Принцип работы динамика

И как я уже говорил, чем ниже частота колебаний данной мембраны, тем ниже звук или как принято говорить у музыкантов – басы. Чем выше колебания, тем выше частота получаемых звуков. И наоборот.

Хотел было написать статейку по поводу выбора наушников и какие лучше покупать для каких целей, но вот незадача начал писать и сам же употреблять определенные значения величин и упоминать принципы работы динамиков и наушников в общем.

Потому решил сначала немного ввести в экскурс читателей, которые не хотят разбираться в точности как работают стандартные колонки или наушники и объяснить как говорить на пальцах что это такое и с чем его едят.

Первое что хочу сказать, что динамик или громкоговоритель или электроакустический преобразователь в зависимости от сферы применения называться может по-разному, но принцип работы у него одинаковый. И все колонки в основном работают одинаково только небольшая разница заключается в том, что эти колонки бывают разного типа, а внутри них расположены динамики (один или несколько в зависимости от перекрываемой полосы частот).

Итак, кратко, что же представляет собой динамик и как он работает.

Динамик предназначен дл преобразования электрических колебаний в звуковые. Звуковая частота это частоты, которые слышны человеческим ухом.

А сейчас немного отвлечемся для понимания физики процесса. Каждый из нас держал в руках гибкий прутик допустим деревянный и если этим прутом начать быстро махать он начинает издавать звук, при чем есть четка зависимость чем сильнее частота вращения или махов этого прута тем выше звук он издает и также чем толще и больше этот прут тем ниже звук получается при этих нехитрых манипуляций.

Так вот принцип работы обычного стандартного динамика основан на этих явлениях.

Принцип работы любого микрофона вне зависимости от особенностей его конструктивного исполнения заключается в воздействии на тонкую мембрану звуковых колебаний воздуха. В результате мембранные колебания становятся причиной возбуждения электрических колебаний. В зависимости от типа устройства могут быть использованы различные технологии и физические явления: микрофон может быть

Конструкция микрофона и динамика

Конструктивно динамики (динамические головки, громкоговорители) состоят из нескольких основных конструктивных элементов:

1. Магнитов,
2. Катушек, намотанных на каркас,
3. Диффузоров.

Внутри каркаса с катушкой располагается постоянный магнит-сердечник, с помощью которого при подаче сигнала на вход образуется магнитное поле. При этом катушка начинает своё движение, характер которого зависит от поданных сигналов и их амплитуды (с её снижением уменьшается и ход самой катушки). Одновременно с катушкой двигается и диффузор, присоединённый к катушке, создавая при этом в воздухе звуковые колебания.

Микрофон по своей конструкции фактически повторяет динамик: его диффузор принимает воздушные колебания, а катушка напрямую связана с ним и магнитом внутри. Основным отличием стало то, что катушка динамической головки имеет меньше витков в сравнении с катушкой, которая устанавливается в микрофоне.

Устройство и принцип действия микрофона

Принцип работы любого микрофона вне зависимости от особенностей его конструктивного исполнения заключается в воздействии на тонкую мембрану звуковых колебаний воздуха. В результате мембранные колебания становятся причиной возбуждения электрических колебаний. В зависимости от типа устройства могут быть использованы различные технологии и физические явления: микрофон может быть

Электродинамическим
Ленточным, когда материалом для катушки служит гофрированная алюминиевая фольга;



Катушечным, оснащённым диафрагмой в кольцевом зазоре магнита, при колебаниях которой под действием звуковых волн катушка пересекается силовыми линиями и в ней наводится ЭДС;

Пьезоэлектрическим, работа которого основана на использовании кристаллических пластинок;

Конденсаторным, оснащённым конденсатором, ёмкость которого изменяется во время звуковых колебаний при вибрации одной из обкладок (для этого она изготавливается из эластичного материала).

Основными техническими параметрами всех микрофонов является их

Устройство и принцип действия динамика

Работа любой динамической головки основана на использовании в составе конструкции кольцевого магнита с полюсами, которые размещены на его плоской стороне, и его поля. Замкнутое магнитное поле при этом формируется за счёт использования стальных листов с обеих сторон элемента. Полученная система играет роль магнитопровода и по своей форме и размеру полностью совпадает с параметрами магнита.

Равномерность распределения магнитных линий обеспечивается за счёт вставленного в центральное отверстие стального цилиндра. Разница в диаметрах цилиндра и отверстия в магните определяется конструкцией катушки. В полученном зазоре происходит концентрация магнитного поля.

