Громкоговоритель
Материал из МагВики::Справочник по автозвуку и электронике
xoxot (Обсуждение | вклад) (→Диффузор) | xoxot (Обсуждение | вклад) (→Диффузор) | ||
| Строка 53: | Строка 53: | ||
== Диффузор == | == Диффузор == | ||
| - | [[Файл:Рис6_громкоговоритель.gif|left]]Диффузор является излучающим элементом громкоговорителя, в значительной степени определяющим его основные электроакустические характеристики. Как одно целое (как поршень) диффузор колеблется только в области низших частот; на средних и высших частотах различные участки диффузора колеблются с разными амплитудами и фазами, в результате чего в частотной характеристике громкоговорителя появляются пики и провалы. Обычно диффузор имеет коническую форму. Широко применяются два типа диффузоров: круглые и овальные (эллиптические). У последних к вершине конуса, где к нему прикрепляется каркас звуковой катушки, овал переходит в круг. Овальная форма диффузора не улучшает электроакустические параметры громкоговорителя, а лишь более удобна при размещении громкоговорителя | + | [[Файл:Рис6_громкоговоритель.gif|left]] [[Диффузор|Диффузор]] является излучающим элементом громкоговорителя, в значительной степени определяющим его основные электроакустические характеристики. Как одно целое (как поршень) диффузор колеблется только в области низших [[Частота|частот]]; на средних и высших частотах различные участки диффузора колеблются с разными амплитудами и [[Фаза|фазами]], в результате чего в частотной характеристике громкоговорителя появляются пики и провалы. Обычно диффузор имеет коническую форму. Широко применяются два типа диффузоров: '''круглые и овальные (эллиптические)''' . У последних к вершине конуса, где к нему прикрепляется каркас звуковой катушки, овал переходит в круг. Овальная форма диффузора не улучшает электроакустические параметры громкоговорителя, а лишь более удобна при размещении громкоговорителя . Диффузоры штампуют из цельных листов бумаги или отливают из бумажной массы, иногда с примесью шерсти, на сетках; толщина диффузоров колеблется от 0,1 мм в миниатюрных громкоговорителях до 0,4 мм в громкоговорителях мощностью 5—10 вт. В некоторых зарубежных громкоговорителях применяют диффузоры из полимеров и пенопласта, армированного с двух сторон алюминиевой фольгой, а также из металла— титана. Край диффузора (основание конуса) имеет концентрические гофры, которые переходят в плоский воротник, приклеиваемый к диффузородержателю. Концентрические гофры, называемые подвесом диффузора, обеспечивают ему возможность совершать осевые перемещения. |
| Строка 61: | Строка 61: | ||
Высота (глубина) диффузора делается такой, чтобы обеспечить симметричное положение звуковой катушки по высоте магнитного зазора; соблюдение этого способствует уменьшению нелинейных искажений громкоговорителя. | Высота (глубина) диффузора делается такой, чтобы обеспечить симметричное положение звуковой катушки по высоте магнитного зазора; соблюдение этого способствует уменьшению нелинейных искажений громкоговорителя. | ||
| - | Для хорошего воспроизведения высших звуковых частот диффузор должен быть жестким и иметь меньшую массу. Чтобы диффузор обладал достаточной жесткостью, ему обычно придают коническую форму с углом раскрытия от 100 до 120—130° С. При больших углах диффузор оказывается недостаточно жестким, а при меньших — слишком тяжелым, так как при этом растет глубина диффузора. Жесткость конической части диффузора можно повысить употреблением более жестких сортов целлюлозы и последующей пропиткой части диффузора, прилегающей к звуковой катушке, лаками. Этой же цели способствует кривизна образующей конуса (рис. 6, а), которая предназначена главным образом для снижения субгармонических колебаний диффузора (на половине возбуждающей частоты). Кроме того, иногда применяют дополнительный диффузор (конус) с меньшим углом раскрытия, который прикрепляется своей вершиной к основному диффузору (рис. 6,б). Второй диффузор, будучи жестче, лучше воспроизводит высшие частоты, расширяя вверх границу воспроизводимых частот. Иногда в громкоговорителях мощностью 5 вт и выше применяют диффузоры с кольцевой гофрировкой (рис. 6, б), у которых благодаря гибкости гофра часть диффузора, прилегающая к его основанию, как бы отключается на высших частотах, уменьшая массу подвижной системы и улучшая воспроизведение этих частот. | + | Для хорошего воспроизведения высших звуковых частот диффузор должен быть жестким и иметь меньшую массу. Чтобы диффузор обладал достаточной жесткостью, ему обычно придают коническую форму с углом раскрытия от 100 до 120—130° С. При больших углах диффузор оказывается недостаточно жестким, а при меньших — слишком тяжелым, так как при этом растет глубина диффузора. Жесткость конической части