اگر شما هم جزو آن دسته از افراد هستید که وقتی پشت فرمان می نشینید دوست دارید صدای ضبط را تا جایی که می توانید بلند کنید و از رانندگی همراه با شنیدن موسیقی با صدای بلند لذت ببرید، قطعا بستن یک سیستم صوتی خوب روی ماشین برایتان اهمیت زیادی دارد.
وقتی صحبت از سیستم صوتی خوب برای خودرو می کنیم باید به دو سوال خیلی مهم پاسخ بدهیم. اول اینکه وقتی صدا را بلند میکنیم چه اتفاقی می افتد؟ و دوم اینکه سیستم صوتی ماشین چه مشخصاتی باید داشته باشد که بتوان با آن موسیقی را با صدای بلند گوش داد و لذت برد؟
برای اینکه به این دو سوال مهم پاسخ بدهیم ابتدا باید درباره نحوه تولید صدا، امواج صوتی، فرکانس، بلندی صدا و آستانه شنوایی انسان اطلاعات داشته باشیم تا بتوانیم درک کنیم که یک سیستم صوتی خوب از چه اجزایی تشکیل می شود و چرا برای محدوده های فرکانس مختلف از بلندگوهای متفاوتی استفاده می کنیم.
در این مقاله می خواهیم به زبان ساده اطلاعات مختصری در این باره به شما بدهیم.
امواج صوتی چیست؟
پیش از اینکه درباره سیستم صوتی ماشین توضیح بدهیم بهتر است درباره مفهوم امواج صوتی برایتان صحبت کنیم. در واقع امواج صوتی زمانی تولید می شوند که یک جسم دچار ارتعاش یا لرزش می شود. این امواج صوتی که توسط یک جسم تولید شده اند، وقتی به گوش ما می رسند پردازش شده و ما صدای تولید شده توسط آن جسم را می شنویم.
پس تا اینجا مشخص شد که جسم با ارتعاش، امواج صوتی تولید می کند یعنی هنگامی که یک جسم می لرزد، به هوای اطراف فشار می آورد و ارتعاشات باعث انبساط و فشرده شدن مولکول های هوا می شوند در نتیجه بخش هایی از مولکول های هوا با فشار زیاد و بخش هایی از آن با فشار کم به سمت گوش ما حرکت می کند و صدا به شکل یک موج توسعه می یابد.
امواج صدا دارای یک طول موج مشخص هستند که مدام تکرار می شود. طول موج، یک چرخه کامل از انبساط و فشرده شدن مولکول های هوا را شامل می شود که موج صوتی را تشکیل داده است.
شاید هنوز این توضیحات برایتان کمی گنگ باشد اما نگران نباشید در ادامه با خواندن توضیحات بیشتر درباره سیستم صوتی ماشین و مشاهده چند شکل ساده این مفاهیم را بهتر درک می کنید.
فرکانس چیست؟
فرکانس، تعداد دفعات کامل شدن موج صدا در یک ثانیه است که بر حسب هرتز (Hz) اندازه گیری می شود. بنابراین، هر چه طول موج کوتاهتر باشد، فرکانس صوت بیشتر می شود. چون در یک ثانیه تعداد دفعاتی که کامل می شود بیشتر خواهد بود.
فرکانس از این جهت در سیستم صوتی ماشین اهمیت دارد که زیر و بم صدا را تعیین می کند. صداهای زیرتر، فرکانس بالایی دارند درحالیکه صداهای بم تر، فرکانس پایینی دارند.
در تصویر زیر می بینید که موج اول، طول موج کوتاهتری دارد و در نتیجه فرکانس آن بالاتر است. در حالیکه طول موج دوم، بلندتر است و فرکانس صدا نیز پایین تر است.
در تصویر پایین نیز نشان داده شده که صداهای با طول موج بالا (فرکانس پایین)، بمتر و صداهایی با طول موج کوتاه تر (فرکانس بالا) زیرتر هستند.