Катушка индуктивности, размещённая в зазоре, всегда погружается внутрь зазора на половину высоты, что позволяет обеспечить её одинаковый ход во время работы динамика в обе стороны. Подключение к катушке к источнику питания в зависимости от совпадения полярности катушки и самого магнита (при одной её совпадении она выталкивается, при противоположных значениях – втягивается) фактически обеспечивает работу всего устройства.

Для того чтобы добиться механического движения воздуха катушка фиксируется на жёстком цилиндре с бумажным конусом. При перемещении катушки конус также будет двигаться и появится звук. Исключить любые искажения помогает фиксация полученной конструкции при помощи диффузородержателя и центрирующей шайбы.

Диапазон частот – это полоса звуковых частот, которые способен воспроизвести динамик. Измеряется в герцах (Гц). Напомним, что человеческое ухо воспринимает частоты в диапазоне 20 Гц – 20 кГц. И, это только очень хорошее ухо :).

Для начала расставим все точки над «i» и разберёмся в терминологии.

Электродинамический громкоговоритель, динамический громкоговоритель, динамик, динамическая головка прямого излучения – это разнообразные названия одного и того же прибора служащего для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в колебания воздуха, которые и воспринимаются нами как звук.

Звуковые динамики или по-другому динамические головки прямого излучения вы не раз видели. Они активно применяются в бытовой электронике. Именно громкоговоритель преобразует электрический сигнал на выходе усилителя звуковой частоты в слышимый звук.

Как устроен динамик?

Чтобы понять, как работает электродинамический громкоговоритель, обратимся к рисунку.

Между керном и стальным фланцем имеется зазор, в котором образуется магнитное поле. В зазор, который очень мал, помещается катушка. Катушка представляет собой жёсткий цилиндрический каркас, на который намотан тонкий медный провод. Эту катушку ещё называют звуковой катушкой. Каркас звуковой катушки соединяется с диффузором – он то и «толкает» воздух, создавая сжатия и разряжения окружающего воздуха – акустические волны.

Диффузор может выполняться из разных материалов, но чаще его делают из спрессованной или отлитой бумажной массы. Технологии не стоят на месте и в ходу можно встретить диффузоры из пластмассы, бумаги с металлизированным покрытием и других материалов.

Чтобы звуковая катушка не задевала за стенки керна и фланец постоянного магнита её устанавливают точно в середине магнитного зазора с помощью центрирующей шайбы. Центрирующая шайба гофрирована. Именно благодаря этому звуковая катушка может свободно двигаться в зазоре и при этом не касаться стенок керна.

Диффузор укреплён на металлическом корпусе – корзине. Края диффузора гофрированы, что позволяет ему свободно колебаться. Гофрированные края диффузора формируют так называемый верхний подвес, а нижний подвес – это центрирующая шайба.

Тонкие провода от звуковой катушки выводятся на внешнюю сторону диффузора и крепятся заклёпками. А с внутренней стороны диффузора к заклёпкам крепится многожильный медный провод. Далее эти многожильные проводники припаиваются к лепесткам, которые закреплены на изолированной от металлического корпуса пластинке. За счёт контактных лепестков, к которым припаяны многожильные выводы звуковой катушки, динамик подключается к схеме.

Как работает динамик?

Если пропустить через звуковую катушку динамика переменный электрический ток, то магнитное поле катушки будет взаимодействовать с постоянным магнитным полем магнитной системы динамика. Это заставит звуковую катушку либо втягиваться внутрь зазора при одном направлении тока в катушке, либо выталкиваться из него при другом. Механические колебания звуковой катушки передаются диффузору, который начинает колебаться в такт с частотой переменного тока, создавая при этом акустические волны.

Обозначение динамика на схеме.

Условное графическое обозначение динамика имеет следующий вид.

Рядом с обозначением пишутся буквы B или BA, а далее порядковый номер динамика в принципиальной схеме (1, 2, 3 и т.д.). Условное изображение динамика на схеме очень точно передаёт реальную конструкцию электродинамического громкоговорителя.

Основные параметры звукового динамика.

Основные параметры звукового динамика, на которые следует обращать внимание:

Номинальное электрическое сопротивление (Ом). Медный провод звуковой катушки обладает активным сопротивлением. Активное сопротивление – это сопротивление провода при постоянном токе. Его можно легко измерить с помощью цифрового мультиметра в режиме омметра. Читайте измерение сопротивления цифровым мультиметром.

