Loudspeaker time alignment
لاؤڈ اسپیکر ٹائم الائنمنٹ جسے عام طور پر صرف "ٹائم الائنمنٹ" یا "ٹائم الائن" کہا جاتا ہے، لاؤڈ اسپیکر سسٹمز میں استعمال ہونے والی ایک اصطلاح ہے جو ایک وسیع آڈیو رینج کا احاطہ کرنے کے لیے متعدد ڈرائیوروں (جیسے ووفر، مڈ رینج اور ٹوئیٹر) کا استعمال کرتی ہے۔ اس میں عارضی ردعمل کو درست کرنے، درستگی کو بہتر بنانے اور غیر محوری ڈرائیوروں میں، کراس اوور فریکوئنسیز پر ڈائریکٹیویٹی یا لوب ٹیلٹنگ کو بہتر بنانے کے لیے ایک یا زیادہ ڈرائیوروں (2 وے سے زیادہ) سے نکلنے والی آواز میں تاخیر کرنا شامل ہے۔ یہ انفرادی ڈرائیوروں کے سامنے سے پیچھے کے فاصلے کو ایڈجسٹ کرنے کا کام کرتا ہے تاکہ آواز کی پیداوار واقعی بیک وقت ہو۔ پس منظر 1975 میں ایڈ لانگ نے رونالڈ جے وکرشم کے تعاون سے لاؤڈ اسپیکر سسٹم کو ٹائم الائن کرنے کی پہلی تکنیک ایجاد کی۔ 1976 میں لانگ نے 54 ویں اے ای ایس کنونشن میں "اے ٹائم الائن ٹیکنیک فار لاؤڈ اسپیکرز سسٹم ڈیزائن" پیش کیا جس میں ملٹی وے لاؤڈ اسپیکرز سسٹمز کے لیے بہتر کراس اوور نیٹ ورک ڈیزائن کرنے کے لیے ٹائم الائن جنریٹر کے استعمال کا مظاہرہ کیا گیا۔ یہ تکنیک کراس اوور تعدد سے گزرنے والی مختلف مربع دالوں کی ساپیکش تشخیص پر انحصار کرتی تھی۔ ٹائم الائن جنریٹر نے نبض کو آسیلوسکوپ پر بند کر دیا تاکہ اسے دیکھا جا سکے۔ ٹائم الائن تکنیک کو لانگ نے یو آر ای آئی 813 اسٹوڈیو مانیٹر پر استعمال کیا تھا جسے 1977 میں متعارف کرایا گیا تھا۔ لانگ نے 1970 کی دہائی کے آخر سے لے کر 90 کی دہائی تک ٹائم الائن تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے قریب فیلڈ اسٹوڈیو مانیٹر بھی تیار کیے۔ 1977 میں لانگ نے ٹائم الائن کو ٹریڈ مارک کیا اور بعد میں اس کے مشتقات، ٹائم الائنڈ اور ٹائم الائنمنٹ کو ٹریڈ مارک کیا۔ (ڈیش شامل ہونا چاہیے)۔ یو آر ای آئی، بیگ اینڈ لاؤڈ اسپیکرز اور دیگر کو ٹائم الائن ٹریڈ مارک کا طویل لائسنس یافتہ۔ چونکہ ہائی فائی آڈیو کے لیے ضروری ہے کہ لاؤڈ اسپیکر ریکارڈ شدہ مواد کی وفادار پنروتپادن کے قابل ہو، اس کے بعد ایک لاؤڈ اسپیکر جو آڈیو سپیکٹرم کا بہتر احاطہ کرتا ہے اس کی بہتر ہائی فائی کارکردگی ہوگی۔ لہذا، زیادہ تر ہائی فائی لاؤڈ اسپیکر آڈیو سپیکٹرم کو تسلی بخش طریقے سے کور کرنے کے لیے متعدد ڈرائیوروں کو استعمال کرتے ہیں۔ کم از کم، اس طرح کا لاؤڈ اسپیکر دو طرفہ ہو سکتا ہے جس میں ووفر (یا مڈ رینج/مڈ ووفر) اور ٹوئیٹر کا استعمال ہوتا ہے۔ اعلی درجے کے لاؤڈ اسپیکر 3 طرفہ یا 4 طرفہ بھی ہو سکتے ہیں۔ اس مضمون اور سادگی کی خاطر، ایک دو طرفہ اسپیکر سسٹم فرض کیا جائے گا-جس میں ووفر اور ٹوئیٹر شامل ہوں گے۔ چونکہ ووفر آڈیو سپیکٹرم کے نچلے سرے کا احاطہ کرتا ہے اور ٹوئیٹر اوپری سرے کا احاطہ کرتا ہے، دونوں کے درمیان تقسیم کرنے والا نقطہ کراس اوور فریکوئنسی ہے، اس لیے یہ انتہائی اہمیت کا حامل ہے کہ کراس اوور فریکوئنسی پر دونوں ڈرائیوروں کے آؤٹ پٹ صوتی طور پر جمع ہونے چاہئیں تاکہ بغیر کسی چوٹی یا ڈپس کے ہموار ہوں، بصورت دیگر لاؤڈ اسپیکر کو آواز کو رنگین کرنے کے لیے کہا جاتا ہے۔ دو طرفہ اسپیکر کی ایک عام خصوصیت یہ ہے کہ کراس اوور فریکوئنسی پر، ووفر اور ٹوئیٹر کے مراکز کے درمیان جسمانی فاصلے کی وجہ سے، امتزاج سے نکلنے والی آواز ہمہ جہت نہیں ہوتی بلکہ لوب ہوتی ہے۔ لوب کے علاقے کے اندر آواز کی سطح، کراس اوور فریکوئنسی پر لوب کے باہر کے مقابلے میں بہت زیادہ ہوتی ہے۔ لہذا لاؤڈ اسپیکر ڈیزائنرز مرکزی لوب کو زیادہ سے زیادہ موٹا بنانے کی کوشش کرتے ہیں، ایسے ڈرائیوروں کا استعمال کرتے ہوئے جو قطر میں جتنا ممکن ہو اتنا چھوٹا ہو تاکہ ان کے درمیان قریبی فاصلہ ہو۔ تاہم، دلچسپی کی سب سے کم تعدد (باس) ووفر کے قطر کی کم حد رکھتی ہے۔ لہذا، ایسے مقررین کے پاس ہمیشہ لوبنگ ہوگی۔ ایک عام دو طرفہ اسپیکر ووفر اور ٹوئیٹر کا استعمال کرتا ہے جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے۔ عام طور پر ٹوئیٹر ووفر سے بہت چھوٹا اور پتلا ہوتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ڈرائیوروں کی تابکاری کی سطحیں (صوتی کنڈلی یا گنبد/دھول کی ٹوپی پر ڈیزائن کے لحاظ سے، جسے "صوتی مرکز" بھی کہا جاتا ہے) ایک ہی سطح پر نہیں ہوتی ہیں-ٹوئیٹر کی تابکاری کی سطح عام طور پر ووفر سے بہت آگے ہوتی ہے جب دونوں کو ایک ہی فلیٹ پینل پر نصب کیا جاتا ہے۔ اگرچہ یہ فزیکل آفسیٹ 20-40 ملی میٹر کی ترتیب کا ہو سکتا ہے، عام کراس اوور فریکوئنسیز (≤1 کلو ہرٹز) پر، یہ آفسیٹ مرکزی لوب کے جھکاؤ کا سبب بننے کے لیے کافی ہے۔ نیچے دی گئی تصویر یہ دکھاتی ہے: ووفر دونوں میں سے بڑا ہے، جو ٹوئیٹر کے نیچے واقع ہے۔ یہ سب سے زیادہ استعمال ہونے والی دو طرفہ ترتیب ہے۔ جیسا کہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ٹویٹر بہت پتلا ہوتا ہے اور اس کا صوتی مرکز ووفر کے صوتی مرکز سے آگے ہوتا ہے۔ اس کی وجہ سے، کراس اوور فریکوئنسی پر چونکہ دونوں ڈرائیور ایک ہی فریکوئنسی پیدا کر رہے ہیں، اس لیے ٹوئیٹر کی صوتی لہریں ووفر کے مقابلے سننے کی پوزیشن P پر پہلے پہنچ جاتی ہیں۔ اس کی وجہ سے، P پر لہروں کا غیر مثالی مجموعہ ہوتا ہے (وہ مضبوط یا منسوخ ہو سکتے ہیں)۔ اس طرح مرکزی لوب P سے ایک پوزیشن P 'کی طرف اشارہ کرتا ہے (جو اس خاص اسپیکر کے لیے P سے کم ہے)۔ وقت کی صف بندی کے ساتھ لوب ٹائلنگ کی اصلاح زیادہ تر مقاصد کے لیے جھکا ہوا لوب کوئی مسئلہ پیدا نہیں کرتا ہے اور درحقیقت بہت سے اسپیکر سسٹم وقت کی صف بندی کا استعمال نہیں کرتے ہیں۔ تاہم، کراس اوور کی ایک قسم ہے جسے ایل آر 4 یا ایل آر 2 کراس اوور کہا جاتا ہے، جس میں کچھ منفرد خصوصیات ہیں جو اسے استعمال کرنے والے مقررین کے لیے وقت کی صف بندی کو قابل قدر بناتی ہیں۔ اس مخصوص کراس اوور کی خاصیت یہ ہے کہ کراس اوور فریکوئنسی پر برقی خلاصہ ہموار ہوتا ہے (یعنی کوئی چوٹی یا ڈپ نہیں ہوتا ہے) اور ووفر اور ٹوئیٹر کو بھیجے جانے والے سگنلز ہمیشہ مرحلے میں ہوتے ہیں (ایل آر 2 کیس میں 180 ڈگری مرحلے سے باہر، جسے صرف ٹوئیٹر کے سگنل کو الٹ کر درست کیا جاتا ہے)۔ جب لاؤڈ اسپیکر کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے جو وقت کے مطابق ہوتا ہے، تو لاؤڈ اسپیکر کا مرکزی لوب اب بالکل آگے کی طرف اشارہ کرتا ہے (یعنی سیدھا) اور اس کے جواب میں 3 ڈی بی چوٹی نہیں ہوتی ہے۔ یہ بٹر ورتھ قسم کے مقابلے میں آڈیو کے لیے ایل آر 2 یا ایل آر 4 کراس اوورز کو مثالی بناتا ہے۔ یہاں تک کہ ایل آر کراس اوور کے بغیر بھی، مرکزی لوب پوائنٹ کو آگے رکھنا قابل قدر ہے تاکہ اسپیکر سننے کی پوزیشن کو یکساں طور پر روشن کریں، جس کے نتیجے میں نظام کی مجموعی کارکردگی بہتر ہو (جیسے امیجنگ یا آڈیبلٹی)۔ برقی وقت کی صف بندی اس تکنیک میں (عام طور پر) ٹوئیٹر کا سگنل فیز شفٹ ہوتا ہے (عام طور پر تاخیر کیونکہ ٹوئیٹر ووفر سے آگے ہوتا ہے)۔ یہ فیز شفٹ ٹوئیٹر کی ساؤنڈ ویو میں ایک مساوی ٹائم شفٹ متعارف کراتی ہے کہ یہ فزیکل آفسیٹ کی وجہ سے ووفر اور ٹوئیٹر کے درمیان وقت کے فرق کو درست کرتی ہے۔ متغیر فیز شفٹ فلٹر کے ساتھ، جسمانی طور پر کچھ بھی تبدیل کیے بغیر تقریبا کسی بھی اسپیکر کو وقت پر سیدھا کرنا بہت آسان ہو جاتا ہے۔ یہ طریقہ ڈرائیوروں کو جسمانی طور پر وقت کے مطابق ترتیب دینے کے مقابلے میں بھی بہت آسان اور آسان ہے۔ تاہم، اس معاملے میں صوتی پیمائش تقریبا ہمیشہ ضروری ہوتی ہے، کیونکہ مرحلے کی ایڈجسٹمنٹ صرف سننے سے نہیں کی جا سکتی۔ جسمانی وقت کی صف بندی اس تکنیک میں ڈرائیوروں کو جسمانی طور پر اس طرح آفسیٹ کیا جاتا ہے کہ ان کے صوتی مراکز ایک ہی جسمانی سطح پر ہوتے ہیں۔ یہ تکنیک اس وقت استعمال کی جاتی ہے جب وقت کی صف بندی کا کوئی دوسرا ذریعہ دستیاب نہ ہو یا استعمال کرنے کے لیے نہ ہو۔ یہ اختتامی صارف کے لیے سیٹ اپ کو آسان بناتا ہے جس میں انہیں ڈرائیوروں کو سیدھا کرنے کے لیے کسی خاص الیکٹرانکس کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ تاہم، اس تکنیک کے لیے ضروری ہے کہ صوتی مراکز کی صحیح گہرائی کو ڈیزائن کے وقت معلوم کیا جائے، تاکہ فزیکل آفسیٹ کو اسپیکر کے سامنے والے پینل میں متعارف کرایا جا سکے جہاں ڈرائیور سوار ہوتے ہیں۔ ایسا کرنے کا ایک عام طریقہ یہ ہے کہ سامنے والے پینل میں ایک "مرحلہ" ہو (جیسا کہ اوپر کی تصویر میں دکھایا گیا ہے) جہاں ٹوئیٹر ووفر کے پیچھے کچھ فاصلے پر نصب ہوتا ہے۔ اس مرحلے کے ارد گرد ٹوئیٹر کی صوتی لہروں کے انحراف کی وجہ سے ڈرائیوروں کے درمیان وقت کی تاخیر کے مقابلے میں یہ مرحلہ خلاصہ میں زیادہ غلطیوں کا سبب بن سکتا ہے۔ قدم کے کناروں کو ڈھلوانا اور گول کرنا ڈفریکشن کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے، لیکن اسے مکمل طور پر ختم نہیں کیا جا سکتا۔ نیز، ڈھلوان جتنا بتدریج ہوتا ہے، ڈرائیوروں کے درمیان عمودی علیحدگی زیادہ ہوتی ہے، جو بدلے میں کراس اوور فریکوئنسی پر لوب (یعنی عمودی ہدایت میں اضافہ) کے پتلے ہونے کا سبب بنتی ہے۔ ٹویٹر کو جسمانی طور پر پیچھے کی طرف منتقل کیے بغیر جسمانی وقت کی صف بندی کو متعارف کرانے کا ایک اور طریقہ یہ ہے کہ اسپیکر کو خود اوپر کی طرف جھکایا جائے (یا سامنے والے پینل کو عمودی کے بجائے ڈھلوان رکھا جائے)۔ یہ طریقہ جسمانی محور کے جہاز کو خود اوپر کی طرف جھکا دے گا-لہذا یہ عملی طور پر جسمانی جہاز کو مطلوبہ محور کے جہاز کے مطابق لاتا ہے۔ تاہم، اب سننے کی پوزیشن تمام تعدد پر کسی بھی ڈرائیور کے مقابلے میں آف محور ہے۔ یہ تمام طریقوں میں سب سے آسان ہے (خاص طور پر اسپیکر کو اوپر کی طرف جھکا کر) کہ یہ کسی بھی اسپیکر کے لیے کیا جا سکتا ہے اور ٹرائل اینڈ ایرر کے ذریعے اسپیکرز کو ترتیب دینے کے لیے خود کو زیادہ آسانی سے قرض دیتا ہے۔ ایکوسٹک لوبنگ مڈ ووفر-ٹوئیٹر-مڈ ووفر (ڈرائیوروں کو ٹائم الائن کیے بغیر لوب ٹیلنٹ کی اصلاح کے لیے ایک تکنیک) حوالہ جات لاؤڈ اسپیکر ٹیکنالوجی بھی دیکھیں۔