วัสดุลำโพงที่แตกต่างกันส่งผลต่อคุณภาพเสียงอย่างไร
คุณต้องการลำโพงที่มีเสียงดี คุณต้องเริ่มต้นด้วยการเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับส่วนประกอบของลำโพงแต่ละชิ้น คุณต้องพิจารณาว่าจะใช้วัสดุใดสำหรับคอยล์เสียง แม่เหล็ก ตะกร้า กรวย (หรือไดอะแฟรม) ตะแกรง องค์ประกอบการแขวน และกล่องหุ้ม
วอยซ์คอยล์ ลำโพง วอยซ์คอยล์
คอยล์เสียงทำงานภายในสนามแม่เหล็กถาวร และจะแปลงพลังงานไฟฟ้าที่ป้อนเข้าสู่ลำโพงเป็นพลังงานกล และทำให้กรวยสั่นสะเทือนไปมาเพื่อสร้างคลื่นเสียง คอยล์เสียงมักทำจากลวดทองแดงที่พันบนแกนม้วน แกนม้วนเสียงอาจทำจากกระดาษ อะลูมิเนียม โนเม็กซ์ ฟิล์มโพลีอิไมด์ หรือไฟเบอร์กลาส สิ่งหนึ่งที่ต้องพิจารณาคือวัสดุของคอยล์เสียงจะระบายความร้อนได้ดีเพียงใด พลังงานไฟฟ้าที่เข้าสู่ลำโพงเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ถูกแปลงเป็นเสียง และส่วนใหญ่จะถูกแปลงเป็นความร้อน ซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับลำโพงหรือส่งผลต่อคุณภาพเสียงได้ หากไม่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสม
แม่เหล็กลำโพง
เมื่อกระแสไฟฟ้าสลับถูกป้อนเข้าไปในคอยล์เสียง คอยล์เสียงก็จะเปลี่ยนให้เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีขั้วแม่เหล็กสลับ ซึ่งจะถูกดึงดูดหรือผลักออกจากขั้วของแม่เหล็กถาวรที่ติดอยู่กับกรวยลำโพง มีวัสดุพื้นฐานสามประเภทให้เลือกสำหรับแม่เหล็กชนิดนี้ เฟอร์ไรต์เป็นวัสดุที่ถูกที่สุดและใช้กันทั่วไปมากที่สุด นอกจากนี้ยังเป็นวัสดุที่หนักที่สุด ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพและน้ำหนักโดยรวมของลำโพง นีโอไดเมียมเป็นโลหะหายากที่มีราคาแพงกว่า แต่เนื่องจากต้องใช้น้อยกว่า ลำโพงจึงเบากว่า วัสดุแม่เหล็กชนิดที่สามคืออัลนิโค ซึ่งประกอบด้วยอะลูมิเนียม นิกเกิล และโคบอลต์ แม่เหล็กอัลนิโคถูกนำมาใช้ในลำโพงมานานหลายทศวรรษ แต่ปัจจุบันมักใช้ในลำโพงกีตาร์มากที่สุด
ตะกร้าลำโพง
ส่วนประกอบทั้งหมดที่ประกอบเป็นลำโพงจะยึดติดเข้ากับโครงโครงสร้างที่เรียกกันทั่วไปว่าตะกร้าลำโพง ตะกร้าลำโพงส่วนใหญ่จะทำจากเหล็กปั๊มหรืออลูมิเนียมหล่อ อลูมิเนียมหล่อมักใช้กับลำโพงขนาดใหญ่ แต่การตัดสินใจเลือกใช้โลหะชนิดใดนั้นขึ้นอยู่กับน้ำหนักของแม่เหล็กที่ตะกร้าจะรองรับ ความแข็งแรง และรูปลักษณ์ของด้านหน้าลำโพงเป็นส่วนใหญ่
กรวยลำโพง
กรวยลำโพงจะติดอยู่กับคอยล์เสียงและยึดกับหน้าแปลนของตะกร้าลำโพง กรวยจะต้องทำจากวัสดุที่แข็งแรงแต่มีน้ำหนักเบา เนื่องจากทำหน้าที่เป็นลูกสูบเพื่อสั่นสะเทือนคลื่นเสียงที่ความถี่ตั้งแต่ 10 ครั้งต่อวินาทีบนวูฟเฟอร์ไปจนถึง 20,000 ครั้งต่อวินาทีบนทวีตเตอร์ วัสดุของกรวยจะต้องมีคุณสมบัติในการหน่วงด้วยเช่นกัน ซึ่งหมายความว่าจะต้องหยุดเมื่อเพลงหยุดลงและต้องไม่ส่งเสียงดัง "ดัง" ต่อไปอีก ด้วยเสียงที่ไม่ต้องการ โดยทั่วไปแล้ว จะมีฝาครอบป้องกันฝุ่นวางอยู่เหนือคอยล์เสียงและด้านบนของกรวย ฝาครอบป้องกันฝุ่นทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของกรวย แต่ช่วยให้พื้นที่ภายในคอยล์เสียงไม่มีเศษขยะภายนอก กรวยเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของการแพร่กระจายความถี่สูง