Но кроме активного сопротивления звуковая катушка обладает ещё и реактивным сопротивлением. Реактивное сопротивление образуется потому, что звуковая катушка, это, по сути, обычная катушка индуктивности и её индуктивность оказывает сопротивление переменному току. Реактивное сопротивление зависит от частоты переменного тока.

Активное и реактивное сопротивление звуковой катушки образует полное сопротивление звуковой катушки. Оно обозначается буквой Z (так называемый, импеданс). Получается, что активное сопротивление катушки не меняется, а реактивное сопротивление меняется в зависимости от частоты тока. Чтобы внести порядок реактивное сопротивление звуковой катушки динамика измеряют на фиксированной частоте 1000 Гц и прибавляют к этой величине активное сопротивление катушки.

В итоге получается параметр, который и называется номинальное (или полное) электрическое сопротивление звуковой катушки. Для большинства динамических головок эта величина составляет 2, 4, 6, 8 Ом. Также встречаются динамики с полным сопротивлением 16 Ом. На корпусе импортных динамиков, как правило, указывается эта величина, например, вот так – 8Ω или 8 Ohm.

Стоит отметить тот факт, что полное сопротивление катушки где-то на 10 – 20% больше активного. Поэтому определить его можно достаточно просто. Нужно всего лишь измерить активное сопротивление звуковой катушки омметром и увеличить полученную величину на 10 – 20%. В большинстве случаев можно вообще учитывать только чисто активное сопротивление.

Номинальное электрическое сопротивление звуковой катушки является одним из важных параметров, так как его необходимо учитывать при согласовании усилителя и нагрузки (динамика).

Диапазон частот – это полоса звуковых частот, которые способен воспроизвести динамик. Измеряется в герцах (Гц). Напомним, что человеческое ухо воспринимает частоты в диапазоне 20 Гц – 20 кГц. И, это только очень хорошее ухо :).

Никакой динамик не способен точно воспроизвести весь слышимый частотный диапазон. Качество звуковоспроизведения будет всё-равно отличаться от того, что требуется.

Для качественного воспроизведения звука НЧ, СЧ и ВЧ-динамики объединяются в едином корпусе, снабжаются частотными фильтрами. Это акустические системы. Так как каждый из динамиков воспроизводит только свою часть звукового диапазона, то суммарная работа всех динамиков значительно увеличивает качество звука.

Как правило, низкочастотные динамики рассчитаны на воспроизведение частот от 25 Гц до 5000 Гц. НЧ-динамики обычно имеют диффузор большого диаметра и массивную магнитную систему.

Динамики СЧ рассчитаны на воспроизведение полосы частот от 200 Гц до 7000 Гц. Габариты их чуть меньше НЧ-динамиков (зависит от мощности).

Высокочастотные динамики прекрасно воспроизводят частоты от 2000 Гц до 20000 Гц и выше, вплоть до 25 кГц. Диаметр диффузора у таких динамиков, как правило, небольшой, хотя магнитная система может быть достаточно габаритная.

Номинальная мощность (Вт) – это электрическая мощность тока звуковой частоты, которую можно подвести к динамику без угрозы его порчи или повреждения. Измеряется в ваттах (Вт) и милливаттах (мВт). Напомним, что 1 Вт = 1000 мВт. Подробнее о сокращённой записи числовых величин можно прочесть здесь.

Величина мощности, на которую рассчитан конкретный динамик, может быть указана на его корпусе. Например, вот так – 1W (1 Вт).

Это значит, что такой динамик можно легко использовать совместно с усилителем, выходная мощность которого не превышает 0,5 – 1 Вт. Конечно, лучше выбирать динамик с некоторым запасом по мощности. На фото также видно, что указано номинальное электрическое сопротивление – 4Ω (4 Ом).

Если подать на динамик мощность большую той, на которую он рассчитан, то он будет работать с перегрузкой, начнёт «хрипеть», искажать звук и вскоре выйдет из строя.

Это всего лишь три основных параметра динамика. Кроме них ещё есть такие, как уровень чувствительности, частота резонанса, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ), добротность и др.

Порой на практике приходится соединять несколько динамиков или акустических систем. А что нужно знать при этом? Подробности в статье – Как соединять динамики?

О том, на чем основан принцип работы динамика, наглядно и остроумно показано на видео.

Динамик (громкоговоритель) – аппарат, который переводит электрические импульсы в звуковые вибрации и излучает их в окружающую среду, в качестве которой как правило выступает воздух, но может и вода и др. Начало изобретению динамика положил в 1876 году Александер Грэм Белл, который создал электродинамическую головку (капсюль) для своего телефона.

