مقدمة
التعليق الصوتي، المعروف أيضًا باسم التعليق الهوائي أو الصندوق المغلق أو الصندوق المختوم (Acoustic Suspension, Air Suspension, Closed Box, Sealed Box)، هو أسلوب تصميم لخزانة مكبرات الصوت. يعتمد هذا التصميم على استخدام صندوق مغلق تمامًا أو مختوم، حيث يتم التحكم في حركة مخروط مكبر الصوت بواسطة مرونة الهواء المحبوس داخل الصندوق، وليس فقط بواسطة مرونة نظام تعليق مخروط مكبر الصوت نفسه. يعتبر التعليق الصوتي تصميمًا كلاسيكيًا لا يزال يحظى بشعبية كبيرة في عالم الصوتيات نظرًا لجودته العالية في إنتاج الصوت ودقته.
تاريخ وتطور التعليق الصوتي
تم تطوير تقنية التعليق الصوتي في أواخر الخمسينيات من قبل إدغار فيلشر، مهندس الصوت في شركة إم آي تي (MIT)، وهو أيضًا مؤسس شركة أدفانسد أوديو. قدم فيلشر هذا التصميم كبديل للطرق التقليدية المستخدمة في تصميم مكبرات الصوت في ذلك الوقت. كانت مكبرات الصوت التقليدية تعتمد على تصميمات مفتوحة أو تعتمد على فتحات أو منافذ هوائية، مما أدى في كثير من الأحيان إلى استجابة غير دقيقة للترددات المنخفضة. كان فيلشر يهدف إلى إنشاء نظام أكثر دقة وقدرة على إنتاج صوت نظيف وعالي الجودة.
في عام 1954، بدأ فيلشر تجاربه على تصميم مكبرات الصوت في صندوق مغلق. أدرك أن الهواء المحبوس داخل الصندوق يمكن أن يعمل كنابض، ويتحكم في حركة مخروط مكبر الصوت. من خلال التحكم الدقيق في حجم الصندوق وخصائص مكبر الصوت، تمكن فيلشر من تصميم نظام ينتج صوتًا دقيقًا وذا استجابة سلسة للترددات.
حصل فيلشر على براءة اختراع لتصميم التعليق الصوتي في عام 1959. في نفس العام، أسس فيلشر وزميله هنري كلوس شركة أدفانسد أوديو (Advanced Audio) التي سرعان ما تحولت إلى “إيه آر” (AR)، وبدأت في إنتاج مكبرات صوت تعتمد على تصميم التعليق الصوتي. حققت مكبرات الصوت “إيه آر” نجاحًا تجاريًا كبيرًا، وأثبتت تصميم التعليق الصوتي كطريقة فعالة لإنتاج صوت عالي الجودة.
على الرغم من أن تصميم التعليق الصوتي كان ثوريًا في وقته، إلا أنه واجه أيضًا بعض التحديات. يتطلب هذا التصميم مكبر صوت مصمم خصيصًا ليناسب حجم الصندوق المحدد. بالإضافة إلى ذلك، فإن كفاءة التعليق الصوتي في إنتاج الصوت منخفضة نسبيًا مقارنة بتصميمات أخرى مثل مكبرات الصوت ذات المنفذ. ومع ذلك، استمر التعليق الصوتي في الحفاظ على شعبيته نظرًا لجودته الصوتية الاستثنائية.
مبادئ عمل التعليق الصوتي
يعتمد مبدأ عمل التعليق الصوتي على استخدام الهواء المحبوس داخل الصندوق المغلق كمكون رئيسي في نظام تعليق مكبر الصوت. عندما يتحرك مخروط مكبر الصوت إلى الداخل والخارج، يضغط الهواء داخل الصندوق وينكمش. يعمل هذا الضغط والتقلص على توفير قوة معاكسة لحركة المخروط. هذه القوة تعمل كـ”نابض” إضافي، وتساعد في التحكم في حركة المخروط بدقة.
العناصر الأساسية
- الصندوق المغلق: يتميز الصندوق بأنه محكم الإغلاق تمامًا، ولا يسمح للهواء بالدخول أو الخروج. هذا يضمن أن الهواء المحبوس يعمل بفعالية كجزء من نظام التعليق.
