ධ්වනිය ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කිරීම
(Sound Regeneration). එක් ස්ථානයක දී ප්‍රතිග්‍රහණය කරන ලද ධ්වනිය එම ස්ථානයේ ම හෝ වෙනත් ස්ථානයක, එම අවස්ථාවේ ම හෝ පසු අවස්ථාවක ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කිරීම ධ්වනිය ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කිරීම යනුවෙන් හැඳින්වේ. ධ්වනිය ප්‍රතිනිෂ්පාදනයට යොදා ගන්නා උපකරණ කීපයක් පහත දැක්වේ.
1. මයික්‍රොෆෝනය
(Microphone) - මෙමඟින් දිස් කරනුයේ ධ්වනි ශක්තිය විiුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කිරීම යි. රූපයේ දැන්වෙනුයේ බහුල ව යොදා ගන්නා රිබන් මයික්‍රොෆෝනයකි. (Ribbon Microphone) මෙය ඉතා සංවේදී උපකරණයක් වන අතර එය හර්ට්ස් 40 (Hz) සිට 15,000 (Hz) දක්වා වන මුළු පරාසය තුළ ම ඒකාකාර ව හොඳින් ක්‍රියා කරයි. (රූපය Nelkon & Parker, Advance Level Physics, page 524, Fig 26.10) (රූපය 1 - රිබන් මයික්‍රොෆෝනය)
මෙහි රැලි ගැසුණු ඇලුමිනියම් පටියක් (ribbon) R, ප්‍රබල චුම්භක ධ්‍රැව දෙකක් N, S අතර කලම්ප කර ඇත. ධ්වනි තරංග ඇලුමිනියම් පටිය මත පතිත වූ විට එය චුම්භක ක්‍ෂෙත්‍රයට ලම්භකව කම්පනය වේ. එමඟින් එම සංඛ්‍යාතය ම ඇති විචලනය වන විද්‍යුත් ගාමක බලයක් (e m f) රිබන් මයික්‍රොෆෝනයේ ප්‍රේරණය වේ. මෙම සංඥාව වර්ධකයක් වෙත යවනු ලැබේ. මෙහි දී ධ්වනි තරංග හේතුවෙන් වායු අංශ්‍රවල ඇති වන ප්‍රවේග වෙනස් වීමෙන් ඇලුමිනියම් පටිය චලනය වන නිසා මෙය ප්‍රවේග වර්ගයේ මයික්‍රොෆෝනයක් ලෙස හැඳින්වේ. එහෙත් බහුලව භාවිතා වන වානිජ දුරකථනවල, කාබන් මයික්‍රොෆෝන්වල ධ්වනි තරංග හේතුවෙන් ඇති වන වෙනස යොදා ගන්නා නිසා එය පීඩන වර්ගයේ මයික්‍රොෆෝනයක් ලෙස හැඳින්වේ.
2. ශබ්ද විකාශනය
(Loud Speaker) - මයික්‍රොෆෝනයෙන් ලබා ගන්නා විද්‍යුත් ශක්තිය යලි ධ්වනි ශක්තිය බවට පත් කිරීම ශබ්ද විකාශනයේ කාර්යයි. සල දඟර (Moring coil) ශබ්ද විකාශනයක සිලින්ඩරාකාර හැඩ කරයක ඔතා ඇති (C) දඟරයක්, M චුම්භකයේ ඇති වන අරීය ක්‍ෂෙත්‍ර (radial field) සම මිතිකව පිහිටුවා ඇත. තුනී කාඩ්බෝඩ් කේතුවක් වන D, දෘඩව හැඩකරයට ද ලිහිල්ව බාහිර සැකසුමට සවිකර ඇත. C තුළින් ධ්වනි සංඛ්‍යාතයෙන් යුතුව ධාරාව ගලද්දී එය සමාන සංඛ්‍යාතයකින් යුතුව අක්ෂය ඔස්සේ කම්පනය වේ. මෙසේ වන්නේ චුම්භක ක්‍ෂෙත්‍රයක ඇති ධාරාව ගෙන යන සන්නායක මත බල ඇති වීම හේතුවෙනි. කාඩ්බෝඩ් කේතුවේ පෘෂ්ඨීක වර්ගඵලය විශාල නිසා එය හා විශාල වායු ස්කනන්‍ධයක් කේතුවේ කම්පනය හේතුවෙන් කැළඹීමට ලක්වෙමින් තීව්‍ර ශබ්දයක් නිකුත් වේ. කේතුව ඉදිරියට ගමන් කරන විට එයට ඉදිරි වායු ස්තරය සම්පීඩනය වන අතර කේතුව පිටුපස වායු ස්තරය විරලනයට ලක් වේ. එබැවින් කේතුවේ ඉදිරි පස හා පිටු පස අතර 180ක කලා වෙනසක් පවතී. මෙම