Устройство динамика довольно просто: внутрь постоянного магнита помещена катушка из тонкой проволоки, прочно укрепленная к диффузору. Причем она не связана механически с постоянным магнитом, но находится в его поле.

Принцип работы динамика: когда по катушке протекает изменяющийся ток, она выступает как электромагнит, а от силы тока зависит, насколько сильно она притягивается или отталкивается от магнита. Поскольку к катушке прикреплен диффузор, колебания катушки передаются и ему. Диффузор приводит к колебанию воздуха, вибрации которого воспринимаются ухом как звук.

О том, на чем основан принцип работы динамика, наглядно и остроумно показано на видео.

На сайте есть материалы про особые эффекты, которые можно получить благодаря динамикам.

Простейший электростатический динамик устроен устроен следующим образом: пленка располагается параллельно плоской металлической пластины с отверстиями для свободного воздушного прохода воздуха. Зазор (d) междуповерхностью и пленкой стараются сделать как можно тоньше, но при этом, необходимо выполнить условие, чтоб ничто не мешало колебаниям пленки.

Предков у современного акустического динамика и головного телефон в исторической паралели вполне хватает, каждый из них пытается доказать свое первенство. Считается, что Александр Белл первым запатентовал первую в мире электродинамическую головку как одну из составных частей своего телефона в далеком 1876 году текущего цикла.

Практически в то же время Томас Эдисон получил британский патент на систему, использовавшую сжатый воздух в роли механизма усиления звука в его первых валиковых фонографах, и в конечном итоге использовал типовой металлический рупор, колебания воздуха в котором осуществлялись с помощью мембраны, связанной с иглой. В 1898 г. изобретатель Х. Шорт представил конструкцию динамической головки, управление которой осуществлялось с помощью сжатого воздуха.

Современные динамики бывают разных видов полно-диапазонная (широкополосная ГДШ, головка динамическая широкополосная), высокочастотная (ГДВ), среднечастотная (ГДС) и низкочастотная (ГДН).

Условное графическое обозначение акустических устройств, преобразующих электрические колебания в звуковые волны головных телефонов и динамиков выполнены на основе базовых символов, упрощенно повторяющих их боковую проекцию.

Простейший электростатический динамик устроен устроен следующим образом: пленка располагается параллельно плоской металлической пластины с отверстиями для свободного воздушного прохода воздуха. Зазор (d) междуповерхностью и пленкой стараются сделать как можно тоньше, но при этом, необходимо выполнить условие, чтоб ничто не мешало колебаниям пленки.

Если между пленкой и пластиной приложить напряжение U_n около ста вольт с наложенными на него колебаниями звуковой частоты, то в воздушном зазоре генерируется электрическое поле, вызывающее притяжение пленки и пластины, тем самым образуя слышемый чеовеческим ухом звук.

Размеры пластин г 160 на 180 мм, каждая имеет множество отверстий диаметром по 2 мм. Пластины должны быть с небольшой вогнутостью со стороны фольги, иначе потребуются разделительные прокладки.

Пластины 1 расположены фольгой друг к другу, между ними расположен лист пластиковой пленки 2 с правой металлизацией, и вся система скреплена винтами 3 по углам. От фольги пластин идут выводы 4 динамика.

Устройстводинамика: Если естественной вогнутости у пластин нет, по периметру имеется прокладка из тонкого картона 5 с той стороны пленки, где нет металлизации.

Для снижения эффект «акустического короткого замыкания», динамик необходимо разместить в какой-либо корпусе.

Гораздо более лучшие акустические результаты можно увидеть у дифференциальной конструкции, в которых пленка не испытывает постоянной силы притяжения, благодаря наличию напряжения поляризации, и колеблется гораздо проще, встречая совсем малое сопротивление воздуха.

Вот почему стремятся увеличить напряженность поля (напряжение между пластиной и пленкой) и снизить зазор d между ними. Предел также накладывает электрическая прочность воздуха — слишком большая напряженность, может вызвать тихий или даже коронный разряд.

Звуковое давление будет пропорционально квадрату напряженности поля, поэтому, и приложенного напряжения U не зависит от полярности, это и заставляет использовать, кроме звукового, еще и постоянное поляризующее напряжение. Для уменьшения «квадратичных» искажений выбирают намного больше напряжение.

Для повышения КПД динамика требуется увеличивать толщину магнитопроводов, которые образуют зазор, при этом пропорционально увеличению зазора падает магнитная индукция в зазоре, но увеличивается рабочая часть индуктивности

Номинальный диаметр d_ном. — Внешний диаметррасстояние между противоположными крепёжными отверстиями или диффузородержателя. Для драйверов компрессионного типа это диаметр рупорного горла.

