फेज़ प्लग

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एक कम्प्रेशन ड्राइवर का आरेख. फेज़ प्लग को गहरे बैंगनी रंग में दिखाया गया है।

लाउडस्पीकर में, फेज़ प्लग, फेसिंग प्लग या ध्वनिक ट्रांसफार्मर स्पीकर ड्राइवर और दर्शकों के मध्य यांत्रिक इंटरफ़ेस है। फेज़ प्लग उच्च आवृत्ति प्रतिक्रिया को बढ़ाता है क्योंकि यह तरंगों को ड्राईवर के समीप विनाशकारी रूप से वार्तालाप करने की अनुमति देने के अतिरिक्त श्रोता की ओर बाहर की ओर निर्देशित करता है।[1]

फेज़ प्लग सामान्यतः प्रोफेशनल ऑडियो में उपयोग किए जाने वाले उच्च-शक्ति वाले हॉर्न लाउडस्पीकरो में, मध्य और उच्च-आवृत्ति बैंडपास में पाए जाते हैं, जो कम्प्रेशन ड्राईवर डायाफ्राम और हॉर्न (ध्वनिक) के मध्य स्थित होते हैं। वे कुछ लाउडस्पीकर डिज़ाइनों में वूफर कोन के सामने भी उपस्तिथ हो सकते हैं। प्रत्येक स्तिथि में वे निरस्तीकरण और आवृत्ति प्रतिक्रिया समस्याओं को रोकने के लिए ड्राइवर से श्रोता तक ध्वनि तरंग पथ की लंबाई को सामान्य करने का कार्य करते हैं। फेज़ प्लग को हॉर्न थ्रोट का और संकुचन माना जा सकता है, जो डायाफ्राम की सतह पर हॉर्न का विस्तार बन जाता है।[2]

इतिहास

इसके पश्चात लाउडस्पीकरों में उपयोग किए जाने वाले प्रकार के इलेक्ट्रोमैकेनिकल ड्राइवर का आविष्कार जर्मन उद्योगपति सीमेंस से वर्नर ने 1877 में किया था, किन्तु 1921 तक लाउडस्पीकर बनाने के लिए कोई व्यावहारिक प्रवर्धन उपस्तिथ नहीं था।[3] 1920 के दशक में विभिन्न लाउडस्पीकर डिज़ाइन तैयार किए गए, जिनमें सामान्य विद्युतीय इंजीनियर चेस्टर डब्ल्यू. राइस और एडवर्ड डब्ल्यू. केलॉग ने 1925 में स्पीकर ड्राइवर के लिए ध्वनिक हॉर्न जोड़ना सम्मिलित था।[4] 1926 में, बेल प्रणाली इंजीनियरों अल्बर्ट एल. थुरस और एडवर्ड सी. वेन्ते ने ड्राइवर और हॉर्न के मध्य प्रथम फेज़ प्लग डालकर हॉर्न लाउडस्पीकर को संशोधित किया।[5] ऊपरी भाग में लाउडस्पीकर की ट्रांसमिशन विशेषताओं में सुधार के उद्देश्य से, इस फेज़ प्लग ने ध्वनि तरंगों को डायाफ्राम के केंद्र से और डायाफ्राम की परिधि के चारों ओर रिंग से, केंद्र छिद्र और कुंडलाकार स्लॉट के माध्यम से हॉर्न थ्रोट ध्वनि आवृत्ति रेंज के भाग में निर्देशित किया।[6] उनके संयुक्त शोध के आधार पर, दोनों इंजीनियरों को निरंतर अमेरिकी पेटेंट से सम्मानित किया गया: थुरास ने उपन्यास इलेक्ट्रोडायनामिक डायाफ्राम डिजाइन के लिए पेटेंट दायर किया, और वेंटे ने पहले फेज़ प्लग के लिए पेटेंट अंकित किया।[6][7] थुरस और वेन्ते द्वारा निर्धारित सिद्धांतों ने प्रत्येक आगामी फेज़ प्लग डिज़ाइन को प्रभावित किया है।[8]

