Раздел 2: Электроакустика

2.1. Электроакустические измерения

2.1.1.Классификация электроакустических излучателей. Основные характеристики. Области применения.

В соответствии с международной классификацией термин «громкоговоритель»применяется к устройствам, предназначенным для эффективного излучения звука в окружающее пространство в воздушной среде,содержащим одрну или несколько головок громкоговорителей при наличии акустического оформления и электрических устройств (фильтры,регуляторы и т.д).

Этот термин обозначает любой акустический преобразователь, излучающий звук в воздушную среду. Устройство, содержащее громкоговорители, фильтры, корпус и др.,называется «акустическая система». В зависимости от области применения, может обозначаться как «акустический студийный агрегат», «звуковая колонка» и т.д.

Они имеют существенные различия в параметрах и различаются большим разнообразием конструкций и дизайна. Все виды акустических систем можно разделить на несколько категорий в зависимости от области их применения:

1.Акустические системы для домашнего применения, которые можно подразделить на системы: массовые; высококачественные – категории HI-FI и HIGH END; акустические системы для домашних аудио-видеокомплексов – Homr Theatre; для современных компьютерых систем – Multi Media и др.;

2. Акустические системы для систем озвучивания и звукоуселения, в том числе для конференц-систем и систем перевода речей (к им относятся звуковые колонки);

3. Крнцертино-театральые акустические системы, в том числе мощые балочные портальные системы, системы подзвучки зала и сцены и т.п;

4. Студийные акустические системы – акустические мониторы (агрегаты), предназначенные для контроля качества звука в различных студиях видео-звукозаписи, радио-телестудиях;

5. Автомобильные акустические системы, а также – акустические системы для озвучивания других видов транспорта (самолетов,поездов);

6. Акустические системы для переговорных устройств, систем оповещения, абонетских систем и для другого служебого применения.

В современных высококачественных акустических системах, подавляющее большинство фирм использует многополосный принцип их построения. Акустическая система состоит из:

-излучателей, каждый из которых работают в своем частотном диапазоне: низко, средне, высокочастотном (НЧ, СЧ,ВЧ);

-корпуса, который может состоять как из нескольких отдельных корпусов (блоков) (каждый для излучателей своего диапазона), так и представлять единою кострукцию

-фильтрующе-корректирующих цепей, а также других электронных устройств (например,для защиты от перегрузок)

-звуковых кабелей и входных клемм, являющихся неотъемлемым элементом кострукции АС; усилителей для активых акустических систем и кроссоверов (активных фильтров),в случае применения отдельных усилителей для каждой полосы частот.

Классификация излучателей может быть произведена по различным признакам:

-принципу действия, -способу излучения, -полосе передаваемых частот, -форме диафрагмы, -области применения .

1.Принцип действия – способ преобразования электрической энергии в акустическую.

Наибольшее промышленное применения имеют электродинамические громкоговорители, определяемые как «преобразователи, действие которых основано на движении в постоянном магнитном поле проводника или катушки, питаемых переменным током».

Электродинамические говорители могут быть реализованы в нескольких вариантах:

Катушечные – в магнитное поле помещается цилиндрическая катушка с намотанным проводником, при движении которой приводится в колебания жестко скрепленная с ней диафрагма. Громкоговоритель состоит из трех частей: подвижной системы, магнитной цепи и диффузодержателя.

Подвижная система включает в себя подвес, диафрагму (коническую или купольную),центрирующую шайбу, пылезащитный колпачок, звуковую катушку, гибкие выводы.

Звуковая катушка представляет собой цилиндрический каркас с намотанным в несколько слоев изолированным прводником. При пропускании переменного тока по звуковой катушке, помещенной в радиальный зазор магнитной цепи,на нее будет действовать механическая сила F=BLI.где B-идукция в рабочем зазоре,L – длина проводника,I-сила тока. Под действием этой силы возникают осевые колебания катушки и скреплеой с ней диафрагмы.

Центрирующая шайба представляет собой гофрированную мембрану,которая обеспечивает центровку звуковой катушки в зазоре, препятствует ее крутильным колебаниям, позволяя ей совершать осевые колебания,т.е. центрирующая шайба должна обладать большой гибкостью в осевом направлеии и малой в радиальном и кольцевом.

Подвес – кольцевая, обычно гафрированная оболочка, позволяющая диафрагме совершать осевые колебаия и предохранять ее от крутильных колебаний,т.е она также должна обладать большой гибкостью в осевом направлении и малой в кольцевом и радиальном.

Диафрагма представляет собой упругую оболочку различной формы (коическую,сферическу,плоскую),в которой под действием механической силы со стороны звуковой катушки возикают колебания, которые возбуждают окружающую воздушную среду и создают звуковые волны.

Пылезащитный колпачок – купольная или плоская пластинка,предохраняющая зазор магнитной цепи от попадания пыли,и одновременно являющаяся ребром жесткости для диафрагмы.

Гибкие выводы-проводники,соединяющие выводы звуковой катушки с присоединительными клеммами громкоговорителя.

Магнитная цепь выполняется обычно в трх вариантах – кольцевая с ферритовыми магнитами; керовая с литыми магнитами;кольцевая с литыми магнитами.

Диффузодержатель служит для объединения магнитной цепи и подвижной системы и обеспечивает возможность закрепления громкоговорителя в корпусе.

2. Способ трансформации акустической энергии.Громкоговоритель,у которого диафрагма излучает звук непосредствео в окружающую среду,называется громкоговорителем прямого излучения.Если диафрагма излучаети звук через предрупорную камеру,то это узкогорлый рупорный громкоговоритель.

3.Полоса передаваемых частот. Способ конструирования и техология производства громкоговорителей существенно различаются в зависимости от того, в какой полосе частот они должны работать.По этому признаку громкоговорители разделяются на широкополосные; низкочастотные; высокочастотные.

4.Форма диафрагмы – конус (прямолинейны или криволинейный), купол (выпуклый или вогнутый),плоский диск или кольцевой сегмент.В зависимости от этого громкоговорители разделяются на конусные,купольные и т.д.

5.Области применения. Взависимости от области применения параметры громкоговорителей и их конструкция значительно различаются.Основные из них следующие: массовая аппаратура (приемники,телевизоры,магнитофоны),аппартура категории HI-FI,концертно-театральная,студийная аппаратура,звуковые системы для озвучивания и оповещения,автомобильные акустические системы.