Parę słów o membranach głośnikowych.

Czym jest membrana?

Membrana to element konstrukcyjny głośnika, który spełnia rolę przetwornika fal dźwiękowych. Jej zadaniem jest przetworzenie fali akustycznej w sygnał elektryczny za pomocą drgającej cewki w polu magnetycznym (w przypadku mikrofonów), oraz działanie odwrotne (w przypadku głośników).

Membrana przymocowana jest do reszty głośnika za pomocą zawieszenia górnego oraz dolnego. Pozwala to na wychylanie się głośnika w przód i tył a maksymalne wychylenie membrany jest przedstawiane przez parametr X max. opisywany w milimetrach.

Z czego produkowane są membrany?

Dobrej jakości membrany głośników średniotonowych i niskotonowych są zazwyczaj produkowane z papieru, papieru kompozytowego oraz laminatów. Materiały używane do produkcji membran, to także plastiki takie jak np. polipropylen lub polipropylenowe włókna. Takie surowce mają bardzo wysoki stosunek wytrzymałości do wagi, gdzie papier deklasuje nawet metale.

Dobrze zaprojektowane głośniki z membranami papierowymi mogą przewyższyć bardziej egzotyczne materiały nośników dźwięku jak np.: Mylar (PET), jedwab, włókno szklane, włókno węglowe, tytan, aluminium, stop aluminiowo-magnezowy, nikiel, beryl czy włókno drzewne (stosowane przykładowo w zestawach głośnikowych Dali Oberon).

Membrany oparte na papierze to około 85% wszystkich sprzedawanych membran na świecie. Zdolność papieru (celulozy) do łatwych obróbek chemicznych i mechanicznych daje przewagę w postaci praktyczności procesu produkcyjnego, czego nie można powiedzieć o innych materiałach.

Membrany w mikrofonach

Mikrofony to de facto również głośniki, tylko o odwrotnej zasadzie działania. Fala dźwiękowa wytwarzana np. przez śpiew wprawia membranę mikrofonu w ruch. Membrany mikrofonowe w przeciwieństwie do głośnikowych zazwyczaj są bardzo cienkie i giętkie. Takie parametry pozwalają na wyłapanie fal nawet o niskiej amplitudzie.

W mikrofonach dynamicznych fala dźwiękowa wprowadza w drgania membranę przytwierdzoną do cewki. Cewka jest umieszczona w silnym polu magnetycznym, a jej drgania powodują powstawanie napięcia na jej zaciskach. W ten sposób powstaje siła elektrodynamiczna, której prąd elektryczny ma taką samą częstotliwość jak częstość drgań fali dźwiękowej.

Mikrofon pojemnościowy za to posiada membranę, która pełni również funkcję elektrody. Membrana ta współpracuje z drugą, nieruchomą elektrodą wspólnie tworząc okładki kondensatora. Zmiana odległości pomiędzy elektrodami powoduje zmianę pojemności takiego kondensatora, co z kolei powoduje powstanie składowej zmiennej w stałym napięciu zasilającym kondensator. Jej częstotliwość jest równa częstotliwości padającej fali dźwiękowej. Żeby dźwięk był przetwarzany, membrana potrzebuje dość dużego potencjału względem drugiej nieruchomej elektrody, zazwyczaj jest to +48 V. Takie napięcie gwarantuje tzw. zasilanie Phantom, które znajduje się na większości mikserów estradowych.

Głośnik bez membrany?

Co ciekawe, nie wszystkie znane nam głośniki posiadają membrany. Dźwięk, który słyszymy, jest tak naprawdę zmianami gęstości powietrza. By tego dokonać, nie koniecznie potrzebna jest membrana. Najlepszym na to dowodem, są tak zwane głośniki plazmowe. Jest to rodzaj głośnika wykorzystujący zmiany ciśnienia powstające wskutek zmian temperatury łuku elektrycznego wywołanych zmieniającym się natężeniem prądu płynącego przez łuk.

Głośniki te co prawda nie zyskały dużej popularności w branży audio, aczkolwiek można je spotkać, chociażby w konstrukcji firmy Magnat MP-02. Te zabytkowe już kolumny sięgają na aukcjach nawet 20 tys. złotych.