कम्प्रेशन ड्राइवर

दो प्रकार के डोम -प्रकार के फेज़ प्लग: रेडियल स्लिट के साथ और गाढ़ा रिंग स्लिट के साथ, जिसे कुंडलाकार या परिधीय भी कहा जाता है

हॉर्न लाउडस्पीकरों में, फेज़ प्लग कम्प्रेशन कक्ष के माध्यम से कम्प्रेशन ड्राईवर डायाफ्राम के सभी क्षेत्रों से ध्वनि तरंगों को हॉर्न थ्रोट तक ले जाने का कार्य करता है, जिससे ध्वनि की प्रत्येक पल्स सुसंगत तरंग मोर्चे के रूप में थ्रोट तक पहुंच सके।[9] सफल कार्यान्वयन के साथ, उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन को उच्चतर बढ़ाया जाता है।[10]

फेज़ प्लग कम्प्रेशन ड्राइवर का सम्मिश्र और बहुमूल्य तत्व है।[5] इसके निर्माण के लिए अच्छी सहनशीलता की आवश्यकता होती है। फेज़ प्लग को एल्यूमीनियम जैसी धातुओं में मशीनीकृत किया जाता है, या कठोर प्लास्टिक या बैकेलाइट में डाला जाता है।[10] किन्तु मेयर साउंड लेबोरेटरीज ने तापमान और आर्द्रता के प्रतिरोध के कारण हल्के प्लास्टिक को चुना।[11]

फेज़ प्लग डिज़ाइन में कई विविधताएँ उपस्तिथ हैं, किन्तु दो प्रमुख डायाफ्राम प्रकारों से मेल खाने के लिए दो प्रकार : डोम और रिंग विकसित हुए हैं।

डोम -आधारित डायाफ्राम 1920 के थुरस/वेंटे पेटेंट के समान हैं, और वर्तमान में सामान्य उपयोग में हैं। डोम -प्रकार के डायाफ्राम के साथ इंटरफ़ेस करने वाले फेज़ प्लग में विस्तृत विविधता सम्मिलित है: रेडियल स्लॉट के साथ डिज़ाइन, संकेंद्रित कुंडलाकार रिंग स्लॉट के साथ डिज़ाइन, और कुंडलाकार और रेडियल स्लॉट के संयोजन के साथ हाइब्रिड डिज़ाइन है। अल्टेक लांसिंग इंजीनियर क्लिफोर्ड ए. हेनरिक्सन ने 1976 और 1978 में ऑडियो इंजीनियरिंग सोसायटी सम्मेलनों में रेडियल और परिधीय प्रकार के फेज़ प्लग के मध्य अंतर पर रिपोर्ट दी।[12][13] रेडियल डिज़ाइन बनाना सरल है, किन्तु यह डायाफ्राम की परिधि से ध्वनि तरंगों और केंद्र से ध्वनि तरंगों के मध्य अंतर नहीं करता है। उच्च आवृत्तियों पर, डायाफ्राम आदर्श पिस्टन के रूप में कार्य नहीं करता है; इसके अतिरिक्त, यह अपनी कठोरता और घनत्व से संबंधित तरंगित, मोडल गुण प्रदर्शित करता है। डायाफ्राम सामग्री के माध्यम से तरंग प्रसार की गति के कारण, डायाफ्राम का केंद्र परिधि की तुलना में थोड़ा बाद में चलता है। फेज़ प्लग में रेडियल स्लॉट इस छोटे समय के अंतर के लिए सही नहीं होते हैं, जो उच्चतम आवृत्तियों को प्रभावित करता है। संकेंद्रित वृत्ताकार स्लॉट डायाफ्राम के तरंगित व्यवहार को ठीक करने में सक्षम हो सकते हैं किन्तु स्लॉट की स्थिति महत्वपूर्ण है। वृत्ताकार स्लॉट डायाफ्राम और फेज़ प्लग के मध्य अनुनादों को बनने की अनुमति दे सकते हैं - अनुनाद जो तरंग निरस्तीकरण और अनुनाद आवृत्ति पर आवृत्ति प्रतिक्रिया में इसी कमी का कारण बनते हैं।[5]

