बास रिफ्लेक्स: Difference between revisions
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बास रिफ्लेक्स प्रणाली (पोर्टेड, वेंटेड बॉक्स या रिफ्लेक्स पोर्ट के रूप में भी जाना जाता है) एक प्रकार का लाउडस्पीकर संलग्नक है जो कैबिनेट में पोर्ट (होल) या वेंट कट का उपयोग करता है और पोर्ट से जुड़े ट्यूबिंग या पाइप के भाग का उपयोग करता है।[1][2] यह पोर्ट सामान्य सीलबंद या बंद-बॉक्स लाउडस्पीकर या अनंत बाफ़ल माउंटिंग की तुलना में कम आवृत्तियों पर प्रणाली की दक्षता बढ़ाने के लिए डायाफ्राम के पीछे की ओर से ध्वनि को सक्षम बनाता है।
रिफ्लेक्स पोर्ट इस लोकप्रिय संलग्नक प्रकार की विशिष्ट विशेषता है। डिज़ाइन दृष्टिकोण वूफर या सबवूफर द्वारा उत्पन्न न्यूनतम आवृत्तियों के पुनरुत्पादन को बढ़ाता है। बंदरगाह में समान्य रूप से एक या एक से अधिक ट्यूब या पाइप होते हैं जो घेरा के सामने (बाफ़ल) या पीछे की ओर लगे होते हैं। ड्राइवर मापदंडों, घेरा की मात्रा (और यदि कोई हो), और ट्यूब क्रॉस-सेक्शन और लंबाई के मध्य स्पष्ट संबंध के आधार पर, समान आकार के सील-बॉक्स घेरा के प्रदर्शन की तुलना में दक्षता में अधिक सुधार किया जा सकता है।
स्पष्टीकरण
बंद-बॉक्स लाउडस्पीकरों के विपरीत, जो लगभग वायुरोधी होते हैं, बास रिफ्लेक्स प्रणाली में कैबिनेट में छेद होता है जिसे पोर्ट या वेंट कहा जाता है, जिसमें समान्य रूप से पाइप या डक्ट (समान्य रूप से गोलाकार या आयताकार क्रॉस सेक्शन) होता है।[3][4] इस उद्घाटन में वायु का द्रव्यमान घेरा के अंदर वायु की वसंतता के साथ ठीक उसी तरह से प्रतिध्वनित होता है जैसे बोतल में वायु तब प्रतिध्वनित होती है जब वायु की धारा को उद्घाटन के पार निर्देशित किया जाता है। अन्य रूपक जो अधिकांशत: प्रयोग किया जाता है वह है जो कि वायु को स्प्रिंग या रबर बैंड की तरह समझना। वह आवृत्ति जिस पर बॉक्स/पोर्ट प्रणाली प्रतिध्वनित होती है, जिसे हेल्महोल्त्ज़ अनुनाद के रूप में जाना जाता है, वाहिनी की प्रभावी लंबाई और क्रॉस अनुभागीय क्षेत्र, घेरा की आंतरिक मात्रा और वायु में ध्वनि की गति पर निर्भर करती है। पोर्टेड स्पीकर के प्रारंभिक वर्षों में, स्पीकर डिजाइनरों को पोर्ट के आदर्श व्यास और पोर्ट ट्यूब या पाइप की लंबाई निर्धारित करने के लिए व्यापक प्रयोग करना पड़ता था; चूँकि , वर्तमान ही में, ऐसे अनेक टेबल और कंप्यूटर प्रोग्राम हैं जो कैबिनेट के दिए गए आकार के लिए गणना करते हैं कि पोर्ट कितना बड़ा होना चाहिए और ट्यूब कितनी लंबी होनी चाहिए। चूँकि , इन कार्यक्रमों के साथ भी, प्रोटोटाइप के साथ कुछ प्रयोग अभी भी यह निर्धारित करने के लिए आवश्यक है कि संलग्नक अच्छा लगता है या नहीं है।
