מבנה הרמקול

מבנה הרמקול
 
למרבה ההפתעה מאז הומצא רעיון הרמקול בתחילת המאה הקודמת הוא כמעט ולא השתנה מבחינה עקרונית. רמקול הוא אלמנט קצה, שתפקידו להמיר אנרגיה חשמלית לגלי קול. הרמקול מנצל את התכונה הפיסיקאלית של סליל שזורם בו זרם חשמלי, שנמשך או נדחה (ע"פ הקוטביות) למגנט קבוע, בדיוק כמו מנוע חשמלי. אל הסליל מחוברת ממברנה (משטח קרטון או חומר סינתטי, שנראה כמו משפך שטוח), שמזיזה את האוויר ויוצרת את גלי הקול.

הרמקול עצמו כאלמנט, בנוי משלד ברזל, שמתפקידו לאחוז בממברנה, עם דרגת חופש מסוימת בקצה ההיקפי, להצמידו לסליל שמלופף על גליל במרכזו, לאפשר לסליל לנוע קדימה ואחורה, עם הממברנה, ולמקם מגנט במרכז הסליל ומסביבו.מרכז הסליל, בחלקו הקדמי מכוסה בד"כ ע"י כיפה.
 

סוגי האלמנטים ותכונותיהם
מבנה הרמקול קובע את תכונותיו. תכונות של משטח ממברנה גדול ומגנט חזק מתאימים לשחזר צלילים נמוכים (באס). רמקולים המיועדים לכך, נקראים WOOFER. הקטנת הממברנה ובנייתו במבנה יותר מעודן, מאפשר לרמקול לשחזר צלילי ביניים MID, וכשמו כן הוא: MIDRANGE. בניית רמקול קטן עם ממברנה קלילה וסליל דק, מתאימה לשחזר צלילים גבוהים והוא נקרא TWEETER. הגבולות בין סוגי האלמנטים אינם תמיד ברורים ויש שרמקול בנוי בכלל רק מאלמנט אחד שמשחזר את כל התדרים FULL RANGE, כמו ב- BOSE 901, או רמקולים שיש בהם רק שתי אלמנטים (נקראים TWO WAY), ובהם יש TWEETER שהוא גם קצת MID ורמקול בינוני שהוא גם MID וגם WOOFER. יש רמקולים שיש בהם שלושה אלמנטים (קלאסי) ובו כל רמקול מתפקד בתחום הרלוונטי:

ה- WOOFER מטפל בבאס ובנמוכים
ה- MIDRANGE מטפל בתחום הביניים
וה- TWEETER מטפל בגבוהים.

רמקולים מסוימים מכילים יותר סוגי אלמנטים, שחלקם נמצאים מעל ה-TWEETER והם נקראים SUPER TWEETER, או תחת ה-WOOFER והם נקראים SUB WOOFER. כיום מקובל שה- SUB WOOFER בא עם קופסא נפרדת והגברה משל עצמה. הרמקולים בד"כ מורכבים בתוך קופסאות עץ שמשמשות כקופסאות תהודה ולהם תפקיד אקוסטי חשוב. מיקום האלמנטים בתוך הארגז, מבנה הארגז, סידורו הפנימי ומראהו החיצוני נבדלים בהרבה סוגים ודגמים. כך גם גודלם ומשקלם. הארגז עשוי בד"כ עץ דחוס (MDF) ומצופה מבחוץ בפורניר עץ או טפט סינתטי. חלק מהרמקולים מכילים גם חומרים פלסטיים או מתכת.
 

מסננת Cross Over
החיבור של האלמנטים השונים אינו ישיר למגבר, כי אם דרך מסננת שמצויה בתוך ארגז הרמקול ונקראת CROSS-OVER. תפקידו לסנן את התדרים השונים ולהעביר לאלמנטים רק את התחומים הרלוונטיים. מסננת זו היא פסיבית (אין בה מגברים או ספק) והיא מורכבת מסלילים, קבלים ונגדים). תחומי הסינון של המסננת חייבים לקחת בחשבון תחומי השקה של תדרי המעבר, כדי לקבל בסופו של דבר רמקול עם היענות ליניארית לכל תחום התדרים, במידה שווה.

