Пристрій головок гучномовців
В даний час найбільшого поширення набули головки гучномовців електродинамічної системи, прямого випромінювання з конічним або купольним дифузором. Перші моделі таких головок з'явилися в 1924 р. Зовнішній вигляд головки зображений на рис.1, а її схематичне креслення - на рис. 2. br/>В
Малюнок 1.
В
1 - звукова котушка, 2 - дифузор, 3 - гофрований підвіс дифузора, 4 - діффузородержатель, 5 - центруюча шайба, 6 - передній фланець, 7 - магніт, 8 - задній фланець, 9 - керн, 10 - кільцевий зазор, 11 - отвори.
Малюнок 2.
Джерело електричних сигналів створює в звуковий котушці струм. У результаті взаємодії струму з магнітним полем в кільцевому зазорі виникає сила, пропорційна величині струму, прикладена до провідників звукової котушки і спрямована вздовж осі дифузора. Ця сила викликає механічні коливання дифузора і, в кінцевому результаті, створення дифузором звукових хвиль.
В В В Для аналізу властивостей такої системи складемо її еквівалентну електричну схему. p> Введемо позначення: - маса рухомої системи головки, включає масу звукової котушки, дифузора і приєднану масу повітря; - гнучкість підвісу, що враховує гнучкість гофра, центрирующей шайби і повітря під захисним ковпачком; - коефіцієнт тертя, що враховує тертя в гофре, центрирующей шайбі і кільцевому зазорі. Використовуючи методику будуємо еквівалентну електричну схему.
В
Еквівалентна електрична схема головки гучномовця.
Малюнок 3
Визначимо вхідний опір головки. Для цього перерахуємо механічні опору в електричну частину схеми:
В
У знаменнику стоїть сума провідностей трьох елементів: активного, ємності і індуктивності. Отже, ці елементи з'єднані паралельно. Таким чином, еквівалентна схема приводиться до вигляду (див. рис. 4):
В
Малюнок 4.
Тепер неважко обчислити вхідний опір головки гучномовця:
. br/>
Як бачимо, вхідний опір головки залежить від частоти. Типовий графік цієї залежності зображений на рис. 5. br/>В
Залежність модуля повного опору головки гучномовця електродинамічної системи від частоти.
Малюнок 5
На частоті спостерігається максимум повного опору головки гучномовця, обумовлений механічним резонансом рухомий системи. p> Цю частоту називають частотою основного резонансу. Вона є однією з найважливіших характеристик головки і приводиться в довідниках. На частоті спостерігається мінімум модуля повного опору, який обумовлений послідовним резонансом. p> Значення опору на частоті вказується в довідниках як номінальне електричний опір. На частотах вище частоти послідовного резонансу модуль повного опору головки монотонно зростає завдяки збільшення індуктивного опору звукової котушки.
Визначимо тепер величину звукового тиску, створюваного головкою гучномовця на її осі. Будемо вважати, що:
В§ головка гучномовця працює в поршневому режимі,
В§ головка встановлена ​​в нескінченно протяжному плоскому екрані,
В§ точка спостереження знаходиться на досить великій відстані від головки.
Амплітуда звукового тиску на осі головки:
,
де - амплітуда швидкості коливань, площа випромінюючої поверхні дифузора. У свою чергу сила, що діє на дифузор, визначається виразом:
.
Підставивши ці величини у вираз для амплітуди, отримаємо:
. br/>
Звуковий тиск залежить від частоти. Для полегшення аналізу виразу частотний діапазон можна розбити на чотири області, в кожній з яких цей вислів спрощується.
1. . У цій області амплітуда звукового тиску:
В
зростає із збільшенням частоти пропорційно квадрату частоти, тобто зі швидкістю 12 дБ/октаву.
2. . У районі частоти основного резонансу:
,
тобто зростає пропорційно першої ступеня частоти (6 дБ/октаву).
3. . В області середніх частот:
В
не залежить від частоти.
4. , Де - верхня частота робочого діапазону головки. У цій області:
В
звуковий тиск убуває назад пропорційно частоті, тобто зі швидкістю -6 дБ/октаву.
Об'єднавши ці чотири залежності, можна представити амплітудно - частотну характеристику (АЧХ) ідеальної головки гучномовця (див. рис. 6).
В
АЧХ ідеальної головки гучномовця.
Малюнок 6
АЧХ звукового тиску реальної головки відрізняється від АЧХ ідеальної головки нерівномірністю, яка з'являється через утворення на поверхні дифузора стоячих хвиль при деяких значеннях частоти. АЧХ реальної головки гучномовця 6ГДШ-3 зображена на рис. 7. <В
Малюнок 7
З рис. 7 випливає, що головка гучномовця погано випромінює на ча...
