говорителей, полученные за последние годы в связи с появлением новых требований, определяемых развитием АС категории Hi-Fi.

Основные задачи в технике проектирования высококачественных динамических громкоговорителей, которым уделяется в настоящее время наиболее серьезное внимание, могут быть сформу. лированы с.чедующнм образом:

исследование различных видов нскажеиий и установление их связи с конструктивнымн и физнко-мехаиическнми параметрами основных элементов громкоговорителей с помощью топографической интерферометрнн, Щ1фровой техники измерений и др.;

разработка машинных методов расчета звуковых полей и построение зависимостей их основных характеристик от параметров громкоговорителей;

синтез специальных материалов и отработка технологии изготовления нз них элементов подвижной системы, магнитной пени е др.;

поиск новых конструктивных решений, направленных на уменьшение линейных и нелинейных искажений, улучшение мощностных характеристик, увеличение динамического диапазона и др.

Кроме анализа результатов, полученных по вышеперечислеи-иым направлениям, в данной главе будут кратко рассмотрены особенности конструкции нединамических (электростатических, пье-зопленочиых и др.) излучателей, применяемых в АС категории Hi-Fi.

2.2. ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ИСКАЖЕНИИ В ГРОМКОГОВОРИТЕЛЯХ и РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИХ РАСЧЕТА

Амплитудно-частотные и фазочастотные искажения

Основные элементы конструкции динамического диффузориого громкоговорителя показаны на рис. 2.1. Их назначение н принцип работы подробно рассмотрены в книгах [2.1] ... [2 5]. Пример АЧХ для громкоговорителя показан иа рис. 2.2.

Рис 2 I. Основные элементы конструкции динамического диффузориого громкогосорч-теля:

/ днфф>зор. 2 - подвес. 3 - шайба, 4 KHTSiUKa. s дифф>зоро дерлагель б - Н11 1ний фпанец. 7 магнит. 8 - верхний фланец, 9 -керн ю - медный колпачоь, /1 - пылезащитный колпачок

Экспериментальные работы по устаиовлеиню связи между формой АЧХ и структ)фой колебательных процессов в громкоговорителях начались с момента появления их в массовом производстве. Эти работы являются необходимым этапом для построения зависимостей амплитудно- н фазочастотных искажений громкоговорителей от конструктивных н физнко-механнческнх параметров нх основных элементов: диффузоров, подвесов, магнитных иепей, звуковых катушек и т. д.

Рис. 2.2. Амплитудно-частотная характеристика широкополосного громкоговорителя

ЦП 0,1 о,г D,z Ojs

Наибольшую трудность для анализа представляет структура колебательных процессов в подвижных системах громкоговорителей. Именно поэтому изучению этих процессов посвящено наибольшее число исследований. В 30-е годы для визуализации колебаний использовались фигуры Хладни [2.1], получаемые прн насыпаннн порошка на поверхность диффузора. Это позволяло установить расположение узловых линий в области низких частот. Однако данный метод был пригоден только для диффузоров плоской конфигурации н не позволял производить количественные оценки амплитуд смещений. В 50-е годы была разработана методика измерений амплитуд н фаз иа поверхности диффузоров с помощью емкостных датчиков [2.6]. Она позволяла измерять распределения амплитуд и фаз иа поверхности в области частот до 1 ...2 кГц, однако техника измерений была чрезвычайно трудоемкой. Развитие голографической интерферометрии [2.7] за послед-ние десятилетия дало возможность получить существенно новые сведения в нсспедованнн колебательных процессов.

Основные результаты могут быть сформулированы спедующим образом (рис. 2.3):

в области ниаких частот (/) - от нижней граничной частоты воспроизводимого диапазона до частоты 200 300 Гц (для конусныл громкоговорителей средних размеров диаметром 2-10- м) -колебания диффузора носят поршневой характер. Здесь основное влияние на форму АЧХ и ФЧХ оказывают параметры гофрированных подвесов, общая упругость и масса диффузора, форма и размер акустического оформления, параметры магинтиой цепи;

в области средних частот ( )-примерно 300... IO0O Гц -иа диффузоре формируется волновая картина распределения амплитуд и фаз с радиальными узловыми линиями (рнс. 2.3,с). Появление симметричных радиальных коле-

2- 3S

ийнии несК(шжо свижает уровень звукового давления в этой области, ОДиаКо ие меняет форму АЧХ. так как в силу их симметричности они компсиснруют друг друга на оси. Однако при нарушении однородности изготовления диффу. воров, перекосов при сборке, нх симметричность нарушается, неравномерность амплитудно-частотной характнстнкн, измеренной на осн н прн смещении микрофона от осн громкоговорителя, может при этом значительно возраста. В

;ог1ч Я!<фф>змрг г, р?з1шх дат- cpe/EHf таггот Ц ь

пелом 9Т0Т вид колебаний носит параз]гтныЙ характер и для борьбы с ним используют различные методы повышения жесткости диффузора, особенно в окружном направлении (например, за счет направленной укладки бумажных волокон при отливке, нанесения кольцевых ребер жесткости, применения анизотропных материалов н т. п). Все эти меры позволяют уменьшить амплитуды радиальных колебаний и тем самым расширить область поршневого действия диффузора;

в области средних частот < /)-примерно 1 ... 1,5 кГц -на диффузоре формируется лерБыЙ резоняис осесимметричных колебаний с одной узловой окружностью (рис. 2.3,6). При этом колебании с радиальными узловыми линиями концентрируются на внешнем крае диффузора, а узловая окружность располагается примерно на расстоянии одной трети вдоль образующей от подвеса. В этой области частот для многих конструкций громкоговорителей ха-