- وحدة مكبر الصوت: يتم اختيار وحدة مكبر الصوت بعناية لتتناسب مع حجم الصندوق. يجب أن يكون مكبر الصوت قادرًا على العمل بكفاءة في بيئة الهواء المضغوط.
- مرونة الهواء: تعد مرونة الهواء المحبوس هي العامل الرئيسي الذي يتحكم في حركة المخروط. كلما زاد حجم الصندوق، قلت مرونة الهواء، والعكس صحيح.
آلية العمل
عندما يتم تطبيق إشارة صوتية على مكبر الصوت، يتحرك المخروط إلى الأمام والخلف. في تصميم التعليق الصوتي، يضغط الهواء داخل الصندوق وينكمش مع حركة المخروط إلى الداخل. تعمل هذه العملية على توفير قوة معاكسة لحركة المخروط. هذه القوة، جنبًا إلى جنب مع مرونة نظام تعليق مكبر الصوت (الذي يتضمن الحافة والمحول المركزي)، تحدد تردد الرنين الطبيعي لنظام مكبر الصوت.
من خلال التحكم الدقيق في حجم الصندوق وخصائص مكبر الصوت، يمكن للمصممين ضبط استجابة التردد لمكبر الصوت. بشكل عام، تميل تصميمات التعليق الصوتي إلى تقديم استجابة تردد خطية ودقيقة، خاصة في نطاق الترددات المنخفضة.
مزايا التعليق الصوتي
يتمتع تصميم التعليق الصوتي بعدة مزايا تجعله خيارًا جذابًا لتصميم مكبرات الصوت:
- دقة الصوت: يوفر التعليق الصوتي استجابة تردد دقيقة وخطية، مما يؤدي إلى صوت واضح ونظيف.
- الاستجابة العابرة الجيدة: يتمتع التعليق الصوتي باستجابة عابرة ممتازة، مما يعني أنه قادر على إعادة إنتاج التغييرات السريعة في الصوت بدقة.
- التحكم في الترددات المنخفضة: يوفر التعليق الصوتي تحكمًا جيدًا في الترددات المنخفضة، مما يؤدي إلى صوت جهير ضيق ودقيق.
- تصميم بسيط: يعتبر تصميم التعليق الصوتي بسيطًا نسبيًا، مما يجعله سهل التصنيع.
- مرونة في التصميم: يمكن تصميم مكبرات الصوت ذات التعليق الصوتي في مجموعة متنوعة من الأحجام والأشكال.
عيوب التعليق الصوتي
على الرغم من المزايا العديدة، هناك بعض العيوب التي يجب مراعاتها:
- الكفاءة المنخفضة: تكون كفاءة التعليق الصوتي منخفضة نسبيًا، مما يعني أنه يحتاج إلى طاقة أكبر لتشغيلها بنفس مستوى الصوت مقارنة بتصميمات أخرى.
- الحاجة إلى مكبر صوت متخصص: يتطلب تصميم التعليق الصوتي استخدام مكبر صوت مصمم خصيصًا ليناسب حجم الصندوق.
- الحجم الثقيل: قد تكون مكبرات الصوت ذات التعليق الصوتي كبيرة وثقيلة بسبب الحاجة إلى صندوق محكم الإغلاق.
مقارنة التعليق الصوتي بتصميمات مكبرات الصوت الأخرى
لتقييم التعليق الصوتي بشكل كامل، من الضروري مقارنته بتصميمات مكبرات الصوت الأخرى، مثل التصميمات ذات المنفذ والتصميمات المشعة السلبية:
- التعليق الصوتي مقابل مكبرات الصوت ذات المنفذ (الباس ريفلكس):
- التعليق الصوتي: يوفر صوتًا دقيقًا واستجابة عابرة ممتازة. يفضل في التطبيقات التي تتطلب جودة صوت عالية، ولكن قد تكون كفاءته أقل.
- مكبرات الصوت ذات المنفذ: تتميز بكفاءة أعلى وقدرة أكبر على إنتاج ترددات منخفضة. ومع ذلك، قد يكون لديها استجابة تردد أقل دقة.
