Speaker — bu nədir, növləri və mobil cihazlarda necə işləyir

Dinamik (speaker) nədir?

Dinamik — elektrik səs tezliyi siqnalını havada səs dalğaları yaradan diffuzorun mexaniki titrəyişlərinə çevirən elektroakustik çeviricidir. Əsas komponentlər: sabit maqnit, induktivlik sarğısı (voice coil), diffuzor (membran) və asma (surround). Sarğıdakı cərəyan sabit maqnitin sahəsi ilə qarşılıqlı təsirdə olan maqnit sahəsi yaradır və sarğı diffuzorla birlikdə hərəkət etdirir.

Mobil cihazlarda dinamik ölçüsünün məhdudlaşdırılması səsin bərpasının əsas problemidir. Flaqman smartfonların (iPhone, Galaxy) əsas dinamiki üçün diffuzor diametri 12–16 mm təşkil edir. Akustika qanunlarına görə, aşağı tezliklər böyük həcmdə havanın yerdəyişməsini tələb edir — kiçik diffuzor 200–300 Hz-dən aşağı basları bərpa edə bilmir. Buna görə smartfonun quraşdırılmış dinamikləri əsasən orta və yüksək tezlikləri təmin edir.

Aşağı tezlik diapazonunu yaxşılaşdırmaq üçün istehsalçılar smartfon korpusunda rezonans kameralarından (acoustic chambers) istifadə edirlər. Dinamik diffuzoru 0.5–1.5 ml həcmli plastik kameraya hava vurur, bu da faza çeviricisi kimi işləyir — aşağı tezlik həddini 150–200 Hz-ə endirir. Kamera olmadan aşağı hədd 400–500 Hz olardı.

Elektrodinamik vs piezokeramik dinamik

Smartfonlardakı dinamiklərin əksəriyyəti elektrodinamik tipdədir. Lakin bəzi ssenarilərdə (danışıq dinamiki, ultrasəs kilid açma) piezokeramik (piezoelectric) çeviricilər tətbiq olunur. Onlar tərs piezoelektrik deformasiya effektindən istifadə edir: gərginliyin tətbiqi kristalın ölçüsünü dəyişir, bu da titrəyir və səs yaradır.

Piezokeramik dinamiklər daha incədir və batareya üçün yerə qənaət etməyə imkan verir, lakin səs səviyyəsi və keyfiyyətində geri qalır. Məsələn, Xperia seriyası telefonlarındakı Crystal Speaker şüşə ekranı diffuzor kimi istifadə edir — səs ənənəvi sarğı və maqnit olmadan piezoelement vasitəsilə şüşənin titrəməsi ilə yaranır.

Dinamik konfiqurasiyası: earpiece, main speaker, tweeter

Smartfonun audio sistem konfiqurasiyası 2-dən 4-ə qədər emitent daxildir. Earpiece (danışıq dinamiki) ekranın üstündə yuxarıda yerləşir — onun vəzifəsi həmsöhbətin nitqini ötürməkdir. Earpiece orta tezliklər (200–3400 Hz) üçün optimallaşdırılıb və adətən qulaqda rahat 60–70 dB səs səviyyəsi üçün 0.1–0.3 Vt gücə malikdir.

Main speaker (əsas dinamik) aşağı kənarda və ya displeyin altında (ekran əyridirsə) yerləşir. Bu, RMS 2 Vt-a qədər gücü və 150–18000 Hz tezlik diapazonu ilə smartfondakı ən güclü dinamikdir. Stereo konfiqurasiyada main speaker sağ kanala, earpiece isə sol kanala cavabdehdir. Bəzi flaqmanlarda ayrıca gücləndirmə ilə yüksək tezliklər (5–20 kHz) üçün üçüncü emitent — tweeter əlavə olunur.

Stereo tənzimləmə kodek və D sinif gücləndiricisi tərəfindən həyata keçirilir. İstehsalçı (Apple, Samsung, Xiaomi) krossoveri və ekvalayzeri dinamiklərin xüsusi xarakteristikalarına uyğunlaşdırır. Tərtibatçı bu parametri proqramlı şəkildə dəyişə bilməz — yalnız sistem parametrləri vasitəsilə sistem səs emalını söndürə və ya yandıra bilər.

Android-də AudioTrack vasitəsilə oxutma nümunəsi

fun playTone(frequency: Int) {
    val sampleRate = 44100
    val duration = 1.0
    val numSamples = (sampleRate * duration).toInt()
    val samples = ShortArray(numSamples)

    for (i in 0 until numSamples) {
        val t = i.toDouble() / sampleRate
        samples[i] = (Short.MAX_VALUE * sin(
            2.0 * Math.PI * frequency * t
        )).toShort()
    }

    val track = AudioTrack(
        AudioManager.STREAM_MUSIC,
        sampleRate,
        AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO,
        AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT,
        numSamples * 2,
        AudioTrack.MODE_STATIC
    )
    track.write(samples, 0, numSamples)
    track.play()
}

Kod verilmiş tezlikdə sinusoidal siqnal (PCM 16-bit, mono) yaradır və onu STREAM_MUSIC axınında AudioTrack vasitəsilə oxudur. AudioTrack real vaxtda səs yaratmaq üçün aşağısəviyyəli API-dir: tətbiq audio buferinə birbaşa giriş əldə edir və 50 ms-dən az gecikmə ilə oxutmanı idarə edir.