यदि इस वेंट एयर मास/बॉक्स एयर स्प्रिंगनेस अनुनाद को इस प्रकार चुना जाता है कि यह बास ड्राइवर की प्राकृतिक अनुनाद आवृत्ति की तुलना में आवृत्ति में कम हो, तो रौचक घटना घटती है: इस प्रकार के बास ड्राइवर ध्वनि उत्सर्जन की पीछे की लहर आवृत्ति सीमा के लिए ध्रुवीयता में विपरीत हो जाती है दो अनुनादों के मध्य .[3] चूँकि पीछे की लहर पहले से ही सामने की लहर के साथ विपरीत ध्रुवता में है, यह व्युत्क्रमण दो उत्सर्जनों को चरण में लाता है (चूँकि वेंट उत्सर्जन तरंग अवधि से पिछड़ रहा है) और इसलिए वे दूसरे को शसक्त करते हैं। इसका उपयोगी उद्देश्य उच्च आउटपुट (किसी बंद बॉक्स की तुलना में किसी भी ड्राइवर भ्रमण के लिए) या, इसके विपरीत, छोटे भ्रमण के साथ समान आउटपुट (जिसका अर्थ है कम ड्राइवर विरूपण) उत्पन्न करना है। इस सुदृढीकरण के लिए लगाया गया जुर्माना समय व्यर्थ करना है: जो कि संक्षेप में वेंट अनुनाद उस पर अनुनाद टेल लगाकर मुख्य ड्राइवर आउटपुट को बढ़ाता है। ड्राइवर की प्राकृतिक अनुनाद से ऊपर की आवृत्तियों के लिए, प्रतिवर्त संरेखण का कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। वेंट अनुनाद के नीचे की आवृत्तियों के लिए, ध्रुवीयता व्युत्क्रमण पूरा नहीं होता है, और पीछे की लहर समाप्ति करण होता है। इसके अतिरिक्त , ड्राइवर ऐसा व्यवहार करता है मानो मुक्त वायु में लटका हुआ हो, क्योंकि बॉक्स एयर स्प्रिंगनेस अनुपस्थित है।
जब स्पीकर घरेलू उपयोग के लिए या उच्च-ध्वनि लाइव प्रदर्शन सेटिंग्स के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं (उदाहरण के लिए, बास एम्पलीफायर स्पीकर कैबिनेट और पीए प्रणाली स्पीकर और सबवूफ़र्स के साथ), निर्माता अधिकांशत: पोर्टिंग के लाभों पर विचार करते हैं (बास प्रतिक्रिया में वृद्धि, कम बास प्रतिक्रिया, उत्तम दक्षता) हानियों (पोर्ट ध्वनि , अनुनाद समस्याओं) से अधिक है। यह डिज़ाइन उपभोक्ताओं और निर्माताओं के मध्य लोकप्रिय है (अधिक या कम समकक्ष प्रदर्शन के लिए स्पीकर कैबिनेट छोटे और हल्के हो सकते हैं) किन्तु बास आउटपुट में वृद्धि के लिए ड्राइवर , घेरा और पोर्ट के निकट मिलान की आवश्यकता होती है। जो कि व्यर्थ मिलान वाले रिफ्लेक्स डिज़ाइन में दुर्भाग्यपूर्ण विशेषताएं या कमियां हो सकती हैं, जो कभी-कभी उन्हें उच्च स्पष्टता और ध्वनि की तटस्थता की आवश्यकता वाली सेटिंग्स के लिए अनुपयुक्त बना देती हैं, जैसे निरिक्षड सुविधाओं, रिकॉर्डिंग स्टूडियो आदि में ऑडियो इंजीनियर द्वारा उपयोग के लिए स्टूडियो मॉनिटर स्पीकर। चूँकि बास रिफ्लेक्स प्रणाली डिजाइन करना संभव है जो अधिकत्तर इन कमियों को दूर करता है; और गुणवत्तापूर्ण बास रिफ्लेक्स डिज़ाइन समान्य रूप से दुनिया भर के मांग वाले वातावरण में पाए जाते हैं।
निष्क्रिय रेडिएटर के साथ तुलना