اگر بخواهیم فرکانس را در صداهای معمولی که می شنویم مقایسه کنیم می توانیم اینطور بگوییم که صدای آقایان چون بمتر است فرکانس پایین تری (80 تا 180 هرتز ) نسبت به صدای خانم ها ( 165 تا 255 ) هرتز دارد.
در آلات موسیقی هم همینطور است، یعنی نت های پایین تر، فرکانس پایینتری دارند که صدای کلفت تری ایجاد می کنند زیرا بمتر هستند اما یک نت بالا، فرکانس بالاتری دارد که صدای جیغ مانندی تولید می کند.
با شنیدن صداهای زیر در فرکانس های مختف بهتر می توانید تفاوت امواج صدا در فرکانس های بالا، میانی و پایین را درک کنید:
فرکانس پایین – 50 هرتز
فرکانس پایین – 100 هرتز
فرکانس میانی—300 هرتز
فرکانس میانی—1000 هرتز
فرکانس بالا — 5000 هرتز
فرکانس بالا — 10 هزار هرتز
بلندی صدا چیست؟
تا اینجا متوجه شدید که تفاوت صدای بم و زیر در فرکانس آنها است. اما بیایید ببینیم وقتی یک صدای خاص با فرکانس مشخص، زیاد یا کم می شود چه تغییری در موج آن ایجاد می شود؟
برای اینکه بهتر متوجه بشوید وقتی صدای سیستم صوتی ماشین را بلند می کنید، چه اتفاقی می افتد، به تصویر زیر دقت کنید. همانطور که می بینید هر موج صدا علاوه بر طول موج، دارای یک دامنه نیز هست. این دامنه، بلندی صدا را تعیین می کند. دامنه همان اندازه یا ارتفاع موج صوتی است. ولوم صدا که به شدت موج صوتی اشاره دارد، ارتباط مستقیمی با دامنه دارد.
صداهای آرام همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است دارای دامنه کوچک و صداهای بلند دارای دامنه بزرگ هستند.
برای مثال، هر چه سیم گیتار را سختتر بکشید، صدای آن بلندتر میشود. دلیلش این است که انرژی بیشتری به سیم منتقل میکنید و امواج صوتی بزرگتر (با دامنه بلندتر) تولید میکنید. وقتی یک رشته سیم را خیلی آرام می کشید، انرژی بسیار کمتری را منتقل می کنید. در نتیجه، امواج صوتی بسیار کوچکتر (با دامنه کوتاهتر) تولید می کنید. میزان بلند بودن صدا با واحدی به نام دسیبل اندازه گیری می شود.
با توضیحاتی که دادیم کاملا درک کردید که زیر و بم، بلندی و حجم صداهایی که از سیستم صوتی ماشین می شنوید به فرکانس، دامنه و شدت امواج صوتی بستگی دارد.
تفاوت هرتز و دسی بل چیست؟
همانطور که گفتیم فرکانس و بلندی صداها را می توان با هرتز (HZ) و دسی بل (dB) اندازه گیری کرد. هرتز، میزان زیر و بمی صدا را مشخص می کند که با فرکانس بالا یا پایین مقایسه می شود درحالیکه دسی بل به بلندی یا شدت صدا در مقیاس کم و زیاد اشاره دارد.
بیایید نگاهی به برخی از صداهای معمولی و روزمره بیندازیم و ببینیم در مقیاس دسی بل، بلندی آنها چقدر است :
تیک تیک ساعت – 20 (dB)
مکالمه معمولی – 60 (dB)
ماشین لباسشویی – 70 (dB)
ترافیک – 85 (dB)
صدای ماشین چمن زنی – 80 تا 85 (dB)
کنسرت موسیقی – 110 (dB)
آژیر آمبولانس – 120 (dB)
آتش بازی – 140 (dB)
قرار گرفتن طولانی مدت و مکرر در محیطی کل صدای بالاتر از 85 (dB) در آن شنیده می شود می تواند به شنوایی شما آسیب برساند.