 
       
 
 

ל Woofer זו מסננת שמורידה (תדרים) גבוהים ומעבירה (תדרים) נמוכים Low Pass Filter (LPF)
ל Tweeter זו מסננת שמורידה (תדרים) נמוכים ומעבירה (תדרים) גבוהים High Pass Filter (HPF)
ל Midrange זו מסננת שמעבירה תחום ביניים ומורידה גבוהים ונמוכים Band Pass Filter (BPF)

 
מסננת זו היא פסיבית (אין בה מגברים או ספק) והיא מורכבת מסלילים, קבלים ונגדים). תחומי הסינון של המסננת חייבים לקחת בחשבון תחומי השקה של תדרי המעבר, כדי לקבל בסופו של דבר רמקול עם היענות ליניארית לכל תחום התדרים, במידה שווה.
 
                 
 
 
 
פנים הארגז בדרך כלל מכיל חציצים וחומרי ריפוד אקוסטי כמו ספוג או צמר סלעים. רמקול סגור כקופסא אטומה נקראת Sealed Enclosure. לחלק מהרמקולים גם חורי פליטה (קדמיים או אחוריים שמשמשים את הבאס בד"כ. לפתחי היציאה קוראים DUCKET והשיטה שרמקולים אילו מיישמים נקראת BASS-REFLEX. יש רמקולים שלהם רכיב באס פסיבי (ללא סליל ומגנט) שמשמש כבוכנת איזון יחד עם ה-WOOFER בתוך אותה תיבה אטומה (כמו ב- Klipsch Forte II (שלי) מאחור. יש יותר יצרני רמקולים ודגמי רמקולים מאשר כל פריט אחר במערכת! רמקולים נבדלים זה מזה בעיקר בגוון הצליל שלהם, ובתכונות רבות אחרות.
 

האיזון הטונאלי
התכונה החשובה ביותר של רמקול היא האיזון הטונאלי שלו. זו היכולת לשחזר את כל הצלילים בעוצמה שווה, מבלי להדגיש יתר על המידה או להשמיט צליל אחד על חשבון משהו אחר. תכונה זו מקבילה לרוחב הסרט או עקום ההיענות של המגברים.
 

הנצילות
תכונה חשובה נוספת של רמקול היא הנצילות שלו. נצילות של רמקול זהה לנצילות של מנורת תאורה. ככל שהיא נותנת יותר אור לאותה יחידת הספק היא יותר נצילה. נצילותו של רמקול נמדדת ע"י רמת הרעש שהוא מפיק במרחק של מטר אחד ממנו (על הציר) כאשר מספקים לו הספק של אחד וואט (1W). הנצילות (Efficiency) או רגישות (Sensitivity), נמדדים בדציבלים (dB). צורת ההצגה של הנתון היא: 89dB SPL W/m.
המשמעות של SPL היא עוצמת הרעש:
Sound Pressure Level, והיא נתונה במרחק של 1 מטר בעוצמה של 1 וואט.

רמקול מתחת ל- 86 דציבל נחשב לרמקול לא נציל.
רמקול בנצילות שבין 87 ל- 93 דציבל נחשב לרמקול עם נצילות בינונית.
רמקול שמפיק יותר מ- 94 דציבל לוואט, נחשב כרמקול נציל.
רמקולים עם נצילות של 100 דציבל ומעלה הם יוצאי דופן בנצילותם.

עכבת
עכבת היא התנגדות של רמקול במישור התדר. בגלל שרמקול (האלמנט) הוא סליל, והמסננת מכילה גם היא קבלים וסלילים, התנהגותם בתדר משתנה. ערכם שונה בתדרים השונים. התנגדות
באוהם, עכבת ממוצעת של רמקול היא 8 אוהם. 
 

