اصول عملکرد انواع باند: باند در واقع مبدلی است که انرژی الکتریکی (سیگنال های صوتی آنالوگ) را به انرژی موج مکانیکی (امواج صوتی) تبدیل می کنند. روش های مختلفتی برای انجام این فرایند تبدیل وجود دارد که در این بخش به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

انواع مختلف مبدل (transducer) باند عبارتند از:

1. درایور الکترودینامیکی (Electrodynamic Speaker Drivers):

باند با درایور الکترودینامیکی متداولترین نوع باند است. عملکر این نوع باند بر اساس القای الکترومغناطیسی برای تبدیل انرژی الکتریکی (audio) به انرژی موج مکانیکی (sound) است. اگر با عملکرد میکروفن دینامیکی سیم پیچ متحرک آشنایی دارید میتوان گفت که باند الکترودینامیکی هم چنین عملکردی را دارد منتها به صورت برعکس. به تصویر زیر دقت کنید؛ این یک طرح از  باند با درایور الکترودینامیکی است:

 
درایور الکترودینامیک

سیگنال آنالوگ (audio) از طریق 2 سیم برق به سیم پیچ اسپیکر منتقل میشود. این یک سیم پیچ استوانه ای محکم ساخته شده از سیم رسانا (غالبا جنس مس) است که در یک برش مقطعی دایره ای در ساختار مغناطیسی درایور قرار میگیرد.

سیم پیچ به دیافراگم اسپیکر وصل شده و دیافراگم نیز به به جز Spider و Surround وصل هست. درایور باید به گونه ای طراحی شود که حرکت سیم پیچ صدا در امتداد محور z (بالا و پایین درون برش مقطعی) امکان پذیر باشد و در عین حال حرکت در محورهای x و y را محدود کند.

القای الکترومغناطیسی به این صورت است که جریان الکتریکی از طریق یک رسانا باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی میشود. جریان متناوب (سیگنال audio) از طریق سیم پیچ صوتی باعث ایجاد میدان مغناطیسی متناوب می شود.

از آنجایی که میدان مغناطیسی سیم پیچ صدا با توجه به صدای audio متفاوت است، سیم پیچ با میدان مغناطیسی دائمی آهن ربای درایور در تعامل است. به لطف دافعه و جاذبه مغناطیسی، این تعامل باعث میشود که نوسان سیم پیچ صدا دقیقا تقلیدی از شکل موج سیگنال صوتی (سیگنال audio) شود.

از آنجا که سیم پیچ به دیافراگم وصل است، پس دیافراگم هم با سیم پیچ حرکت میکند. حرکت دیافراگم باعث حرکت هوای اطراف شده و در نتیجه منجر به افزایش و کاهش فشار موضعی میشود. این نوسان فشار که از درایور به سمت بیرون منتشر میشود، موج صوتی نامیده میشود.

درایور الکترودینامیکی ارزان قیمت و در تولید طیف وسیعی از فرکانس های شنیداری نسبتا ضعیف عمل میکند؛ به همین دلیل برخی ار باندها برای پوشش طیف فرکانسی مناسب چندین درایور دارند.

2. درایور مغناطیسی مسطح (Magnetostatic/Planar Magnetic Speaker Drivers): 

اسپیکر با درایور مغناطیسی مسطح بر اساس اصول الکترومغناطیسی کار می کند. درحالیکه درایورهای الکترومغناطیسی یک سیم پیچ متصل به دیافراگم مخروطی دارند، درایور مغناطیسی مسطح شامل یک دیافراگم مسطح نازک (معمولا مستطیلی شکل) با یک سیم رسانا است. این سیم معمولا مارپیچ شکل بوده و تقریبا کل منطقه دیافراگم را اشغال کرده. شکل زیر یک طراحی ساده از دیافراگم مغناطیسی مسطح است:

دیافراگم اسپیکر با درایور مغناطیسی مسطح

با عبور سیگنال صوتی AC از رسانای دیافراگم ، یک میدان مغناطیسی متناوب در داخل و اطراف دیافراگم ایجاد می شود. دیافراگم بین دو ساختار ستون مانند مغناطیسی قرار میگیرد، که البته در برخی از باندها هم این ساختار مغناطیسی در قالب یک ردیف طراحی شده است؛ مطابق شکل زیر:

         
                                                             درایور مغناطیسی مسطح با ساختار 2 ردیفه                        درایور مغناطیسی مسطح با ساختار تک ردیفه                                                                

زمانی که سیگنال صوتی (audio) یک میدان مغناطیسی متناوب را در دیافراگم القا میکند، این سیگنال توسط آهن رباهای اطراف جذب و دفع شده و د رنتیجه باعث حرکت دیافراگم میشود. دیافرگم دقیقا به محفظه اطراف خود متصل شده و به صورت یک دوقطبی مسطح حرک میکند (همانطور که از نامش پیداست). این نوع حرکت دیافراگم منجر به پاسخ فرکانسی دقیق و اعواج بسیار کم میشود. درایور مغناطیسی مسطح معمولا منجر به پاسخ فرکانسی گسترده میشود اگرچه فرکانس های پایین بهتر است صرفا توسط یک ساب ووفر مجزا تولید شوند.

