11. Такая конструкция на низких частотах работает как поршневой излучатель. Колебательные движения диффузора возникают при действии на него силы γ , определяемой равенством

Γ = B/i , которая прямо пропорциональна индукции в зазоре В, длине повода l и силе тока i. Чем больше сила, тем больше амплитуда колебаний.

Рис. 6.4. Динамический диффузорный громкоговоритель: 1 — звуковая катушка; 2 —диффузор; 3 — подвес диффузора; 4 — корпус; 5 — шайба; 7 — магниты; 6 и 8 — фланцы; 9 — керн; 10 — кольцевой зазор; 11 — отверстия для выхода тыльного излучения.

Вопрос № 7. Для измерения частотной характеристики громкоговорителя используется измерительный микрофон, напряжение на выходе которого пропорционально величине звукового давления. Вычислить звуковое давление и его уровень для нескольких частот, указанных в таблице. За нулевой уровень принять давление, создаваемое на частоте 1000 Гц. Для расчета величины давления воспользоваться формулой чувствительности микрофона и величиной чувствительности, приведенной в таблице 1.

Таблица №1

Частота f, Гц	40	200	1000	5000
Чувствительность микрофонає, мВ/Па	3	7	10	6
Напряжение, измеренное на выходе микрофона V, мВ Звуковое давление, создаваемое громкоговорителем P, Па уровень звукового давления N, дБ	0,9	1,32	0,8	0,02

Чувствительность микрофона Е - это отношение напряжения на выходе микрофона к звуковому давлению на заданной частоте при угле падения звука θ = 0 град. Следовательно, Е = V / P, отсюда находим :P = V / E.

Уровень звукового давления N - это отношение звукового давления на заданной частоте к звуковому давлению на частоте 1000Гц, принятой за нулевой уровень :N = 20 lg( P / P(f = 1000Hz)).

Проведя вычисления, получаем следующие результаты :

Частота f, Гц	40	200	1000	5000
Чувствительность микрофонає, мВ/Па	3	7	10	6
Напряжение, измеренное на выходе микрофона V, мВ Звуковое давление, создаваемое громкоговорителем P, Па уровень звукового давления N, дБ	0,9 0,300 11,5	1,32 0,189 7,5	0,8 0,080 0	0,02 0,003 -8,5

Вопрос № 8.При снятии частотной характеристики двух громкоговорителей получены уровни звукового давления, указанные в таблице 2. По приведенным данным построить частотные характеристики для обоих громкоговорителей на одном графике ( масштаб по оси частот должен быть логарифмическим, для чего нормированные частоты, указанные в таблице следует отложить равномерно). Объяснить отличия построенных характеристик и особенности конструкции громкоговорителей, которые могли бы явиться причиной этого отличия.

Таблица 2.

Частота f, Гц	Уровень звукового давления N, дБ
	1-й громкоговоритель	2-й громкоговоритель
31,5	-5	-
40	2	-
50	-1	-
63	2,5	-
80	-2	-
100	0	-
125	3	-
160	-1	-
200	0	-
250	2	-
315	5	-
400	2	-
500	-1,5	-
630	0	-
800	2	-20
1000	0	-10
1250	-3	-2
1600	-7	-1
2000	-10	5
2500	-20	2
3150	-27	0
4000	-	5
5000	-	4
6300	-	2
8000	-	1
10000	-	2
12500	-	0
16000	-	-15

По представленным в таблице 2 данным строим графики частотных характеристик громкоговорителей №№ 1 и 2 в логарифмическом масштабе по оси частот :

Частотная характеристика по звуковому давлению (ЧХЗД) - это зависимость звукового давления, развиваемого громкоговорителем в точке свободного поля, находящейся на определенном расстоянии от рабочего центра, от частоты при постоянстве величины напряжения на входе. ЧХЗД характеризуется неравномерностью и эффективно воспроизводимым диапазоном частот.

Неравномерность ЧХЗД определяется уровнем давлений Рмакс и Рмин в заданном диапазоне частот, выраженным в децибелах, т.е. Nн = 20lg(Рмакс/Рмин). Эффективно воспроизводимый диапазон частот - это диапазон, в пределах которого ЧХЗД не выходит за пределы заданного поля допусков или обладает неравномерностью, не превышающей заданное значение.

Если принять поле допусков ЧХЗД для громкоговорителей №№ 1и 2 равным +/- 5дБ, то из полученных зависимостей видно, что 1-й громкоговоритель и 2-й громкоговоритель имеют примерно одинаковую неравномерность, но существенно различные эффективно воспроизводимые диапазоны частот - 1-й громкоговоритель 30...1400Гц и 2-й громкоговоритель1100...14000 Гц.таким образом, громкоговоритель № 1 - низкочастотный, а № 2 - высокочастотный.

Основным конструктивным отличием громкоговорителей 1 и 2, приводящим к различию их ЧХЗД , является размер (диаметр) их диафрагмы - подвижного элемента головки громкоговорителя, выполняющего при колебаниях роль воздушного поршня, инициирующего воздушную звуковую волну. Наиболее эффективное звуковой волны происходит в том случае, когда диаметр диафрагмы имеет близкий порядок с длиной волны излучаемого звука. Следовательно, чем больше диаметр диафрагмы, тем больше длина волны звука, который она излучает, тем, следовательно, ниже частота излучаемого звука, поскольку частота звука ω связана с его длиной волны λ соотношением : ω = 2πVзв / λ, где Vзв - скорость звука. Поэтому размер головки громкоговорителя №1 превышает размер головки громкоговорителя №2. Если принять центральную частоту диапазона громкоговорителя №1 примерно 500 Гц, а №2 - примерно 5000 Гц, то величина этого превышения будет составлять примерно 10 раз.