Altavoz de hierro móvilSirena de hierro en movimiento
El altavoz de hierro móvil fue el primer tipo de altavoz eléctrico . Todavía se utilizan hoy en día en algunos altavoces en miniatura donde el tamaño pequeño y el bajo coste 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 cable aislado . La bobina se enrolla alrededor del imán permanente para formar un solenoide . Cuando se aplica una señal de audio a la bobina, la intensidad del campo magnético varía y el diafragma elástico o lengüeta se mueve en respuesta a la fuerza variable sobre él. [1] El auricular del teléfono Bell con altavoz de hierro móvil tenía esta forma. Las unidades grandes tenían un cono de papel unido a una caña de metal ferroso.
Existen varios tipos de altavoces de hierro móvil. Los modernos mecanismos de hierro móviles amortiguados pueden proporcionar una calidad de sonido respetable y se utilizan en auriculares .
El primer transductor de hierro móvil, el receptor telefónico 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 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 móviles 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 móvil todavía se utiliza en algunos auriculares y pequeños altavoces 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 en movimiento:
Diafragma
Caña de metal elástica
Carga acústica:
Cono
Desct
Bocina
Cámara resonante
Ninguno
Método de conducción:
Unidad de un solo extremo
armadura equilibrada
Dinámica de inductores
Mojadura:
Sí
No
Restricción
Diafragma
Los altavoces de tipo diafragma utilizan un disco de hierro delgado y semiflexible sujeto en su borde exterior. El disco es accionado centralmente y se dobla hacia adelante y hacia atrás bajo una fuerza magnética. Sólo es práctico fabricar controladores pequeños con esta tecnología; los diafragmas grandes tienen demasiada masa y, por tanto, inercia , para una respuesta de frecuencia aceptable.
Este sigue siendo un tipo popular de diseño de transductor y se utiliza en:
El ancho de banda deficiente y el rendimiento modesto 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 y 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 conducido, permitiendo 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 del hierro. La desventaja de un mayor movimiento es una mayor no linealidad y, por tanto, una mayor distorsión . Antes de la guerra se utilizaban altavoces de hierro móviles cargados con conos de papel. Estos sufrieron algunos problemas notables: la separación magnética generalmente se ajustaba manualmente para brindar una buena sensibilidad en cualquier volumen de salida determinado. Por tanto, el desajuste era común. A veces, la plancha se pegaba al imán si se la impulsaba demasiado o no se ajustaba correctamente. El resultado fue un fuerte "golpe" seguido de casi un silencio. Las notas graves fuertes provocaron paradas finales. A diferencia de los parlantes modernos, que están diseñados para producir un final suave, el hierro en estos que golpea la pieza del poste produce un sonido resonante 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 parlantes de cono, pero como el 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 eran accionadas por controladores de tipo diafragma. El problema con las bocinas es que una respuesta de graves 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 muy poca respuesta de graves. De hecho, estaban casi desprovistos de él. Los altavoces de bocina accionados por diafragma se han utilizado en tiempos más modernos como chirriadores de rango medio y tweeters , rangos de frecuencia que son capaces de manejar adecuadamente si se diseñan adecuadamente. Sin embargo, los primeros parlantes intentaron cubrir la mayor parte posible del rango de audio con una sola unidad, lo que hizo que la respuesta de hf y lf fuera muy pobre.
Carga de la cámara
Los Bleepers utilizan 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 las sirenas piezoeléctricas de su principal competidor.
Sin carga
Los transductores de hierro móviles utilizados 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 altavoces solían ser de un solo extremo. Este sencillo método de operación produjo grandes cantidades de distorsión de segundo armónico y de intermodulación .
armadura equilibrada
Los altavoces de hierro móvil con armadura equilibrada se desarrollaron en un intento de reducir los altos niveles de distorsión de los altavoces con unidad de un solo extremo. Su éxito fue desigual, ya que aunque redujeron el porcentaje de distorsión, cambiaron esa distorsión de distorsión armónica par a 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 rápidamente eclipsados por los altavoces de bobina móvil . El altavoz dinámico inductor resolvió el problema de no linealidad de los tipos de hierro móviles anteriores, brindando una experiencia auditiva más placentera. El principal defecto de los altavoces ID era una respuesta de agudos muy pobre , lo que les daba un característico zumbido sordo. Los parlantes de hierro móviles dinámicos con inductores son ahora raros. Los mecanismos de bobina móvil brindan una mejor calidad de sonido sin las diversas desventajas del hierro móvil y eclipsaron la dinámica del inductor poco después de su introducción.
Mojadura
Muchos altavoces de hierro móviles 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 considerablemente la sensibilidad . Esto no era práctico en tiempos de antes de la guerra, cuando la amplificación era muy costosa, por lo que el hierro móvil tiene un historial de usarse sin amortiguación.
Los auriculares modernos que utilizan esta tecnología incorporan amortiguación para mejorar mucho la calidad del sonido. La sensibilidad reducida no es un problema con los equipos modernos.
Estos dispositivos se pueden utilizar en amplificadores de válvulas (tubo de vacío), pero si se utilizan con transistores, a menudo es necesaria alguna precaución para evitar la sobrecorriente a baja frecuencia, como una resistencia en serie o un condensador . Alternativamente, se puede elegir el amplificador para que impulse la resistencia del altavoz, aunque esto dará como resultado un desajuste de impedancia peor 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:
Los antiguos altavoces de hierro móviles de antes de la guerra también presentaban los siguientes defectos:
Con los parlantes cónicos, la plancha en movimiento tiende a adherirse a la pieza polar, lo que produce un sonido de "golpe" seguido de muy poca salida de sonido.
Charla ruidosa cuando se le presenta una nota grave fuerte.
Los primeros altavoces de hierro móviles normalmente eran de alta impedancia y estaban diseñados para conectarse directamente al triodo de salida sin transformador ni 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 capacitor en serie con el altavoz . Las bocinas de mesa solo pueden reproducir las frecuencias de graves más altas, por lo que no se pierden graves perceptibles al eliminar la mayor parte de la entrada de graves. Esto reduce la excursión del diafragma o de la lengüeta, reduciendo la distorsión armónica y de intermodulación .
Polaridad
La polaridad importa cuando hay CC presente en el altavoz. Una polaridad incorrecta debilita el campo magnético y, en ocasiones, puede desmagnetizar el imán permanente , dejando el altavoz sin funcionar. Cuando se alimenta únicamente con CA , la polaridad no es un problema. Casi todos los amplificadores modernos alimentan sólo CA a los altavoces. Sin embargo, cuando se utiliza un altavoz de hierro móvil en una radio antigua, generalmente hay CC presente y se debe observar la polaridad marcada en el altavoz o utilizar medios para retirar el componente de CC del altavoz. Esto se hacía a menudo con un estrangulador y un condensador .
Auriculares
El uso de mecanismos de armadura balanceada es común en los auriculares modernos . Estos utilizan amortiguación para lograr un sonido satisfactorio.