กรวยลำโพงสามารถทำจากกระดาษเคลือบพิเศษ โพลีโพรพีลีน (พลาสติก) ผ้าชุบโลหะ โลหะ เช่น อะลูมิเนียม หรือวัสดุผสม เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ วัสดุแต่ละชนิดมีข้อดีข้อเสียที่แตกต่างกัน รวมถึงต้องแลกมาด้วยน้ำหนัก เสียงสะท้อน ต้นทุน และความทนทาน ตัวอย่างเช่น คุณต้องการลำโพงที่รับมือกับความถี่ต่ำได้ดีหรือไม่ หากเป็นเช่นนั้น อะลูมิเนียม กระดาษหนา หรือโพลีโพรพีลีนอาจเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดของคุณ เนื่องจากจะไม่งอจากแรงของคลื่นเสียง ลำโพงย่านกลางและย่านเต็มมักใช้กรวยลำโพงที่ทำจากกระดาษ
องค์ประกอบการแขวนลำโพง
ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของลำโพง (กรวยและคอยล์เสียง) จะต้องคงที่ด้วยการเคลื่อนที่แบบลูกสูบ และลดการเคลื่อนที่ด้านข้างให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งอาจทำให้เกิดแรงเสียดทานหรือเสียงรบกวนรบกวนได้
โดยทั่วไปลำโพงจะมีชิ้นส่วนรองรับสองชิ้น ชิ้นส่วนรองรับที่มองเห็นได้ชัดเจนที่สุดจะติดตั้งไว้กับกรวยด้านในและตะกร้าที่ด้านนอก ชิ้นส่วนนี้เรียกว่ากรวยล้อมรอบ และมักทำจากผ้า ยาง หรือโฟมต่างๆ บางครั้งชิ้นส่วนนี้อาจเป็นส่วนขยายของกรวยที่ขึ้นรูป ซึ่งทำขึ้นเป็นชิ้นเดียวกับกรวย นอกจากจะเป็นตัวปรับเสถียรภาพด้านข้างแล้ว ยังช่วยกำหนดความคล่องตัวของลำโพงและประเภทของลำโพงได้ด้วย ลำโพงความถี่ต่ำมักจะมีขอบที่ยืดหยุ่นสูง ในขณะที่ทวีตเตอร์จะมีขอบที่แข็งแรงกว่า
ส่วนประกอบรองรับที่สองอาจมองไม่เห็นเมื่อติดตั้งลำโพงไว้ในตู้ลำโพง ส่วนประกอบนี้มักเรียกว่าสไปเดอร์ (เนื่องจากมีลักษณะเหมือนสไปเดอร์ในช่วงแรกๆ ของการออกแบบลำโพง) นอกจากนี้ยังช่วยทำให้ส่วนประกอบที่เคลื่อนไหวมีความเสถียรในแนวข้างและเพิ่มความแข็งตามต้องการ สไปเดอร์มักทำจากแผ่นฝ้ายเคลือบฟีนอลิกหรือฝ้ายโพลีเอสเตอร์บางๆ ที่ลูกฟูกเพื่อให้เคลื่อนไหวได้เหมือนสปริง
ตะแกรงลำโพง
ตะแกรงครอบและป้องกันกรวยลำโพงจากฝุ่น ความชื้น ความร้อน ความเย็น หรือเศษขยะ นอกจากนี้ ตะแกรงยังช่วยให้ลำโพงมีรูปลักษณ์ที่สวยงามอีกด้วย จากมุมมองของเสียงแล้ว การไม่มีอะไรอยู่ด้านหน้ากรวยลำโพงถือเป็นเรื่องที่ดีที่สุด แต่บ่อยครั้งที่เป็นไปไม่ได้ ไม่ว่าตะแกรงจะทำจากพลาสติก โลหะ หรือผ้า สิ่งสำคัญคือต้องทดสอบผลกระทบของตะแกรงต่อคุณภาพเสียง
ตู้ลำโพง
การตัดสินใจที่สำคัญอีกประการหนึ่งเกี่ยวกับเสียง (และบางครั้งก็เกี่ยวกับความสวยงาม) คือการเลือกตู้ลำโพงที่เหมาะสม ตู้ลำโพงส่วนใหญ่ทำจากไม้เนื่องจากไม้มีน้ำหนักเบา ทนทาน และสามารถกลึงเป็นรูปทรงได้เกือบทุกแบบ ไม้ป็อปลาร์และเบิร์ชบอลติก (ไม้อัดชนิดหนึ่ง) เป็นไม้ที่นิยมใช้มากที่สุด รวมถึงแผ่นใยไม้อัดความหนาแน่นปานกลาง (MDF) หากคุณต้องการตู้ลำโพงขนาดเล็กแต่ยังทนต่อความชื้นหรือรอยขีดข่วน พลาสติกก็เป็นตัวเลือกหนึ่ง แต่พลาสติกอาจไม่มีคุณสมบัติในการกันเสียงเหมือนไม้ และหากตู้ลำโพงพลาสติกไม่ได้รับการออกแบบอย่างถูกต้อง คุณภาพเสียงโดยรวมอาจได้รับผลกระทบ
การทดสอบลำโพงในระหว่างขั้นตอนการออกแบบและการก่อสร้างเป็นวิธีเดียวที่จะระบุได้ว่าวัสดุต่างๆ ส่งผลต่อคุณภาพเสียงอย่างไร