Частота воспроизведения F_вос Идеальным громкоговорителем считается тот, который воспроизводит с одинаковой сигналы сигналы высоких, средних и низких, звуковых частот (при одинаковой амплитуде). На самом деле высокие и низкие частоты воспроизводятся всегда немного слабее, чем средние. Полоса частот ограничивается тем диапазоном, при которых воспроизведение снижается на 30% относительно средних.

Параметры Тиля Смолла F_s, Q_ts, Q_es, Q_ms, V_as Набор акустических параметров, который определяет поведение динамической головки в диапазоне низких частот. Эти технические характеристики, обычно публикуются в справочных спецификациях от производителей акустических систем.

Большинство аудиопараметров определяются только на резонансной частоте, но в принципе применимы во всем частотном диапазоне, в котором работает динамик в поршневом режиме. Расшифруем эти характеристики чуть более подробно.

F_s — частота основного резонанса динамика без корпуса. Описывает свойства только самого динамик, а не готовую акустическую систему построенную на его основе.

Q_ts полная добротность динамика — определяет относительные потери в устройстве. Чем она ниже, тем больше подавляется резонанс излучения и тем больше пик сопротивления на импедансной кривой. При установке в закрытый ящик существенно возрастает. Является безразмерной величиной.

Q_es электрическая составляющая полной добротности, характеризует параметры мощности электрического тормоза, который препятствует раскачке диффузора около частоты резонанса. Обычно, чем сильнее магнитная система, тем более мощный тормоз и тем меньше численно этот параметр

Q_ms механическая составляющая полной добротности описывает потери в упругих элементах подвеса динамика. Потерь здесь на целый порядок меньше, чем в электрической составляющей, и численно Q_ms всегда больше Q_es.

V_as эквивалентный объем динамика. Равен объему воздуха с такой же жёсткостью, что и у подвеса. Чем подвес жёстче, тем ниже параметр V_as. При одной и той же жесткости, V_as увеличивается с ростом площади диффузора динамика.

4ГД 35 это широкополосная динамическая головка громкоговорителя. Применяется в советских акустических устройствах, например, в электрофонах: «Аккорд», «Романтика», «Урал», «Ригонда», аудио колонках: «Весна», «Рондо» и др.

/

Динамик для мобильных устройств, как сказано тут, бывает нескольких видов:

Динамик для мобильных устройств – это электроакустический прибор, который преобразовывает энергию электроколебаний в энергию звуковых и наоборот.

Приборы состоят из постоянного магнита, на наконечниках которого находятся 1-2 неподвижные катушки, мембрана или диффузор. Звуковая частота следует через катушку и формирует еще одно магнитное поле. Оно усиливает или ослабляет поле постоянного магнита. В результате чего, магнитное поле влияет на мембрану. Мембрана – это источник звуковых колебаний в мобильном телефоне, а диффузор — в динамике.

Динамик для мобильных устройств, как сказано тут, бывает нескольких видов:

• Электродинамический. Легкая катушка движется в поле магнита и является источником колебаний диффузора.
• Электростатический. Тонкие мембраны с высоким напряжением взаимодействия между собой.
• Пьезоэлектрический.
• Электромагнитный. Движение диффузора происходит из-за действия магнитного поля магнита.
• Ионофон. Схема без диффузора, в которой под действием электрозаряда, возникают колебания воздуха.
• Динамики с динамическими головками специальных видов

Динамик отлично работает при следующих качественных параметрах:

• во время телефонного разговора слышимость собеседника отличная,
• не возникает никаких посторонних шумов,
• качество звука позволяет четко различать интонацию собеседника и малейшие изменения /искажения голоса;
• громкость четко установлена и самопроизвольно не меняется.

Приобрести новый динамик для вашего мобильного телефона можно в специализированном интернет магазине. Как правило, в интернет магазинах представлен широкий ассортимент товаров и выбрать динамик, идеально подходящий к модели вашего телефона, не составит труда. Сотрудники с радостью проконсультируют вас по всем необходимым вопросам, быстро оформят ваш заказ и позаботятся, чтобы товар был доставлен в ближайшее время.

Качество звука зависит от величины нижней и верхней границы частот. Чем меньше число нижней границу и чем вышел число верхней границы, тем лучше качество звука. Весь звуковой частотный диапазон условно делится на три основные части: нижние частоты(низкие звуки(басы) – 16-70Hz, до 100-120Hz — мидбас, до 1KHz – нижнесредние звуки), средние частоты(4,5KHz-10KHz) и высокие частоты(выше 10KHz).

