Громкоговорители и акустические системы
называется устройство, предназначенное для громкого воспроизведения звука. Наиболее распространены электродинамические головки прямого излучения (рис 5.7). Принцип работы головки основан на явлении перемещения проводника с током, помещенного в магнитное поле. При протекании тока по звуковой катушке 6, находящейся в магнитном поле, катушка перемещается, увлекая за собой диффузор 1. Если на звуковую катушку подается напряжение с усилителя, то колебания диффузора будут создавать звуковые волны, соответствующие воспроизводимому звуку.
Рис. 5.7. Устройство (а) и условное графическое обозначение (б) электродинамической головки прямого излучения
Звуковая катушка, диффузор и центрирующая шайба 4 образуют подвижную систему головки. Катушка расположена в зазоре магнитной цепи, состоящей из постоянного магнита 9, верхнего 10 и нижнего 7 фланцев и керна 8. Катушка перемещается строго вдоль зазора. Со стороны катушки в диффузор вклеен пылезащитный колпачок 3 (особенно опасны небольшие частицы магнитного материала, которые могут притянуться магнитным полем и нарушить работу громкоговорителя).
Диффузор представляет собой конус с гофрированным основанием. Гофр 11 обеспечивает смещение диффузора вдоль оси головки в обоих направлениях. Диффузор крепится к диффузородержателю 5, являющемуся основанием головки и обеспечивающему необходимую жесткость всей конструкции.
Чем больше размеры диффузора, тем эффективнее он передает низшие частоты, но плохо излучает высшие частоты звукового диапазона. Главной причиной этого является акустическое «короткое замыкание». Например, если диффузор движется вперед, то спереди его создается зона повышенного давления воздуха, а сзади – зона разрежения. Воздух спереди диффузора легко перетекает в пространство сзади диффузора. В итоге медленные (низкочастотные) колебания диффузора создают слабые низкочастотные звуки. Для исключения этого явления динамик надо помещать в ящик больших размеров и делать диффузор большим.
Для эффективного излучения высших частот необходимы малые размеры и масса подвижной системы. Совместить эти противоречивые требования в одной конструкции трудно, поэтому в звуковоспроизводящих системах высокого класса используются раздельные головки для воспроизведения низших, средних и высших частот. В более дешевых и простых системах используются две (высокочастотная и низкочастотная головки). Для улучшения воспроизведения высших частот головки часто снабжают дополнительным диффузором 2. Пример создания звуковых колонок с раздельным усилением низких и средних (большой динамик) и высоких (малый динамик) частот показан на рис. 5.3.
Акустическая система представляет собой один или несколько громкоговорителей, размещенных в ящике или имеющих то или иное акустическое оформление. Обратите внимание на отверстие снизу звуковых колонок рис. 5.3. Это отверстие так называемого фазоинвертора. Звуковые колебания спереди и сзади диффузора находятся в противофазе и потому гасят друг друга. Однако в корпусе больших размеров выходящие из отверстия звуки смещены по фазе. При правильном выборе пути звука от задней стороны динамика можно получить сдвиг по фазе, близкий к 180°, и добиться, что на низких частотах колебания передней и задней поверхностей диффузора будут сфазированы. Таким образом, фазоинвертор повышает отдачу колонок на низких частотах.
Существует еще один тип звуковых колонок с наглухо закрытыми ящиками. Однако в таком ящике возникают резонансные явления, что порой портит звук больше, чем снижение отдачи динамиков на низких частотах. Для снижения резонанса ящик заполняют поглощающим звуки веществом, например пенопластом.
