Громкоговорители. Технические характеристики громкоговорителей, страница 10

         

Рис.6.19. Спектр сигнала в звуковой катушке (а) и в звуковом поле (б)

Появление дополнительных составляющих, отсутствующих в спектре исходного сигнала, означает не что иное, как появление нелинейных искажений. Представьте себе, насколько исказится спектр акустического сигнала, если подать в катушку не две частоты, а полный спектр частот реального сигнала.

          Для уменьшения этого вида нелинейных искажений длину намотки катушки  делают больше глубины зазора. В этом случае изменение средней индукции при колебательном движении катушки будет значительно уменьшено.

          Другой причиной появления нелинейных искажений является изменение гибкости крепления подвижной системы головки при больших амплитудах колебаний, из-за чего нарушается линейность изменения возвращающей упругой силы F_упр (рис.6.20).

          Если диффузор выходит за линейный участок изменения упругой силы, то происходит ограничение акустического сигнала по максимуму и по минимуму, аналогично показанному на рис.6.18–б.

Третья причина появления нелинейных искажений заключается в параметрических колебаниях образующей конуса диффузора

При движении катушки вправо под  действием электродинамической силы  F, образующая конуса диффузора испытывает сжатие из-за чего происходит ее изгиб. Допустим, что в первый (положительный) полупериод тока в катушке произошел изгиб внутрь (положение 1 на рис.6.21). Во второй полупериод направление силы F меняется на обратное, катушка движется влево, происходит растяжение образующей. В следующий положительный полупериод опять произойдет сжатие образующей, но изгиб произойдет уже наружу, так как после растяжения середина ее по инерции "проскочит" свое стационарное положение. После следующего растяжения изгиб произойдет опять внутрь и т.д. Таким образом, за два периода тока в катушке произойдет один период поперечного колебания образующей диффузора, т.е. колебания происходят на субгармониках. В спектре акустического сигнала появятся составляющие, частота которых в два раза меньше частоты тока в катушке. Это вызывает появление в воспроизводимом звуке резко различаемых негармоничных призвуков, воспринимаемых слушателями как дребезжание.

          Рис.6.20. График изменения возвращающей упругой силы верхнего гофра и центрирующей шайбы (х–смещение диффузора)

.

          Рис.6.21. Параметрические колебания образующей конуса диффузора

                     Это явление отсутствует или, по крайней мере, сильно ослаблено в диффузорах с криволинейной образующей (рис.6.22), так как при продольном сжатии такой диффузор всегда будет прогибаться в сторону уже имеющегося изгиба. По этой причине в настоящее время диффузоры с прямолинейной образующей применяются редко и только в маломощных головках.

Следует заметить, что все виды нелинейных искажений резко возрастают при перегрузке головки.

Рассмотрим искажения, возникающие вследствие переходных процессов, которые зависят от параметров подвижной системы и электрической цепи, в которую включена катушка.

При пропускании через катушку прямоугольного импульса постоянного тока или импульса синусоидального сигнала с прямоугольной огибающей катушка с диффузором не сможет мгновенно отклониться до соответствующего положения вследствие инерционности массы подвижной системы и присоединенной массы среды. После прекращения действия импульса тока в катушке подвижная система не может мгновенно остановиться и будет продолжать свободные колебания некоторое время. Происходит затягивание переднего и заднего фронтов импульса звукового давления (рис.6.23).

Рис.6.26. Подвижная система головки с вогнутой образующей диффузора.

Подвижная система под действием импульса тока может отклоняться к стационарному положению как в колебательном режиме (1), так и в апериодическом (2) в зависимости от степени демпфирования колебательной системы.