Акустическая система – устройство по преобразование электрических сигналов в акустические для воспринимая их человеком. Основным устройством является акустическая колонка, акустическая система может содержать от 2 и более акустических колонок.

Громкоговоритель — устройство для преобразования электрических сигналов в акустические и излучения их в окружающее пространство (обычно — воздушную среду). В музыкальных колонках используются, чаще всего, громкоговорители электродинамического типа (динамики), встречаются пьезоэлектрические, конденсаторные, электромагнитные громкоговорители.

Динамики — В зависимости от назначения, динамики различаются размерами и формой, используемыми материалами, конструктивным исполнением катушек, диффузоров и магнитных систем. Динамики делятся на типы по воспроизводимому ими частотному диапазону. Сверхнизкочастотные (англ. subwoofer) – позволяют нам слушать с частотами в 20 – 120 Гц. Низкочастотные (англ. woofer) – предназначены для воспроизведения частот от 40 до 1 кГц и немного выше.

Среднечастотные (англ. mid-range) динамики наиболее уверенно воспроизводят диапазон в 300 – 5000 Гц. Можно сказать, среднечастотный громкоговоритель выполняет наиболее ответственную часть работы по озвучиванию. Именно в этом диапазоне сосредоточена основная часть звуков музыкальных инструментов и человеческого голоса. На рисунках представлен громкоговоритель с купольной мембраной и электростатический громкоговоритель.

Конструкция корпуса акустической колонки в которую помещаются головки играет важную роль. Корпус предотвращает столкновение передней и задней волн излучаемых диффузором при работе динамической головки в открытом пространстве.

Диапазон частот – это диапазон воспроизводимых акустической системой частот звукового сигнала обозначается как правило в таком виде (n-нижняя граница) – (n-верхняя граница) Гц.

Качество звука зависит от величины нижней и верхней границы частот. Чем меньше число нижней границу и чем вышел число верхней границы, тем лучше качество звука. Весь звуковой частотный диапазон условно делится на три основные части: нижние частоты(низкие звуки(басы) – 16-70Hz, до 100-120Hz — мидбас, до 1KHz – нижнесредние звуки), средние частоты(4,5KHz-10KHz) и высокие частоты(выше 10KHz).

АЧХ (Амплитудно-Частотная Характеристика) – зависимость амплитуды звука, воспроизводимого акустической системой, от частоты. Идеальная АЧХ обеспечивает одинаковое усиление составляющих сигнала на всем диапазоне частот. Положение акустической системы в помещении влияет на АЧХ.

По вопросам монтажа акустической системы, звоните (812) 903 — 04 — 75! Так же обращаю Ваше внимание на то, что еще мы делаем видеонаблюдение, что бы узнать предварительную стоимость монтажа видеонаблюдения перейдите по ссылке.

Поэтому производители идут на различные компромисы — сами дифузоры могут состоять из нескольких компонентов, например на пропитанную бумагу напыляется алюминий, а защитный колпачок делается из более жесткого материала, его форма изготавливается таким образом, чтобы обеспечить максимальную отдачу на ВЧ. В данном примере бумажный дифузор оснащен пластиковым, металлизированным защитным колпачком:

Принцип работы динамической головки будет наиболее понятен, если головку собрать с самого начала, ПО ПОРЯДКУ.
Для этого потребуется кольцевой магнит с полюсами, расположенными с плоской стороны кольца:

Магнитное поле в таком магните будет распологаться следующим образом:

Теперь с задней стороны закроем магнит стальным, магнитомягким листом, круглой формы и диаметром равным, диаметру магнита

Магнитное поле уже не будет излучаться в окружающую среду, а пойдет по стальному листу, который теперь выступает в роли магнитопровода:

Таким же листом закроем магнит с передней части, только в этом листе должно быть отверстие, диаметр которого равен внутреннему диаметру магнита:

Магнитное поле и с этой стороны замыкается, но магнитные линии внутри магнита нужно распередедить более равномерно, поэтому внуть вставим стальной цилиндр. Диаметр цилиндра должен быть меньше внутреннего диаметра магнита, причем разница в диаметрах зависит от конструктива используемой магнитной катушки. Введение цилиндра так же способствует концентрации магнитного в получившимся зазоре, покольку разрывает магнитопровод:

