22.Частотная характеристика входного сопротивления громкоговорителя

Приведем полную схему входного сопротивления громкоговорителя.

рис.15.4

Рассмотрим поведения модуля входного сопротивления от частоты 1. При ω=0 – постоянный ток. Электрический контур замыкается через R_зк, L_зк и L^*. Сопротивление z_вх=R_зк.

2. Наблюдается низкочастотный механический резонанс между элементами C^* и L^*на частоте . Контур C^*-L^* можно рассматривать как бесконечное сопротивление. Электрический контур на частоте ω= ω₀ замкнется через элементы R_зк, L_зк и R^*. Сопротивление ω₀L_зк очень мало и можно считать z_вх ≈R_зк+R^*.

3. На частоте ОРРРнаблюдается электромеханический резонанс или антирезонанс (сопротивление падает). По сути, на частоте ω=ω₁ резонирует индуктивность звуковой катушки с массой подвижной системы. Сопротивление цепочки L_зк-C^* равно нулю. Контур электрический замкнется через R_зк, L_зк и C^* и входное сопротивление z_вх=R_зк.

4. в области высоких частот (ω→∞) электрический контур замкнется через R_зк, R_п и C^*, причем сопротивление 1⁄(ωC*) очень мало и z_вх ≈R_зк+R_п.

Представим изложенные рассуждения на графике z_вх (ω ).

pис.15.5

Поскольку реальный громкоговоритель начинает работать с частоты ω>ω₀ , а R_п «R_зк, то во всем рабочем диапазоне можно считать z_вх ≈R_зк.

23. Нелинейные искажения громкоговорителя

Нелинейные искажения (когда в излучаемом сигнале появляются гармоники частотных составляющих, присутствующих на входе) являются фактором, ограничивающим допустимые к громкоговорителю. Увеличивая электрическую мощность сигнала сверх номинальной, мы резко увеличиваем нелинейные искажения.

Причины нелинейных искажений:

1. Нелинейность упругих подвесов громкоговорителя (воротник, центрирующая шайба).

2. Непостоянство магнитной индукции в области колебаний звуковой катушки.

Разберём первую причин. Искажения возникают вследствие того, что упругие подвесы не успевают восстанавливать форму в процессе колебаний. Отметим, что эти искажения наблюдаются в области максимальных амплитуд смещений системы. Амплитуды связаны с частотой системы: v=ωx, следовательноx=v∕ω.Поскольку максимальная скорость наблюдается на частоте резонанса ω₀ (или на низких частотах), поэтому и смещение на ней максимально.Отсюда вытекает, что трудности в борьбе с нелинейными искажениями встречаются у низкочастотных и широкополосных громкоговорителей. В них должны быть конструктивно предусмотрены возможности получения достаточно больших амплитуд смещения. Для этого необходимо:

1. Достаточно большая глубина складок гофра, т.е. следует увеличить отношение высоты гофра h к его шагу l.

2. В роли гофра использовать более эластичный материал, чем целлюлоза (например, целлюлоза, пропитанная специальным составом; резина).

Кроме того:

а) не следует перегружать громкоговоритель электрической мощностью сверх номинальной;

б) следует осторожно относиться к низкочастотной коррекции частотной характеристики или лучше применить удачный вариант внешнего оформления, чем пытаться скорректировать его недостатки частотной характеристикой.

Вторая причина нелинейных искажений обусловлена непостоянством магнитной индукцииВв воздушном зазоре.

Рассмотрим фрагмент магнитной системы в той части, где расположена звуковая катушка.

h_к – высота звуковой катушки; h_эф – эффективная высота звуковой катушки (индукция сохраняется постоянной).

При больших амплитудах смещения х_т катушка выходит за пределы магнитного зазора, в котором индукция магнитного поля практически сохраняется постоянной. В этом диапазоне колебаний наблюдается нелинейность силы F и тока I:

К ак и предыдущие, эти искажения более всего проявляются на НЧ в области максимальных амплитуд колебаний.

Рекомендации для предотвращения искажений:

1. Высоту звуковой катушки следует делать меньших затрат меди.

h_фл =h_к+2х_т

2. В ысоту звуковой катушки можно сделать больше высоты фланца. В этом случае коэффициент трансформации сохраняется за счет сохранения h_эф катушки.

h_к=h_эф+2х_т

Недостаток этого способа – увеличение длины каркаса звуковой катушки, увеличение веса, затраты материала и опасность переноса.