Электродинамические громкоговорители

Громкоговорители, в от­личие от телефонов, излучают звук в открытое пространство. Этим определяется различие в их излучающих системах. В зависимости от способа излучения звуковых колебаний электродинамические гром­коговорители подразделяются на диффузорные и рупорные.

Диффузорные громкоговорители имеют диафрагмы (диффузоры), которые излучают звук в окружающую воздушную среду.

Рассмотрим устройство диффузорного громкоговорителя (рис.3.5.4а). Магнитная система содержит постоянный кольцевой магнит 1 из сплава альни, магнитопровод, который образует фланцы 4, 7, и сердечник 6 из мягких магнитных материалов. Подвижная сис­тема состоит из диффузора 3 (из прессованной бумаги) и прикреплен­ной к нему подвижной катушки 5, помещенной в поле магнитной системы. Подвижная система устроена так, что звуковая катушка может перемещаться вдоль сердечника. Ток звуковой частоты вводиться в катушку посредством гибкого держателя2.

Рис.5.3.4а. Диффузорный громкоговоритель

Под воздействием указанной механической силы, направление ко­торой изменяется в соответствии с изменением направления тока в звуковой катушке, последняя вместе с диффузором приходит в коле­бательное движение, обеспечивая излучение звука в окружающее про­странство. Различные типы электродинамических громкоговорителей отличаются устройством магнитной и подвижной систем, формой диффузора.

К электроакустическим параметрам громкоговорителя относятся номинальная мощность, электрическое сопротивление, среднее стан­дартное звуковое давление, полоса воспроизводимых частот, коэффи­циент неравномерности частотной характеристики, направленность излучения и коэффициент полезного действия.

Номинальная мощность громкоговорителя WT — наибольшая подводимая к громкоговорителю мощность, при которой нелинейные искажения не превышают 5—10 %. Для громкоговорителей в зависи­мости от их назначения установлен ряд номинальных мощностей от 0,025 до 100 Вт. По электрическому сопротивлению на частоте 1000 Гц громкоговорители различаются на низкоомные (2—100 Ом) и высокоомные (до 2000 Ом). Среднее стандартное звуковое давление — давле­ние, измеренное на рабочей оси громкоговорителя на расстоянии 1 м при подведении напряжения частотой 1000 Гц и мощности 0,1 Вт. По­лоса воспроизводимых массовыми типами диффузорных громкогово­рителей частот находится в пределах 100—10 000 Гц, а коэффициент неравномерности частотной характеристики достигает 15 дБ. Харак­теристика направленности излучения громкоговорителя представляет собой изменение звукового давления на данной частоте, измеренного на определенном расстоянии, но под разными углами к его рабочей оси. Эта характеристика зависит в основном от формы диффузора (круглой или эллиптической) и его размеров. Чем больше по сравне­нию с длиной волны излучающая поверхность громкоговорителя, тем острее направленность излучения. Коэффициент полезного действия диффузорного громкоговорителя, определяемый отношением излу­чаемой звуковой мощности к потребляемой электрической мощности, не превышает 3 %.

Диффузорные электродинамические громкоговорители, благода­ря малым нелинейным искажениям и равномерной частотной характеристике, получили большое распространение при озвучивании не­больших помещений. Для озвучивания больших площадей применя­ются звуковые колонки, которые содержат несколько диффузорных громкоговорителей, смонтированных вертикально. Характеристика направленности колонки в вертикальной и горизонтальной плоскос­тях регулируется соответствующим положением громкоговорителей. Звуковые колонки изготавливают мощностью от 0,5 до 100 Вт.

Рупорный громкоговоритель (рис.3.5.4б)

Рис.5.3.4б. Рупорный громкоговоритель

состоит из излучателя 1 и рупора 2. Излучатель содержит одну или несколько излучающих головок. Головка представляет собой электродинамический громко­говоритель, диафрагма которого создает звуковые колебания в "горле" рупора, а рупор — акустическое устройство в виде металли­ческой трубы переменного сечения, возрастающего по экспоненци­альному закону. Звуковые колебания, возбуждаемые излучающей го­ловкой, отражаются от стенок рупора и направляются в окружающую среду. При этом звуковое давление на оси рупора увеличивается за счет концентрации излучаемой энергии, что позволяет повысить КПД громкоговорителя до 30 %.

Рупорные громкоговорители применяют для озвучивания улиц, сортировочных станций, железнодорожных платформ и др. Мощ­ность рупорных громкоговорителей от 10 до 100 Вт; коэффициент нелинейных искажений достигает 30 %, а коэффициент неравномер­ности частотной характеристики — 20 дБ.