El altavoz de hierro móvil fue el primer tipo de altavoz eléctrico . Todavía se usan hoy en algunos altavoces en miniatura donde el tamaño pequeño y el bajo costo son más importantes que la calidad del sonido . Un altavoz de hierro móvil consta de un diafragma o lengüeta de metal ferroso , un imán permanente y una bobina de alambre aislado . La bobina se enrolla alrededor del imán permanente para formar un solenoide . Cuando se aplica una señal de audio a la bobina, la fuerza del campo magnético varía y el diafragma elástico o la lengüeta se mueven en respuesta a la fuerza variable sobre él. [1] El altavoz de hierro en movimientoEl auricular del teléfono Bell era de esta forma. Las unidades grandes tenían un cono de papel unido a una caña de metal ferroso.
Hay varios tipos de altavoces de hierro móvil. Los viejos parlantes de hierro en movimiento no amortiguados tienen un sonido característico, probablemente con la peor calidad de sonido de cualquier tipo de parlante que se pueda usar para hablar . Los modernos mecanismos de hierro móvil amortiguados pueden proporcionar una calidad de sonido respetable y se utilizan en auriculares .
El primer transductor de hierro móvil, el auricular del teléfono o auricular , evolucionó con los primeros sistemas telefónicos en la década de 1870. Los altavoces de bocina de hierro móviles se desarrollaron a partir de auriculares después de que el primer dispositivo amplificador que podía accionar un altavoz, el tubo de vacío de triodo , se perfeccionara alrededor de 1913. Se utilizaron en receptores de radio y en los primeros sistemas de megafonía . Los altavoces de cono de hierro móvil aparecieron alrededor de 1920. Alrededor de 1930 fueron reemplazados por el altavoz de cono de bobina móvil desarrollado en 1925 por Edward Kellogg y Chester Rice. Hoy en día, el mecanismo del controlador de hierro en movimiento todavía se usa en algunos auriculares y pequeños parlantes de PC .
Diseño
Hay varias variaciones. Cada hablante tiene una propiedad de cada uno de los siguientes grupos de características:
- Medios de sujeción del miembro móvil:
- Diafragma
- Caña de metal elástica
- Carga acústica:
- Cono
- Desct
- bocina
- Cámara resonante
- Ninguno
- Método de conducción:
- Unidad de un solo extremo
- Armadura equilibrada
- Inductor dinámico
- Mojadura:
- sí
- No
Restricción
Diafragma
Los parlantes de tipo diafragma utilizan un delgado disco de hierro semiflexible sostenido en su borde exterior. El disco se acciona de forma centralizada y se dobla hacia adelante y hacia atrás bajo la fuerza magnética. Solo es práctico hacer controladores pequeños con esta tecnología, los diafragmas grandes tienen demasiada masa y , por lo tanto , inercia , para una respuesta de frecuencia aceptable.
Este ha seguido siendo un tipo de diseño de transductor popular, que se utiliza en:
- Auriculares tempranos (antes de la guerra) [ aclaración necesaria ]
- Altavoces cargados de bocina de antes de la guerra
- Algunos audífonos modernos y económicos
- La mayoría de los auriculares telefónicos hasta principios de la década de 1980
- Bleepers en miniatura
El ancho de banda deficiente y la salida modesta son limitaciones de la mayoría de estos dispositivos.
Junco
Los mecanismos de lengüeta utilizan una tira plana de acero para resortes anclada en un extremo, el otro extremo movido por el campo magnético de la bobina móvil. La caña mueve un cono o diafragma de papel plisado.
Carga acústica
- Cono
- La carga cónica se utiliza más o menos siempre con mecanismos de resorte. La combinación de estos 2 permite una fijación menos rígida del miembro accionado, lo que permite más movimiento. El cono también es más capaz de manejar frecuencias más bajas en comparación con una bocina del tamaño de una mesa. En consecuencia, estos altavoces tienen una mejor respuesta de graves que los altavoces de bocina pequeños. La fuerza del resorte restringe el movimiento de la plancha. La desventaja de un mayor movimiento es una mayor no linealidad, por lo tanto, una mayor distorsión . Los altavoces de hierro móviles cargados de cono de papel estaban en uso antes de la guerra. Estos sufrieron algunos problemas notables: el espacio magnético generalmente se ajustaba manualmente para brindar una buena sensibilidad a cualquier volumen de salida dado. Por tanto, el desajuste era común. A veces, la plancha se pega al imán si está sobrecargada o mal ajustada. El resultado fue un fuerte 'golpe' seguido de casi un silencio. Las notas graves fuertes provocaron una parada final. A diferencia de los altavoces modernos, que están diseñados para producir un tope suave, el hierro en estos que golpea la pieza del poste produce un sonido vibrante y ruidoso.
