Громкоговорители. Пассивные электроакустические преобразователи или преобразователи электрических колебаний в акустические

          ЛЕКЦИЯ 15.

Громкоговорители.

Пассивные электроакустические преобразователи или преобразователи электрических колебаний в акустические.

Громкоговоритель (Г.) – совокупность двух независимых узлов – головки и акустического оформления.

По способу излучения бывают: диффузорные (непосредственного излучения колеблющейся диафрагмы) и рупорные. Акустическое оформление не участвует в процессе акустического преобразования, но обеспечивает эффективное излучение в пространстве, громкоговорители могут быть как встроенные, так и выносные. Головка–преобразователь, содержит все необходимые элементы, определяемые способом электроакустического преобразования.

Основные параметры:

1.  Номинальная мощность  – максимальная подводимая электрическая мощность, ограниченная тепловой и механической прочностью Г. и возникновением нелинейных искажений, превышающих заданную величину.

2.  Частотная характеристика звукового давления – зависимость звукового давления, развиваемого громкоговорителем в точке свободного поля, находящейся на определенном расстоянии от рабочего центра излучателя, от частоты при постоянном напряжении на зажимах громкоговорителя.

3.  Рабочий центр – геометрический центр симметрии выходного отверстия излучателя.

Если несимметричный (сложной формы), то  указывается в паспорте.

4.  Акустическая мощность – усредненная по времени мощность, излучаемая громкоговорителем на частоте f в полосе Df.

5.  Характеристическая чувствительность  – отношение среднего звукового давления, развиваемого громкоговорителем в номинальном диапазоне частот на рабочей оси на расстоянии 1м от рабочего центра оси к корню квадратному от подводимой электрической мощности.

,                                  (15.1)

где  – среднее звуковое давление, развиваемое в номинальном диапазоне частот на оси на расстоянии 1м, при подведении напряжения, соответствующего подводимой электрической мощности равной 0,1 Вт;

– определяется при подведении номинальной мощности.

6.  Характеристика направленности.

,                                                (15.2)

где р_θ – давление, развиваемое Г. в точке свободного поля.

Если излучатель Г. имеет осевую симметрию, то ХН – симметричная, если нет – в двух плоскостях.

7.  Коэффициент осевой концентрации – отношение квадратов величин звукового давления, измеренных в условиях свободного поля на определенном расстоянии от рабочего центра громкоговорителя: на рабочей оси р²_ос и усредненного по всем радиальным направлениям р²_θср.

          Ω=1 для ненаправленного громкоговорителя т.к. р_ос=р_θср;

          Ω>10 для направленного Г. (может быть несколько десятков).

,                                                (15.3)

При р_ос.нн= р_ос.н

,                                                 (15.4)

При Р_н=Р_нн

,                                             (15.5)

,                                   (15.6)

Для ХН с осевой симметрией

,                                      (15.7)

Для несимметричной ХН

,                                 (15.8)

8. Коэффициент полезного действия громкоговорителя.

Если подвести Р_э=0,1 Вт, то р_ос=р_ст; , r=1 м

                            (15.9)

      , где Е_x – характеристическая чувствительность, в Па/√Вт, Е_x дается в      паспорте.

Рис. 1. Динамический диффузорный громкоговоритель (динамик):

1 – звуковая катушка; 2 – диффузор(одновременно является элементом колебательной системы и излучателем); 3 – подвес диффузора; 4 – корпус; 5 – шайба; 7 – магниты; 6 и 8 – фланцы; 9 – керн; 10 – кольцевой зазор; 11 – отверстия для выхода тыльного излучения.

Принцип действия взаимен с принципом действия динамического микрофона. Катушка 1 находится в радиальном магнитном поле, испытывает действие силы , В – индукция в зазоре, 1 – длина провода. Диффузор 2 жестко скреплен с катушкой 1 и подвешен к корпусу 4 по внешнему краю 3, центрируется шайбой 5. Диффузор является поршневым излучателем (имеет одну степень свободы, вдоль оси). Магнитное поле создается кольцевым постоянным магнитом 7 и магнитной цепью из фланцев 6, 8 и керна 9. В зазоре 10 размещена звуковая катушка 1, которая свободно колеблется в нем.

Подвижная система на НЧ и СЧ рассматривается как единое целое, как система с сосредоточенными параметрами. На ВЧ диффузор колеблется как мембрана (создаются стоячие волны). Для Д – 25 см колебания проявляются на f>1500 Гц, для меньших диаметров на более высоких частотах, т.е. масса, гибкость подвижной системы изменяются при изменении частоты