Speaker — bu nima, turlari va mobil qurilmalarda qanday ishlaydi

Dinamik (speaker) nima?

Dinamik — elektr tovush chastotasi signalini havoda tovush to'lqinlarini hosil qiluvchi diffuzorning mexanik tebranishlariga aylantiruvchi elektroakustik o'zgartirgich. Asosiy komponentlar: doimiy magnit, induktivlik g'altagi (voice coil), diffuzor (membrana) va osma (surround). G'altakdagi tok doimiy magnit maydoni bilan o'zaro ta'sir qiluvchi magnit maydon hosil qiladi va g'altakni diffuzor bilan birga harakatlantiradi.

Mobil qurilmalarda dinamik o'lchamining cheklanishi ovozni qayta tiklashning asosiy muammosidir. Flagman smartfonlar (iPhone, Galaxy) asosiy dinamigi uchun diffuzor diametri 12–16 mm ni tashkil qiladi. Akustika qonunlariga ko'ra, past chastotalar katta hajmdagi havoning siljishini talab qiladi — kichik diffuzor 200–300 Hz dan past basslarni qayta tiklay olmaydi. Shuning uchun smartfonning o'rnatilgan dinamiklari asosan o'rta va yuqori chastotalarni ta'minlaydi.

Past chastota diapazonini yaxshilash uchun ishlab chiqaruvchilar smartfon korpusida rezonans kameralaridan (acoustic chambers) foydalanadilar. Dinamik diffuzori 0.5–1.5 ml hajmdagi plastik kameraga havo haydaydi, bu faza invertori kabi ishlaydi — past chastota chegarasini 150–200 Hz gacha tushiradi. Kamerasi bo'lmasa, pastki chegara 400–500 Hz bo'lar edi.

Elektrodinamik vs piezokeramik dinamik

Smartfonlardagi dinamiklarning aksariyati elektrodinamik tipdadir. Biroq, ba'zi stsenariylarda (so'zlashuv dinamigi, ultratovushli blokirovka ochish) piezokeramik (piezoelectric) o'zgartirgichlar qo'llaniladi. Ular teskari piezoelektrik deformatsiya effektidan foydalanadi: kuchlanishning qo'llanilishi kristall hajmini o'zgartiradi, u tebranadi va tovush hosil qiladi.

Piezokeramik dinamiklar yupqaroq va batareya uchun joy tejash imkonini beradi, ammo ovoz balandligi va sifati bo'yicha pastroq. Masalan, Xperia seriyali telefonlardagi Crystal Speaker shisha ekranni diffuzor sifatida ishlatadi — tovush an'anaviy g'altak va magnitsiz piezoelement orqali shishaning tebranishi bilan hosil qilinadi.

Dinamik konfiguratsiyasi: earpiece, main speaker, tweeter

Smartfonning audio tizim konfiguratsiyasi 2 dan 4 gacha emitentni o'z ichiga oladi. Earpiece (so'zlashuv dinamigi) ekran ustida yuqorida joylashgan — uning vazifasi suhbatdoshning nutqini uzatishdir. Earpiece o'rta chastotalar (200–3400 Hz) uchun optimallashtirilgan va odatda quloqda qulay 60–70 dB ovoz balandligi uchun 0.1–0.3 Vt quvvatga ega.

Main speaker (asosiy dinamik) pastki chekkada yoki displey ostida (ekran egri bo'lsa) joylashgan. Bu RMS 2 Vt gacha quvvat va 150–18000 Hz chastota diapazoni bilan smartfondagi eng kuchli dinamikdir. Stereo konfiguratsiyada main speaker o'ng kanalga, earpiece esa chap kanalga javob beradi. Ba'zi flagmanlarda alohida kuchaytirish bilan yuqori chastotalar (5–20 kHz) uchun uchinchi emitent — tweeter qo'shiladi.

Stereo sozlash kodek va D sinf kuchaytirgichi tomonidan amalga oshiriladi. Ishlab chiqaruvchi (Apple, Samsung, Xiaomi) krossover va ekvalayzerni dinamiklarning o'ziga xos xususiyatlariga moslashtiradi. Dasturchi bu sozlamani dasturiy ravishda o'zgartira olmaydi — faqat tizim parametrlari orqali tizimli ovoz ishlov berishni o'chirishi yoki yoqishi mumkin.

Androidda AudioTrack orqali ijro etish namunasi

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 berilgan chastotada sinusoidal signal (PCM 16-bit, mono) yaratadi va uni STREAM_MUSIC oqimida AudioTrack orqali ijro etadi. AudioTrack real vaqtda ovoz yaratish uchun past darajadagi APIdir: ilova audio buferiga to'g'ridan-to'g'ri kirish oladi va 50 ms dan kam kechikish bilan ijroni boshqaradi.

Asosiy parametrlar: impedans, sezgirlik, chastota diapazoni

Impedans — 1 kHz chastotada ohm bilan o'lchanadigan g'altakning umumiy elektr qarshiligi. Mobil dinamiklar uchun tipik qiymat 4 va 8 Ω. Om qonuni tokni aniqlaydi: 3.7 V doimiy kuchlanishda 4 Ω dinamik 8 Ω dan 2 marta ko'proq tok iste'mol qilib, kattaroq ovoz balandligini yaratadi. Biroq, past impedans D sinf kuchaytirgichining qizishini oshiradi.

