اندازه درایور مناسب برای هدفون چقدر است؟

اندازه درایور (driver) مناسب برای هدفون چقدر است؟

اگر تا به حال یک هدفون را قطعه قطعه کرده باشید یا درباره نحوه عملکرد هدفون ها اطلاعاتی داشته باشید، احتمالا درایورهای هدفون را دیده اید (یا در مورد آن ها مطالعه کرده اید). این درایورها اجزایی مبدل در هدفون هستند که وظیفه تبدیل سیگنال های صوتی به امواج صوتی را داشته و در اندازه های بسیار متنوعی موجود هستند.

بهترین اندازه درایور به طراحی هدفون بستگی دارد. درایورهای مدل های داخل گوشی معمولا قطری بین 8 تا 15 میلی متر دارند. در حالیکه قطر درایور هدفون ها معمولا بین 20 تا 50 میلی متر می باشد. هر چه درایور بزرگتر باشد، امواج صوتی قوی تری نیز تولید می شود ( مخصوصا در باس/ ساب باس)، اما این لزوما به معنای تولید صدای بلندتر نیست. در این مقاله به طور تخصصی  درباره اندازه درایور هدفون صحبت کرده و ارتباط بین اندازه درایور و عملکرد هدفون را بررسی خواهیم کرد.

درایور هدفون چیست؟

در هدفون، درایور نقش مبدل را بازی کرده و مسئول تبدیل سیگنال های صوتی (انرژی الکتریکی) به امواج صوتی (انرژی موج مکانیکی) را برعهده دارد. درایورهای هدفون در انواع مختلفی از جمله مغناطیسی مسطح، الکترواستاتیک، آرمیچر متعادل و مغناطیسی در بازار موجود هستند.

درایورهای دینامیک با سیم پیچ متحرک که موضوع بحث امروز ماست، رایج ترین نوع درایور به کار رفته در هدفون ها می باشند.

به طور کلی امروزه وقتی خریداران و متخصصان در مورد قطر هدفون صحبت می کنند، منظورشان قطر دیافراگم درایور سیم پیچ متحرک می باشد. ابتدا بیایید نگاهی به نحوه عملکرد یک درایور هدفون سیم پیچ متحرک بیاندازیم. در ابتدا سیگنال صوتی از سیم پیچ صوتی (سیم پیچ متحرک) سیم رسانا عبور می کند

. ازآنجاکه سیگنال های صوتی جریان متناوب هستند، میدان الکترومغناطیسی متغیری در سیم پیچ ایجاد می شود. سیم پیچ به دیافراگم متصل است، در نتیجه هر حرکت سیم پیچ باعث به حرکت درآمدن دیافراگم می شود. ساختار مغناطیسی دارای یک برش استوانه ای است که سیم پیچ در آن معلق است. سیم پیچ برخوردی با آهنربا ندارد.قسمت داخلی سیم پیچ قطب مغناطیسی شمال و قسمت بیرونی، جنوب می باشد. این اجزاء، میدان مغناطیسی را در اطراف سیم پیچ متمرکز می کنند.

در نتیجه همانطور که سیم پیچ یک میدان الکترومغناطیسی متغیر متشکل از سیگنال های صوتی را پیرامون خود تجربه می کند، به طور موثر توسط میدان مغناطیسی دائمی دفع و جذب می شود. نتیجه این فرایند حرکت دیافراگم، ایجاد امواج صوتی و در نهایت تولید سیگنال صوتی می باشد.

اکثر بلندگوها، مانیتورهای استودیویی و ساب ووفرها از همین طراحی بهره می برند. تنها تفاوت در اندازه اجزاء می باشد. میکروفون های دینامیک سیم پیچ متحرک نیز از همین طراحی استفاده می کنند. و تنها تفاوت این است که جریان انرژی معکوس می شود. مبدل های به کار رفته در میکروفون های سیم پیچ متحرک، به جای تبدیل صوت به صدا، صدا را به صوت تبدیل می کنند.

عوامل وابسته به اندازه درایورهای هدفون

مهمترین عاملی که با اندازه درایور ارتباط دارد، میزان هوایی است که درایور قادر به فشردن آن است. یک دیافراگم کوچک می تواند هوای زیادی را جابجا کرده و در حد محدودیت های فیزیکی خود لرزش داشته باشد. دیافراگم های بزرگتر قادر به جابجایی هوای بیشتری هستند و در عین حال برای این کار به حرکت کمتری نیاز دارند.

هرچه هوای بیشتری به حرکت دربیاید، تغییر در سطح فشار صوت بیشتر می شود. در نتیجه امواج صوتی قوی تر و سطح صدای خروجی بلندتر می شود. این امر در مورد فرکانس های باس نیز صادق است.در نتیجه آیا درایورهای بزرگتر بیس بیشتری تولید می کنند؟ اگرچه این یکی از عوامل است، اما عوامل دیگری نیز در به وجود آمدن باس دخیلند. آمپدانس، میرایی و تیونینگ، پاسخ فرکانس، موقعیت درایور نسبت به گوش و تقویت کننده سیگنال هدفون همگی در میزان باس تولیدی دخیلند.

