Dunia tempat kita hidup ini sudah terhubung dengan suara. Kecuali jika Anda tinggal di puncak gunung (beruntunglah Anda), kemungkinan besar Anda akan mendengar suara yang berasal dari berbagai macam speaker yang berbeda saat Anda menjalani hari Anda.

Ponsel. Televisi. Lift. Speaker Bluetooth di kereta bawah tanah yang mengeluarkan suara yang tidak ingin Anda dengar.

Dan mungkin yang paling penting bagi kami para musisi, speaker memungkinkan kami untuk mendengar karya kami dalam detail yang murni.

Tetapi, bagaimana cara kerja speaker secara persis? Bahkan, jika Anda tidak ingin tahu tentang bagaimana sosis suara dibuat, sebaiknya Anda memiliki pemahaman dasar tentang teknologi speaker jika Anda berencana untuk menghabiskan waktu Anda di studio.

Dasar-dasar Suara

Sebelum kita melihat speaker, mari kita lihat penyegaran singkat tentang cara kerja suara itu sendiri.

Suara pada dasarnya adalah energi mekanik dalam bentuk gelombang yang bergerak melalui suatu medium - baik itu udara, cairan, atau benda padat.

Gerakan ini menyebabkan perubahan tekanan yang terlokalisasi sesuai dengan bentuk gelombang, seperti riak yang tercipta ketika Anda menjatuhkan kerikil (atau ponsel Anda) ke dalam air.

Pada gambar di bawah ini, Anda akan melihat gelombang sinus 1kHz. Lihat bagaimana ada peningkatan, diikuti oleh penurunan, dalam tingkat tekanan suara relatif terhadap tekanan sekitar? Itu adalah suara yang bergerak.

Di dalam telinga kita, ribuan sel rambut kecil merespons perubahan tekanan ini, mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dapat ditafsirkan oleh otak kita sebagai suara Nickelback. Atau apa pun.

Sinyal audio analog adalah suara dalam bentuk energi listrik, yang direpresentasikan sebagai bentuk gelombang tegangan. Berikut adalah gelombang suara yang sama yang direpresentasikan sebagai sinyal listrik:

Audio digital adalah penggambaran sinyal analog yang tersimpan dalam format biner.

Sinyal audio, baik itu analog maupun digital, perlu dikonversi kembali menjadi gelombang suara (energi mekanik) agar telinga kita dapat memahaminya.

Masukkan speaker.

Bagaimana Speaker Bekerja: Dasar-dasarnya

Sebelum kita membahas seluk-beluk komponen speaker dan cara kerjanya, mari kita lihat sekilas tentang apa yang dilakukan speaker untuk menciptakan suara.

Sinyal audio yang diperkuat dikirim ke kumparan kawat logam. Kumparan ini bereaksi terhadap arus listrik yang mengalir melaluinya, berinteraksi dengan magnet di dalam speaker, dan menyebabkan diafragma bergetar.

Diafragma menggerakkan udara, menciptakan gelombang suara yang merupakan salinan persis dari sinyal audio asli. Et voila! Anda dapat mendengar ibu Anda berbicara kepada Anda dari belahan negara lain.

Jelas itu adalah penyederhanaan yang berlebihan. Tapi sekarang kita sudah tahu versi Cliffs Notes tentang bagaimana para pembicara melakukan bisnis mereka, mari kita uraikan.

Apa yang Ada di Dalam Speaker?

Mari kita lihat semua bagian speaker yang menciptakan keajaiban...

Pengemudi Speaker

Driver speaker bertanggung jawab untuk mengubah sinyal listrik menjadi gelombang suara. Ini adalah mesin yang menggerakkan reproduksi suara speaker.

Dari dalam ke luar, komponen-komponen yang membentuk sebuah speaker:

• Tiang
• Pelat belakang
• Magnet
• Pelat atas
• Koil suara
• Keranjang
• Laba-laba
• Kerucut dan sekeliling
• Tutup Debu

Tiang, belakang, dan pelat atas

Bagian kutub pada speaker seperti tongkat konduktor, menjaga orkestra suara yang mengalir melalui speaker tetap sinkron. Ini adalah sumbu pusat yang menjadi dasar seluruh sistem magnetik.