- Desct
- Menos populares fueron los altavoces cargados con discos de papel. Estos requerían un marco exterior para sostener el disco. Funcionaban de manera similar a los altavoces cónicos, pero como la parte exterior del disco se movía menos que el centro, el disco tenía que ser mucho más grande para lograr el mismo volumen y salida de graves. Un ejemplo de este tipo es el Sterling Primax. [2] El disco está plisado para mayor rigidez.
- bocina
- Las bocinas normalmente se accionaban mediante controladores de tipo diafragma. El problema con las bocinas es que la respuesta de bajos razonable requiere un tamaño de bocina poco práctico, y las bocinas del tamaño de una mesa, populares en los altavoces de antes de la guerra, tenían una respuesta de graves muy corta. De hecho, estaban casi desprovistos de ella. Los altavoces de trompeta accionados por diafragma se han utilizado en tiempos más modernos como pitidos y tweeters de rango medio , rangos de frecuencia que son capaces de manejar correctamente si se diseñan adecuadamente. Sin embargo, los primeros oradores intentaron cubrir la mayor parte del rango de audio posible con una unidad, lo que hizo que la respuesta de hf fuera muy pobre y también de lf.
- Carga de la cámara
- Los bleepers usan una cámara resonante para aumentar la salida de sonido. Esto sacrifica el ancho de banda por el nivel de presión sonora (SPL). Estas unidades no son adecuadas para el habla. Estas unidades son más pequeñas y más baratas que sus principales sirenas piezoeléctricas de la competencia.
- Sin carga
- Los transductores de hierro móviles que se utilizan en los auriculares normalmente no tienen carga adjunta (ni cono, bocina o disco). La salida de volumen de estos es suficiente para el uso de auriculares.
Método de conducción
- Unidad de un solo extremo
- Los primeros oradores solían ser unidades de un solo extremo. Este sencillo método de funcionamiento produjo copiosas cantidades de distorsión de segundo armónico y de intermodulación .
- Armadura equilibrada
- Los altavoces de hierro móvil de armadura equilibrada se desarrollaron en un intento de reducir los altos niveles de distorsión de los altavoces de unidad de un solo extremo. Su éxito fue mixto, ya que aunque redujeron el porcentaje de distorsión, cambiaron esa distorsión de una distorsión armónica uniforme a una distorsión impar, haciendo que la distorsión sea más desagradable en algunos aspectos.
- Altavoz dinámico inductor
- Estos disfrutaron de un breve éxito en la década de 1920, pero fueron eclipsados rápidamente por los altavoces de bobina móvil . El altavoz dinámico inductor resolvió el problema de no linealidad de los tipos de hierro en movimiento anteriores, proporcionando una experiencia auditiva más agradable. El principal defecto de los altavoces de identificación era una respuesta de agudos muy pobre , lo que les daba un característico zumbido sordo. Los altavoces de hierro en movimiento dinámico inductor son ahora raros. Los mecanismos de bobina móvil proporcionan una mejor calidad de sonido sin las diversas desventajas del hierro en movimiento, y eclipsaron la dinámica del inductor poco después de su introducción.
Mojadura
Muchos altavoces de hierro en movimiento no tienen amortiguación . Esto significa que el miembro en movimiento resuena libremente en la banda de audio . Esta es una mala noticia para la calidad del sonido, pero la introducción de amortiguación reduce en gran medida la sensibilidad . Esto no era práctico en la época anterior a la guerra, cuando la amplificación era muy cara, por lo que el hierro en movimiento tiene un historial de uso sin amortiguación.
