ществом, как малые переходные нскаження, ленточные гроикоговорнтелн имеют ряд недостатков: большой вес магнитов, малое сопротивление ленточки, требующее согласующих трансформаторов и др.

Излучатели Хейла (названы так по имени изобретателя)-первая модель была выпущена фирмой ESS (США) в 1973 г. Излучатель представляет собой гофрированную мембрану (из тефлона, нейлона и др) с нанесенным иа нее металлическим проводником определенной конфигурации, который помещают в сильное магнитное поле (рис. 2.21,6). При подведении к проводнику электрического сигнала складки гофра одной стороны мембраны сжимаются, друге (- разжимаются. Прн этом происходит трансформация акустического давления, за счет чего увеличивается КПД. В настоящее время фирма выпускает семь видов Ас с такими излучателями, в том числе широкополосную модель Transar

Изодинамические излучатели (магнепланары) имеют в качестве изл>чающе-го элемента тонкую диэлектрическую мембрану, на которую методом напыления наносится проводник в форме прямоугольной спирали. Мембрана помешается в зазоре между параллельными магнитами (рис. 2.21,е). Серийно изодинамические излучатели выпускают ряд зарубежных фирм: Magnepan (США), Foster (Япония), Matsushita (Япония) и др.

Параметры отечественного серийно выпускаемого громкоговорителя (10ГИ-1) следующие: воспроизводимый днапазои частот 2,0 ... 30 кГц, чувствительность 87 дБ, номинальная мощность 10 Вт, габариты 105X120X35 мм

Таким образом, в акустических системак като-ории Hi-Fi применяют разнообразные типы излучателей нединамического и нетрадиинониого динамического типов, каждый из которых имеет свои определенные преимущества и недостатки.

В заключение следует отметить, что значительный прогресс в проектировании высококачественных громкоговорителей, достиг-1 иутый за последние годы, и явился главной причиной, позволившей создать новое поколение высококачественных акустических систем категории Hi - Fi, отличающихся максимальной естественностью и реализмом звучания.

РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ В АКУСТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

♦

3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Практически все современные высококачественные акустические системы являются многополосными, т. е. состоящими Р нескольких громкоговорителей (чаще всего трех), каждый и? которых работает в своем днапазоне частот. Это обусловлено тЦ что в силу ряда причин, изложенных в [2.3], невозможно со дать дннамнческнй громкоговоритель, обладающий хорошими Щ

рактеристиками в широком диапазоне частот. Для распределения энергии звукового сигнала между громкоговорителями АС используют электрические разделительные фильтры.

Влияние разделительных фильтров на формирование характеристик АС в предыдущие годы недооценивалось: им отводилась лишь роль ослабления сигнала за пределами рабочей полосы частот громкоговорителей. Однако развитие техники АС категории Hi-Fl заставило корениым образом пересмотреть взгляд на роль разделительных фильтров в АС н на методику их проектирования. Многочисленные теоретические и экспериментальные работы, посвященные вкладу разделительных фильтров в коррекцию характеристик излучателей и в формирование объективных и субъективных характеристик АС, опыт создания лучших отечественных и зарубежных АС, заставили считать разделительные фильтры одним из важнейших компонентов АС, с помощью которого можно синтезировать многие необходимые электроакустические .характеристики АС и добиться значительного прогресса в обеспечении естесгвеипости звучания.

Первые теоретические работы, посвященные расчету разделительных фильтров и анализу их влияния на характеристики АС, относятся к 30-м годам. В ранних работах расчет разделительных фильтров АС основывался на теории пассивных фильтров верхних и нижних частот с активной нагрузкой, образуемых из LC-звень-ев типа К (обеспечивающих передаточную функцию по напряжению* без мулей передачи на Конечных частотах, т. е. обладающих монотонным спадом АЧХ в полосе задержания) и из LC-звеньев типа т (обеспечивающих передаточную функцию по напряжению с нулями на конечных частотах, т. е. обладающими всплесками АЧХ в полосе задержания, но обеспечивающими лучшую фильтрацию).

