En el campo de la acústica , un diafragma es un transductor destinado a interconvertir vibraciones mecánicas en sonidos, o viceversa. Por lo general, se construye con una delgada membrana o lámina de diversos materiales, suspendida en sus bordes. La presión variable del aire de las ondas sonoras imparte vibraciones mecánicas al diafragma que luego pueden convertirse en algún otro tipo de señal; ejemplos de este tipo de diafragma se encuentran en los micrófonos y el tímpano humano . Por el contrario, un diafragma hecho vibrar por una fuente de energía golpea el aire, creando ondas sonoras. Ejemplos de este tipo de diafragma son los conos de los altavoces y los diafragmas de los auriculares y se encuentran en las bocinas de aire .
En un altavoz dinámico, un diafragma es la membrana delgada y semirrígida unida a la bobina móvil , que se mueve en un espacio magnético, hace vibrar el diafragma y produce sonido . También se le puede llamar cono , aunque no todos los diafragmas de los altavoces tienen forma de cono. Los diafragmas también se encuentran en los auriculares .
Los altavoces de medios y graves de calidad suelen estar hechos de papel, compuestos y laminados de papel, materiales plásticos como polipropileno o polipropileno relleno de fibra mineral. Dichos materiales tienen relaciones resistencia/peso muy altas (el papel es incluso más alto que los metales) y tienden a ser relativamente inmunes a la flexión durante grandes excursiones. Esto permite al conductor reaccionar rápidamente durante las transiciones en la música (es decir, impulsos transitorios que cambian rápidamente) y minimiza la distorsión de salida acústica.
Si se diseñan adecuadamente en términos de masa, rigidez y amortiguación, los conos de papel para woofer/medios pueden superar a muchos controladores exóticos fabricados con materiales más caros. Otros materiales utilizados para los diafragmas incluyen polipropileno (PP), polieteretercetona (PEEK) , policarbonato (PC), Mylar (PET), seda , fibra de vidrio , fibra de carbono , titanio , aluminio , aleación de aluminio y magnesio , níquel y berilio . Un woofer de papel de 12 pulgadas de diámetro (300 mm) con una excursión de pico a pico de 0,5 pulgadas a 60 Hz sufre una aceleración máxima de 92 "g" s.
Los conos de papel representan aproximadamente el 85% de los conos vendidos en todo el mundo. La capacidad del papel (celulosa) para modificarse fácilmente por medios químicos o mecánicos le otorga una ventaja de procesamiento práctica que no se encuentra en otros materiales de conos comunes.
El propósito del conjunto de cono/envolvente es reproducir con precisión la forma de onda de la señal de la bobina móvil. La reproducción inexacta de la señal de la bobina móvil produce distorsión acústica. Lo ideal para un conjunto de cono/entorno es un rango extendido de linealidad o movimiento "pistónico" caracterizado por i) mínima ruptura acústica del material del cono, ii) patrones mínimos de ondas estacionarias en el cono, y iii) linealidad de la fuerza circundante. curva de deflexión. La rigidez/amortiguación del cono más la linealidad/amortiguación del entorno desempeñan un papel crucial en la precisión de la forma de onda de la señal de la bobina móvil reproducida. Éste es el quid del estéreo de alta fidelidad.
El marco puede ser tela tratada con resina, telas no tejidas tratadas con resina, espumas poliméricas o elastómeros termoplásticos sobremoldeados sobre el cuerpo del cono. Un entorno ideal tiene una curva lineal de fuerza-deflexión con suficiente amortiguación para absorber completamente las transmisiones vibratorias de la interfaz cono/entorno, y la "dureza" para soportar la fatiga inducida por vibraciones a largo plazo. A veces, la parte cónica y el marco exterior se moldean en un solo paso y son una sola pieza, como se usa comúnmente para un altavoz de guitarra .
Otros tipos de altavoces (como los electrostáticos ) pueden utilizar una membrana delgada en lugar de un cono.
Los micrófonos pueden considerarse altavoces a la inversa. Las ondas sonoras golpean el delgado diafragma y lo hacen vibrar. [1] Los diafragmas de los micrófonos, a diferencia de los diafragmas de los altavoces, tienden a ser delgados y flexibles, ya que necesitan absorber la mayor cantidad de sonido posible. En un micrófono de condensador, el diafragma se coloca delante de una placa y se carga . [2] En un micrófono dinámico, el diafragma está pegado a una bobina magnética, similar a la de un altavoz dinámico. (De hecho, un altavoz dinámico se puede utilizar como micrófono rudimentario y viceversa). [3]
El diafragma de un micrófono funciona de manera similar al tímpano humano .
En un reproductor de fonógrafo , el diafragma es un disco plano, típicamente de mica o cola de pescado , que convierte en sonido la vibración mecánica impartida al contrafuerte desde el surco grabado. En el caso de la grabación acústica, el reproductor convierte el sonido en el movimiento de la aguja que marca el surco en el soporte de grabación.