कम सामान्य रिंग डायाफ्राम बाद का विकास है जिसका उद्देश्य डायाफ्राम सामग्री के माध्यम से तरंग प्रसार से संबंधित समस्याओं को कम करना है। इस डिज़ाइन के लिए फेज़ प्लग के बिल्कुल अलग आकार की आवश्यकता होती है, किन्तु रेडियल स्लॉट और संकेंद्रित रिंग अभी भी भूमिका निभा सकते हैं।[5]

फेज़ प्लग स्लॉट का संयुक्त क्षेत्र सामान्यतः डायाफ्राम के क्षेत्र का लगभग एक-आठवां से दसवां भाग होता है। यह 8:1 से 10:1 की सीमा में दबाव-से-आयतन वेग परिवर्तन अनुपात देता है, जो डायाफ्राम के हॉर्न थ्रोट से प्रतिबाधा मिलान का कार्य करता है।[8][14] बड़ा स्लॉट क्षेत्र अधिक ध्वनि तरंग ऊर्जा को स्वीकार करता है किन्तु डायाफ्राम पर अधिक ऊर्जा को पीछे की ओर भी प्रतिबिंबित करता है। छोटा स्लॉट क्षेत्र फेज़ प्लग और डायाफ्राम के मध्य अधिक तरंग ऊर्जा को फँसाता है। डायाफ्राम/फेज प्लग इंटरफ़ेस पर शोध करते हुए, डेविड गनेस ने पाया कि केवल आधी तरंग ऊर्जा, सबसे उचित स्थिति में, सीधे डायाफ्राम से फेज़ प्लग स्लॉट के माध्यम से और श्रोता तक जाती है। अन्य आधा (या अधिक) डायाफ्राम और फेज़ प्लग के मध्य की स्थान के अन्दर निरस्तीकरण का कारण बनता है, या प्रत्यक्ष ध्वनि की तुलना में बाद में फेज़ प्लग छोड़ने पर अस्थायी विसंगतियों (टाइम स्मीयर) का कारण बनता है। समस्या को कम करने के लिए, गनेस ने व्यवहार को गणितीय रूप से तैयार किया और मूल ऑडियो सिग्नल पर अवांछित तरंग व्यवहार के पोलॅरिटी-रेवरसेड संस्करण को प्रयुक्त करने के लिए डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग का उपयोग किया।[15]

वूफ़र्स

हॉर्न-लोडेड वूफर काले रंग में फेज़ प्लग दिखा रहा है

इस प्रकार विशेष रूप से हॉर्न-लोडेड लाउडस्पीकर डिज़ाइन में फेज़ प्लग को वूफर कोन के सामने रखा जा सकता है। कम्प्रेशन ड्राइवर फेज़ प्लग के समान ही, संकल्प ड्राइवर के पास उच्च-आवृत्ति तरंग हस्तक्षेप को कम करना है। इस स्तिथि में, उच्च आवृत्ति इच्छित बैंडपास के सापेक्ष है; उदाहरण के लिए, ए 12-inch (300 mm) कोन वूफर से अपनी इच्छित सीमा के शीर्ष के निकट 550 हर्ट्ज ऊर्जा को पुन: उत्पन्न करने की आशा की जा सकती है, चूंकि, 550 हर्ट्ज की तरंग दैर्ध्य वूफर के व्यास का लगभग दोगुना है, इसलिए उस आवृत्ति पर तरंग ऊर्जा एक ओर से दूसरी ओर पार्श्व यात्रा करेगी चरण से बाहर हो जाएगा और निरस्त कर दिया जाएगा. केंद्र में फेज़ प्लग के साथ, ऐसी पार्श्व तरंग ऊर्जा रुकावट से बाउंस करती है और श्रोता की ओर बाहर की ओर परावर्तित होती है। वूफर कोन के लिए फेज़ प्लग सामान्यतः सशक्त प्लग होते हैं जो वूफर के केंद्रीय डस्ट कैप के ऊपर या वूफर के केंद्र में डस्ट कैप की स्थान पर लगाए जाते हैं।[16][17]