Pelat belakang berada di belakang tiang, dan tidak mengherankan jika pelat atas berada di atas.

Magnet

Magnet permanen dikelilingi oleh kutub dan pelat untuk memfokuskan medan magnetnya, dan dipasang ke keranjang speaker.

Ini disebut sebagai magnet permanen karena selalu merupakan magnet.

Di sisi lain, voice coil hanya menjadi magnet (atau lebih tepatnya elektromagnet) apabila dialiri arus listrik.

Koil Suara

Kumparan suara adalah kawat yang dililitkan dengan erat di sekeliling silinder kecil, kadang-kadang disebut gelendong. Bentuknya seperti yoyo.

Ketika sinyal listrik mengalir melalui koil, sinyal tersebut menjadi elektromagnet, berinteraksi dengan magnet permanen.

Jika Anda ingat pelajaran sains, Anda akan ingat bahwa gaya yang sama akan tolak menolak, dan gaya yang berlawanan akan tarik menarik. Interaksi antara gaya magnet ini menciptakan gerakan yang mendorong kumparan di sekitar dan pada akhirnya menciptakan gelombang suara.

Laba-laba dan sekelilingnya

Laba-laba adalah bahan bergelombang yang menopang kumparan suara. Ini menahan kumparan di tempatnya sekaligus memungkinkannya bergerak maju mundur dengan bebas.

Meskipun hal ini terdengar seperti sebuah kontradiksi, namun sebenarnya tidak. Peran utama laba-laba adalah memungkinkan kumparan suara bergerak hanya dalam satu arah; yaitu ke atas dan ke bawah. Tanpa laba-laba, kumparan suara akan berputar-putar tanpa arah di dalam rumah speaker.

Keliling melakukan fungsi yang serupa dengan laba-laba, kecuali bahwa ia menahan kerucut di bagian atas keranjang.

Kerucut

Juga dikenal sebagai diafragma, kerucut speaker adalah salah satu dari beberapa bagian yang dapat Anda lihat pada speaker.

Kerucut bergerak maju mundur sebagai respons terhadap pulsa magnetik dari kumparan suara. Pergerakan kerucut menciptakan gelombang tekanan di udara di sekelilingnya, menciptakan suara yang Anda dengar.

Tutup debu

Si kecil ini mencegah debu dan partikel kotoran memasuki unit speaker dan mengacaukan segalanya.

Keranjang

Hanya sebuah istilah mewah untuk wadah yang menyatukan semua bagian speaker. Bentuknya memang agak mirip keranjang.

Jadi, ini adalah segala sesuatu yang membentuk speaker yang sebenarnya. Tetapi dalam bahasa sehari-hari ketika kita berbicara tentang pembicara, yang kita maksud adalah keseluruhannya.

Jadi, apa lagi yang diperlukan untuk membuat speaker berfungsi?

Komponen Listrik

Untuk membuat koil suara memompa dengan selai Anda, Anda harus mengirimkan sinyal listrik. Hal ini dilakukan dengan terminal speaker dan kabel yang dikepang.

Terminal adalah tab logam atau port penghubung yang menghubungkan kabel audio ke speaker.

Terhubung ke terminal ini adalah kabel jalinan yang dipasang ke koil suara, memberikan bahan bakar yang dibutuhkan.

Perumahan

Speaker membutuhkan penutup rumah, sering disebut sebagai kabinet, agar dapat berfungsi dengan baik karena beberapa alasan.

Pertama, ini menyediakan lingkungan yang tertutup untuk melindungi berbagai gubin yang membentuk driver dari berbagai hal seperti debu, kotoran, dan bulu anjing.

Kedua, mengurangi pembatalan fase. Saat diafragma speaker bergerak, ia menciptakan gelombang suara di kedua arah. Tanpa housing, gelombang-gelombang ini akan saling meniadakan satu sama lain.

Terakhir, penutup mempengaruhi bagaimana suara didistribusikan. Suara dapat diarahkan ke arah tertentu, dan frekuensi rendah dapat disetel dengan benar.