         
 
 
 
רמקולים בעלי עכבת נמוכה יותר (B) מפיקים מהמגבר יותר עוצמה (צורכים יותר זרם) אך הם גם מקשים עליו את העבודה. רמקולים של רכב כמעט תמיד בעלי עכבת של 4 אוהם. יש רמקולים עם עכבת של 6 אוהם וגם בעלי עכבת גבוהה מ- 8 אוהם. אופיין ההתנהגות של עכבת הרמקול משפיע על יכולתו של המגבר לדחוף זרם לתוכו, או כפי שבעלי המקצוע אומרים "לדחוף אותו". רמקולים מסוימים, שנחשבים לבעייתיים בהתנהגות העכבת שלהם (כמו דוגמא B), משנים את העכבת בתדרים מסוימים לעכבת נמוכה במיוחד, עד כדי רבע מהעכבת הממוצעת. התנהגות זו, מכתיבה זרם גבוהה פי 4 מהמגבר, שבעוצמות גבוהות פשוט אינו עומד בהם.
 
לדוגמא, עכבת של 8 אוהם מצריכה בהספק שיא של 100 וואט זרם של 3.5 אמפר. בנקודה זו, מתח היציאה של המגבר מגיע ל- 28 וולט. באותו מתח, אם העכבת של הרמקול תרד ל- 2 אוהם, יעלה הזרם (באותו מתח של 28 וולט) ל- 14 אמפר. (לשם השוואה, פקק כוח ביתי למטבח נקוב על 16 אמפר!)
 

הספק מרבי
לרוב הרמקולים נקוב ההספק המרבי שהרמקול מסוגל לסבול. נתון זה חשוב להתאמת המגבר לרמקול וקביעת העוצמה המרבית שניתן להפיק ממנו. רוב הצרכנים מיחסים לו חשיבות עליונה שלא לעניין! רוב הרמקולים עומדים בהספק שיא גבוהה פי 2 עד 10 מההספק הנקוב מבלי שיגרם להם נזקו, או אפילו שיעוותו את הצליל. רמקול שנקוב להספק נומינאלי של 100 וואט, והספק שיא של 500 וואט, ועם רגישות של 90 דציבל, יכול להפיק עוצמת שיא רציפה של 110 דציבל (100 וואט הם פי 100 מ- 1 וואט והם בדיוק 20 דציבל. 90 ועוד 20 הם 110 דציבל!) או עוצמת שיא של 117 דציבל. (פי 4 הם 6 דציבל. פי 5 כמו 100/500 וואט, זה בערך 7 דציבל נוספים ל- 110 שחישבנו קודם).
 

מיקום לרמקולים
הרמקולים פולטים גלים לחזית. בתדרים נמוכים יותר, יש לגלים התפשטות גם לצדדים ולאחור. ככל שהתדר יורד, תכונה זו מתגברת. מיקומם של רמקולים ע"י קיר יוצר החזר לגלים אילו, ומגביר את עוצמת הצליל שלהם פי 2. פינה מגבירה אותם פי 4 (בשישה דציבל). המרחק שהרמקול עומד מהקיר והזווית שלו, מכתיבים במידה רבה את הצליל שלו. גם אלמנטים אחרים בחדר וגודלו משפיעים על הצליל. כל רמקול נשמע בהתאם לחדר שבו הוא ממוקם. החדר הוא חלק מהכיול האקוסטי שלו. מעבר דירה או מיקום מחדש, יכולים להכניס תמורות גדולות מאוד לצליל שיתקבל. יש רמקולים שמושפעים מאוד מהחדר, ואחרים פחות. יש רמקולים שהיצרן מבקש להרחיקם מהקירות ככל שאפשר כמו ה- Sonus Faber – Concerto, ויש רמקולים שנדרשים להיות צמודים לקיר NAIM SBL או לפינה Klipsch HORN.
 
ישנם טכנולוגיות נוספות להפקת צליל מזרם חשמלי, כמו רמקולים אלקטרוסטטים, רמקולי RIBBON וגם פלאסמה. יש טכניקות שונות למימוש התיבות ולמיקום האלמנטים, ניצול ההחזרים (כמו ה- Direct Reflecting של BOSE), או רמקולים מסוג Bi Polar, כמו ה- Definitive Technology DP-2000, שלהם סט אלמנטים זהה מאחור לדימוי רמקול אלקטרוסטטי. מספר התיאוריות והמימוש של רמקולים כמעט אין סופי ובכל זאת, כולם על אותו רעיון (מלבד האלקטרוסטטי וה-RIBBON) יסודי של מגנט סליל וממברנה.

[תודתנו נתונה למר מיכאל לנג - מחבר המאמר]