При этом рассматривали только характеристики затухания фильтров Позднее были предложены разделительные фильтры постоянного входного напряжения и образуемые из пары пассивных /,С-фильтров Баттерворта лестничной структуры** .нижних и верхних частот, работающих иа активную нагрузку. Было показано, что разделительные фильтры Баттерворта нечетных порядков обеспечивают (без учета характеристик громкоговорителей) плоскую суммарную АЧХ по напряжению, ио обусловливают несимметричную характеристику направленности АС в полосе разделения частотных каналов, а фильтры четных порядков, обеспечивая симметричную характеристику направленности, имеют суммарную неравномерную АЧХ по напряжению с веп.теском 3 дБ

* Под передаточной функцией фильтра по напрялсенню понимают отношение комплексной амплитуды напряжения на выходе фильтра к комплексной амплитуде напряжения на входе.

Фильтры Баттерворта нижних и верхних частот характеризуются гладкоЛ АЧХ в полосе пропускания и монотонным спадом в полосе задержания, нх передаточная функция образуется из полиномов Баттерворта. корни которых расположены на окружности в плоскости комплексного переменного [3 1].

3-105 бГ)

в о6лас*и частоты разделения. Фазочастотная характеристика фйльтрЬв этого класса (как четных, так и нечетных порядков) нелинейна В 70-е годы появились работы, посвященные новому классу разделительных фильтров, обладающих линейной, а точнее равной нулю на всех частотах, суммарной ФЧХ по напряжению и плоской АЧХ [3 2]. Несмотря на кажущиеся преимущества разделительных фильтров этого класса, интерес к ним постепенно снизился вследствие того, что линейность ФЧХ по напряжению этих фильтров получается за счет ухудшения целого ряда параметров - избирательных свойств, чувствительности к разбросу параметров, характеристик паправлепности АС в области частоты раздела каналов и т. д Во второй половине 70-х годов в АС стали применять новый класс разделительных фильтров, получив-ших название всепропускающего типа [3.3]. Такое название объяЬняется тем, что суммарная АЧХ по напряжению пары фильтров верхних и нижних частот не зависит от частоты, подобно АЧХ фазовых корректоров, не вносящих амплитудных искажений и называемых всепропускающими цепями Разделительные фильтры всепропускающего типа удовлетворяют одновременно многим требованиям: они обеспечивают плоскую суммарную АЧХ По напряжению (т. е. опять без учета характеристик громкоговорителей), симметричные характеристики направленности АС в области частот разделения частотныхканалов, низкую чувствительность к изменению значений э.чементов, малый уровень фазовых-искажений Фильтры этого типа нашли применение как в послед- них отечественных разработках АС, так и в АС некоторых зарубежных фирм

Совсем псдавно был предложен еще один класс разделительных фильтров, обеснечнвающих плоскую АЧХ по напряжению, близк\ю к симметричной характеристику направленности в полосе раздела частотных каналов и линейную ФЧХ по напряжению в ограниченном диапазоне частот [3.4]. Однако этот класс фильтров пока не получил распространения в АС. Причина, возможно, в том, что такие фильтры реализуются только с применением активны ; элементов н требуют использования широкополосной линии задержки. Кроме того, обеспечение линейности ФЧХ, достигаемое в этих фильтрах ценой значительных затрат, является, как было сказано выше в гл 1, избыточным.

До недавнего времени конструирование разделительных фильтров в ,АС шло практически методом проб и ошибок . Это объ-1сняется тем, что все теоретические работы прошлых лет, посвя-денпые расчету разделительных фильтров в АС, исходили из /словия идеальности самих громкоговорителей. При анализе ;войств разделительных фильтров того или иного типа и рассмотрении их влияния на характеристики АС пренебрегали направлен-1ыми свойствами громкоговорителей и условиями их фнзическо-0 размещения в корпусе АС, считали, что громкоговорители об-1алают плоской АЧХ, не вносят фазовых сдвигов в воспронзво-имый сигнал и имеют активное входное сопротивление. Вслед-i6