Далее в зазор помещается катушка индуктивности, причем величина на которую катушка уходит внутрь магнитного зазора равна половине высоты катушки, т.е. катушка погружается ровно на половину своей высоты. Такое расоложение катушки необходимо для обеспечения одинакового хода катушки как внутрь магнитной ситемы, так и наружу:

Теперь, если к катушке подключить источник напряжения, то катушка будет выталкиваться. если ее магнитное поле будет одной полярности с магнитным полем магнита:

или втягиваться, если ее магнитное поле будет противоположным магнитному полю магнита:

Теперь закрепим катушку на жектском цилиндре, а его соединим с бумажным конусом:

И магнит, и дифузор крепятся к корзине — магнит либо приклеевается, либо прикручивается винтами. Диффузор приклеивается, точнее не диффузор, а диффузородержатель и спайдер:

Со стороны диффузора остается отверстие и его нужно закрыть, чтобы избежать попадания внутрь пыли и мелкого мусора:

Поэтому производители идут на различные компромисы — сами дифузоры могут состоять из нескольких компонентов, например на пропитанную бумагу напыляется алюминий, а защитный колпачок делается из более жесткого материала, его форма изготавливается таким образом, чтобы обеспечить максимальную отдачу на ВЧ. В данном примере бумажный дифузор оснащен пластиковым, металлизированным защитным колпачком:

Иногда, чтобы еще больше усилить отдачу динамической головки на ВЧ используют защитные колпачки в виде рупора, выполненного из бумаги, но пропитанного более жесткой пропиткой и высушенного под бОльшим давлением:

Осталось подключить катушку дифузора к клеммам, и делается это многожильным, мишурным проводом, устойчивым к многократным перегибам:

Обычно вывода катушки тянутся по диффузору примерно до середины его диаметра и запаиваются в специально заштампованные в диффузор клеммы-заклепки. К этим клемма и подпаивается один конец мишурного провода, а второй подпаивается к установленной на корзине клеммной колодке. К колдке подпаиваются, или подключаются через специальные самозажимные клеммы провода, идущие на клеммы, установленные на корпусе АС.

Динамические головки работающие во всем диапазоне звуковых частот называются широкополосными и при их производстве приходится решать множество проблем, позволяющих действительно получить более-менее линейную АЧХ. Однако есть еще один вариант решения проблемы воспроизведения всего звукового диапазона — использование нескольких динамических головок:

Не маловажным технологическим приемом является использование различных материалов и технологий для изготовления корзины. Наиболее популярными являются литые и штампованные корзины. Разумеется, что наиболее жесткими являются конструкции из литого под давлением алюминиевого сплава и для мощных динамических головок это довольно актуально — нужно не только толкать тяжелый дифузор, но еще и гасить инерционные силы, которые неизбежно возникают при движении дифузора, поэтому литые корзины предпочтительней:

Однако сказать, что динамические головки с штампованной корзиной ни на что не пригодны тоже будет не верно — среди них есть и весьма шикарные представители своего класса:

Динамические головки для СЧ и ВЧ диапазонов тоже довольно разнообразны. Так же могут использовать и штампованные, и литые корзины, а могут быть и заключены в рупор — для большей отдачи:

Остается упомянуть еще об одной технологической хитрости — чтобы улучшить связку магнитных потоков между магнитом и катушкой увеличивают диаметр катушки, о чем производитель не забудет упомянуть.
Зачастую, чтобы облегчить вес катушки используют более тонкий провод, что приводит к нагреву катушки. Чтобы исключить ее перегрев в керне делают специальное вентиляционное отверстие, позволяющее свободно циркулировать воздуху внутри магнитной системы и охлаждать катушку:

Напоследок еще небольшая напоминалка — если есть возможность потратить несколько бОльшую сумму на акустическую систему, то основной упор лучше сделать на качество АС, а не на максимальную мощность — все равно громче этого вряд ли получится:

Да и само акустическое оформление, т.е. конструкция АС играет далеко не последнюю роль. Более подробно об акустическом оформлении ЗДЕСЬ.

Это излучающий элемент, определяющий электроакустические характеристики устройства. Он имеет коническую форму, потому что на средних и высших частотах участки диффузора колеблются с разными амплитудами и фазами. Но применяются также круглые и овальные диффузоры.

Принцип работы громкоговорителей

С технической точки зрения громкоговоритель – электроакустический преобразователь. Что это означает? Его принцип работы основан на взаимодействии проводника с магнитным полем. При подаче тока полюса магнита образуют поле. В нем находится проводник (чаще всего – катушка), на который воздействует электродинамическая сила.