Penutup housing terbuat dari bahan tebal yang tidak terlalu fleksibel. Kayu atau MDF dengan kepadatan sedang adalah hal yang umum, meskipun plastik juga digunakan.

Amplifikasi

Semua ini baik dan bagus, tetapi speaker yang berdiri sendiri tidak akan menghasilkan sesuatu yang berguna.

Meskipun speaker hadir dalam berbagai bentuk dan ukuran, namun semuanya memiliki persyaratan yang sama: sinyal audio yang lebih kuat daripada sinyal line level yang dikirim oleh perangkat pemutaran, seperti TV atau antarmuka audio.

Penguat daya digunakan untuk meningkatkan sinyal dari level line ke level speaker. Tergantung pada speaker Anda, ini mungkin merupakan unit eksternal, atau terpasang pada rumah speaker itu sendiri.

Pengeras Suara Aktif

Speaker aktif memiliki amplifier yang terpasang di dalamnya Yamaha HS5 adalah speaker aktif yang populer untuk pemantauan studio.

Pengeras Suara Pasif

Speaker pasif memerlukan penguat daya eksternal untuk menghasilkan gelombang suara dari sinyal audio.

JBL PRX412 adalah contoh kokoh dari loudspeaker pasif yang membutuhkan power amplifier eksternal untuk memberikan suara yang cukup.

Bagaimana Speaker Menghasilkan Frekuensi yang Berbeda?

Sejauh ini kita telah melihat bagaimana speaker mengubah energi listrik (sinyal) menjadi gelombang tekanan di udara, dan dengan demikian menjadi suara.

Tetapi tidak semua frekuensi diciptakan sama, dan satu pembicara yang mencoba untuk mencakup semua frekuensi (maafkan permainan kata-kata) akan menjadi pembicara yang buruk.

Itulah mengapa Anda akan melihat tumpukan pengeras suara yang sangat besar di pertunjukan. Beberapa mencakup frekuensi bass (sub-woofer dan woofer), beberapa rentang menengah, dan tweeter kecil menangani semua rentang frekuensi tinggi.

Semua speaker ini dibuat secara berbeda, untuk menangani frekuensi yang berbeda yang mereka jaga.

Tetapi tidak semua orang menginginkan tumpukan pengeras suara raksasa di studio (atau ruang tamu) mereka, belum lagi dengan banyaknya power amp dan crossover.

Masukkan speaker multi-driver.

Speaker Multi-Pengemudi

Speaker multi-driver menggunakan 2, 3, atau bahkan 4 driver dengan berbagai ukuran untuk menangani frekuensi yang berbeda. Yang paling umum adalah speaker driver ganda, kadang-kadang disebut sebagai speaker 2 arah.

Di dalam kabinet speaker 2 arah terdapat crossover yang mengirimkan semua frekuensi tinggi ke tweeter, dan rentang frekuensi menengah dan rendah ke woofer, melalui filter high pass dan low pass.

Menggunakan crossover dengan cara ini berarti speaker menghasilkan output frekuensi yang lengkap, namun tetap mempertahankan kualitas suara yang tidak dapat dicapai oleh driver tunggal.

Jika Anda membuat musik di studio rumah, kemungkinan besar Anda akan menggunakan speaker 2 arah untuk pemantauan, seperti Yamaha HS5 yang disebutkan di atas, atau KRK Rokit 5 G4, yang digambarkan di bawah ini.

Speaker dual driver bagus untuk merekam dan mencampur di studio Anda sendiri. Tetapi ketika sampai pada mastering (apakah Anda menggunakan layanan online seperti eMastered, atau menyerahkannya kepada orang yang sebenarnya), Anda akan menginginkan lebih banyak detail, sehingga speaker 3 atau 4 arah akan melayani Anda dengan lebih baik.

Hal yang sama berlaku untuk studio rekaman komersial. Mereka mungkin menggunakan sepasang speaker monitor bertenaga untuk merekam dan memantau, tetapi ketika datang ke mixdown, mereka akan menyalakan anak nakal.

Apa yang dimaksud dengan Impedansi Speaker?