آستانه شنوایی نرمال انسان چند فرکانس است؟
انسان می تواند صداها در محدوده فرکانسی از حدود 20 هرتز تا 20 هزار هرتز را بشنوند. البته این محدوده شنوایی در افراد مختلف گستره کمتر یا بیشتری پیدا می کند. مثلا نوزادان می توانند فرکانس های کمی بالاتر از 20 کیلوهرتز را بشنوند، اما با بالغ شدن، حساسیت به فرکانس بالا را از دست می دهند. بزرگسالان معمولا فرکانس های بالا را تا حدود 15 تا 17 کیلوهرتز می شنوند.
به طور کلی صداهایی که در زندگی روزمره می شنوید فرکانسی بین 250 تا 5000 هرتز دارند.
نمونه هایی از صداهای با فرکانس پایین عبارتند از:
- پارس سگ ها
- صدای حروف خاصی مانند حروف j ، u و z
- صدای ماشین چمن زنی
- طوفان
نمونه هایی از صداهای فرکانس بالا عبارتند از:
- صدای حروف خاصی مانند حروف f ، s ، و th
- صدای پرندگان
- کودکان در حال خنده یا جیغ کشیدن
- صداهای زنانه
حالا با توجه به اینکه محدوده شنوایی انسان تا 20000 هرتز است فکر می کنید وقتی صدای سیستم صوتی ماشین را بلند می کنید، گوش شما توانایی تحمل شنیدن چند هرتز را دارد؟
جالب است بدانید که معمولا انسان ها صداهایی بین 20 تا 80 هرتز احساس کنند اما به درستی آن را نمی شنوند. از طرف دیگر، هر صدایی با فرکانس بالاتر از 10000 هرتز می تواند برای گوش انسان بسیار آزار دهنده باشد. برخی از افراد اصلاً نمی توانند در این محدوده صدایی بشنوند، زیرا صداها آنقدر بلند است که اعصاب گوش آنها قادر به پردازش آنها نیستند.
به طور کلی، طیف فرکانس هایی که توسط گوش انسان شنیده می شود را به هفت دسته زیر تقسیم کرده اند:
جدول طیف فرکانس های قابل شنیدن توسط گوش انسان
| محدوده فرکانس | مقادیر فرکانس |
| Sub-bass | 20 تا 60 هرتز |
| Bass | 60 تا 250 هرتز |
| Low midrange | 250 تا 500 هرتز |
| Midrange | 500 هرتز تا 2 کیلوهرتز |
| Upper midrange | 2 تا 4 کیلوهرتز |
| Presence | 4 تا 6 کیلوهرتز |
| Brilliance | 6 تا 20 کیلوهرتز |
فرکانس بالا، میدرنج و پایین چه تفاوتی دارند؟
با این توضیحاتی که دادیم کاملا درک کردید که صداهای مختلف، فرکانس های متفاوتی دارند، اما تفاوت صداهای با فرکانس بالا و پایین چیست؟ و در مورد صداهای فرکانس میدرنچ چطور؟
به طور کلی سه نوع امواج صوتی وجود دارد:
- امواج با فرکانس پایین امواج صوتی با فرکانس پایین اغلب به گوش انسان “زیر تر” می رسند. هنگامی که صدای باس را در استریوی خود افزایش می دهید، صدای فرکانس پایین تری ایجاد می کنید.
- امواج فرکانس میدرنج صداهای فرکانس میانی صداهایی هستند که بین 500 تا 2000 هرتز هستند. می توان گفت صداهای این محدوده همان صداهای عادی روزمره هستند.
- امواج با فرکانس بالا صداهای فرکانس بالا می توانند از بالای 2000 هرتز شروع شوند، اگرچه طیف وسیعی از صداهای قابل شنیدن در این رنج وجود دارد اما باید گفت صدایی با فرکانس 2000 هرتز کاملا واضح و حتی بلند شنیده می شود. صدایی با فرکانس 10000 هرتز، صداهایی مانند به هم خوردن سنج و چهچهه پرندگان هستند.