Əsas parametrlər: impedans, həssaslıq, tezlik diapazonu

İmpedans — 1 kHz tezliyində ohm-la ölçülən sarğının ümumi elektrik müqavimətidir. Mobil dinamiklər üçün tipik dəyər 4 və 8 Ω-dur. Ohm qanunu cərəyanı müəyyən edir: sabit 3.7 V gərginlikdə 4 Ω dinamik 8 Ω-dan 2 dəfə çox cərəyan istehlak edərək daha böyük səs səviyyəsi yaradır. Lakin aşağı impedans D sinif gücləndiricisinin istiləşməsini artırır.

Həssaslıq (SPL, Sound Pressure Level) — 1 Vt güc verildikdə 1 metr məsafədə səs təzyiqi. dB/Vt/m ilə ölçülür. Smartfonun əsas dinamiki üçün tipik dəyər 78–85 dB/Vt/m-dir. 3 dB fərq elektrik gücünün ikiqat artmasına uyğundur. Həssaslıq diffuzor konstruksiyası, materiallar və akustik kameranın həcmi ilə müəyyən edilir.

Tezlik diapazonu — dinamikin qeyri-bərabərliyi ±10 dB-dən çox olmayan siqnalı bərpa etdiyi tezlik intervalı. Smartfonun quraşdırılmış dinamiki üçün — 200–18000 Hz. Aşağı hədd diffuzor ölçüləri və kamera həcmi ilə, yuxarı hədd isə sarğının ətaləti və hərəkət edən sistemin kütləsi ilə müəyyən edilir.

DXOMARK Audio (2025) məlumatlarına görə, flaqman smartfonlar səs səviyyəsi testlərində 70% səs səviyyəsində THD 1%-dən az olmaqla SPL 75–82 dB-ə çatır. Dinamik səs keyfiyyətinə görə liderlər iPhone 16 Pro Max, Samsung Galaxy S25 Ultra və Xiaomi 15 Pro olaraq qalır.

Səsin oxudulması: Android AudioTrack və iOS AVAudioPlayer

AudioTrack (Android) — PCM buferlərini birbaşa audio axınına ötürmək üçün API. Tətbiq buferin məzmununu idarə edir, bu da tonlar yaratmağa, şəbəkə üzərindən audio axınına və ya bir neçə mənbəni qarışdırmağa imkan verir. AudioTrack iki rejimdə işləyir: MODE_STATIC (tək bufer bir dəfə oxudulur) və MODE_STREAM (buferlər write() vasitəsilə davamlı ötürülür).

AVAudioPlayer (iOS) — MP3, AAC, WAV və digər formatlarda faylları oxutmaq üçün yüksəksəviyyəli API. Audio buferinə aşağısəviyyəli giriş üçün player nodu ilə AVAudioEngine istifadə olunur. AVAudioPlayer kodeklərin təhlilini tələb etmir — sistem özü fayl formatını AudioToolbox vasitəsilə PCM-ə dekodlaşdırır.

Gecikməyə həssas tətbiqlər (oyunlar, sintezatorlar) üçün iOS-da fon musiqisi ilə miksinq üçün .playback kateqoriyası və .withAudioWithOthers seçimi ilə AVAudioSession istifadə olunur. Android-də gecikməni 10–20 ms-ə endirmək üçün PERFORMANCE_MODE_LOW_LATENCY (Android 8+) ilə AudioTrack istifadə olunur.

Swift-də (iOS) oxutma nümunəsi

import AVFoundation

func playSound(name: String) {
    guard let url = Bundle.main.url(
        forResource: name, withExtension: "mp3"
    ) else { return }

    let session = AVAudioSession.sharedInstance()
    try? session.setCategory(.playback)

    let player = try? AVAudioPlayer(contentsOf: url)
    player?.volume = 0.8
    player?.play()
}

Kod bundle-də faylı tapır, .playback kateqoriyası ilə audio sessiyanı aktivləşdirir (səssiz rejimdə belə oxutma) və pleyeri işə salır. AVAudioPlayer dekodlaşdırma və oxutmanı avtomatik idarə edir — tərtibatçı yalnız URL-i təqdim etməli və səs səviyyəsini tənzimləməlidir.

Səsin yaxşılaşdırılması: ekvalayzer, Virtual Surround, DAC

Müasir smartfonlara kodek və ya DSP səviyyəsində səsi yaxşılaşdıran proqram alqoritmləri daxildir. Ekvalayzer tezlik zolaqlarının amplitudasını tənzimləyir. Android AudioEffect API-dən Equalizer sinfini əvvəlcədən təyinatlarla (Rock, Classical, Bass Boost) və fərdi zolaqlarla təqdim edir. iOS — yalnız Music tətbiqi üçün sistem ekvalayzeri ilə MPVolumeView.

Virtual Surround (virtual fəza səsi) stereo siqnalı HRTF-filtrelər (Head-Related Transfer Function) vasitəsilə emal edərək səs mənbələrinin dinləyici ətrafında yerləşməsini simulyasiya edir. IAudioProcessingObject (Android) və ya AVAudioUnitReverb / AVAudioUnitEQ (iOS) vasitəsilə həyata keçirilir. Oyunlar və video üçün Virtual Surround məkan qavrayışını yaxşılaşdırır, lakin mənbə lokalizasiyasının dəqiqliyini azaldır.

DAC (Digital-to-Analog Converter) rəqəmsal PCM axınını dinamik üçün analoq siqnala çevirir. Əksər SoC-lər (Snapdragon, A17) 384 kHz-ə qədər tezlik və 32 bit-ə qədər dərinlik ilə daxili DAC-ə malikdir. Flaqman modellər (LG G8 ESS Sabre ilə, Xiaomi 15 AKM ilə) SNR 132 dB-ə qədər və DSD dəstəyi ilə ayrıca Hi-Fi sinif DAC istifadə edir — quraşdırılmış dinamiklər üçün deyil, simli qulaqlıqlar üçün.