निष्क्रिय रेडिएटर पोर्टेड बास रिफ्लेक्स प्रणाली के संचालन के समान हैं, और दोनों विधियों का उपयोग ही कारण से किया जाता है: जो कि प्रणाली की कम आवृत्ति प्रतिक्रिया को बढ़ाने के लिए।[5][6] एक निष्क्रिय रेडिएटर में पोर्ट के अतिरिक्त कैबिनेट में या अधिक अतिरिक्त कोन (डायाफ्राम) का उपयोग होता है। इन निष्क्रिय डायाफ्राम में कोई चुंबक या ध्वनि कुंडल नहीं होता है और ये किसी शक्ति एम्पलीफायर से जुड़े नहीं होते हैं। जो कि ध्वनिक रूप से, वे पोर्ट के रूप में अपनी ट्यूनिंग आवृत्ति के आसपास अधिक सीमा तक समान व्यवहार करते हैं, क्योंकि वे बास ड्राइवर के डायाफ्राम के पीछे की ओर से उत्साहित हेल्महोल्त्ज़ अनुनादक के रूप में भी कार्य करते हैं। निष्क्रिय रेडिएटर्स को निष्क्रिय रेडिएटर के डायाफ्राम से द्रव्यमान जोड़कर या हटाकर उनके आयामों से स्वतंत्र रूप से ट्यून किया जा सकता है। यह उन्हें समान बॉक्स ट्यूनिंग के साथ छोटे घेरो के लिए उपयोगी बनाता है जहां समान रूप से ट्यून किया गया पोर्ट अव्यावहारिक होगा। वे मिडसीमा पाइप अनुनादों को भी समाप्त कर देते हैं जो पूर्ण सीमा प्रणाली में पोर्ट किए गए घेरो पर उद्देश्य हो सकता है।[7] चूँकि , प्रभावी होने के लिए, उन्हें पोर्ट की तुलना में कैबिनेट के बाहरी भाग पर बहुत अधिक सतह क्षेत्र की आवश्यकता होती है। वे पोर्ट ट्यूब की तुलना में अधिक अधिक मूल्यवान हैं, क्योंकि वे प्रभावी रूप से स्पीकर ड्राइवर हैं, इसके वॉयस कॉइल और मोटर चुंबक के बिना होता है।
इतिहास
बास रिफ्लेक्स प्रणाली के प्रदर्शन पर विभिन्न स्पीकर मापदंडों, घेरा के आकार और पोर्ट (और डक्ट) आयामों के प्रभाव को 1960 के दशक की प्रारंभ तक अच्छी तरह से समझा नहीं गया था। इसके बाद, ए.एन. द्वारा अग्रणी विश्लेषण। थीले,[8][9][10] जे.ई. बेन्सन [11][12] और रिचर्ड एच. स्मॉल[4][13][14][15] निर्दिष्ट कम-आवृत्ति प्रदर्शन मानदंडों को पूरा करने के लिए बास रिफ्लेक्स लाउडस्पीकर प्रणाली के संश्लेषण के लिए सैद्धांतिक नींव प्रस्तुत की गई, जिसे संरेखण (थीले/स्मॉल) की श्रृंखला में विकसित किया गया, जिसने डिजाइनरों को उपयोगी, पूर्वानुमानित प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करने की अनुमति दी। कील[16] छठे क्रम के वेंटेड-बॉक्स लाउडस्पीकर प्रणाली संरेखण का नया सेट प्रस्तुत करके डिज़ाइन विकल्पों को बढ़ाया। इन सभी परिणामों ने स्पीकर निर्माताओं के लिए विभिन्न आकारों के घेरो से मेल खाने के लिए बास रिफ्लेक्स लाउडस्पीकरों को डिजाइन करना और महान पूर्वानुमान के साथ दिए गए स्पीकरों के साथ घेरो का मिलान करना संभव बना दिया। भौतिक इलेक्ट्रोमैकेनिकल बाधाओं के कारण, उच्च क्षमता पर विस्तारित बास प्रतिक्रिया उत्पन्न करने वाले छोटे से घेरा में छोटा स्पीकर रखना संभव नहीं है (अथार्थ , केवल कम-शक्ति वाले एम्पलीफायर की आवश्यकता होती है)। इनमें से दो गुणों का होना संभव है, किन्तु सभी का नहीं; केएलएच (कंपनी) के जे. एंटोन हॉफमैन के वर्षों पहले एडगर विलचूर के काम के सारांश (हेनरी क्लॉस के साथ) के बाद इसे हॉफमैन का लौह नियम कहा गया है। उत्पन्न ध्वनि दबाव स्पीकर की दक्षता, ड्राइवर की यांत्रिक या थर्मल पावर हैंडलिंग, पावर इनपुट और ड्राइवर के आकार पर निर्भर करता है।
