الالكترونيات الصوتية ومفاهيم حول الصوت

ان عملية تكوين الصوت بواسطة الاجهزة الالكترونية هي في الواقع عملية صعبة نوعا ما , وكي تستطيع تقليد صوت قطار او صافرة او زقزة طير عليك بتصميم دارات الكترونية تستطيع توليد موجات مركبة تحوي كافة الترددات التي يحتويها الصوت اضافة الى ازمنة ارتفاع وانخفاض شدة النغمات ومن اجل حل هاته الصعوبات جاءة الالكترونيات الرقمية لتسهل علينا كل ذلك واصبح بمقدورنا اليوم سماع الاصوات من الاجهزة تسجيلها او حتى نقلها معنا, مقالة اليوم سنتحدث فيها عن الالكترونيات الصوتية من جهة وعن الصوت من جهة اخرى, لنبدا..

الالكترونيات الصوتية

تهتم الالكترونيات الصوتية بتحويل الاشارات الصوتية (sound signal) الى اشارات كهربائية, وتتم عملية التحويل هذه عادة بواسطة الميكروفون. وبعد ان تتم عملية تحويل الاشارة الصوتية الى اشارة كهربائية يمكن ان تخضع لمعالجات مختلفة تتعلق بطبيعة استخدامها فيمكن مثلا ان تضخم الاشارة, او ان ترشح ترددات معينة منها, او ان تمزج مع اشارة او اشارات اخرى, او تحول الى اشارة مرمزة رقميا يمكن ان تحفظ في ذاكرة كقرص مضغوط او فلاش.. او يمكن ان تعدل (modulate) لارسالها لاسلكيا, ومن الممكن ايضا استخدام اشارة لتفعيل مفتاح كترانزستور مثلا وغيرها من الاشياء التي نستطيع فعلها في الالكترونيات الصوتية

تتعامل الالكترونيات الصوتية من جانب اخر مع توليد الاشارات الصوتية من الاشارات الكهربائية, ومن اجل تحويل الاشارة الكهربائية الى اشارة صوتية يستخدم الميكروفون (speaker). يحول الميكروفون الاشارات الكهربائية الى اشارة صوتية مع الحفاظ على الاستجابة الترددية الاصلية للاشارة, واذا لم تكن الان مهتما بهذه التفاصيل, قد تكون مهتما مثلا بتوليد انذار صوتي بواسطة دارة كهربائية, عندها يمكنك استخدام اداة لتوليد الصوت المسموع من اشارة كهربائية مثل المنبه الذي يعمل على جهد مستمر, يمكن ان تكون الاشارة الكهربائية التي تستخدم لقيادة الميكروفون ناتجة في الاساس عن اشارة صوتية او يمكن ان تكون مولدة باستعمال نوع خاص من دارات الهزازات .

بعض العناصر الالكترونية الصوتية

الميكروفون :

هو جهاز يعمل على تحويل الصوت إلى طاقة كهربائية. وتنتقل هذه الطاقة مباشرة عبر أسلاك أو خلال موجات راديو، إلى مستقبل اما بغرض النقل كما في الهاتف أو لتسجيله كما في المسجل أو إخراجه مباشرة إلى مكبرات صوت بغرض اعادة إنتاجه بصورة أعلى كما في قاعات المؤتمرات.

الجرس :

هو مكون الكتروني يُحدث صوتاً عند تطبيق فرق جهد عليه، وهو يُستخدم في أجهزة الكمبيوتر واللاب توب وهو الذي يُحدث صوت الصفير عند بداية التشغيل أو عند حدوث خطأ في الهاردوير وعدم قدرة الكمبيوتر على التشغيل ،و يمكن تغيير صوته عن طريق تغيير التردد لإصدار أصوات مثل سرينة الشرطة أو الإسعاف ولا يمكن استخدامه في إصدار الأصوات المركبة كأصوات الطيور والانسان والموسيقى ....الخ

مكبر الصوت :

كما تلاحظ في الصورة هناك ثلاثة اصناف في مكبرات الصوت وهي :

التويترز: وهي أصغرها حجماً و مصممة لإصدار الأصوات الحادة ذات التردد العالي مثل الآلات الموسيقية الحادة كالأجراس.

مكبرات الصوت متوسطة التردد: وهى تستخدم لإصدار الأصوات متوسطة التردد كأصوات البشر وهي لا تستجيب للترددات العالية جداً أو المنخفضة جداً.

مضخم الصوت: وهي أكبرها حجماً وهي تستخدم لإصدار الأصوات الغليظة منخفضة التردد كآلات الإيقاع وهي تستجيب للترددات المنخفضة فقط ولا تستجيب للترددات العالية.

مفاهيم حول الصوت

قبل ان تبدا بالتعامل مع الدارات الصوتية من المفيد اجراء مراجعة لبعض المفاهيم الاساسية التي تخص الصوت, يتميز الصوت بثلاث عناصر اساسية هي :
التردد (frequency), الشدة (intensity), والنغمات التوافقية (overtone), يتعلق تردد الصوت بتردد اهتزاز الجسم الذي ينتج الصوت.

تستطيع اذن الانسان استقبال الاصوات ذات الترددات الواقعة في المجال بين 20 هرتز و 25000 هرتز, ولكن الاذن اكثر حساسية للترددات المحصورة بين 1000 هرتز و 2000 هرتز, تتعلق شدة الصوت بمقدار قدرة الصوت المنقول عبر وحدة المساحة في الثانية (W/m^2) وتتناسب مع طويلة اهتزاز الجسم المهتز, وتنخفض شدة الصوت بالابتعاد عن المصدر الصوتي بشكل يتناسب مع واحد على مربع المساحة, تستطيع اذن الانسان التمييز بين شدة تتراوح بين (10^-12) و (1W/m^2), وبما ان هذا المجال واسع جدا لذلك يستخدم المقياس اللوغارتمي للتعبير عن شدة الصوت وبالطبع يستخدم الديسيبل لهذه الغاية (dB) وتعرف شدة الصوت بمقدار ديسيبل من العلاقة التالية :

dB=10*Log (I/I0)

I : شدة الصوت المقاسة مقدرة بالواط على المتر مربع .
I0 : تساوي (10^-12*(W/m)) وهي اضعف شدة صوت تتحسسها الاذن البشرية .

وبعد التعبير عن شدة الصوت بالديسيبل تجد ان شدة الصوت التي يمكن للانسان ان يسمعها تتراوح بين 0 و 120 ديسيبل



هذه المقالة ستساعدك ايضا: كيف تعمل الوشيعة وماهو سلوكها في الدارات الالكترونية