רמקולים - כיצד הם עובדים וממה מורכבים?
רמקולים הופכים את חיינו לנעימים יותר. כיצד עובד הרמקול וממה הוא מורכב? זיו מחברת הרמקולים "מורל" עוזר לנו לפתור את התעלומה במדריך זה.
אתם יושבים מולם בבית, לעיתים גם בעבודה וברכב ומתמוגגים למשמע מוסיקה מענגת.
כיצד כל זה מתרחש, איך עובד רמקול ומה גורם למוסיקה לצאת ממנו ולהגיע אל אוזנינו?
מהו רמקול?
זיו פרלמן, אחראי דרייברים בחברת Morel מסביר: "רמקול מהווה את החוליה האחרונה בשרשרת הצליל: הוא מקבל את המידע המוסיקלי מה-CD או DVD כשהוא מוגבר ע"י המגבר/רסיבר ושולח אותו לחלל החדר, אל האוזן".
הרמקול מקבל את המידע המוסיקלי, שזרם במערכת האודיו בצורה של אנרגיה חשמלית וממיר אותו לגלי קול פיזיים המגיעים אל אוזנינו.
רמקול דומה במידת מה לצמיגים ברכב: בדומה לצמיגים שקובעים בסופו של דבר את האחיזה הסופית ואופי התנהגות הרכב, כך גם במערכת האודיו, איכות הקול נקבעת במידה רבה ע"י הרמקול.
בלעדי הצמיגים לא יצלח גם המנוע הטוב מכולם להניע את המכונית באופן מהיר ויעיל וגם המגבר האיכותי ביותר לא יצליח להפיק מוסיקה מהנה בלעדי הרמקול המתאים.
תדרים של מוסיקה
מוסיקה וצלילים מורכבים מגלי קול שנעים בתדרים שונים, יכולת השמיעה האנושית נעה בטווח תדרים של 20Hz – 20,000Hz (לצערנו, ככל שמזדקנים, יכולת שמיעת התדרים הגבוהים הולכת ופוחתת...).
כינור לדוגמא, משמיע קולו בתדרים של מ- 200Hz ועד 3,500Hz, פסנתר מפיק צלילים בתדר של 4,100Hz ומסוגל לרדת עד לתדר של 28Hz, מה שמהווה תדר בס עמוק ומרשים למדי.
לאחר שצלילי המוסיקה תועדו בהקלטה, אמור הרמקול לשחזר אותם מחדש ע"י יצירת גלי קול זהים בחלל האזנה.
כשבאים לשחזר את טווח התדרים שנמצא בהקלטה, קשה עד בלתי אפשרי ליצור יחידה אחת שתצליח ליצור את טווח התדרים השלם, לכן, השיטה הנפוצה ברמקולים היא חיבור של מספר אלמנטים אשר כל אחד מהם מתמחה בהפקת תחום תדרים מסויים.
סוגי הדרייברים (אלמנטים) ברמקול:
טוויטר
זו היחידה אשר מפיקה את התדרים הגבוהים, לכן היא קטנה וקלה כך שתוכל לנוע אלפי פעמים בשניה עד לרמה של 20,000Hz (מה שאומר 20,000 תנודות בשניה) ואף יותר.
קוטרה מגיע בד"כ עד ל- 1 אינץ' (זו הכיפה שבמרכז והיא נמצאת בתוך גוף פלסטיק/מתכת שעוטף אותה).
מיד - וופר
יחידת המיד גדולה בהשוואה לטוויטר וקוטרה יכול לנוע בין 4-7 אינץ'.
היא מפיקה את תדרי הביניים, בתוכם נכלל גם קול אנושי.
ברמקולים מסוג 2Way, ישמש דרייבר זה גם עבור תדרי הבס.
בס - וופר
זו היחידה אשר אחראית על הפקת התדרים הנמוכים - בס, נמצא אותה ברמקולי 3Way ויותר.
דרייבר זה, הוא האחראי על כך ש-"נרגיש את הבס בבטן" ומוסיף לעיתים מימד פיזי נוסף למוסיקה.
יחידה זו יכולה להגיע בקוטר של 8-10 אינץ' ברמקולים רצפתיים או בקוטר גדול של 12-15 אינץ' ברמקולים גדולים במיוחד וברמקולי סאבוופר המיועדים להוציא תדרי בס בלבד.