در سیستم صوتی ماشین، وقتی بیس را بالا میبرید، صدای فرکانس بالا را فیلتر میکنید و صدای فرکانس پایین بیشتری می شنوید.
سیستم صوتی ماشین چیست؟
سیستم صوتی خودرو ترکیبی از بلندگوها، آمپلی فایرها و سایر قطعات الکترونیکی است که در خودروی شما نصب شده تا بهترین تجربه صدا را برای تان فراهم کند. کیفیت ساخت قطعات بلندگو در مدل های مختلف و برای هر سازنده متفاوت است. اما، همه آنها همچنان یک هدف مشترک را دنبال می کنند: ارائه بهترین کیفیت صدای ممکن زمانیکه شما با صدای بلند به موسیقی گوش می دهید.
حالا بیایید، باید اجزای مختلف سیستم صوتی ماشین آشنا شویم.
بلندگوها: تفاوت اسپیکرهای تویتر، میدرنج و ساب ووفر در سیستم صوتی ماشین چیست؟
اسپیکر وسیله ای است که انرژی الکتریکی باتری ماشین را به امواج صوتی تبدیل می کند تا بتوانید صدای موسیقی را در ماشین با کیفیت بالایی بشنوید.
هر خودرو دارای دو نوع بلندگو است: بلندگوهای کواکسیال و کامپوننت.
بلندگوهای کواکسیال در دو نوع دو طرفه و سه طرفه موجودند. کواکسیال سه طرفه، بلندگوهایی هستند که در کارخانه به صورت ترکیبی از ساب ووفر، میدرنج و توییتر ساخته می شوند که همگی در یک بسکت بیضی شکل قرار گرفته اند. کواکسیال دو طرفه نیز ترکیبی از ساب ووفر و میدرنج است.
بلندگوهای کامپوننت هر یک جداگانه از فرکانس های بالا، متوسط و پایین پشتیبانی می کنند که به ساب ووفر، میدرنج یا توییتر معروف هستند. این بلندگوها باید در کنار هم بسته شوند تا صدا را با کیفیت مناسب پخش کنند. معمولا از یک کراس اوور برای هدایت فرکانسهای صدا به بلندگویی که از آن محدوده فرکانس پشتیبانی می کند، استفاده می شود.
احتمالا می پرسید این بلندگوها چه تفاوتی با هم دارند. در ادامه بیشتر توضیح می دهیم.
توییتر در سیستم صوتی ماشین
توییتر به طور کلی کوچکترین بلندگو در سیستم صوتی ماشین است. اندازه توییترها می تواند از ۴/۱ اینچ تا قطر چند اینچ متغیر باشد. هرچه فرکانس بالاتر باشد، مخروط بلندگو باید سریعتر در ثانیه حرکت کند. اندازه کوچک و وزن سبک توییتر به مخروط اجازه می دهد تا به سرعت حرکت کند تا فرکانس های بالا را با دقت بازتولید کند. محدوده یک توییتر بر اساس ساختار، متریال مود استفاده و اندازه آن متفاوت است، اما توییترها معمولاً فرکانسهایی را از حدود ۲۰۰۰ هرتز تا ۲۰۰۰۰ هرتز پخش میکنند.
میدرنج در سیستم صوتی ماشین
یک بلندگوی میان رده یا میدرنج کمی بزرگتر از توییتر و کمی کوچکتر از ساب ووفر است. بلندگوهای میان رده می تواند محدوده ای از فرکانسهایی توییتر تا بالاترین فرکانسهایی که توسط ساب ووفر پخش میشود، پشتیبانی کند. بنابراین، کمی از بار توییتر و ساب ووفر را در سیستم صوتی خودرو کم می کند. درنتیجه، هر سه بلندگو کنار هم می توانند بهترین کیفیت صدا را ایجاد کنند. محدوده معمولی بلندگوهای میان رده از حدود ۳۰۰ تا ۵۰۰ هرتز تا ۵۰۰۰ الی ۶۰۰۰ هرتز است.