संदर्भ

  1. ↑ "चरण प्लग". Pro Audio Reference. AES. Retrieved 2017-12-17.
  2. ↑ Davis, Don; Patronis, Eugene (2006). ध्वनि प्रणाली इंजीनियरिंग (3 ed.). Taylor & Francis US. pp. 284–285. ISBN 0240808304.
  3. ↑ "लाउडस्पीकर का इतिहास और प्रकार". Edison Tech Center. Retrieved February 15, 2013.
  4. ↑ Holmes, Thom (2006). संगीत प्रौद्योगिकी के लिए रूटलेज गाइड. CRC Press. p. 179. ISBN 0415973244.
  5. ↑ 5.0 5.1 5.2 5.3 Graham, Phil (November 2012). "Speaking of Speakers: Understanding Compression Drivers: Phase Plugs". Front of House. Las Vegas: Timeless Communications.
  6. ↑ 6.0 6.1 U.S. Patent 1,707,545 "Acoustic Device". Edward C. Wente, assigned to Bell Telephone Laboratories. Applied for on August 4, 1926. Patent awarded on April 2, 1929.
  7. ↑ U.S. Patent 1,707,544 "Electrodynamic Device". Albert L. Thuras, assigned to Bell Telephone Laboratories. Applied for on August 4, 1926. Patent awarded on April 2, 1929.
  8. ↑ 8.0 8.1 Eargle, John (2003). लाउडस्पीकर हैंडबुक (2 ed.). Springer. pp. 173–179. ISBN 1402075847.
  9. ↑ Nathan, Julian (1998). बैक-टू-बेसिक्स ऑडियो. Newnes. p. 120. ISBN 0750699671.
  10. ↑ 10.0 10.1 Ballou, Glen (2012). Electroacoustic Devices: Microphones and Loudspeakers. CRC Press. pp. 8–10. ISBN 113612117X.
  11. ↑ "How to Better the Best: The Development of Meyer Sound's High Drivers". Meyer Sound. Archived from the original on February 16, 2013. Retrieved February 16, 2013.
  12. ↑ Henricksen, Clifford A. (October 1976). "Phase Plug Modelling and Analysis: Circumferential Versus Radial Types". AES E-Library. Audio Engineering Society. Retrieved February 16, 2013.
  13. ↑ Henricksen, Clifford A. (February 1978). "Phase Plug Modelling and Analysis: Radial Versus Circumferential Types". AES E-Library. Audio Engineering Society. Retrieved February 16, 2013.
  14. ↑ Eargle, John; Foreman, Chris (2002). ध्वनि सुदृढीकरण के लिए जेबीएल ऑडियो इंजीनियरिंग. Hal Leonard. pp. 125–126. ISBN 1617743631.
  15. ↑ Gunness, David W. (October 2005). "डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग के साथ लाउडस्पीकर क्षणिक प्रतिक्रिया में सुधार" (PDF). Convention Paper. Audio Engineering Society. Archived from the original (PDF) on May 12, 2012. Retrieved February 16, 2013. Hosted by EAW.com
  16. ↑ Stark, Scott Hunter (1996). Live Sound Reinforcement: A Comprehensive Guide to P.A. and Music Reinforcement Systems Technology (2 ed.). Hal Leonard. p. 149. ISBN 0918371074.
  17. ↑ "चरण प्लग प्रौद्योगिकी". Preference Audio. OEM Systems. 2010. Archived from the original on April 14, 2003. Retrieved February 16, 2013.
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