लाभ
नोवाक[2] निष्कर्ष निकाला गया कि बास रिफ्लेक्स संलग्नक में समान आकार के पूरी तरह से बंद बॉक्स की तुलना में निश्चित मात्रा में विरूपण, कम कुल हार्मोनिक इंटरमॉड्यूलेशन और क्षणिक विरूपण के लिए अधिक ध्वनिक आउटपुट हो सकता है। इस तरह की प्रतिध्वनित प्रणाली ड्राइवर की बास प्रतिक्रिया को बढ़ाती है और, यदि ठीक से डिज़ाइन की गई है, तो ड्राइवर /संलग्नक संयोजन की आवृत्ति प्रतिक्रिया को उस सीमा से नीचे तक बढ़ा सकती है जिसे ड्राइवर समान आकार के सीलबंद बॉक्स में पुन: प्रस्तुत करेगा। जिसमे यह संलग्न अनुनाद का द्वितीयक लाभ यह है कि यह ट्यूनिंग आवृत्ति के आसपास केंद्रित आवृत्तियों के बैंड में कोन आंदोलन को सीमित करता है, जिससे उस आवृत्ति सीमा में विरूपण कम हो जाता है। पोर्टेड कैबिनेट प्रणाली समान प्रदर्शन वाले निष्क्रिय रेडिएटर (स्पीकर) स्पीकर से सस्ते होते हैं; जबकि निष्क्रिय रेडिएटर प्रणाली के लिए या दो ड्रोन कोन स्पीकर की आवश्यकता होती है, पोर्टेड प्रणाली के लिए केवल छेद या पोर्ट और लंबाई या ट्यूबिंग की आवश्यकता होती है।
सीमाएँ
बंद-बॉक्स लाउडस्पीकरों की तुलना में, बास रिफ्लेक्स कैबिनेट में व्यर्थ क्षणिक (ध्वनिकी) प्रतिक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप बास नोट्स के साथ लंबे समय तक क्षय होता है।[4] विभिन्न हाई-पास निस्पंदन फलन के लिए कुछ उदाहरण चरण प्रतिक्रियाएं प्रासंगिक चित्र में दिखाई गई हैं, जहां प्रत्येक निस्पंदन में 50 हर्ट्ज की समान -3 डीबी कट-ऑफ आवृत्ति होती है। उस चित्र में, (a) पारंपरिक बी4 वेंटेड बॉक्स संरेखण की चरण प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि (b) Q = 0.7071 के साथ B2 बंद-बॉक्स संरेखण की चरण प्रतिक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है। वेंटेड-बॉक्स लाउडस्पीकर की क्षणिक प्रतिक्रिया को (c) के समान QB3 संरेखण चुनकर उत्तम किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप B4 संरेखण द्वारा उत्पादित की तुलना में अधिक अच्छी तरह से नम क्षणिक प्रतिक्रिया होती है। चूँकि (e) के समान C4 वेंटेड-बॉक्स संरेखण के परिणामस्वरूप कम अच्छी तरह से नम क्षणिक प्रतिक्रिया होती है।
