter by controlling (i.e., reducing) the directivity of the tweeter. It can also improve the efficiency of the tweeter by coupling the relatively high acoustic impedance of the driver to the lower impedance of the air. The larger the horn, the lower the frequencies at which it can work, since large horns provide coupling to the air at lower frequencies. There are different types of horns, including radial and constant directivity (CD). Horn tweeters may have a somewhat 'different' sonic signature than simple dome tweeters. Poorly designed horns, or improperly crossed-over horns, have predictable problems in the accuracy of their output, and the load that they present to the amplifier. Perhaps concerned about the image of poorly designed horns, some manufacturers use horn loaded tweeters, but avoid using the term. Their euphemisms include "elliptical aperture" "Semi-horn" and "Directivity controlled". These are, nonetheless, a form of horn loading.

Because ionized gas is electrically charged and so can be manipulated by a variable electrical field, it is possible to use a small sphere of plasma as a tweeter. Such tweeters are called a plasma tweeter or ion tweeter. They can be more complex than other tweeters (plasma generation is not required in other types), but offer the advantage that the moving mass is optimally low—if not relatively massless and so very responsive to the signal input. The early models of these tweeters were not capable of high output, nor of other than very high frequency reproduction, and so are usually used at the throat of a horn structure to manage usable output levels. One disadvantage is that the plasma arc can produce ozone and NOx, poison gases, in small quantities as a by-product. Because of this, German-made Magnat "magnasphere" speakers were banned from import to the United States in the 1980s. Any modern design uses catalysts to reduce the gas output to negligible quantities.

في الماضي، كانت شركة دوكين، ومقرها سانت لويس، الشركة المصنعة الرائدة في الولايات المتحدة، حيث أنتجت جهاز أيونوفاك، الذي بيع أيضًا بنسخة بريطانية باسم أيونوفون. وقد أنتجت شركة إلكترو-فويس نموذجًا لفترة وجيزة بموجب ترخيص من المخترع سيغفريد كلاين، بالتعاون مع دوكين. كانت هذه النماذج المبكرة حساسة وتتطلب استبدالًا دوريًا للخلية التي يتم فيها توليد البلازما (استخدمت وحدة دوكين خلية كوارتز مصنعة بدقة عالية). ونتيجة لذلك، كانت باهظة الثمن مقارنةً بالتصاميم الأخرى. ويشير من استمعوا إلى أجهزة أيونوفاك إلى أنه في نظام مكبرات صوت مصمم بشكل جيد، كانت الأصوات العالية نقية وواضحة وغنية بالتفاصيل، على الرغم من عدم إمكانية الوصول إلى مستوى صوت عالٍ.

في ثمانينيات القرن الماضي، استخدمت مكبرات الصوت من شركة Plasmatronics أيضًا مكبر صوت عالي التردد من البلازما، على الرغم من أن الشركة المصنعة لم تستمر في العمل لفترة طويلة جدًا وتم بيع عدد قليل جدًا من هذه الوحدات المعقدة.