диффузора можно повысить употреблением более жестких сортов целлюлозы и последующей пропиткой части диффузора, прилегающей к звуковой катушке, лаками. Этой же цели способствует''' кривизна образующей конуса (рис. 6, а)''', которая предназначена главным образом для снижения субгармонических колебаний диффузора (на половине возбуждающей частоты). Кроме того, иногда применяют '''дополнительный диффузор (конус)''' с меньшим углом раскрытия, который прикрепляется своей вершиной к основному диффузору '''(рис. 6,б)'''. Второй диффузор, будучи жестче, лучше воспроизводит высшие частоты, расширяя вверх границу воспроизводимых частот. Иногда в громкоговорителях мощностью 5 вт и выше применяют диффузоры с '''кольцевой гофрировкой (рис. 6, б)''', у которых благодаря гибкости гофра часть диффузора, прилегающая к его основанию, как бы отключается на высших частотах, уменьшая массу подвижной системы и улучшая воспроизведение этих частот. |
== Диффузородержатель == | == Диффузородержатель == | ||
Версия 03:58, 2 марта 2010
Громкоговоритель - электроакустический преобразователь, предназначенный для преобразования электрического сигнала звуковой частоты в акустический (звуковой).
По способу преобразования электрической энергии в звуковые волны можно выделить электродинамические, электростатические, пьезоэлектрические и ионно-плазменные излучатели. Для всех типов, кроме последнего, характерно наличие подвижной излучающей по верхности –диффузора или мембраны.
Содержание |
Электродинамический громкоговоритель
Принцип действия
Принцип его работы основан на взаимодействии проводника с током и постоянного магнитного поля. Схематически этот принцип, относящийся к любой электродинамической системе, показан на рис. 2 и заключается в следующем. Если в магнитное поле, образованное полюсами магнита, помещен проводник, по которому проходит постоянный электрический ток, то на проводник будет действовать механическая сила, называемая электродинамической. Эта сила стремится вытолкнуть проводник из зоны действия магнитного поля в направлении, перпендикулярном силовым линиям поля и направлению тока (правило "левой руки"). В том случае если ток, протекающий по проводнику, будет переменным, то сила, выталкивающая проводник, будет изменять свое направление с частотой переменного тока и проводник будет совершать колебания в магнитном поле с той же частотой. В электродинамическом громкоговорителе магнитное поле сосредоточено в кольцевом зазоре, а проводник намотан на цилиндрическом каркасе в виде звуковой катушки. Сила взаимодействия переменного тока, протекающего по звуковой катушке, и магнитного поля приводит в аксиальное(осевое) колебательное движение катушку и жестко соединенный с нею диффузор (конус). Количественно эта сила (F) пропорциональна магнитной индукции в кольцевом зазоре (В, вб/м2; 1 вб/м2 = 104 гс), длине проводника звуковой катушки (l, м) и силе тока (I, а), т. е. 
.
Устройство
Основная резонансная частота подвижной системы (частота механического резонанса громкоговорителя) зависит от ее массы и гибкости (упругости): чем больше масса и больше гибкость, тем ниже резонансная частота. Гибкость подвижной системы определяется гибкостями центрирующей шайбы и подвеса диффузора; гибкость подвеса диффузора обычно больше, чем гибкость центрирующей шайбы. Масса подвижной системы в основном складывается из масс звуковой катушки, диффузора и соколеблющейся с диффузором (присоединенной) массы воздуха. При воспроизведении сигнала с частотой, близкой или равной частоте основного резонанса подвижной системы громкоговорителя, и неизменном токе в звуковой катушке амплитуда колебаний диффузора увеличивается и повышается звуковое давление на этих частотах.
Магнитная система
Для магнитопровода используют сталь (например, "армко"). Магнитопровод выполняют закрытым — в виде стакана (рис. 4, б) или открытым — в виде скобы (рис. 4, в). Вследствие трудностей изготовления магнитного керна с концом нужного диаметра и с минимальными допусками, на торцовую часть керна наклеивают круглую стальную пластинку. Ее толщина равна толщине переднего фланца. Пластинка и круглое отверстие фланца образуют кольцевой зазор. Керновые магниты позволяют создать магнитную систему громкоговорителя со значительно меньшим внешним магнитным полем рассеяния. Это очень важно для громкоговорителей, применяемых в телевизорах и радиоприемниках с внутренними магнитными антеннами; громкоговорители с кольцевыми магнитами там не могут использоваться. Наряду с магнитами из металлических сплавов широко применяются магниты, прессованные из ферритбария (марки 2БА и ЗБА). Они имеют вид сравнительно тонкой, но широкой шайбы для уменьшения магнитного сопротивления. Магнитная система в этом случае отличается мало .
