How Speakers Work

How Speakers Work

It was previously shown that sound travels by air pressure waves, and that the frequency and amplitude of these waves affect how we perceive sounds.

Microphones also convert sound waves into electrical signals, which can be encoded on CDs, tapes and LP records.

The stereo system makes use of the stored information by converting it back into an electric current.

The speaker is the inverse of the microphone in that it serves as the final translation device.

Sound waves are generated by converting an electrical signal back into physical vibrations.

When everything is working properly, the speaker will create vibrations that are virtually identical to those recorded and encoded by the microphone on a tape, CD, LP, or other similar medium.

Traditional speakers use one or more drivers to accomplish this task.

Making Sound: Diaphragm

Metal basket, hefty permanent magnet and paper diaphragm characterize this standard speaker driver.

Diaphragms vibrate rapidly to produce sound waves in a driver.

In order for the cone to move, it is attached to the driver’s metal frame by the suspension, which is a flexible rim. The narrow end of the cone is connected to the voice coil, which in turn is connected to the spider, a ring of flexible material. The spider is used to connect both the coil and the basket.

Despite the spider’s efforts to keep the coil in place, it is able to move freely back and forth.

Some drivers prefer a dome to a cone.

A diaphragm that expands rather than contracts is what constitutes a dome.

Making Sound: Voice Coil

At both ends of each speaker cable, you’ll find two connectors for connecting external devices.

The polar orientation of the voice coil is reversed when the direction of the electrical current passing through the voice coil is changed.

The voice coil is an electromagnet in its simplest form.

There are a few things you should know about electromagnets if you’ve read How Electromagnets Work.

A magnetic field is created around the coil by running electrical current via the wire.

The field behaves exactly like a permanent magnet’s magnetic field:

It has a polar orientation, with a “north” and “south” end, and is drawn to iron.

An electromagnet is different from a permanent magnet in that the poles can be oriented in any direction.

The north and south poles of the electromagnet switch when the current is reversed

Just like a stereo signal, it reverses the flow of electricity constantly.

Stereo systems normally include two output wires for each speaker: a black one and a red one. If you’ve ever connected a stereo system, you know this.

The red wire, which is connected to the amplifier, is constantly changing charge between a positive and a negative charge.

There are two types of electrons: positive and negative. Because electrons always travel in one direction between these two types, the speaker’s current flows in the opposite direction.

Many times a second, this alternating current causes the polarity of the magnetic to reverse.

Making Sound: Magnets

The polar orientation of the voice coil is reversed when the direction of the electrical current passing through the voice coil is changed.

Changes in magnetic forces between the voice coil and permanent magnet cause the coil and its associated diaphragm to swing back and forth in response.

What causes the speaker coil to swing back and forth as a result of the fluctuation?

Permanent magnets provide steady magnetic fields that the electromagnet is placed in.

A magnet and an electromagnet are like any other in that they can interact with one another.

There is an attraction between the electromagnet’s positive end and the negative pole of a permanent magnet, which repels the electromagnet’s negative pole.

Repulsion and attraction are reversed when the electromagnet’s polar orientation is reversed.

Magnetic forces between the voice coil and permanent magnet are constantly reversed due to alternating currents in this manner.

As if it were a piston, the coil is rapidly pushed back and forth by this action.

The speaker cone is pushed and pulled by the coil as it oscillates.

As a result, sound waves are generated by vibrating the air in front of the speaker.

It’s possible to think of the electrical audio signal as a waveform.

Because this wave represents the original sound wave, its frequency and amplitude govern the speed and distance of the voice coil.

The frequency and amplitude of the sound waves generated by the diaphragm are determined by this.

Certain frequency ranges are best served by different driver sizes.

As a result, many drivers in loudspeaker units are used to cover a wide frequency range.

Following that, we’ll look at the different types of loudspeaker drivers and how they divide up the frequency spectrum.