вико-механическнх параметров подвесов на характер и уровень нелинейных искажений громкоговорителей в области низких частот. Стрем.пеине снизить этот уровень и заставляет постоянно совершенствовать технологию изготовления и конструкции гофрированных подвесов н тпайб.

В области средних и высоких частот основное влияние на уровень искажений оказывают упругие характеристики диффузоров. Экспериментальные исследования показали, что конструктивные иеры, направленные на увеличение нх жесткости и илотиости Кувеличенне кривизны образующей, выбор оптимального закона распределения толщины вдо.чь образующей, применение ребер жесткости и т. д.) приводят к снижению уровня нелинейных искажений в этой области частот.

Субгармонические искажения возникают в основном из-за параметрических колебаний диафрагмы (или потери динамической устойчивости [2.25]). Как уже было показано, диффузор {Громкоговорителя представляет собой тонкую упругую оболочку вращения, на которую действует вынуждающая сила со стороны ввуковой катушкн, направленная вдо-чь осн (см. рис. 2.4). Если разложить эту сил> на две составляющие: поперечную, направленную перпендикулярно к образующей диффузора, и продольную,- то поперечная составляющая вынуждающей силы вызывает изгибине колебания в диафрагме с частотой /о, а продольная составляющая приводит к периодическому сжатию-растяжению вдоль образующей. Прн опреде.пениом значении продспьисй составляющей вынуждающей силы, называемой критической , и значении ее частоты fp ( римерио равной удвоенной резонансной частоте диффузора) происходит явление потери динамической устойчивости , что приводит к появлению изгибных колебаний с частотой (l/n)fc. Осциллограмма такого параметрического колебания показана на рнс. 2.9,а. Из нее видно, что на колебания основного тона с частотой fo накладываются колебания с частотой /о/2 (что на с.чух воспринимается как призвук ). Д-чя громкоговорителей, применяемых в аппаратуре Hi-Fi, уменьшение призвуков чрезвычайно актуально. Теоретическое и экспериментальное исследование параметрических жо-Чебаний диафрагм громкоговорителей выполнено в работах [2.24], [2.25].

Для каждой оболочки теоретически возможно существование нескспькнх областей лотери динамической устойчивости , однако экспериментальные нссчедования [2.25] на большом числе громкоговорителей показали, что наибольшую вероятность появления слышимых призвуков имеет первая частотная область гаотери динамической устойчивости, которая приближенно определяется как

где о)( з - первая резонансная частота диафрагмы, e=0,5fs/f j р, fг - продольная составляющая вынуждающей силы, Fiet - характерная для даииого вида диафрагмы критическая нагрузка 16

(определяется ее конструктивными и фнзико-механическимн параметрами).

С увеличением приложенной нагрузки ширина области динамической неустойчивости возрастает, прн подходе к частотной границе области .происходит .интенсивное нарастание амплитуды параметрических колебаний и затем резкий срыв (рис. 2.9,6). При

o,os

0,025

Рис 2.9. Осцилограчма параметрических колебаний (а) и

....... зависимость амплитулд паря-

ШО 5000 6500 f Гц метрических колебаний от -и-t) стоты (6)

да.чьнейшем увеличении подводимого к громкоговорителю напряжения может наступить режим биений, что в частотной области соответствует гпоявлению боковых полос вокруг основной частоты и субгармонических составляющих (рис. 2.8). Такой вид колебаний субъективно воспринимается как дребезг . Для повышения уровня критических нагрузок, а следовательно, и снижения вероятности появления параметрических колебаний при бспьших мощностях, принимают специальные конструктивные меры, направлен иые на повышение жесткости диафрагмы и сдвиг спектра ее ре зонансных частот в высокочастотную область, а также различны методы увеличения демпфирования в подвесах и диффузорах.

Гармонические искажения высоких порядков (л/о) - при во: бужденни громкоговорителя тональным сигналом в излучаемо спектре могут ярисутствовать гармоники высших порядков (п={ (рис. 2.8). Как уже отмечалось, чувствительность слуха к гари никам высших порядков в несколько раз больше, чем к гармон нам низших (л=2, 3), поэтому присутствие гармоник с лБ, в же с небольшим уровнем, воспринимается как помеха . Ее уровни этих гармоник не убывают с возрастанием их номера.

субъективно это воспринимается как дребезг (что служит причиной забракования громкоговорителей в соответствии с ГОСТ 16122-78), Основной причиной его появления служат механические дефекты при сборке и изготовлении деталей. Спектр громкоговорителя прн наличии дребезга показан на рис. 2.8. Этот внд искажений с трудом поддается аналитическому описанию, однако экспериментальные исследования позволили разработать объективные методы распознавания дребезга [2.26].

Интермодуляционные и частотно-модулированные (аффект Доплера) искажения отдельных громкоговорителей оценивают обычно по методике, описанной в гл. 1. Все конструктивные и технологические меры, направленные на повышение жесткости или демпфирования в подвижных системах, приводят также и к снижению интермодуляцнонных искажений, так как причиной нх появления служит та же амплитудная нелинейность упругих характеристик подвижных систем, что и для других видов искажений.

Частотно-модулированные искажения (ЧМ) в излучателях, обусловленные эффектом Доплера, могут достигать значительных уровней для широкополосных громкоговорите.пей с бо.чьтаой амплитудой смешения на нижних частотах, что можно оценить по формуле, полученной в работе [2.27]:

OF = 0,033j Jj,

где Ш] - смещение диафрагмы на модулирующей (низкой) частоте; ft - моДу.пируемая (высокая) частота, DF-корень квадратный из отношения мощности боковых полос в спектре ЧМ колебания ж общей мощности нз-пучаемого сигнала на частоте fi.

Однако, как было показано, спектр комбинационных составляющих, возникающих за счет эффекта Доплера, практически совпадает со спектром интермодуляцнонных искажений. Поэтому для оценки нскажеиий Доплера в громкоговорите.пях также используется методика измерений относитсчьной частотной девиации. Основные меры снижения этого вида искажений состоят в использовании громкоговорителей в АС в ограниченном диапазоне частот, снижении амплитуд смещения на частоте основного резонанса, испо.пьзованни НЧ, СЧ и ВЧ головок в изолированных корпусах н т. д.

Все вышеперечисленные виды нелинейных искажений обусловливаются нелинейностью колебательных процессов в подвижной системе громкоговорителя. Однако в громкоговорителях имеется еще один узел: звуковая катушка - магнитная цепь , который также является источником нелинейных искажений, возникающих в процегее э.пектромеханического преобразования энергии. Как известно, механическая сила F, действующая на подвижную систему со стороны звуковой катушки, связана с током /, протекающим через нее, спедуюшим соотношением;

F= ВЦ,