2.4. нетрадиционные динамические и нединамические типы излучателей

Анализ литературных данных показывает, что с каждым годом расширяется номенклатура акустн-еских систем, использующих нетрадиционные излучатели динамического (ыагнепланары, юодниамические, ленточные, излучатели Хейла н др.) и нединамического типов (электростатические, электретные, льезо-пленочные, пьезокерамические, плазменные и др.). Объем их производства достигает примерно 15% общего выпуска громкоговорителей. В основном эти излучатели применяют в качестве высокочастотного звена в АС, однако имеется ряд моделей, применяющих широкополосные излучатели такого типа.

Рассмотрим типы излучателей, используемые в основном в моделях ЛС категории Hi-Fi.

Электростатические ~гго наиболее распространенный тип среди нединамических излучателей (в настоящее время 26 фирм выпускают 72 модели). Параметры наиболее известных из них рассмотрены в гл. 6. Принцип работы электростатического излучателя показан иа рис 2.19. Излучающим элементом im* ляется тонкая металлизированная пленка, как правило, из лавсана толщиной

О о-

Рис. 2.19. Элементы конструкции электростатического громкоговорителя:

- неподвижные электроды, излучающая мембрана, - согласующий трансформатор. 4 -источник поляризации

Рис, 2.20. Конструкция пьезопленоч-иого громкоговорителя: /--контакты, 2 - пьезопленочная мембрана, 3 - подложка

10 мкм, помещенная между двумя перфорироваиыми электродами га ме-аллизированного диэлектрика. Между мембраной и электродами приложено постоянное поляризующее напряжение. Переменное звуков<?е иапряжеине подайся через обмотку повышающего трансфсфматора к неподвижным электродам. Конструктивно широкополосный электростатический излучатель состоит из на-

бора кольцевых илн прямоугольных пластин, количество которых определж уровень звунового давления н воспроизводимый диапазш частот. Хотя при1 цип электростатического преобразования известен давно (первая конструквд была продемонстрирована в 1926 г. [2.33] на Берлинской выставке), серийны выпуск их начался только в конце 50-х годов. Причиной этого явилась необх димость решения ряда сложных технологических задач выбор и нанесение эле! троизоляционных локрытий, выбор материала электродов и т. д, Осяовн задачами при проектировании электростатических громкоговорителей являютс в настоящее время: расширение характеристики направленности и увеличенк динамического диапазона. Методы расчета и принципы коиструнровання элев тростатнческих излучателей изложены в работе [2 3]. Поскольку нзлучахеЛ! такого типа высоко ценят за чистоту и прозрачность звучания, объем it производства продолжает интенснвно расти.

Электретные излучатели отличаются от электростатических отсутстеве! йлока поляризации и использованием вместо него поляризованного диэлектрик; (электрета). В качестве электрета используют различные полимерные матерна лы, способные сохранять длительное время заряд иа поверхности после п0л1г ризации в коронном разряде Существуют конструкции излучателей, где электретный материал можно использовать в качестве излучающей мембраны (бн-полярный, моноэлектрет) нли наносить на электроды (массивный электрет). Отсутствие необходимости использовать поляризующее напряжение является преимуществом таких излучателей, однако трудности в обеспечении стабильности поверхностных зарядов иа большей площади ограничивают возможноств их широкого применения в излучателях.

Льезопленочные излучатели. После открытия в 1969 г. японским фнзикок Kawai пьезоэффекта у полнвннилиденфторидиой пленки (ПВДФ) начались работы по применению ее в электроакустических преобразователях Процесс, который придает высокополимерным материалам пьезоэлектрические свойства, включает следующие операции: вытягивание пленки в одном или двух ва-правленнях в 4 .. 6 раз при температуре 60 ... 100° С; напыление иа обе стороны алюминия, поляризацию орнеитироианиой пленки в постояннон электрическом поле. Если обработанную таким образом пленку изогнуть и закрепить ее концы, то при приложении переменного напряжения в направлении, перпендикулярном Поверхности пленки она начинает пульсировать и излучать звук. Пер вые конструкции высокочастотных пьезопленочных громкоговорителей представляли собой жесткие перфорированные цилии;фы, на которые натягивалась пленка нз ПВДФ вместе с мягкой подложкой нз поролона. Конструкция такого излучателя локазэна на рнс 2.20. Фирма Pioneer выпустила целую линейку АС с использованием пьезопленочных излучателей такого типа HPM-IOO, НРМ-2И и др. Б 1982 г. фирма Audax (Франция) представила образец высокочастотна пьезопленочного излучателя купольной конструкции из двуосно ориентированной пленки (толщина пленки 25 мк, масса подвижной системы 100 мг, днапя-зон воспроизводимых частот 7-50 кГц). Сравните,чьиая простота коиструкдяй. отсутствие постоянных магнитов являются преимуществом данного типа нзлУ чателей.

Плазменные излучатели (плазмотроны, нонофоны} используют для воспр изведення звука за счет пульсации объема иоииаированннэго воздуха в npoctparf ве между элвктрояа ш. Флрма Magnat создала конструкцию, в оторой элект? ды выполнены в виде акустически прозрачного металлического шара н остро* 2

речного электрода вн>трн него Возбуждение короииого разряда производится jripemcnnbim напряжением U=2 кВ с частотой /=27 мГц. Воспроизводимый диапазон частот 2,5 ... 20 кГц, нелинейные искажения 0,5%. Основным преимуществом плазменного излучателя является практически безынерцноиное воспро-взведение звука, т. е. отсутствие переходных искажений- В настоящее времк известно несколько моделей таких излучателей фирмы Audax (Франция), фир-иы Plasmalronic (США), фирмы Magnat (ФРГ), фирмы Transpulsar (Франция) я ДР

Пьезокерамические излучатели в качестве возбуждающего звена используют -биморфный элемент, лолучениый путем склеивания двух пласрш! из пьезо-фамикк (цнрконата титана, титаната бария н др.). Биморфный элемент за-црепляют с двух сторон, а при подведении электрического сигнала в нем происходит деформации изгиба. Центральной точкой деформирующийся элемент соединяется с диафрагмой, которая для увеличеиня чувствительности излучателя обычно нагружается на рупор К достоинствам данного вида излучателей следует отнести: экономичность и малую массу. В 1980 г. на рынок США шо представлено 20 моделей АС с пьезок)амическими выссжочастотиыми нз-дучателями.

ленточные громкоговорители Стремление соединить достоинства электростатических громковогорителей с динамическими привело к созданию ленточ-вих излучателей. В качестве излучающего элемента они имеют легкую гофрированную ленточк} из алюынниеной фольги (рнс. 2.21,с)

Ленточные хромкоговорителн выпускают сейчас 12 фирм (30 моделей). Параметры ленточного громкоговорителя РТ-85 фирмы Pioneer, например, следую-цне. диапазон частот 10 ... 120 кГц, паспортная мощность 80 Вт, чувствительность 94 дБ, габаритные размеры 87X63,5X144 мм. Наряду с таким преиму-

he. 2.21 Основные элементы конструкции изл>чателей: а) ленточного (i-лен-Tvivz, 2-магнит), б) преобразователя Хейла (/-гофрированная мембрана, 2 -проводник), в) изодинамического -магниты, 2-мембрана. 5 -проводник)