En el campo de la acústica , un diafragma es un transductor destinado a convertir vibraciones mecánicas en sonidos, o viceversa. Por lo general, está construido con una membrana delgada o una lámina de diversos materiales, suspendida en sus bordes. La presión de aire variable de las ondas sonoras imparte vibraciones mecánicas al diafragma que luego se pueden convertir en algún otro tipo de señal; se encuentran ejemplos de este tipo de diafragma en los micrófonos y el tímpano humano . Por el contrario, un diafragma vibrado por una fuente de energía golpea contra 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 electrodinámico , el diafragma es una membrana delgada y semirrígida unida a la bobina móvil , que se mueve en un espacio magnético, lo que hace vibrar el diafragma y produce sonido . También se lo puede llamar cono , aunque no todos los diafragmas de los altavoces tienen forma de cono. Los diafragmas también se encuentran en los auriculares .
Los parlantes de graves y medios de calidad suelen estar hechos de papel, compuestos y laminados de papel, materiales plásticos como polipropileno o polipropileno reforzado con minerales o fibras. Estos 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 que el parlante reaccione 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 woofers y medios pueden superar a muchos parlantes exóticos fabricados con materiales más caros. Otros materiales utilizados para 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 experimenta 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) de modificarse fácilmente por medios químicos o mecánicos le otorga una ventaja práctica de procesamiento que no se encuentra en otros materiales comunes para conos.
El propósito del conjunto 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 cono/envolvente es un rango extendido de linealidad o movimiento "pistón" caracterizado por i) una ruptura acústica mínima del material del cono, ii) patrones mínimos de ondas estacionarias en el cono y iii) linealidad de la curva de fuerza-deflexión del envolvente. La rigidez/amortiguación del cono más la linealidad/amortiguación del envolvente juegan un papel crucial en la precisión de la forma de onda de la señal de la bobina móvil reproducida. Este es el quid de la alta fidelidad estéreo.
El marco puede ser de tela tratada con resina, tela no tejida tratada con resina, espumas poliméricas o elastómeros termoplásticos sobremoldeados sobre el cuerpo del cono. Un marco ideal tiene una curva de fuerza-deflexión lineal con suficiente amortiguación para absorber por completo las transmisiones vibratorias de la interfaz cono/marco, y la "dureza" para soportar la fatiga inducida por la vibración 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 altavoces electrostáticos ) pueden utilizar una membrana fina en lugar de un cono.
Los micrófonos pueden considerarse como altavoces al revés. Las ondas sonoras golpean el diafragma delgado, lo que hace que vibre. [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 puede usarse como un micrófono rudimentario y viceversa). [3]
El diafragma de un micrófono funciona de manera similar al tímpano humano .
En un reproductor fonográfico , el diafragma es un disco plano, generalmente de mica o cola de pescado , que convierte en sonido la vibración mecánica que se transmite 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 traza el surco en el medio de grabación.