Звуковая катушка
Звуковую катушку наматывают медным или алюминиевым проводом на каркасе из плотных сортов бумаги (в маломощных громкоговорителях) или алюминия, меди, а также пластмассы (в мощных громкоговорителях). Число слоев всегда делается четным, чтобы выводы катушки были с одной стороны; чаще всего делаются два или четыре слоя. Благодаря хорошему отводу тепла допускается большая плотность тока в обмотке — от 30 до 90 а/мм2. Для скрепления обмотки с каркасом витки склеивают между собой и с каркасом лаком. Полное электрическое сопротивление звуковой катушки должно быть одним из следующих номиналов:2; 4; 6,5; 8; 12,5; 16; 30; 60 Ом. Выводы обмотки приклеивают к каркасу и диффузору, а их концы припаивают к пустотелым заклепкам или скобкам, установленным на диффузоре.
К последним припаивают также специальные гибкие и очень прочные проводники, которые другими концами присоединяются к выводным контактам громкоговорителя, установленным на диффузородержателе. С целью уменьшения нелинейных искажений высота звуковой катушки делается или меньше, или больше высоты кольцевого зазора. В обоих этих случаях катушка совершает осевые перемещения в неизменном по силе магнитном поле, т.е. сохраняется постоянным среднее значение индукции.
Центрирующая шайба
Применяются центрирующие шайбы гофрированной (рис. 5,a) или паучковой (рис. 5,6) конструкции. Первые, получившие у нас наибольшее распространение, имеют концентрические гофры с числом гофр два — пять разнообразного профиля (синусоидального, трапецеидального и других) и делаются из пропитанной бакелитовым или цапон-лаком хлопчатобумажной или шелковой ткани. Паучковые центрирующие шайбы изготовляются штамповкой из тонкого текстолита. У большинства громкоговорителей центрирующая шайба расположена с внешней стороны диффузора (рис. 5, а, б), однако она может быть расположена и внутри диффузора (рис. 5, в), будучи прикрепленной своей центральной частью к керну. Внутренняя центрирующая шайба не допускает больших перемещений звуковой катушки без нарушения линейности ее упругости. Поэтому она применяется только в маломощных и высокочастотных громкоговорителях, у которых перемещения звуковой катушки малы.
Довольно часто, особенно в громкоговорителях большой мощности центрирующая шайба устанавливается на переднем фланце магнитной системы.
Диффузор
В некоторых громкоговорителях вместо кольцевого гофра применен воротник из дугообразных полосок тонкой кожи или другого гибкого материала.
Высота (глубина) диффузора делается такой, чтобы обеспечить симметричное положение звуковой катушки по высоте магнитного зазора; соблюдение этого способствует уменьшению нелинейных искажений громкоговорителя.
Для хорошего воспроизведения высших звуковых частот диффузор должен быть жестким и иметь меньшую массу. Чтобы диффузор обладал достаточной жесткостью, ему обычно придают коническую форму с углом раскрытия от 100 до 120—130° С. При больших углах диффузор оказывается недостаточно жестким, а при меньших — слишком тяжелым, так как при этом растет глубина диффузора. Жесткость конической части диффузора можно повысить употреблением более жестких сортов целлюлозы и последующей пропиткой части диффузора, прилегающей к звуковой катушке, лаками. Этой же цели способствует кривизна образующей конуса (рис. 6, а), которая предназначена главным образом для снижения субгармонических колебаний диффузора (на половине возбуждающей частоты). Кроме того, иногда применяют дополнительный диффузор (конус) с меньшим углом раскрытия, который прикрепляется своей вершиной к основному диффузору (рис. 6,б). Второй диффузор, будучи жестче, лучше воспроизводит высшие частоты, расширяя вверх границу воспроизводимых частот. Иногда в громкоговорителях мощностью 5 вт и выше применяют диффузоры с кольцевой гофрировкой (рис. 6, б), у которых благодаря гибкости гофра часть диффузора, прилегающая к его основанию, как бы отключается на высших частотах, уменьшая массу подвижной системы и улучшая воспроизведение этих частот.