הדרייבר הנראה בתמונה המצורפת מהווה יחידת בס בקוטר 12 אינץ' אשר מסוגלת לעמוד בהספק רציף של 800 וואט... חתיכת מפלצת (מיועדת לשימוש בסאב וופרים אימתניים).
איך עובד הדרייבר?
המגבר שולח אל הרמקול זרם חשמלי בהתאם למידע המוסיקלי שעבר דרכו. בבסיס הדרייבר נמצא מגנט, אשר מוקף בסליל. הסליל נע סביב המגנט ומניע ביחד איתו את הממברנה, היא זו שמזיזה אויר ויוצרת גלי קול.
במבט מלפנים אל הרמקול, נראה כלפי חוץ רק את הממברנה שזזה, שאר המנגנון חבוי מהעין.
כיצד למעשה יוצרים גלי קול בתדירות מסויימת? מספר ה-"הרצים" (Hz) משקף את מספר הפעמים בו צריכה לנוע יחידת הרמקול בשניה, לדוגמא 1000Hz מסמן 1000 תנודות בשניה של הממברנה.
קרוסאובר: שוטר התנועה של הרמקול
כפי שהסברנו, כל אלמנט/דרייבר מסוגל לנגן ביעילות ודיוק רק טווח מוגבל של תדרים. איך נבטיח שכל דרייבר כזה יקבל רק את הטווח שמתאים לו?
כאן נכנס לפעולה מעגל הקרוס אובר (Crossover), זהו מעגל חשמלי שמורכב מסליל, נגדים וקבלים.
הוא משמש למעשה כמכוון התנועה בתוך הרמקול: הוא זה שמקבל את האות המלא מהמגבר ומפצל אותו לדרייברים השונים ברמקול.
אם יפשל הקרוסאובר בתפקידו ויעביר לדרייברים תדרים שאינם מתאימים להם, יווצרו עיוותים וחוסר איזון בצליל הרמקול.
2Way או 3Way?
אם מעגל הקרוסאובר מחלק את טווח התדרים לשתי קבוצות, יכונה הרמקול 2Way ויגיע עם שני דרייברים בהתאם (טוויטר ומיד וופר).
במקרה בו מחלק ה-Crossover את התדרים לשלוש קבוצות, יקרא הרמקול 3Way ויכלול 3 דרייברים לפחות (טוויטר, מיד ובס).
שימו לב, לא תמיד מרמז מספר הדרייברים על סוג הרמקולים, יתכן מצב בו הרמקול הינו 3Way אבל יש בו מספר רב יותר של דרייברים שמקבלים את אותו טווח תדרים.
תיבת הרמקול
כל הרכיבים שכתבנו עליהם עד עתה מורכבים בתוך תיבה.
לתיבה שני תפקידים עיקריים:
א) לבודד את הצליל ש-"יורה" הדרייבר קדימה לעומת שאר גלי הקול שמתפזרים מצידו האחורי.
ב) לשמש תיבת תהודה, להקנות נפח וחיות לצליל.
כל בונה תיבה, מתכנן אותה כך שתהדהד במידה המותאמת לדרייברים המורכבים בה.
תכנון תיבה מהווה אתגר אקוסטי לא פשוט, חלקן בנויות כך שהן חסרות אופי צליל משלהן (מוצקות ושקטות), אחרות מהדהדות במידה מאוד מתוכננת המוסיפה מידה של צבע ואופי לדרייברים המנגנים.
חיבורי הרמקול
מאחור, נמצא את מחברי הרמקול: אדום לפלוס ושחור למינוס.
בחלק מהרמקולים המודרנים, נמצא ארבעה מחברים ולא שניים. צורת חיבור זו מיועדת לחבר שני זוגות כבלים: אחד שמיועד ליחידת הטוויטר וזוג שני שמגיע אל יחידות המיד והבס.
שיטה זו יעילה בעיקר כאשר מחברים לרמקול שני מגברים ואז היא נקראת Bi-Amp.
בשיטה זו, כל מגבר מגביר רק דרייבר אחד או שניים של הרמקול, מה שיכול לתרום לצליל נקי ודינמי יותר.
מי שיש לו מגבר אחד (שזה רובנו למעשה), יכול לחבר אותו לכל רמקול עם שני זוגות כבלים (מה שקרוי Bi-Wire) זו שיטה פחות יעילה מהקודמת ויש ויכוחים רבים על תרומתה, אם בכלל.
השיטה השלישית, זאת הותיקה והמוכרת לכולנו נקראת Single Wire והיא למעשה חיבור בעזרת זוג כבלים יחיד לרמקול.
