پیش تر خواندیم
دیافراگم مخروطی (Cone) :
دیافراگم های مخروطی شکل، متداول ترین نوع دیافراگم هستند. وظیفه ی دیافراگم این است که با حرکت به جلو و عقب، رفتار پیستونی را از خود نشان دهد که سعی در بازتولید صدای پردازش شده توسط سیستم صوتی را دارد و حرکت مکانیکی موتور بلندگو را به موج آکوستیکی تبدیل می نماید. در فرکانس های زیر، این نقش به خوبی اجرا می شود اما در فرکانس های بم( که طول موجشان نزدیک به قطر دیافراگم - که عموماً به شکل دایره است- می گردد) برای دیافراگم های تابش مستقیم (direct radiator) که بی واسطه با هوا در تماس هستند مشکل ایجاد می شود زیرا هوا از جلوی دیافراگم فرار می کند. به سبب کم بودن امپدانس هوای اتاق، دیافراگم به خوبی با هوا جفت نمی شود. مانند این است که به هوا مشت بزنید. انرژی چندانی به هوا منتقل نخواهد شد. ولی با مشت زدن به کیسه بوکس، انرژی دست تان به خوبی به آن منتقل می گردد چون امپدانس آن بالاست (در اینجا لختی یا اینرسی کیسه بوکس به سبب جرم آن، زیاد است). بازده دیافراگم تابش مستقیم در فرکانس های بم، کمتر از یک درصد است. قسمت عمده ی انرژی یا بصورت گرما در سیم پیچ و یا بصورت اصطکاک در مولکول های هوا تلف شده و بخشی از آن هم به خروجی تقویت کننده قدرت منعکس می گردد.
از طرف دیگر تا وقتی که محیط دیافراگم نسبت به طول موج کوچک باشد تابش، همه سویه خواهد بود. با افزایش فرکانس و کوچک شدن طول موج، تابش ، جهت دار می گردد. در راستای غیر هم محور، اختلاف طول مسیر نسبت به نقاط مختلف دیافراگم وجود دارد (شکل 4) و به سبب تداخل ، نقاط روی دیافراگم که هم فاز حرکت می کنند، به شکل غیر هم فاز در غیر راستای هم محور، یکدیگر را تضعیف می کنند. پارامتر k برابر است با 2P بخش بر طول موج یا لاندا.
شکل 5 الگوی جهت وری به ازای طول موج که توسط ka مشخص می شود را نشان می دهد که a شعاع دیافراگم است. می بینیم که در فرکانس های بالا، تابش دیافراگم، جهت دار می گردد.
برای دیافراگم های بزرگ در فرکانس های بالا، تابش همسان نیست و دیافراگم به شکل یک پیستون یکپارچه نیز عمل نمی کندبلکه هر بخشی از آن ارتعاش منحصر بفردی دارد (شکل 6).
به خصوص بخش های بیرونی نسبت به بخش های درونی دیافراگم عقب تر بوده و همان سیگنال را با تاخیر فاز تولید می کنند و حتی گاهی هم بی حرکت می مانند. درنتیجه همواره رابطه ka متناسب با اندازه فیزیکی دیافراگم نیست.
بنابراین نیاز است که دیافراگم بخوبی صلب و مستحکم بوده و هنگام حرکت ، تغییر شکل ندهد. تغییر شکل سبب تولید واپیچش و هارمونیک های اضافه می گردد که در برخی موارد مانند تقویت کننده ی گیتار الکتریک می تواند مفید باشد اما برای تولید صدای کاملا وفادار و با کیفیت بالا، نامناسب خواهد بود. در بلندگوهای بسیار بزرگ (بیش از 18 اینچ) ساخت دیافراگم صلب مشکل است.وزن شان زیاد شده و تراز و در مرکز نگهداشتن شان سخت می شود.
یک راه حل خوب، استفاده از چند دیافراگم کوچک تر بجای یک دیافراگم بسیار بزرگ می باشد. مخروط های ساندویچی، لانه زنبوری، و یا ساخته شده از الیاف کربن و کولار (kevlar) یا فلز نیز برخی دیگر از راه حل های ارائه شده هستند. هرکدام شان ، رفتار فرکانس بالای متفاوتی دارند. صلب تر شدن گرچه رفتار فرکانس های بم را بهبود می بخشد، عموماً به تشدیدهای اضافه در فرکانس های بالا و در نتیجه ، رنگینش (coloration) می انجامد. شکل 7 پاسخ فرکانسی و مدهای ارتعاشی یک دیافراگم با کیفیت معمولی را نشان می دهد. بخوبی دیده می شود که رفتار دیافراگم از رفتار پیستون، کاملا فاصله دارد و هر بخش از دیافراگم در یک جهت حرکت می کند. پاسخ فرکانسی، بسیار نامنظم بوده و تشدیدهای متعدد به سبب شکست های کنترل نشده (breakup) اتفاق می افتند. در این مثال، مدهای 1و2و3 تشدیدهای ساده هستند که هنگامی که محیط دیافراگم نسبت صحیحی با طول موج داشته باشند روی می دهند. مدهای 4 و 5 و 7 و 9 مدهای هم محور هستند که وقتی روی می دهند که فاصله از سیم پیچ تا لبه یا پشت، نسبت صحیحی با طول موج داشته باشند. مد 6 ترکیبی از دو تا از این مدهاست .