හේතුවෙන් කේතුව පිටි පස ඇති වන තරංග ඉක්මණින් ඉදිරි පසට ගිය හොත් එම තරංග දෙකේ අන්තර් ක්‍රියාව මඟින් තරංගය නැති වී යයි. මෙය කුඩා සංඛ්‍යාතයන් හි දී හොඳින් පෙන්නුම් කරයි. නමුත් ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍රය විශාල ආවරික පෙට්ටියක (baffle) සවිකල විට මෙම දෝෂය සැලකිය යුතු තරම් අඩු වේ. (රූපය - Nelkon & Parker, page 525 fig 26.11 & 26.12) (රූපය 2 - සල දඟර ශබ්ද විකාශනය, රූපය 3 - කථා දඟරය)
3. පටි සටහුව
(Tape Recorder) - පටි සටහුවේ භාවිතා කරන සුනම්‍ය පටියේ තුනී ඒකාකාර චුම්භනය කළ හැකි (magnetized) ෆෙරික් ඔක්සයිඩ් විශේෂයක් ආලේපනය කර ඇත. එහි අනෙක් පස සුමට ප්ලාස්ටික්වලින් තනා ඇත. පටිගත කරන විට එම පටිය නියත වේගයකින් මෘදු යකඩ මුද්දක චුම්භක ධ්‍රැව අතර පවතින පටු විවරයක් තුළත් ගමන් කරයි. එයට සම්බන්ධ කොට ඇති දඟරයක් ශ්‍රව්‍ය සංඛ්‍යාත ධාරාවක් (audio frequency current) ශබ්දය පටිගත කිරීම හේතුවෙන් රැගෙන යයි. චලිත වන පටියේ චක්‍රය තුළ ඇති අර්ධයේ චුම්භකනය වේ. (රූපය - 4) මෙවැනි චුම්භක යුගල් සංඛ්‍යාව ශ්‍රව්‍ය සංඛ්‍යාත ධාරාවේ සංඛ්‍යාතය අනුව තීරණය වේ. මෙම චුම්භකවල ශක්තිය චුම්බකනය කරන ධාරාව මත හා සටහන් කරන ශබ්දයේ තීව්‍රතාව අනුව වෙනස් වේ. (රූපය - Nelkon & Parker, page 525 fig. 26.13) (රූපය 4 - පරිසටහුව) පටි සටහුවේ ධ්වනිය ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කිරීමේ දී මෙම චුම්භකනය වූ පටිය (magnetized) පළමු වේගයට සමාන වේගයකින් වාදන හිස (play back head) තුළින් ගමන් කරයි. කුඩා චුම්භක, ධ්‍රැව අතර හිඩස තුළින් පටිය ගමන් කරන විට චුම්භක ස්‍රාවය වෙනස් වේ. එමඟින් ප්‍රේරණය වන විද්‍යුත් ගාමක බලය ආරම්භක පටි සටහන් කිරීමට සමාන සංඛ්‍යානයක් හා ශක්තියක් ලබා ගනී. මෙය වර්ධනය කර (amplified) ශබ්ද විකාශනයක් වෙත යැවීමෙන් යළි ශබ්දය බවට පත් වේ. (රූපය 5 - Nelkon & Parker, page 526 fig 26.14) 1. ප්‍රදානය, 2. ප්‍රතිදානය, 3. නැඹුරු/මැනීමේ දෝලනය, 4. සටහන් කිරීමේ වර්ධකය, 5. වාදක වර්ධකය, 6. පටය, 7. මැකීමේ හිස, 8. සටහන් කිරීමේ වාදක හිස, 9. පටියේ චලිතය
ඉතා හොඳ තත්වයේ ධ්වනි ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කිරීමක් පටි සටහුවෙන් ලබා ගැනීමට නම් ප්‍රතිදානය විශේෂිත වැඩි සංඛ්‍යාතවලට නැඹුරු දෝලකයක් යෙදීම ත් සටහන් කරන ඇහුළුවට (Recording head) සාමාන්‍ය සංඥාවට අමතරව යෙදිය යුතු ය. මෙමඟින් පටිය මත ඇති වන චුම්භක වඩාත් ශක්තිමත් වීමෙන් සංඥාව සටහන් කිරීමත් එම හේතුවෙන් වඩාත් ශක්තිමත් වීමෙන් සංඥාව සටහන් කිරීමත් එම හේතුවෙන් වඩාත් හොදින් සිදු වේ. මෙලෙස නැඹුරු කිරීමේ දෝලකයක් යොදනු නොලැබූ විට රේඛීය නොවන තත්වයක් (non linearity) ඇති වීමෙන් විකෘති වීම් සිදු විය හැකි ය.