Sezgirlik (SPL, Sound Pressure Level) — 1 Vt quvvat berilganda 1 metr masofadagi tovush bosimi. dB/Vt/m bilan o'lchanadi. Smartfon asosiy dinamigi uchun tipik qiymat 78–85 dB/Vt/m. 3 dB farq elektr quvvatining ikki barobar oshishiga to'g'ri keladi. Sezgirlik diffuzor konstruktsiyasi, materiallar va akustik kamera hajmi bilan belgilanadi.

Chastota diapazoni — dinamikning notekisligi ±10 dB dan oshmagan signalni qayta tiklaydigan chastota oralig'i. Smartfonning o'rnatilgan dinamigi uchun — 200–18000 Hz. Pastki chegara diffuzor o'lchamlari va kamera hajmi bilan, yuqori chegara esa g'altakning inertsiyasi va harakatlanuvchi tizim massasi bilan belgilanadi.

DXOMARK Audio (2025) ma'lumotlariga ko'ra, flagman smartfonlar ovoz balandligi testlarida 70% ovoz balandligida THD 1% dan kam bo'lgan holda SPL 75–82 dB ga erishadi. Dinamik ovoz sifati bo'yicha yetakchilar iPhone 16 Pro Max, Samsung Galaxy S25 Ultra va Xiaomi 15 Pro bo'lib qolmoqda.

Ovozni ijro etish: Android AudioTrack va iOS AVAudioPlayer

AudioTrack (Android) — PCM buferlarini to'g'ridan-to'g'ri audio oqimiga uzatish uchun API. Ilova bufer tarkibini boshqaradi, bu tonlar yaratish, tarmoq orqali audio oqimi yoki bir nechta manbalarni aralashtirish imkonini beradi. AudioTrack ikki rejimda ishlaydi: MODE_STATIC (bitta bufer bir marta ijro etiladi) va MODE_STREAM (buferlar write() orqali uzluksiz uzatiladi).

AVAudioPlayer (iOS) — MP3, AAC, WAV va boshqa formatdagi fayllarni ijro etish uchun yuqori darajadagi API. Audio buferiga past darajadagi kirish uchun player tuguni bilan AVAudioEngine ishlatiladi. AVAudioPlayer kodek tahlilini talab qilmaydi — tizim fayl formatini AudioToolbox orqali PCM ga o'zi dekodlaydi.

Kechikishga sezgir ilovalar (o'yinlar, sintezatorlar) uchun iOSda fon musiqasi bilan aralashtirish uchun .playback kategoriyasi va .withAudioWithOthers opsiyasi bilan AVAudioSession ishlatiladi. Androidda kechikishni 10–20 ms gacha kamaytirish uchun PERFORMANCE_MODE_LOW_LATENCY (Android 8+) bilan AudioTrack ishlatiladi.

Swiftda (iOS) ijro etish namunasi

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 ichidagi faylni topadi, .playback kategoriyasi bilan audio sessiyani faollashtiradi (sokin rejimda ham ijro) va pleyerni ishga tushiradi. AVAudioPlayer dekodlash va ijroni avtomatik boshqaradi — dasturchi faqat URLni taqdim etishi va ovoz balandligini sozlashi kerak.

Ovozni yaxshilash: ekvalayzer, Virtual Surround, DAC

Zamonaviy smartfonlar kodek yoki DSP darajasida ovozni yaxshilaydigan dasturiy algoritmlarni o'z ichiga oladi. Ekvalayzer chastota diapazonlari amplitudasini tartibga soladi. Android AudioEffect API dan Equalizer sinfini oldindan sozlamalar (Rock, Classical, Bass Boost) va shaxsiy diapazonlar bilan taqdim etadi. iOS — faqat Music ilovasi uchun tizim ekvalayzeri bilan MPVolumeView.

Virtual Surround (virtual fazoviy tovush) stereo signalni HRTF-filtrlar (Head-Related Transfer Function) orqali qayta ishlab, tovush manbalarining tinglovchi atrofida joylashishini simulyatsiya qiladi. IAudioProcessingObject (Android) yoki AVAudioUnitReverb / AVAudioUnitEQ (iOS) orqali amalga oshiriladi. O'yinlar va video uchun Virtual Surround fazoviy idrokni yaxshilaydi, ammo manba lokalizatsiyasi aniqligini kamaytiradi.

DAC (Digital-to-Analog Converter) raqamli PCM oqimini dinamik uchun analog signalga aylantiradi. Aksariyat SoC'lar (Snapdragon, A17) 384 kHz gacha chastota va 32 bitgacha chuqurlik bilan o'rnatilgan DACga ega. Flagman modellar (LG G8 ESS Sabre bilan, Xiaomi 15 AKM bilan) SNR 132 dB gacha va DSD qo'llab-quvvatlashi bilan alohida Hi-Fi sinf DACdan foydalanadi — o'rnatilgan dinamiklar uchun emas, simli naushniklar uchun.