אם ברשותכם ארבעה מחברים ברמקולים ואתם מחברים בעזרת זוג כבלים בלבד (כלומר, לשני מחברים בלבד), הקפידו לבדוק כי כל מחבר עליון, מחובר לזה מתחתיו בעזרת מגשר (מגיע בד"כ בציפוי זהב, ראו תמונה מצורפת).
יש חור ברמקול שלי!
רוב הרמקולים המדפיים/רצפתיים בנויים בתצורת "בס רפלקס" – כלומר, תיבתם אינה אטומה לחלוטין אלא מכילה פתח שנקרא "פורט" הכולל צינור חלול.
מנגנון זה, מאפשר בעזרת תהודה להוציא בס גדול יחסית מתיבת רמקול קטנה. החיסרון הוא לפעמים צליל שמדגיש תדרי בס על חשבון האחרים.
פורט יכול להופיע בקדמת הרמקול או בצידו האחורי (ישנן תצורות נוספות, נדירות יותר כגון בתחתית הרמקול).
חשוב לדעת כי רמקול בעל פורט אחורי רגיש יותר למרחק מקיר אחורי: ככל שנקרב את הרמקול אל הקיר האחורי, כך תגבר גם עוצמת הבס, מה שיגרום לחוסר איזון בצליל והדהודים בחלל האזנה.
מונחים נפוצים
הספק (Rated Power)
לרמקול אין הספק משלו, זה תפקידו של המגבר לספק אותו.
מהי משמעות נתון ההספק בנתוני הרמקול? ללמדנו כמה הספק ניתן להעביר לרמקול: מעל נתון זה ישנה סבירות גבוהה שישרף אחד מרכיביו.
נתון הספק שנמדד ב- RMS Watt מלמד איזה הספק ניתן להעביר לרמקול לאורך זמן ממושך.
נתון ה-Peak מראה על ההספק המקסימלי איתו מסוגל הרמקול להתמודד לרגעי שניה בלבד.
בניגוד לנהוג לחשוב, דווקא מגבר חלש מדי עלול לשרוף את הרמקול בגלל הגעתו לרוויה והוצאת טונים גבוהים/צורמים שיגרמו נזק לטוויטר בעיקר.
נצילות (Sensitivity)
אם נחבר שני רמקולים שונים, נשים את חוגת הווליום על ערך זהה אך כל רמקול ינגן בווליום / עוצמת קול שונה.
זהו נתון הנצילות והוא נמדד בערכים של dB, זוהי למעשה מדידת עוצמת הקול ממרחק מטר בעוצמה של 1 וואט.
נצילות מושפעת מגורמים שונים כגון סוג הקרוסאובר ויחידות הצליל ואיננה קשורה כלל וכלל לאיכות הקול אותה מפיק הרמקול.
רמקולים עם נצילות שנעה סביב 90dB ומעלה נחשבים לנצילים למדי ויפיקו ווליום גבוה כבר מסיבוב קטן יחסית של חוגת הווליום.
רמקולים עם נצילות קטנה מ- 88dB יאלצו את המאזין לסובב יותר את חוגת הווליום בכדי לקבל ווליום דומה.
עכבה (Impedance)
עכבה אומרת למעשה כמה וואט יסחוט הרמקול מן המגבר בעומס נתון, רמקולים בעלי עכבה נמוכה ימשכו הספק רב מהמגבר מה שעלול לגרום ל"התשה" ורוויה במגבר.
עכבה נעה בד"כ בין 4-8 אוהם, הקצה העליון נחשב נוח עבור מגברים ואילו רמקולים אשר עכבתם נעה סביב נתון של 4 או פחות נחשבים קשים יותר להנעה ולכן ידרשו מגבר בעל יכולת אספקת זרם טובה (High Current).
עבור רמקולים קשים רצוי לשדך מגבר אשר מכפיל את הספקו ב-4 אוהם מול 8 אוהם (לדוגמא, מגבר בעל 100 וואט ב-8 אוהם -200 וואט ב-4 אוהם).
ולסיום, נחזור לדבריו של זיו מ-"מורל": רמקול איכותי יהיה בנוי מדרייברים מדוייקים עם תכנון נכון של מעגל הקרוס אובר וכל זה בתוך תיבה חזקה, שקטה, בעלת תכנון אקוסטי וחומרי שיכוך.
ולנו נותר רק למצוא את הרמקול המתאים לצרכינו ולהנות.
צילומים: ליאור קורן