ධ්වනි ප්‍රතිනිෂ්පාදන පද්ධති
(Sound reproducing systems) විවිධ ආකාරවල ධ්වනි ප්‍රතිනිෂ්පාදක පද්ධති ඇත. එබැවින් පහත දැක්වෙන ආකාරයට එම පද්ධති වර්ගීකරණය කර ඇත. ඒක ශ්‍රවණ (monaural), ද්වි ශ්‍රවණ (biaural), ඒකමාන ද්වානික (monophonic), ත්‍රිමාන ධ්වානික (stereophonic) හා චතුර්මාන ධ්වානික (quadraphonic) ලෙසිනි. මෙවැනි විවිධ ධ්වනි නිෂ්පාදන පද්ධති බහුලව නිවෙස් හා වාහනවල යොදා ගැනේ. ජන සන්නිවේදන ක්‍රම දියුණුවීම හේතුවෙන් ලෝකය හා විශ්වය තුළ සම්බන්‍ධතා වැඩිවීම මෙන් ම ශ්‍රවණය කිරීමේ පෞද්ගලික රුචිය සලකන විට ධ්වනි ප්‍රතිනිෂ්පාදනයේ වැදගත්කම මැනවින් පෙනේ. අනික් වැදගත් අංශයක් වන්නේ ඝෝෂාව පාලනය කිරීම හෝ අඩු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය යි.
ඒක ශ්‍රවණ පද්ධති
සංවෘත පරිපථයක් සහිත ධ්වනි ප්‍රතිනිෂ්පාදන පද්ධතියක් වන මෙහි තනි පාරනායක නාලියක් (single transducing channel) මයික්‍රොෆෝන් එකකට හෝ කිහිපයකට සම්බන්ධ කර, කන් බණු (earphones) එකක් හෝ දෙකක් ඈදා ග්‍රවණය කිරීමට සකස් කර ඇත. මෙම පද්ධතිය සඳහා හොඳ ම උදාහරණය දුරකථනයේ ධ්වනි ප්‍රතිනිෂ්පාදනයයි. එහි දී එක් ධ්වනි ප්‍රභවයක සිට මයික්‍රොෆෝන එකකින් ලබා ගන්නා හඬ පාරනායකයකින් කන් බණුවක් (earphone) වෙත පැමිණ අසන්නාගේ එක් කනකට යොමු වේ. දුරකථනයෙන් ආසන්න පුද්ගලයෙකු අමතන සැකසුමක කාබන් මයික්‍රොෆෝනය එක එල්ලේ ම කන් බණුවට ඈදා තිබේ. දුරින් පිහිටි ස්ථාන සම්බන්ධ කරන දුරකථනවල රික්ත බට (vacuum tube) ට්‍රාන්සිස්ටර හා වර්ධන (amplifiers) මයික්‍රොෆෝනයක් කන් බණුවක් අතර යොදා ඇත.