برخی استدلال می کنند که درایور بزرگتر برای حرکت به انرژی بیشتری نیاز دارد. اما این امر لزوما صحیح نیست. البته اگر همه عوامل برابر باشند، قطعا برای به حرکت درآوردن جرم بزرگتر به انرژی بیشتری نیاز است. اما با این حال همیشه همه پارامترها در درایورهای هدفون های مختلف یکسان نیستند.مثلا ممکن است امپدانس و حساسیت دو درایور با اندازه یکسان متفاوت بوده و هنگامی که سیگنال صوتی یکسانی به هر دو ارسال می شود، صدای دو درایور کاملا با یکدیگر متفاوت باشد.

درایوری با امپدانس بالاتر برای القای حرکت دیافراگم یکسان به ولتاژ بیشتری نیاز دارد. هدفون های با حساسیت پایین تر نیز برای به حرکت درآمدن دیافراگم به توان بیشتری نیاز دارند.به طور خلاصه اندازه درایور هدفون مستقیما بر میزان هوایی (بلندی صدا) که درایور می تواند به حرکت درآورد، تاثیرگذار است. اما اگر بلندی صدا برایتان مهم است، این تنها عامل دخیل در این امر نیست.فاصله هدفون از پرده گوش همواره یکسان نیست. این موضوع بسیار مهم است، زیرا سطح فشار صوتی امواج صوتی از قانون مربع معکوس پیروی می کند. این قانون بیان می کند که به ازای دو برابر شدن فاصله، سطح فشار صدا، یک چهارم می شود (6 دسی بل افت می کند).

در نتیجه هرچه درایور به گوش نزدیکتر باشد، برای تولید صدایی بلند، به حرکت هوای کمتری نیاز است.به طور مشابه ممکن است هدفون های داخل گوشی کانال گوش را بسته و باعث اتصال مستقیم بین دیافراگم درایور و پرده گوش شوند. در این حالت اگر درایور هوای زیادی را به حرکت درآورد، به پرده گوش آسیب می رسد. نکته مهم در مورد هدفون های داخل گوشی این است که به دلیل موقعیت هدفون در گوش، اندازه درایورها باید کوچک باشد.

اندازه های معمول درایور در انواع مختلف هدفون

همانطور که در مقدمه بیان شد، قطر هدفون های داخل گوشی بین 8 تا 15 میلیمتر و هدفون های معمولی 20 تا 50 میلیمتر می باشد.اندازه درایور هدفون های مغناطیسی مسطح معمولا در حدود 30 میلیمتر برای مدل های داخل گوشی و 50 میلیمتر (Blue Ella) و 106 میلیمتر (تقریباً همه مدل های Audeze) برای هدفون ها می باشد.معمولا در مشخصات هدفون های الکترواستاتیک اندازه درایور نمایش داده نمی شود.هدفون های آرمیچر متعادل در مدل های داخل گوشی استفاده می شوند. در این مدل ها، اندازه درایور مستقل از اندازه قطر است، اگرچه میزان قطر هدفون BA تقریبا در محدوده 8 تا 15 میلیمتر می باشد.

آیا درایور بزرگتر بهتر است؟

درایور بزرگتر همیشه بهتر نیست. به عنوان مثال برخی از مانیتورهای داخل گوشی کوچک عملکرد بهتری از هدفون های پشت بسته بزرگ دارند و بالعکس. عوامل دیگری نیز وجود دارد که باید مد نظر قرار دهیم.نحوه تعبیه درایور در هدفون از اهمیت بالایی برخوردار است. معمولا به منظور دستیابی به پاسخ فرکانسی مورد نظر در هدفون های دینامیک با سیم پیچ متحرک، تیونینگ و میرایی مورد نیاز است.عواملی مانند نزدیکی درایور به پرده گوش، قدرت میدان مغناطیسی و حساسیت و امپدانس درایور، همگی نقش مهمی در میزان کیفیت صدای خروجی از هدفون دارند. در نتیجه می بینیم که بزرگی درایور هدفون تمام ماجرا نیست.

اندازه درایور مناسب برای هدفون چقدر است؟

بهترین اندازه درایور برای یک جفت هدفون تقریبا همواره اندازه درایور تعیین شده در طراحی هر مدل است.به یاد داشته باشید که همانطور که ذکر شد درایورها اجزاء مبدل هستند و کل طراحی هدفون پیرامون درایورها متمرکز شده است. در طراحی هدفون های با کیفیت، همه چیز، از میرایی و تنظیم پاسخ فرکانسی گرفته تا مواد و فرم فاکتور پدها در راستای بهبود کارایی درایورهای انتخابی هستند.در نهایت با اینکه شاید پاسخ قاطعی به نظر نرسد اما باید بگوییم که دانستن اندازه درایورهای هدفون خوب است، اما به طور کامل تعیین کننده کیفیت صدای خروجی از هدفون نیست.