3. درایور روبانی (Ribbon Speaker Drivers):

اسپیکر با درایور روبانی نیز با اصول الکترومغناطیسی کار میکند. اگر با عملکرد میکروفن روبانی آشنایی دارید میتوان گفت که باند روبانی هم چنین عملکردی را دارد منتها به صورت برعکس. طرح زیر یک نمای ساده از باند روبانی است:

دیافراگم اسپیکر با درایور مغناطیسی مسطح

در باند روبانی، دیافراگم، که با عنوان روبان نامیده میشود، نقش عامل رسانا را دارد. برخلاف درایورهای الکترودینامیکی و مغناطیسی، در  درایور روبانی هیچ متریال اضافه ای (سیم رسانای تعبیه شده یا سیم پیچ متصل) وجود ندارد.

دیافرگم روبانی به صورت مواج طراحی شده است؛ مواج بودن دیافراگم باعث افزایش استحکام عرضی و کاهش فرکانس تشدید میشود. همچینین، جای کمی اشغال میکند که باعث سهولت و بهبود دقت حرکت روبان میشود. سیگنال صوتی AC در سرتاسر دیافراگم اعمال شده و باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی متناوب از طریق القای الکترومغناطیسی می شود.

نسبت به باند با درایورهای قدیمی، باند دیافرگم روبانی ولتاژ کمتر و جریان بیشتر نیاز دارد(از نظر تقویت کننده صوتی)؛ این طراحی برای حفظ مقاومت و ایمنی روبان است.

بسیاری از درایورهای روبانی یک ترانسفورماتور کاهنده دارند (ی یک مدار بدون ترانسفورمر) که باعث کاهش ولتاژ سیگنال در حین افزایش جریان میشوند. آهن ربا به جای اینکه در جلو وعقب باشد، در دو طرف دیافراگم قرار دارد و قدرتش باید در حدی باشد که باعث جبران ولتاژ پایین و این نحوه قرارگیری نه چندان مطبوع شود. در درایور روبانی، آهن ربا خیلی به دیافراگم نزدیک است که باعث افزایش جریان مغناطیسی شده و از عبور هوا از درایور جلوگیری میکند.

دیافراگم یا درایور روبانی به دلیل سطح دقتش پرطرفدار است اما حساسیت، کارایی و مقاومت پایین تبدیل به نقطه ضعفش شده است. درایور روبانی معمولا به عنوان تیوتر و همراه با درایورهای سیم پیچ متحرک برای تولید طیف وسیعی از فرکانس های شنیداری در طراحی باندهای 3-way استفاده می شوند.

4. درایور الکترواستاتیک (Electrostatic Speaker Drivers):

برخلاف 3 درایور ذکر شده در بالا، درایور الکترواستاتیک از القای الکترومغناطیسی به عنوان مبدل اصلی خود استفاده نمی کند، بلکه این درایورها بر اساس اصول الکترواستاتیک کار می کنند. اگر با عملکرد میکروفن خازنی آشنایی دارید میتوان گفت که باند الکترواستاتیک هم چنین عملکردی را دارد منتها به صورت برعکس.

دیافراگم الکترواستاتیک بزرگتر و باریکتر از سایر انواع دیافراگم بوده و معمولا مستطیلی شکل است. سرتاسر ناحیه دیافرگم با متریال رسانا پوشیده شده است. برای اینکه باند عملکرد خوبی به عنوان یک مبدل داشته باشد لازم است که دیافراگم بار الکتریکی مثبت داشته باشد. دیافراگم از طریق ولتاژ بایاس DC سطح بالا یا یک متریال الکترت قوی شارژ میشود.

باند با درایور الکترواستاتیک بین دو صفحه استاتور سوراخ دار بزرگ قرار گرفته که به عنوان یک خازن صفحه موازی عمل می کنند. صفحات استاتور و دیافراگم با استفاده از اسپارها در اطراف محیط دیافراگم و صفحات از یکدیگر عایق الکتریکی پیدا میکنند. طرح زیر یک نمای ساده از باند الکترواستاتیک است:

باند با درایور  الکترواستاتیک

این نمودار مقطعی ساده به تجسم بهتر درایور/دیافراگم باند الکترواستاتیک کمک میکند:

طرح مقطعی باند با درایور  الکترواستاتیک

سیگنال صوتی به صفحات استاتور ارسال شده که به عنوان نوعی خازن صفحه موازی عمل می کنند. یک آمپلی فایر تخصصی باید ولتاژ سیگنال صوتی مورد نظر را افزایش دهد در حالی که جریان را کاهش می دهد. این روند برای شارژ "خازن" با امپدانس بالا، یعنی صفحات استاتور، لازم است.

به محض اتصال به منبع صوتی، استاتورها به طور مساوی اما با بار مخالف شارژ میشوند. دیافراگم با بار مثبت به سمت یک صفحه کشیده میشود در حالی که توسط صفحه دیگر هل داده میشود؛ این روند باعث حرکت و جلو عقب شدن دیافراگم و در نتیجه تولید امواج صوتی میشود. این امواج صوتی، سیگنالهای صوتی را تقلید کرده  و از طریق صفحات سوراخ دار استاتور از درایور  خارج میشود.

دیافراگم مبدل الکترواستاتیک، مانند درایور مغناطیسی مسطح، به صورت دو قطبی حرکت کرده و اعوجاج کمی ایجاد می کند. باند الکترواستاتیک می تواند طیف وسیعی از فرکانس های شنیداری را تولید کند اگر چه برخی از آنها برای پوشش قویتر طیف فرکانسهای باس با ووفر/ساب ووفر داینامیک ارتقا یافته اند.