මෙවැනි සමහර යෙදුම්වල පාරනායකය වනුයේ වර්ධනය, රේඩියෝ තරංග සම්ප්‍රේෂකය හා ආදායකය (radio transmitter & receiver), රූපවාහිනී ශබ්ද සම්ප්‍රේෂකය හා ආදායකය, තැටි ශබ්දවාහිනියේ (disk phonograph) සටහුව හා ප්‍රතිනිෂ්පාදකය මෙන් ම චුම්භක පටි සටහුවේ (magnetic tape recorder) ඇහුළුව හා ප්‍රතිනිෂ්පාදකය යි.(රූපය - Mc Graw - Hill encyclopedia of science & technology volume 12 page 593 fig 182), (රූපය 6 - ඒක ශ්‍රවණ පද්ධති හා රුපය 7 - ද්වි ශ්‍රවණ පද්ධති) සමහර අවස්ථාවන්හි දී වැඩි ධ්වනි ප්‍රභව ගණනක් තිබිය හැකි නිසා මයික්‍රොෆෝන එකක් හෝ වැඩි සංඛ්‍යාවක් යෙදීමට සිදු වේ. කන් බණු දෙකක් යෙදීමෙන් ශ්‍රවණය කරන්නාගේ කන් දෙකට ම ඇසීමට සැකසීමෙන් වඩා හොඳ ශ්‍රවණ තත්වයක් දියුණු කර ඇත.
ද්වි ශ්‍රවණ පද්ධති
මෙය ද සංවෘත පරිපථ ආකාරයේ පද්ධතියක් වන අතර මයික්‍රොෆෝන දෙකක් මූලික ශබ්දය ප්‍රතිග්‍රහණය (pick up) කිරීමට යොදා ඒවා වෙන් වූ පාරනායක නාලි දෙකක් මඟින් ශ්‍රවණය කර ගන්නා පැලද සිටින කන් බණු දෙකකට ඇදා ඇත. (රූපය 8) මෙවැනි පද්ධති විශේෂ කාර්්‍යයක් සඳහා භාවිතා වේ. මෙම ක්‍රමයේ දී වෙන් වූ නාලි දෙකක් (separate channels) යොදා ගන්නා අතර එම නාලි, මයික්‍රොෆෝනය, පාරනායකය හා කන් බණුවකින් සමන්විත ය. මයික්‍රොෆෝන සවිකර ඇත්තේ මිනිස් හිසක හැඩය හා පරිමාණය ඇති ප්‍රතිරූපකයක කන් පිහිටන ස්ථානවල ය. මෙහි දී පාරනායකය (transducer) ලෙස වර්ධනය (amplifier), රේඩියෝ තරංග සම්ප්‍රේෂකය හා ආදායකය (radio transmitter and receiver), ශබ්දවාහිනී (phonograph) සටහන් කිරීම හා ප්‍රතිනිෂ්පාදනය හෝ චුම්භක පටියේ සටහන් කිරීම හා ප්‍රතිනිෂ්පාදනය ගත හැකි ය. මෙම ක්‍රමයේ දී නාලි දෙකක් සහිත ප්‍රතිනිෂ්පාදන පද්ධතියක් සෑදීමට ශ්‍රවණය කරන්නා ප්‍රතිරූපකයක් මඟින් පිහිටුම වෙනසකට ලක් කර ඇත.