Los auriculares modernos que utilizan esta tecnología incorporan amortiguación para mejorar en gran medida la calidad del sonido. La sensibilidad reducida no es un problema con los equipos modernos.
Impedancia
Estos altavoces presentan una carga inductiva , por lo que la impedancia de los altavoces es proporcional a la frecuencia, con desviación de esta proporcionalidad a baja frecuencia debido a la resistencia del devanado y a alta frecuencia debido a la capacitancia entre devanados .
Es normal que dichos altavoces varíen en impedancia en más de 100: 1 en todo el espectro de audio.
El resultado de esto es que incluso la adaptación de impedancia del estadio de béisbol a un amplificador es imposible. Esto tiene un efecto importante en la respuesta de frecuencia y el amplificador debe poder tolerar una carga de impedancia muy baja a bajas frecuencias.
Dichos dispositivos se pueden usar en amplificadores de válvula (tubo de vacío), pero si se usan con transistores, a menudo es necesario tomar algunas precauciones para evitar sobrecorriente a baja frecuencia, como una resistencia o un condensador en serie . Alternativamente, se puede elegir el amplificador para impulsar la resistencia del altavoz, aunque esto dará como resultado una peor falta de coincidencia de impedancia y, por lo tanto, una potencia de salida muy por debajo de las especificaciones de diseño del amplificador.
Defectos
Los altavoces de hierro en movimiento no amortiguados sufren los siguientes defectos:
- No linealidad bruta y la consiguiente distorsión armónica
- Fuerte distorsión de intermodulación
- Pequeña respuesta de graves
- Mala respuesta de agudos
- Fuerte resonancia no amortiguada a unos pocos kHz
- Falta de coincidencia de impedancia bruta
- Propenso a la desmagnetización
Los altavoces de hierro móviles antiguos de antes de la guerra también sufrieron los siguientes defectos:
- Con altavoces cónicos, tendencia del hierro en movimiento a adherirse a la pieza polar, lo que produce un sonido de "golpe" seguido de muy poca salida de sonido.
- Parloteo ruidoso cuando se presenta con una nota de bajo fuerte
- Necesidad de ajuste
- Los altavoces de bocina (populares en ese momento) eran direccionales
Usos
- Impedancia
- Los primeros altavoces de hierro en movimiento eran normalmente de alta impedancia , y estaban diseñados para conectarse directamente al triodo de salida sin transformador o bloqueo de CC . La calidad y el nivel de salida se pueden mejorar significativamente eliminando la mayoría de los graves de la señal de entrada eléctrica. Esto se logra simplemente usando un condensador en serie con el altavoz . Las bocinas de sobremesa solo pueden reproducir las frecuencias graves más altas, por lo que no se pierden graves notables al eliminar la mayor parte de la entrada de graves. Esto reduce la excursión del diafragma o la lengüeta, reduciendo la distorsión armónica y de intermodulación .
- Polaridad
- La polaridad importa cuando hay CC en el altavoz. La polaridad incorrecta debilita el campo magnético y, a veces, puede desmagnetizar el imán permanente , dejando el altavoz no funcional. Cuando se alimenta solo con CA , la polaridad no es un problema. Casi todos los amplificadores modernos alimentan solo CA a los altavoces. Sin embargo, cuando se usa un altavoz de hierro en movimiento en una radio antigua, la CC suele estar presente, y se debe observar la polaridad marcada en el altavoz o se deben usar los medios para quitar el componente de CC del altavoz. Esto a menudo se hacía con un estrangulador y un condensador .
- Auriculares
- El uso de mecanismos de armadura equilibrada es común en los auriculares modernos . Estos utilizan amortiguación para lograr un sonido satisfactorio.
- Intercomunicadores simples
- Los transductores de diafragma de hierro en movimiento son altamente microfónicos , y conectar dos juntos sin amplificador crea un intercomunicador utilizable .
Ver también
- Radio antigua
Referencias
- ^ Altavoces, consultado el 9 de septiembre de 2009
- ^ http://www.scienceandsociety.co.uk/results.asp?image=10251415
enlaces externos
- Imagen de un altavoz de cono [ enlace muerto permanente ]
- Imagen de un altavoz de disco Sterling Primax
- Diagrama de mecanismo