Impedansi speaker pada dasarnya adalah cara untuk mengukur resistansi total aliran arus listrik dalam speaker.

Diukur dalam ohm, impedansi berasal dari resistansi dari kawat kumparan suara, dan induktansi yang disebabkan oleh penggulungan kawat tersebut ke dalam kumparan. Induktansi berbeda dengan resistansi karena berubah dengan frekuensi - disebut reaktansi induktif.

Karena variabel ini, impedansi berbeda dari resistensi 'normal', dan dihitung menggunakan rumus rumit yang seharusnya tidak perlu dipahami oleh para musisi.

Sebaliknya, ketahuilah bahwa penting untuk mencocokkan impedansi speaker dan amplifier Anda. Impedansi yang tidak sesuai dapat mengakibatkan penurunan kualitas audio, panas berlebih, dan dalam kasus yang ekstrim dapat merusak peralatan.

Ingat anak-anak, selalu pasangkan speaker Anda dengan amplifier yang kompatibel.

Daya Speaker Versus Sensitivitas Speaker

Lebih besar sama dengan lebih baik bukan?

Tidak selalu. Kebanyakan orang ketika membandingkan speaker mengaitkan peringkat daya yang lebih tinggi (dalam watt) dengan volume yang lebih tinggi. Namun dalam praktiknya, apakah Anda akan dapat memanfaatkan watt tersebut sepenuhnya?

Cara yang lebih baik untuk membandingkan speaker adalah dengan melihat sensitivitas speaker. Hal ini diukur dalam desibel dan mengukur seberapa efektif speaker mengubah daya listrik menjadi suara.

Peringkat sensitivitas yang lebih tinggi berarti speaker dapat menghasilkan lebih banyak suara untuk jumlah daya yang diberikan. Dengan kata lain, speaker ini lebih efisien dalam mengubah listrik menjadi gelombang suara.

Mengukur sensitivitas speaker akan menyamakan kedudukan dalam membandingkan efisiensi dan output speaker.

Namun demikian, tetap penting untuk mempertimbangkan kemampuan speaker dalam menangani daya jika Anda menggunakan ampli eksternal. Pengukuran ini menunjukkan seberapa besar daya listrik yang dapat ditangani speaker tanpa mengalami kerusakan, jadi penting untuk memastikan bahwa ampli memiliki peringkat daya output yang sama dengan speaker.

Apakah Anda memilih speaker dengan sensitivitas tinggi atau rendah, tergantung pada persyaratan pengaturan Anda. Jika efisiensi daya penting (misalnya pada speaker portabel, atau sistem stereo mobil) sensitivitas tinggi adalah yang terbaik, sedangkan pada pengaturan audio profesional Anda mungkin menginginkan speaker dengan kapasitas daya yang lebih tinggi

Respons Frekuensi

Ketika kita berbicara tentang respons frekuensi speaker, kita berbicara tentang kemampuannya mereproduksi suara di seluruh rentang frekuensi.

Tidak ada speaker yang sempurna, jadi grafik respons frekuensi membantu kita melihat di mana mungkin ada puncak atau lembah pada frekuensi yang menonjolkan atau kurang baik.

Ada beberapa alasan mengapa respons frekuensi dari speaker tertentu, atau speaker, adalah penting.

Pertama, hal ini membantu ketika mendesain sistem multi-speaker dan di mana harus mengatur crossover.

Kedua, hal ini membantu ketika memilih speaker terbaik untuk pekerjaan audio tertentu yang Anda pikirkan.

Sementara banyak speaker kelas konsumen yang memiliki sedikit 'senyuman' dalam respons frekuensi mereka untuk mempermanis audio, sebagai produser musik, Anda menginginkan sepasang speaker dengan respons frekuensi yang datar.

Dengan cara ini, tidak ada instrumen atau sampel yang akan tersamarkan oleh penurunan frekuensi yang dihasilkan, atau terdengar lebih keras daripada yang sebenarnya karena adanya puncak pada grafik.

Pada dasarnya, respons frekuensi yang datar pada speaker akan memastikan bahwa semua yang Anda dengar sedekat mungkin dengan aslinya.