अपने बास आउटपुट को प्राप्त करने के लिए, पोर्टेड लाउडस्पीकर बाड़े दो अनुनादों को कम करते हैं: ड्राइवर और बॉक्स वाली वायु से, और दूसरा बॉक्स वाली वायु और पोर्ट से। वेंट ट्यूनिंग आवृत्ति पर, पोर्ट से आउटपुट ध्वनि आउटपुट का प्राथमिक स्रोत है, क्योंकि वूफर का विस्थापन न्यूनतम है। इसमें समकक्ष बंद-बॉक्स लाउडस्पीकर घेरा की तुलना में अधिक सम्मिश्र , उच्च-क्रम प्रणाली सम्मिलित है। जो दो अनुनादों के मध्य परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप ऐसी प्रणाली बनती है जिसमें कम अवमंदन और अधिक समय विलंब (बढ़ी हुई समूह विलंब) होती है। उत्तरार्द्ध के कारण, समतल स्थिर-स्थिति बास प्रतिक्रिया ऑपरेटिंग क्षेत्र में उच्च आवृत्तियों पर शेष ध्वनि आउटपुट के साथ ही समय में नहीं होती है। इसके अतिरिक्त , यह बाद में प्रारंभ होता है (लैग्स) और लैग बढ़ता है, समय के साथ ध्वनिक सिग्नल के मुख्य भाग के पीछे पहुंचने वाली लंबी प्रतिध्वनित टेल के रूप में जमा होता है। उनकी विद्युतगतिकी विशेषताओं के परिणामस्वरूप, पोर्टेड एनक्लोजर, जिन्हें 4-क्रम हाई-पास निस्पंदन प्रणाली के रूप में अच्छी तरह से अनुमानित किया जाता है, जो कि समान्य रूप से बंद-बॉक्स लाउडस्पीकर प्रणाली की तुलना में कम आवृत्तियों पर व्यर्थ क्षणिक प्रतिक्रिया का परिणाम देते हैं, जो 2-क्रम हाई-पास निस्पंदन प्रणाली हैं
इस वृद्धि के लिए और समझौता यह है कि, वेंट ट्यूनिंग आवृत्ति के नीचे की आवृत्तियों पर, पोर्ट कोन को उतार देता है और इसे बहुत बड़े विस्थापन के साथ स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। इसका अर्थ यह है कि स्पीकर को समतुल्य आकार के सीलबंद घेरा की तुलना में बहुत कम शक्ति के साथ ट्यूनिंग आवृत्ति के नीचे आवृत्तियों पर अपनी सुरक्षित यांत्रिक परिचालन सीमाओं से परे चलाया जा सकता है। इस कारण से, बास रिफ्लेक्स डिज़ाइन का उपयोग करने वाले उच्च-शक्ति वाले प्रणाली को अधिकांशत: उच्च-पास निस्पंदन द्वारा संरक्षित किया जाता है जो वेंट ट्यूनिंग आवृत्ति के नीचे के संकेतों को हटा देता है। दुर्भाग्य से, विद्युत निस्पंदन आवृत्ति-निर्भर समूह विलंब को और बढ़ा देती है। अथार्त ऐसी निस्पंदन को संगीत सामग्री को न हटाने के लिए समायोजित किया जा सकता है, यह रिकॉर्डिंग स्थान या स्थान के आकार और वातावरण से जुड़ी ध्वनि जानकारी में हस्तक्षेप कर सकता है, यह जानकारी जो अधिकांशत: कम बास स्पेक्ट्रम में उपस्थित होती है।[17][18]
उचित रूप से डिज़ाइन की गई प्रणाली में इनका प्रभाव सुनाई देता है या नहीं, यह बहस का विषय बना हुआ है। जो कि व्यर्थ विधि से डिज़ाइन किया गया बास रिफ्लेक्स प्रणाली , समान्य रूप से जिसका वेंट गलत विधि से बहुत अधिक या बहुत कम आवृत्ति पर ट्यून किया जाता है, लाउडस्पीकर प्रणाली के शेष पास-बैंड के सापेक्ष ट्यूनिंग आवृत्ति पर अत्यधिक आउटपुट उत्पन्न करता है। यह व्यवहार बास आवृत्तियों के पुनरुत्पादन में तेजी से बढ़ती एक-नोट गुणवत्ता जोड़ सकता है। चूँकि कुछ लोग यह मान सकते हैं कि यह पोर्ट रेज़ोनेंस द्वारा चलाए जा रहे नोट पर अपनी विशेषताओं को प्रयुक्त करने के कारण है, यह केवल गैर-अधिकतम समतल आवृत्ति प्रतिक्रिया फलन का परिणाम है। यदि बास रिफ्लेक्स घेरा की बास प्रतिक्रिया में ऐसी चोटी कमरे के प्रतिध्वनित मोड में से के साथ मेल खाती है, तो यह असामान्य घटना नहीं है, प्रभाव और भी अधिक बढ़ जाएगा। सामान्य रूप से , किसी पोर्ट को जितनी कम आवृत्ति पर ट्यून किया जाता है, ये समस्याएं उतनी ही कम आपत्तिजनक होती हैं।