- التعليق الصوتي مقابل مكبرات الصوت المشعة السلبية:
- التعليق الصوتي: يوفر صوتًا دقيقًا وخصائص تحكم ممتازة.
- مكبرات الصوت المشعة السلبية: تستخدم مشعاعًا سلبيًا بدلاً من المنفذ لتعزيز الترددات المنخفضة. قد تكون أكثر تعقيدًا في التصميم، ولكنها يمكن أن تقدم صوتًا جهيرًا عميقًا دون الحاجة إلى منفذ.
العوامل المؤثرة في تصميم التعليق الصوتي
عند تصميم نظام تعليق صوتي، يجب مراعاة عدة عوامل مهمة لتحقيق أفضل أداء صوتي:
- حجم الصندوق: يؤثر حجم الصندوق بشكل كبير على استجابة التردد. الصناديق الأصغر حجمًا تقلل من كفاءة النظام وتتطلب مكبر صوت أكثر قوة. الصناديق الأكبر حجمًا قد تزيد من استجابة التردد المنخفض ولكنها قد تقلل من الدقة.
- خصائص مكبر الصوت: يجب اختيار مكبر صوت يتناسب مع حجم الصندوق. يجب أن يتمتع مكبر الصوت بمرونة مناسبة ويتحمل ضغط الهواء داخل الصندوق.
- مواد الصندوق: يجب أن تكون مادة الصندوق قوية وصلبة لتقليل الاهتزازات غير المرغوب فيها.
- التخميد الداخلي: يمكن استخدام مواد التخميد داخل الصندوق لامتصاص الموجات الصوتية وتقليل التشويه.
تطبيقات التعليق الصوتي
بسبب جودة الصوت الممتازة، يستخدم التعليق الصوتي في العديد من التطبيقات:
- الاستوديوهات: تستخدم مكبرات الصوت ذات التعليق الصوتي في استوديوهات التسجيل والخلط بسبب دقتها واستجابتها للترددات المنخفضة.
- المنازل: تستخدم في أنظمة الصوت المنزلية عالية الجودة التي تتطلب دقة صوت عالية.
- مراقبة الاستوديو: تستخدم كمكبرات صوت للمراقبة في الاستوديوهات لتقييم جودة التسجيلات.
- السيارات: تستخدم في بعض أنظمة الصوت في السيارات، على الرغم من أن تصميمات أخرى مثل مكبرات الصوت ذات المنفذ أكثر شيوعًا في هذه البيئة.
نصائح لتحسين أداء التعليق الصوتي
- اختيار مكبر الصوت المناسب: اختر مكبر صوت مصمم خصيصًا للاستخدام في تصميمات التعليق الصوتي.
- ضبط حجم الصندوق: حدد حجم الصندوق بعناية بناءً على مواصفات مكبر الصوت والأداء الصوتي المطلوب.
- استخدام مواد عالية الجودة: استخدم مواد بناء عالية الجودة لتقليل الاهتزازات وزيادة متانة الصندوق.
- التخميد الداخلي: ضع مواد تخميد داخل الصندوق لامتصاص الموجات الصوتية وتقليل التشويش.
- الوضع الصحيح: ضع مكبرات الصوت في مكان مناسب في الغرفة لتحسين استجابة التردد.
خاتمة
التعليق الصوتي هو تصميم مكبر صوت كلاسيكي لا يزال يحظى بتقدير كبير في عالم الصوتيات. على الرغم من أنه قد لا يكون الخيار الأكثر كفاءة، إلا أنه يوفر جودة صوت عالية ودقة ممتازة، مما يجعله خيارًا مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب صوتًا نظيفًا ودقيقًا. من خلال فهم مبادئ عمله وتطبيقاته، يمكن للمستخدمين الاستفادة من هذا التصميم الرائع للحصول على تجربة صوتية استثنائية.
المراجع
- Acoustic suspension – Wikipedia
- Acoustic Suspension vs. Ported: Which Is Best? – Audio Technica
- Acoustic-Suspension Speaker Design – Stereophile
- Acoustic suspension – HiFi Engine
“`