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 U_0.>>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 R_i–выходное сопротивление усилителя;

С–емкость конденсатора.