ඒක මාත ධ්වානික
මෙම පද්ධතියේ මයික්‍රොෆෝන් එකක් හෝ වැඩි ගණනක් මඟින් මූලික හඬ ප්‍රතිග්‍රහණය (pick up) කර ඒවා තනි පාරනායක නාලියකට ඇදා ශබ්ද විකාශන එකක් හෝ වැඩි ගණනකින් ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කිරීමටත් සකසා ඇත. (රූපය 8) මෙය බහුලව හැම ධ්වනි ප්‍රතිනිෂ්පාදන පද්ධතියක් ම පාහේ භාවිතා කෙරේ. උදාහරණ ලෙස තැටි වාදකය, ගුවන් විදුලි යන්ත්‍ර, රූපවාහිනිය හා චුම්බක පටි සටහුව ගත හැකි ය. මෙම පද්ධතියේ ශබ්දය ප්‍රතිග්‍රහනය කිරීම ක්‍ෂෙත්‍රයේ දී මයික්‍රොෆෝනයෙන් සිදු කරන අතර ප්‍රතිනිෂ්පාදනය ශබ්ද විකාශන යන්ත්‍ර මඟින් ක්‍ෂෙත්‍රයට ම සිදු වේ. (රූපය - Mc Graw Hill Encyclopedia of Science & Technology page 593 fig 384), (රූපය 8 - ඒකමාන ධ්වානික ධ්වනි ප්‍රතිනිෂ්පාදන පද්ධතිය හා රූපය 9 - චතුර්මාන ධ්වානික ධ්වනි නිෂ්පාදන පද්ධති)
ත්‍රිමාණ ධ්වනික පද්ධති
(stereophonic system) මෙය ක්‍ෂෙත්‍ර වර්ගයේ ධ්වනි ප්‍රතිනිෂ්පාදනය පද්ධතියක් වන අතර මූලික ශබ්දය ප්‍රතිග්‍රහණය සඳහා මයික්‍රොෆෝන දෙකක් හෝ ඊට වැඩි සංඛ්‍යාවක් යොදා ඒ සෑම එකක් ම අනුරූප, වෙන් ව ඇති පාරනායක නාලිවලට ඈදා ඒවා අනුරූප ශබ්ද විකාශනවලට ඇදා ජ්‍යාමිතිකව ප්‍රමාණවත් හා යෝග්‍ය ආකාරයට මයික්‍රොෆෝන පිහිට විය යුතු ය. (රූපය 9) පාරනායකය කලින් සඳහන් කළ අවස්ථාවල මෙන් ම වේ. තැටි ශබ්ද වාහිනියේ දී හා සංඛ්‍යාන මූර්ජන ගුවන් විදුලි (frequency-modulation radio) භාවිතයේ දී නාලිකා 2ක් යොදා ගැනේ. චුම්භක පටි ප්‍රතිනිෂ්පාදනයේ දී (magnetic tape reproducer) නාලිකා දෙකක් හා තුනක් භාවිතා කෙරේ. චලන චිත්‍ර ප්‍රතිනිෂ්පාදනයේ දී (motion picture reproducer) නාලිකා දෙකක් හා තුනක් භාවිතා කෙරේ. මෙම ත්‍රිමාන ධ්වානික පද්ධතිවල දී ශබ්දය ප්‍රතිග්‍රහණය (pick up) සිදුකරන කාමරයේත් එය ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කරන කාමරයේත් ධ්වනි තත්වය බලපෑම් කරයි.
චතුර්මාන ධ්වානිත පද්ධති
මෙය ක්‍ෂෙත්‍ර වර්ගයේ (field type) ධ්වනිය ප්‍රතිනිෂ්පාදන පද්ධතියක් වන අතර මූලික ශබ්ද ප්‍රතිග්‍රහණය කිරීම සඳහා මයික්‍රොෆෝන් හතරක් හා පාරනායකය තාලි හතරක් සමඟ ඈදා ශබ්ද විකාශන හතරක් ජ්‍යාමිතිකව සුවිශේෂිත ආකාරයට 10 වන රූපයේ දැක්වෙන ලෙසින් පිළියෙල කර ඇත. පරනායක ලෙස වර්ධනයක්, සංඛ්‍යාත මූර්ජන රේසියෝ සම්ප්‍රේෂකය හා ප්‍රතිග්‍රාහකය (FM radio transmitter and receiver) ශබ්ද වාහිනී සටහුව හා ප්‍රතිනිෂ්පාදකය (Sound motion picture recorder and reproducer) යොදා ගැනේ. මෙහි දීත් මූලික ශබ්දය ප්‍රතිග්‍රහණය කරන කාමරයේ හා ධ්වනි ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කරන කාමරය යන දෙකෙහි ම ධ්වනි තත්වය බලපායි. (රූපය 10 : චතුර්මාන ධ්වානික ප්‍රතිනිෂ්පාදන පද්ධති)
මූලාශ්‍ර
The New Encyclopedia Britannica Volume 1
2. New Encyclopedia Britannica Volume 17
3. Mc Graw Hill Encyclopedia of Science & Technology Volume 12
4. Nelkon & P. Parker Advanced Level Physics
(කර්තෘ: ඩබ්.එම්.ජී.වී. ගිරාගම)
(සංස්කරණය නොකළ)