पोर्ट अधिकांशत: सामने वाले बैफ़ल पर रखे जाते हैं, और इस प्रकार बॉक्स के अंदर से प्रतिबिंबित अवांछित मिडसीमा आवृत्तियों को सुनने के वातावरण में प्रसारित करने की अनुमति मिल सकती है। यदि यह छोटा है, तो उच्च वायु गति पर पोर्ट के उद्घाटन के आसपास अशांति के कारण, पोर्ट वायु का ध्वनि या टकराने की ध्वनि भी उत्पन्न कर सकता है।[19] जो कि पीछे की ओर वाले पोर्ट वाले घेरा इन प्रभावों को कुछ सीमा तक छिपा देते हैं, किन्तु श्रव्य समस्याएं उत्पन्न किए बिना उन्हें सीधे दीवार के सामने नहीं रखा जा सकता है। उन्हें पोर्ट के आसपास कुछ खाली जगह की आवश्यकता होती है जिससे वे इच्छानुसार कार्य कर सकें। कुछ निर्माता स्पीकर स्टैंड या बास के अंदर फ़्लोर-फेसिंग पोर्ट सम्मिलित करते हैं, जो डिज़ाइन की बाधाओं के अंदर पूर्वानुमानित और दोहराए जाने योग्य पोर्ट प्रदर्शन प्रदान करता है।
पोर्ट कम्प्रेशन
ध्वनि दबाव का स्तर बढ़ने पर पोर्ट कम्प्रेशन पोर्ट प्रभावशीलता में कमी है। जैसे-जैसे पोर्टेड प्रणाली जोर से बजता है, जिसमे पोर्ट की दक्षता कम हो जाती है, और पोर्ट द्वारा उत्सर्जित विरूपण बढ़ जाता है। इसे पोर्ट डिज़ाइन द्वारा कम किया जा सकता है, किन्तु पूरी तरह समाप्त नहीं किया जा सकता। उच्च स्तरीय उपयोग के समय ड्राइवर कोन की असममित लोडिंग को पोर्ट ट्यूब के अंदरूनी सिरे पर बैफल लगाकर कम किया जा सकता है। यह बाधक घेरा के शसक्त संरचनात्मक तत्व के रूप में भी काम कर सकता है।
अनुप्रयोग
होम सिनेमा और ध्वनि सुदृढीकरण प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले सबवूफर कैबिनेट अधिकांशत: पोर्ट या वेंट से सुसज्जित होते हैं। बास एम्प स्पीकर कैबिनेट और कीबोर्ड एम्प स्पीकर कैबिनेट, जिन्हें 41 हर्ट्ज या उससे नीचे की कम-आवृत्ति ध्वनियों को पुन: उत्पन्न करना होता है, अधिकांशत: पोर्ट या वेंट के साथ बनाए जाते हैं, जो समान्य रूप से कैबिनेट के सामने होते हैं (चूँकि इन्हें भी पीछे की तरफ रखा गया है)। यहां तक कि कुछ मूल्यवान हाई-फाई स्पीकर में भी सावधानी से डिजाइन किए गए पोर्ट होते हैं।
यह भी देखें
- ध्वनिक निलंबन - लाउडस्पीकर कैबिनेट डिजाइन और उपयोग की विधि जो सीलबंद बॉक्स या कैबिनेट में लगे या अधिक लाउडस्पीकर ड्राइवर का उपयोग करती है।
- लाउडस्पीकर संलग्नक
- निष्क्रिय रेडिएटर (स्पीकर)
- ट्रांसमिशन लाइन लाउडस्पीकर
संदर्भ
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