הדרייבר כמערכת תנודית

חלקיו הנעים של הדרייבר: הממברנה, הטבעת ההיקפית והעכביש, מהווים יחדיו מערכת תנודית המופרעת בידי כוח שמספק מגבר.
הממברנה היא המסה, והעכביש והטבעת ההיקפית מעניקים יחדיו קפיציות וגם שיכוך – שניהם מתחממים שעה שהם נמתחים ומתכווצים עם רטיטת הממברנה.

נניח שהמגבר מספק כוח סינוסואידלי מתמשך שתדירותו גובהת בהדרגה (Frequency Sweep) – הדרך הקלאסית למדידת היענות תדר.
מעל תדר התהודה של הדרייבר היכן שתאוצת הממברנה קבועה תהיה גם היענות התדר קבועה, כיוון שלחץ הצליל תלוי ישירות בתאוצת הממברנה.
בסביבת תדר התהודה של הדרייבר, אם Q אינו נמוך, גבוהה יותר תאוצת הממברנה ומתקבלת “גיבנת” בהיענות התדר.
מתחת לתדר התהודה, היכן שתאוצת הממברנה פוחתת עם הנמכת התדר, תפחת גם היענות התדר בקצב של 12 דציבל לאוקטאבה.

במציאות, בעת השמעת אות מוסיקלי, מספק המגבר כוח חילופין שהינו ערב רב של כוחות סינוסואידליים, כ”א מהם בעל עוצמה ותדר משלו, המשתנים מרגע לרגע.
לעיתים חדל הכוח לפעול לשברירי שנייה ואז, אם Q אינו נמוך, חופשית הממברנה לרטוט בתדר התהודה שלה ולהפיק צליל שלא התבקשה כלל להפיק.
לעיתים הכוח הינו רגעי, בעת מתקף למשל, ואז “מורחת” רטיטת התהודה של הממברנה את המתקף ופוגמת באמינות שחזורו.
זאת ועוד, כאשר מתרחשים מתקפי באס בתדרים סמוכים לתדר התהודה, הם “מתמזגים” עם רטיטת התהודה שהם מעוררים ומתקבל צליל המכונה “באס של תדר אחד”. ישנם האוהבים צליל זה, אך הוא אינו מהווה שחזור אמין של המקור.
דרייבר בעל Q גבוה סובל אם כן מרטיטת יתר של הממברנה בתדר התהודה.
הבחינה של רטיטת יתר זו במשטר הזמן , כפי שנעשה לעיל, מראה שהשלכותיה מרחיקות לכת – הרבה מעבר לסתם “גיבנת” בהיענות התדר, כפי שניתן אולי לחשוב אם בוחנים את התופעה במשטר התדר בלבד.

יש לשאוף אם כך ל- Q נמוך, Q=0.5 (שיכוך קריטי) מהווה יעד סביר, והשאלה היא כיצד עושים זאת.
אפשרות אחת היא הגבהת השיכוך באמצעות הגדלת הפסדי החיכוך בעכביש ובטבעת ההיקפית.
אפשרות שנייה היא ייצוב “רך” של הממברנה באמצעות עכביש וטבעת היקפית “רכים”, ז”א בעלי קפיציות נמוכה.
אפשרות שלישית היא הפחתת המסה של הממברנה ושל הסליל המחובר אליה.
השימוש בחומרים מתאימים ובתצורות מתאימות מאפשר לשלב בין שלוש האפשרויות, ובכך למזער את Q המכאני של הדרייבר.

ישנה גם אפשרות רביעית.
הדרייבר, הודות להיותו התקן אלקטרו-מכאני, מאפשר את הנמכתו של Q גם באמצעות שיכוך חשמלי.
שעה שהמגבר מזין את הדרייבר והסליל רוטט בשדה המגנטי שבמרווח, מושרה בסליל זרם נגדי השואף לבולמו (חוק לנץ).
עוצמת הזרם הנגדי עומדת ביחס ישר למהירות הממברנה, ולכן גם עוצמת הבלימה.
זהו שיכוך מרסן אם כך, כזה אשר תלוי במהירות הממברנה (לעומת השיכוך המיכאני שמעניקים העכביש והטבעת ההיקפית הנובע ממכניזם “פשוט” של חיכוך, ולכן אינו תלוי-מהירות).
מהירות הממברנה מרבית בתדר התהודה, ולכן מתקבלת בתדר זה בלימה מרבית הודות לשיכוך החשמלי.
אלה הן חדשות טובות, כיוון שבלימה מרבית מתקבלת בדיוק היכן שהיא נדרשת – בתדר התהודה.
בנוסף לעוצמת הזרם הנגדי, עומדת הבלימה החשמלית ביחס ישר גם לעוצמת השדה המגנטי שבמרווח, ולאורכו של הסליל.
כדי להשיג בלימה חשמלית משמעותית, על היצרן לפעול בשלוש חזיתות:
א) שימוש בסליל בעל התנגדות חשמלית נמוכה, כך שתתאפשר זרימתו של זרם נגדי גבוה.
ב) שימוש במגנט מאסיבי, כך שישרור שדה מגנטי חזק במרווח.
ג) שימוש בסליל ארוך ובעל כריכות רבות.
בתדר התהודה גבוה השיכוך החשמלי בהרבה מהשיכוך המכאני, ולכן מהווה השיכוך החשמלי את מנגנון השיכוך העיקרי לשם הנמכתו של Q.

כאשר הדרייבר מותקן בארגז, הופכת המערכת מורכבת יותר בשל יחסי הגומלין שבין הארגז לדרייבר.
כאשר הארגז אטום, מתנהג האוויר הכלוא בו כקפיץ וגורם הן לתדר התהודה והן ל- Q להיות גבוהים יותר.
בארגז קטן יבוא הדבר לביטוי מרבי, ולכן נהוג להשתמש בארגז גדול כשנדרש שחזור אמין של באס, או לחילופין, ב”תפירה” אלקטרונית של היענות התדר (אשר מפחיתה את הנצילות – אין ארוחות בחינם).
כאשר הדרייבר מותקן בארגז רפלקס (Ported Enclosure), מושג בד”כ Q נמוך אף מזה של הדרייבר החופשי.