Зашто звучници не могу директно да производе звук и захтевају плочу за појачало?

Основни разлог зашто је звучницима потребна плоча за појачало (или појачало) за генерисање звука лежи унеусклађеност између "слабих електричних сигнала" које излазе аудио извори и "јаке енергије" потребне за покретање јединица звучника-самим звучницима недостаје могућност претварања малих електричних сигнала у звучни звук. Испод је детаљан преглед принципа и неопходности:

1. Прво, схватите кључну "енергетску празнину сигнала"

Сви сигнали које излазе уобичајени аудио извори (као што су паметни телефони, телевизори, грамофони и рачунари) суслаб-напон, слаб-струјни сигнал(обично само неколико миливолти до десетина миливолти, са струјом у опсегу микроампера). Док ови сигнали носе "звучне информације" (нпр. висина тона, ритам), они готово да немајупогонска енергијапотребно за напајање звучника.

Насупрот томе, основна компонента говорника-јединица возача(састављен од магнета, гласовне завојнице и дијафрагме)-ослања наелектромагнетна сила да гура дијафрагму и вибрира ваздух(звук, како га ми перципирамо, је у суштини вибрација ваздуха). Да би померили дијафрагму (нарочито јединице средњег{1}}баса или јединице великог{2}}пречника) и створиле вибрације које се чују људском уху, гласовној завојници је потребандовољно јака наизменична струја(обично у опсегу ампера) за интеракцију са магнетом и генерисање довољног потиска.

Слаб сигнал из извора звука је превише „слаб“ да би покренуо гласовну завојницу-без појачања, може да произведе само нечујно слабе вибрације (или никакве). Кључна улога плоче појачала је дапремостити овај "енергетски јаз".

2. Две основне функције плоче појачала: „Појачавање + подударање“

Плоча појачала не само да „чини сигнале гласнијим“; такође решава два критична проблема која говорници не могу сами да реше:

(1) Појачавање снаге: Претворите слабе сигнале у „покретну енергију“

Главно коло плоче појачала (обично укључује пред-степене појачивача и појачивача снаге) радидвоструко појачање напона и струјеслабог аудио сигнала:

Степен пред{0}}појачала: Прво, „прочисти“ слаб сигнал (смањује шум, подешава тон) и појачава његов напон на „прелиминарно употребљив ниво“ (нпр. од миливолта до неколико волти);

Степен појачала снаге(језгро плоче појачала): додатно појачава струју до нивоа који је потребан за звучник (нпр. од микроампера до 1-10 ампера) уз стриктно очување оригиналних информација о звуку (да би се избегло изобличење).

Тек након овог двоструког појачања "напон + струја" сигнал има довољно енергије да покрене гласовну завојницу звучника, чинећи да дијафрагма вибрира и на крају производи јасан, чујан звук.

(2) Усклађивање импедансе: Избегните расипање енергије и оштећење опреме

Звучници имају фиксниимпеданса(нпр. 4Ω, 8Ω, што се може схватити као „отпор“ на струју), док извори звука (као што је прикључак за слушалице на паметном телефону) обично имају веома високу излазну импеданцију (стотине ома)-потпуно неслагање са ниском импедансом звучника.

Ако повежете звучник директно на аудио извор (без појачала), овонеусклађеност импедансеизазива два озбиљна проблема:

Већина слабе енергије која излази из извора звука се „троши“ (не успева да се ефикасно пренесе на звучник), што резултира скоро да нема звука;

Излазно коло извора звука може бити оштећено услед „преоптерећења“ (покушава да се струјом доведе до звучника ниске-импедансе, слично као „мали коњ који вуче велика кола“)-на пример, прегоревање аудио чипа паметног телефона.

Плоча појачала делује као „адаптер импедансе“: њена улазна импеданса одговара аудио извору (обезбеђујући ефикасан пријем сигнала), а излазна импеданса одговара звучнику (обезбеђујући да се појачана снага ефикасно преноси на звучник). Ово не само да смањује губитак енергије, већ и штити и извор звука и звучник од оштећења.

3. Једноставна аналогија: звучници су „мотори“, појачала су „ињектори за гориво“

Размислите о томе на овај начин:

Извор звука (нпр. паметни телефон) је као „мозак возача“-он само шаље „инструкције“ (звучне информације), али нема „гориво“ (енергију) за покретање „мотора“;

Звучник је „аутомобилски мотор“-треба му „гориво“ (енергија) да би радио (произвео звук), али не може сам да „генерише гориво“;

Плоча појачала је „ињектор горива“-он конвертује „инструкције мозга“ у „довољно гориво“ (појачану енергију сигнала) и непрекидно га испоручује „мотору“, омогућавајући мотору да ради нормално.

Без плоче за појачало, звучник је као „мотор без горива“-ма колико софистициран, не може да функционише.