ساب ووفر در سیستم صوتی ماشین
ساب ووفر معمولاً بزرگترین بلندگو در سیستم صوتی ماشین است. اندازه ساب ووفرها بین 5 اینچ تا 12 اینچ یا حتی بیشتر متغیر است. ساب ووفر برای پخش پایین ترین فرکانس در موسیقی استفاده می شود. اندازه بزرگ آنها موجب می شود توانایی جابجایی مولکول های هوا در سطح وسیعتری را داشته باشند که در پخش فرکانس های پایین با کیفیت عالی، به خصوص زمانیکه صدای موسیقی را بلند می کنید، موثرتر است. محدوده معمول برای ساب ووفر از ۲۰ هرتز تا ۱۰۰ هرتز است.
البته بلندگوهایی هم هستند که از محدوده ۵۰ تا حدود ۵۰۰ هرتز را پشتیبانی می کنند و به ووفر معروف شده اند.
اسپیکر در سیستم صوتی ماشین چگونه کار می کند؟
به طور کلی، هر بلندگو از یک مخروط تشکیل شده که به سیم پیچ متصل است و به طور مداوم بین چرخه های مثبت و منفی به جلو و عقب حرکت می کند. مخروط بسته به فرکانس حرکتش می تواند مولکول های هوا را به میزان مختلفی فشرده کند.
آشنایی با اجزای یک بلندگو موجب می شود نحوه عملکرد آن را بهتر درک کنید. پس برای سادهتر کردن توضیحاتمان، بیایید به اجزای بلندگوهای سیستم صوتی ماشین نگاهی بیندازیم.
“آهن ربا و سیم پیچ” بلندگو Magnet and voice coil
در پشت اسپیکر دو صفحه وجود دارد که یک آهنربا بین آنها آویزان شده است. شما نمی توانید این قسمت از بلندگو را ببینید چون پشت سایر قسمت های بلندگو پنهان شده اند. این آهن ربا باعث تغییر جریان در قسمت دیگری از بلندگو به نام سیم پیچ می شود که یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد کرده و موجب جذب یا دفع سیم پیچ به طور متناوب می شود.
مخروط صدا Daipheragm
همانطور که میدان مغناطیسی باعث حرکت سیم پیچ می شود، مخروط متصل به آن نیز هماهنگ با سیم پیچ حرکت می کند. مخروط صدا قسمت قابل مشاهده بلندگو است که آن را در حال لرزش می بینید. حرکت سطح مخروط باعث حرکت (فشار) مولکول های هوا می شود و صدایی را که می شنوید ایجاد می کند.
“ثابت کننده” بلندگو Suspension and spider
چون مخروط به سمت جلو و عقب حرکت می کند باید به نحوی در جای خود نگه داشته شود، در غیر این صورت وقتی از آهنربا دور میشود دیگر به جای خود بر نمی گردد. برای ثابت نگه داشتن مخروط در جلوی بلندگو، یک دایره لاستیکی انعطاف پذیر به نام ساسپنشن، قرار گرفته که قسمت بالای مخروط را به قاب فلزی متصل می کند. قاب فلزی نیز به نام “بسکت” شناخته می شود.
در عمق بیشتری در داخل اسپیکر، قطعه ای به نام اسپایدر وجود دارد که قسمت پایینی مجموعه مخروط و سیم پیچ را در موقعیت مناسب نگه می دارد. اسپایدر معمولا به شکل یک دایره راه راه است که به سیم پیچ در قسمت داخلی و بسکت در قسمت بیرونی چسبانده شده است.
این قطعات، مخروط را بعد از هر بار حرکت، به حالت اولیه خود برمی گردانند.
“بدنه” بلندگو Basket
بدنه بلندگو که به نام بسکت معروف است برای محافظت از بلندگو به کار می رود. بسکت دور بلندگو را احاطه کرده و مانند یک پوسته فلزی است که سایر قسمت های بلندگو را در بر می گیرد. این قطعه از کناره ها و پشت بلندگو محافظت کرده و از ساختار کلی پشتیبانی می کند.