Bagaimana dengan Headphone?

Headphone menggunakan teknologi driver speaker yang sama dengan pengeras suara. Headphone sebenarnya adalah speaker kecil yang sangat kecil yang diletakkan di atas (atau di dalam) telinga Anda.

Bagaimana Cara Kerja Speaker Stereo?

Speaker tunggal (umumnya) mentransmisikan suara dalam mono. Untuk mendapatkan bidang suara stereo, Anda memerlukan dua speaker mono yang masing-masing menyalurkan sinyal audio kiri dan kanan, yang ditempatkan secara tepat.

Namun, pernahkah Anda melihat soundbar dan bertanya-tanya, bagaimana bidang stereo diciptakan?

Unit speaker tunggal yang dirancang untuk menghasilkan gambar stereo memiliki beberapa driver yang diposisikan di seluruh unit.

Sinyal stereo dibagi menjadi saluran kiri dan kanan dan dikirim dalam jumlah yang bervariasi ke setiap driver untuk mendapatkan gambar stereo penuh.

Speaker seperti ini cenderung dilengkapi dengan speaker tambahan - subwoofer - untuk menangani frekuensi rendah, dan suara Batman.

Siapa yang Menemukan Speaker?

Seperti halnya banyak penemuan di sekitar pergantian abad ke-20, sulit untuk menentukan dengan tepat siapa yang menemukan pengeras suara. Hal ini muncul seiring berjalannya waktu ketika para ilmuwan dan penemu mulai memahami lebih banyak tentang gelombang suara dan arus listrik.

Alexander Graham Bell (yang terkenal dengan penemuan telepon) memberikan kontribusi yang signifikan pada teknologi terkait suara, termasuk mengembangkan versi awal pengeras suara pada akhir abad ke-19.

Tepat di akhir abad itu, Oliver Lodge menciptakan loudspeaker koil bergerak pertama. Kemudian, pada tahun 1915, insinyur Denmark Peter L. Jensen dan Edward Pridham menerima paten untuk penemuan mereka atas desain speaker elektrodinamis yang menggunakan gulungan kawat yang dipasang pada diafragma yang ditempatkan di medan magnet.

Di sisi lain, pada tahun 1925, Edward W. Kellogg dan Chester W. Rice mendesain speaker dinamis dengan kerucut yang pada akhirnya dilisensikan kepada RCA. Desain ini mencakup banyak aspek yang dianggap sebagai dasar teknologi pengeras suara modern.

Dibutuhkan sebuah desa dan semua itu. Bisa dikatakan bahwa banyak kepala kerucut yang menghabiskan waktu berjam-jam untuk memastikan bahwa Anda dapat menikmati konser Nickelback dengan penuh kesetiaan hari ini.

Masa Depan Pembicara

Teknologi semakin lama semakin kecil dan murah. Kita semua tahu itu. Tetapi ketika berbicara tentang speaker, dasar-dasar di balik teknologi ini tidak banyak berubah sejak diciptakan.

Faktanya, speaker adalah salah satu teknologi yang paling tidak efisien yang kita gunakan saat ini. Lebih dari 99% energi yang masuk ke dalam speaker menghasilkan sesuatu selain suara. Sebagian besar berubah menjadi panas.

Cukup mengejutkan bahwa EPA tidak melarang penggunaan speaker karena performa energinya yang buruk.

Namun berkat bahan baru yang ditemukan pada tahun 2004, speaker masa depan bisa berbeda.

Graphene adalah bahan yang sangat ringan, yang berarti membutuhkan lebih sedikit energi untuk bergerak maju mundur untuk menciptakan gelombang tekanan. Berita bagus jika Anda seorang tweeter.

Jika para ilmuwan dapat menemukan cara untuk mengimplementasikan produksi Graphene dalam skala besar, dan mengintegrasikannya ke dalam aplikasi komersial, speaker masa depan dapat menjadi lebih ringan dan lebih hemat energi.

Sampai hari itu kita terjebak dengan pemanas mini yang menciptakan perubahan tekanan udara karena sinyal listrik, alias speaker.

Sekarang pergilah, dan dengarkanlah musiknya!