Громкоговорители. Технические характеристики громкоговорителей, страница 20

Когда диафрагма выходит из камеры объем камеры увеличивается, увеличивается и гибкость воздуха с0. Амплитуда давления высокочастотного сигнала в горле рупора уменьшается. Происходит амплитудная модуляция высокочастотного сигнала низкочастотным, вследствие чего появляются дополнительные гармонические составляющие, отсутствующие в исходном сигнале.

Следующей причиной появления нелинейных искажений является перегрузка горла рупора. Если акустическая мощность в горле рупора превышает значение 1 Вт/см2 синусоидальная волна превращается в ударную, которая характеризуется резким возрастанием градиента давления между зоной сжатия и впереди лежащей зоной разрежения. Объясняется это тем, что фазовая скорость волны при больших амплитудах, зависящая от полного давления в среде, оказывается различной для разных участков волны. Зоны сжатия, где полное давление больше, перемещаются в пространстве быстрее, чем зоны разрежения. При этом утрачивается синусоидальная  форма волны и появляются нелинейные искажения.

Если требуется громкоговоритель на большую мощность, то несколько головок (каждая со своей предрупорной камерой и горлом рупора) нагружают на один общий рупор (рис.6.46).

Рис.6.46. Конструкция узкогорлого рупорного громкоговорителя

повышенной мощности с двумя головками

Для уменьшения габаритов рупоры делают свернутыми, в которых звуковая волна меняет направление в каждой секции.

Отметим, что расширить полосу воспроизводимых частот можно только ценой уменьшения излучаемой мощности. В этом случае можно применить камеру меньших размеров, что улучшит отдачу на верхних частотах. При малой мощности будет мала и амплитуда смещения диафрагмы на низких частотах. Это позволит при малом объеме камеры расширить полосу в сторону нижних частот без риска задевания диафрагмы с одной стороны за керн, с другой за вкладыш.

6.9. Конденсаторные громкоговорители

          Конденсаторные громкоговорители относятся к числу преобразователей–двигателей электростатической системы. На рис.6.48 приведена конструкция такого громкоговорителя и схема его включения.

Принцип действия такого громкоговорителя заключается в следующем. На металлическом ребристом полуцилиндре 1 с помощью продольной планки и винтов с гайкой 3 натянута тонкая полимерная пленка в виде чулка с нанесенным с наружной стороны тонким металлическим слоем. Если применяется металлическая фольга, то с внутренней стороны ее покрывают диэлектриком. Полуцилиндр и металлический слой на пленке являются электродами конденсатора, между которыми приложено поляризующее напряжение U0, создающее электростатическую силу притяжения электродов. За счет ее создается начальное натяжение пленки. Если подать на конденсатор дополнительное переменное напряжение U», то суммарная электростатическая сила будет меняться в зависимости от того в какой полярности оказываются поляризующее U0 и переменное U» напряжения. В тот полупериод, когда они оказываются включены согласно, сила притяжения увеличивается, пленка натягивается сильнее, расстояние между электродами d уменьшается. В следующий полупериод все происходит в обратном порядке. Таким образом приводится в движение подвижный электрод, служащий излучающей поверхностью.

  

Рис.6.48.Конструкция конденсаторного громкоговорителя (а) и схема его включения  в электрическую цепь (б)     

Сила притяжения определяется формулой

                                         ,

 где S–площадь электродов.

При U0.>>U» можно пренебречь квадратичной составляющей. В этом случае переменная сила  , так как емкость конденсатора .

,

Из последнего выражения видно, что сила, действующая на подвижный электрод, определяется емкостью конденсатора С, переменным напряжением U» и градиентом поляризующего напряжения , который ограничен электрической прочностью пленки.

Отдаваемая акустическая мощность пропорциональна

где Ri–выходное сопротивление усилителя;

С–емкость конденсатора.