یک سیستم صوتی خوب ماشین چه ویژگی هایی دارد؟
مهمترین ویژگی یک سیستم صوتی خوب در ماشین، فیدلیتی بالا است. دقت سیستم صوتی ماشین در بازتولید صدا با اصطلاحی به نام فدلیتی ارزیابی می شود که نشان می دهد تک تک فرکانس ها تا چه حد به تفکیک بازپخش می شود و بازتولید صدا چقدر صدای اصلی را منعکس می کند. فدلیتی بالا یا High fidelity به توانایی صحیح و دقیق بازپخش صدای اصلی اشاره دارد که نشان می دهد دیستورشن، نویز و سایر نواقص به حداقل رسیده اند.
تاثیر پاسخ فرکانس بر فدلیتی سیستم صوتی ماشین
پاسخ فرکانس اصطلاحی است که برای توصیف محدوده فرکانس هایی که یک سیستم ضبط یا پخش قادر به بازتولید دقیق آن است استفاده می شود و بر حسب هرتز (Hz) اندازه گیری می شود و محدوده فرکانس هایی را نشان می دهد که می توانند با حداقل دیستورشن بازتولید شوند.
اگر بلندگوها در سیستم صوتی ماشین، پاسخ فرکانسی ضعیفی داشته باشند ممکن است صدایی نامتعادل تولید کنند که فرکانسهای خاصی در آن ضعیف شده است. در نتیجه صدایی که بازپخش می شود، وضوح بالایی ندارد.
تاثیر دیستورشن بر فدلیتی سیستم صوتی ماشین
دیستورشن اصطلاحی است که برای توصیف هرگونه تغییر ناخواسته در سیگنال صوتی که هنگام پخش موسیقی رخ می دهد استفاده می شود. به حداقل رساندن دیستورشن، بر کیفیت و دقت کلی بازپخش صدا تأثیر می گذارد به همین علت عامل مهمی برای دستیابی به فدلیتی بالا است. اگر وقتی صدای سیستم صوتی ماشین تان را زیاد می کنید، صداها در هم و برهم پخش می شود، دیستورشن زیادی وجود دارد.
تاثیر نویز بر فدلیتی سیستم صوتی ماشین
نویز اصطلاحی است که برای توصیف هر صدای ناخواسته ای که به جز صدای موسیقی اصلی شنیده می شود، به کار می رود. نویز می تواند از منابع مختلفی ایجاد شود مثلا تداخل الکتریکی، نویز محیطی، و خود تجهیزات پخش. نویز عامل مهم دیگری است که می تواند بر کیفیت و دقت کلی بازپخش صدا تأثیر بگذارد و درنتیجه برای رسیدن به های فیدلیتی باید آن را به حداقل رساند.
جمع بندی
در این مقاله توضیح دادیم که اصلی ترین اجزا سیستم صوتی ماشین برای شنیدن موسیقی با صدای بلند، بلندگوها هستند که باید کیفیت بالایی در پخش صدا با فرکانس های مختلف داشته باشند.
برای اینکه بتوانید موسیقی را با صدای بلند و با کیفیت بالا گوش بدهید باید از چند بلندگو استفاده کنید تا فرکانس های مختلف رابه وضوح پخش کنند. به طور کلی بلندگوها به سه دسته کلی ساب ووفر (برای پخش فرکانس های بالا)، میدرنج (برای پخش فرکانس های میانی) و توییتر (برای پخش فرکانس ها پایین) تقسیم می شوند. بلندگوهای کواکسیال انواع دیگری از بلندگوها در سیستم صوتی ماشین هستند که هر کارخانه برحسب تجربه خود، چندین بلندگو را در کنار هم بسته و به صورت یک پک به فروش می رساند.
اما اگر بخواهید کیفیت واقعا بالایی را تجربه کنید و از گوش دادن به موسیقی با صدای بلند در ماشین خود لذت ببرید، بهتر است بلندگوهایی با فرکانس های مختلف را جداگانه خریداری کرده و کنار هم ببندید.