معمولا باید فرکانس تقاطع (cross - over) را کمتر از آغاز تشدیدها لحاظ کرد و سرانجام چنین دیافراگم هایی فقط بدرد بلندگوهای ووفر می خورند که نباید نقشی در بازتولید فرکانس های میانی یا میانی-بالا داشته باشند. در برخی از دستگاههای ارزان ممکن است از این رفتار واپیچیده ، به منظور بالا بردن تراز صدا و بازده بلندگوهای میدرنج نیز استفاده شود اما در سیستم های با کیفیت، باید اکیدا از این موضوع اجتناب گردد زیرا سبب خستگی گوش و محو جزییات صدا می گردد.
اکنون می توان درباره ی دلایل شکل مخروطی برای دیافراگم توضیح داد. برای ارائه رفتار پیستونی بنظر می رسد که دیافراگم تخت، راه حل سرراستی باشد. اما شکل مخروطی برای دیافراگم دو مزیت دارد. یکی آن که دیافراگم مخروطی به مراتب صلب تر و مستحکم تر است و کمتر تغییر شکل می دهد. دوم اینکه در راستای هم محور، شنونده صدای تابش شده از مرکز دیافراگم را متناسب با فاصله اش می شنود. ولی صدای تابش شده از لبه دیافراگم باید از مرکز در طول دیافراگم با سرعت صوت درون آن ماده عبور کند (چون سیم پیچ در زیر مرکز دیافراگم نصب شده) و سپس از لبه منتشر گردد و بنابراین تاخیر فاز خواهد داشت. اگر دیافراگم به شکل مخروط باشد لبه آن نسبت به مرکزش به شنونده نزدیک تر است و می تواند کمی تاخیر را جبران کند.
یکی دیگر از راههای کنترل تشدیدهای ناخواسته، تغییر منحنی پروفیل دیافراگم است یعنی به جای خط راست که مقطع پروفیل مخروط است می توان از انحنای ترکیبی مثلا نمایی استفاده کرد. در مورد ووفرها که دیافرگم شان بزرگ است و باید حرکت قابل توجهی نیز داشته باشند می توان قطر سیم پیچ را بزرگ گرفت. در شکل 8، شکل a مقطع یک دیافراگم متعارف را نشان می دهد که سیم پیچ کم قطری کاملا در مرکز متمرکز شده است. این سبب می شود تا فشار زیادی به مرکز وارد شده و چون لبه فاصله زیادی از سیم پیچ دارد دیافراگم باید بسیار صلب باشد. همچنین در این حالت، «منبع آکوستیکی» (acoustic source) بسیار عقب تر از لبه ی دیافراگم است (شکل b).
«منبع آکوستیکی» محل فرضی است که بنظر می رسد مکان منبع تابش باشد. به سبب سرعت محدود انتشار صوت، زمانی طول می کشد تا حرکت سیم پیچ به دیافراگم رسیده و آن را مرتعش کند. بنابراین موج آکوستیکی نسبت به سیگنال الکتریکی ورودی، تاخیر فاز دارد که بنظر می رسد منبع تابش یا دیافراگم، دورتر از مکان واقعی آن می باشد. در بیشتر بلندگوهای سیم پیچ متحرک، منبع آکوستیکی نزدیک سیم پیچ واقع می شود.
در شکل c ، از سیم پیچ با قطر بیشتر استفاده شده است و نیمی از قطر دیافراگم درون سیم پیچ واقع شده پس دیافراگم تحت تنش به مراتب کمتری است، شاید یک دهم حالت قبل.
بخش داخلی دیافراگم به شکل گنبدی است و این ترکیب گنبد و مخروط، استحکام زیادی بدست می دهد و می توان از مواد نازک تر و سبک تری استفاده کرد. وزن صرفه جویی شده در دیافراگم را می توان در سیم پیچ مصرف کرد و آن را بزرگتر و با دور و توان بیشتر ساخت. اکنون بازده بلندگو بطور قابل ملاحظه ای افزایش یافته است و منبع آکوستیکی نیز جلوتر و به لبه نزدیک تر است و راحت تر می توان آن را با توییتر هم فاز کرد (شکل d).
با تمهیداتی می توان پاسخ فرکانس بالای دیافراگم را کمی همگن تر و همه سویه تر کرد. این سبب می شود که فرکانس قطع بالای دیافراگم که در آن بی نظمی آغاز می شود افزایش یابد. اگر جنس دیافراگم و زاویه دهانه مخروط متناسب انتخاب شوند سرعت صوت درون مخروط نزدیک به سرعت منتشره در هوا شده و الگوی تابش، کروی می گردد (شکل 9). همچنین با تعبیه شیارها و برآمدگی هایی روی سطح مخروط دیافراگم، می توان اندازه ی ظاهری دیافراگم را برای فرکانس های بالا کاهش داد تا تابش آنها، همه سویه تر شود.