Она стремится вытолкнуть проводник из магнитного поля, создавая колебания. Катушка жестко соединена с диффузором, который также начинает колебаться, в результате чего возникают звуковые волны.

Катушка – это каркас, обмотанный алюминиевым или медным проводом. Число слоев провода четное, потому что выводы катушки должны быть с одной стороны, а для этого нужно сделать 2 или 4 слоя обмотки. Каркас с обмоткой скрепляют лаком. Выводы надежно приклеивают к диффузору и каркасу.

Еще один важный элемент громкоговорителя – центрирующая шайба. Она задает правильное положение звуковой катушки в магнитном поле. Шайба жестче проводника, поэтому она поддерживает основной резонанс подвижной системы громкоговорителя.
Наконец, конструкция предполагает наличие диффузора.

Это излучающий элемент, определяющий электроакустические характеристики устройства. Он имеет коническую форму, потому что на средних и высших частотах участки диффузора колеблются с разными амплитудами и фазами. Но применяются также круглые и овальные диффузоры.

Эти элементы отливают из бумажной массы, их толщина – от 0,1-0,4 мм. Чем меньше масса диффузора и жестче материал, тем лучше громкоговоритель воспроизводит высокие частоты.

Добротности динамика есть дело до всего. Масса и жёсткость тянут её вверх, а мотор, превратившийся в электрический тормоз — вниз

Резонансная частота определяется массой подвижной системы и жёсткостью подвеса, какова площадь диффузора и какой у него привод, этому параметру и дела нет. Цветные стрелки показывают, как будет меняться параметр при росте той или иной конструктивной величины.

А эквивалентному объёму нет дела до массы подвижной системы: площадь диффузора и жёсткость его подвеса — вот всё, что определяет величину Vas

Добротности динамика есть дело до всего. Масса и жёсткость тянут её вверх, а мотор, превратившийся в электрический тормоз — вниз

Если просто взять и утяжелить диффузор, снизится резонансная частота, повысится добротность и упадёт чувствительность

Если сделать более жёсткой подвеску, Vas упадёт, но повысится резонансная частота. И — опять добротность, ведь упругих сил в системе стало больше

Если, ничего не трогая, сделать более мощным привод диффузора, возрастёт чувствительность и снизится добротность

Чтобы удержать Fs и Qts на требуемых значениях, но снизить требования к объёму, приходится одновременно утяжелять диффузор, делать более жёстким подвес и форсировать привод. Расплата, тем не менее, неизбежна: чувствительность таких головок оказывается невысокой. Вы только что присутствовали при рождении автомобильного сабвуфера

Довольно часто, особенно в громкоговорителях большой мощно­сти центрирующая шайба устанавливается на переднем фланце маг­нитной системы.

3. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ

Электродинамический громкоговоритель является электроакусти­ческим преобразователем.

К последним припаивают также специальные гибкие и очень прочные проводники, которые другими концами присоединяются к выводным контактам громкоговорителя, установленным на диффузородержателе. С целью уменьшения нелинейных искажений высота звуковой катушки делается или меньше, или больше высоты кольцевого зазора. В обоих этих случаях катушка совершает осевые перемещения в неизменном по силе магнитном поле, т.е. сохраняется постоянным среднее значение индукции.

Довольно часто, особенно в громкоговорителях большой мощно­сти центрирующая шайба устанавливается на переднем фланце маг­нитной системы.

В некоторых громкоговорителях вместо кольцевого гофра при­менен воротник из дугообразных полосок тонкой кожи или другого гибкого материала.

Высота (глубина) диффузора делается такой, чтобы обеспечить симметричное положение звуковой катушки по высоте магнитного зазора; соблюдение этого способствует уменьшению нелинейных ис­кажений громкоговорителя.

Диффузородержатель. Диффузородержатель предназначен для установки в нем диффузора, элементов подвижной системы и креп­ления громкоговорителя во внешнем оформлении, часто называе­мым акустическим. Диффузородержатели делают преимущественно из стали глубокой вытяжки, твердых сортов алюминия или отлива­ют из силумина (сплава алюминия с кремнием). Значительно реже делают диффузородержатель из пластмассы.

В диффузородержателях делаются боковые прорези (окна). Очень важно, чтобы в диффузородержателе была обеспечена парал­лельность между плоскостями, к которым крепятся воротник диф­фузора, центрирующая шайба и передний фланец магнитной систе­мы. К переднему фланцу диффузородержатель прикрепляется заклепками или винтами, реже при помощи сварки.