рзклрно-появление на АЧХ пика-провала (см. рнс 2 2). Это явление впервые было описано в работе [2,6]. Причина его появления состоит в том, что пер-внЁ резонанс осесимметричныя колебаний диффузора совпадает со вторым ре-аокансом лодвеса. Если они складываются в фазе, на АЧХ появляется пик, в 11р?№вофазе - провал. Для уменьшения неравномерности АЧХ в этой области частот применяют различные конструктивные и технологические меры выб( спецнЕЛЬВДх конфигураций подвеса (например, тангенциальной формы, обеспечивающей сдвиг второй резонансной частоты в область более высоких частот), нанесение смазок н пропиток на подвес (для демпфирования резонансных колебаний) и т. д.;

в области высоких частот (IV)-от 1,5 кГц н выше -по мере повышения частоты резонансы с радиальными узловыми линиями все больше смещаются к годоесу, амплитуда их уменьшается и, начиная примерно с 2000 Гц, эти резонансы практически перестают играть существенную роль, основное влзянне оказывают резонансы с окружными узловыми днинями (рис. 2.3,е). Прн переходе от одной резонаисиой частоты к другой (в воспроизводимом диапазоне обычно оказывается 10 .. 13 резонансных частот диффузора) волновая картина иа поверхносэи видоизменяется; по мере повышения частоты расстояние между узловыми линиями сокращается, число окружных узловых линий увеличивается, пока не возрастает настолько, что число противофазио колеблющихся участков диффузора статистически выравнивается и уровень излучения падает.

Аналогичная картина стоячих волн устанавливается внутри воспроизводимого диапазона и на диффузора куполообразной формы.

Прн npoeKTHpOBaiHiiiii громкоговорителей основные усилия разработчиков состоят в поисках конструкторских и технологических решений, направленных на увеличение жесткости (модуля упругости-£), снижение плотности (р) н увеличение потерь (tj) в подвижной системе -с тем, чтоы сдбин}тъ резонансные частоты в более высокочастотную область (т. е. продлить поршневой характер колебаний диффузора) и уменьшить амплитуды колебаний на них. Следует отметить, что несмотря иа значительный прогресс, достигнутый в этом направлении за последние годы, практически ие существует конструкций громкоговорителей, в которых был бы обеспечен поршневой характер колебаний во всем воспроизводимом диапазоне частот.

Теоретические исследования колебательных процессов в диффузорах различных конфигураций и создаваемых ими звуковых шлей стали наиболее активны в связи с развитием численных методов решения дифракционных задач и внедрением ЭВМ с большим быстродействием.

До настоящего времени основным способом расчета параметров громкоговорителей был метод электромеханических аналогий, который позволяет дать физически наглядную картину работы громкоговорителя в области его поршневого действия, т. е. в той области частот, где вамена громкоговорителя системой с сосредоточенными параметрами дает удовлетворительные результаты. Подробное описание этого метода дано в [2.3]. Несмотря на многа*

летний период развития метода электромеханических аналоги применительно к расчету громкоговорителей, единого системиоги расчета в рамках этого метода ие создано. Только в последние го. ды применение результатов, полученных в теории цепей по оптц, мизацноиным машинным методам, к анализу эквивалентных схец громкоговорителей в оформлении позволило подойти к системио. му проектированию всех его элементов в области псршневогсдс , ствия (подробнее этот вопрос рассмотрим в гл. 4).

Переход к анализу работы громкоговорителя за пределами поршневого действия встречает значительные трудности и своди-ся к последовательному решению на ЭВМ следующих трех основ, ных задач.

I. Расчет звукового поля по заданному распределению смещения на поверхности диффузора н акустического оформления.

Геометрия расчетной модели громкоговорителя в оформлении показана на рнс. 2.4. Прямоугольный корпус с размерами Л, h, t, имеет в боковой грани Sk отверстие радиуса о, край которого сопрягается с оболочкой вращения со сложной составной поверхностью Sr, моделирующей подвижную систему громкоговорителя. Поверхность корпуса Sk делит пространство иа две области: внутреннюю Vi и внешнюю Vq.

Рис. 2.4. Геометрия модели громкоговорителя в вформленин для расчета звукового поля

Задача расчета звукового ноля может быть сведена к решеник системы уравнений, состоящей из: 1) уравнения Гельмгольца:

Дф±+к24рт=0, (2.IV

Где к=ш/с-волновое число, ш -частота, с-скорость звука; <р*-потенциал, связанный со звуковым давлением следующий образом: р*=5ф*/3п (знак 4- относится к внешней области знак - к внутренней V,);

2) граничных условий:

на поверхности диафрагмы 5г:б<рз=/бп=±]ши*, )

на поверхности корпуса SK;<J(i>*/6n=±j<i№J,

I - смещение на стенке Kopnjca, ы* - смещение точек поверх-яости диффузора);

3) условий излучения.

дч&1дг-1кЧ1+ = 0{1/г), г-оо, (2.3J

цег - расстояние от излучающей поверхности.

II. Расчет распределения смещений на стенках корпуса Wi и дг поверхиостн диффузора (и*) как функции их конструктивных в физико-механических параметров и вынуждающей силы f<.

Уравнения, описывающие колебания стенок корпуса (в случае, если стенки корпуса изготовлены из ортотропиого (неоднородного) материала, например, фанеры), имеют вид:

д w/dt 4- 1/Р Л Й д w/dx* + 2О3 & w4dx ду + С wjdt

lloHp-fT-), (2.4)

где и - смещение стенок корпуса; р - плотность;

h-толщина; D\, D2, Ds - коэффициенты изгнбиой жесткости (2.81.

Уравнения, описывающие колебания подвижной системы гром-юговорителя, могут быть представлены в виде:

2 г1£ды*+р ЛЛЛй ;-/й2=, / = 1.2

(2.5)

где U* и*2, и*з - составляющие вектора смещений поверхиостн диафрагмы; Fi, fj, - составляющие вынуждающей силы; р+- -р -разность давлений во внешней и внутренней области; г]- К09ффнциеит потерь; р - ппотиость; h - толщина диффузора; Ди Чг -параметры Ляме, характеризующие геометрию оболочки St, till -оператор теории тонких оболочек [2.9].

1П. Расчет механической вынуждающей силы, действующей иа подвижную систему громкоговорителя, которая зависит от параметров звуковой катушкн н магнитной цепи.

Решение этой задачи будет рассмотрено далее (см. Непнией-*1ые искажения ).

Для численного анализа пространственного звукового поля, создаваемого громкоговорителем, необходимо совместное решение Полной системы уравнений (2.1) ... (2.5), что представляет .чначи-1ельные математические и вычислительные трудности. Поэтому На протяжении ряда лет в литературе исследуются различные упрощенные модели этой задачи [2.10, 2.11]. В отечественной прак-