|
| |
|
Главная Журналы ческое сопротивление громкоговорителя с довольно низким сопротивлением нагрузки, т. е. воздушной средой. Причина незначительной эффективности заключается в том, что источник звука сравнительно небольших размеров излучает шаровую волну, которая расходится но всем направлениям от источника. Энергия, отдаваемая источником, распределяется но поверхности, возрастающей с квадратом расстояния от источника, вследствие чего амплитуда звукового давления вблизи от излучателя очень быстро надает. Если заставить излучатель звука работать на рупор, т. е. на трубу постепенно возрастающего сечения, то закон уменьшения амплитуды с расстоянием определяется уже формой рупора. Выбирая ту или иную форму рупора, можно получить довольно медленное убывание амплитуды звукового давления вблизи излучателя. С помощью рупора соответствующей формы удается нагрузить излучатель довольно большим сопротивлением излучения, зависящим от частоты лишь в очень незначительной степени. Какую же форму нужно придать рупору, чтобы получить наиболее благоприятный закон убывания давления с расстоянием? В своей начальной части рунор должен расширяться очень медленно, чтобы вблизи от расноложенного там излучателя звуковое давление не уменьшалось слишком резко. Оконечное отверстие (устье) рупора, где звуковая волна переходит в неограниченное пространство, должно быть достаточно велико с целью избе/кать скачкообразного изменения давления на границе рупора с внешней средой; в противном случае значительная часть энергии волны отразится от оконечного отверстия обратно в рунор. Этим требованиям наиболее полно отвечает экспоненциальный рупор. Его сечение возрастает те.м медленнее,  Рис. XIII-13. Заэкранные громкоговорители в кинотеатре «Россия»  Рис. ХП1-14. Экспоненциальный рупор В ТОМ случае, когда чем оно меньше, и, значит, тем быстрее, чем оно больше. Другими словами, при переходе на заданный отрезок осевой длины рупора его сечение должно увеличиваться в одно и то же число раз, где бы ни выбрать этот отрезок. На рис. ХИ1-14 изображен разрез такого рупора; его сечение уве.личивается в 2,09 раза при переходе на каждые 10 сл в сторону от горла. Роль рупора хорошо видна из рассмотрения рис. ХП1-15, где показано, как уменьшается звуковое давление в экспоненциальном рупоре но мере удаления от излучателя (кривая а); на том же графике для сравнения представлено убывание давления в шаровой волне, т. е. рунор снят (кривая б). Несмотря на то, что рунор увеличивает к. п. д. громкоговорителя, для эффективного воспроизведения низких звуковых частот он должен быть значительных размеров, что и составляет главный недостаток этого вида акустического оформления. Поэтому в настоящее время рупорные громкоговорители находят широкое применение в качестве высокочастотных звеньев в двух- и трехполосных акустических агрегатах, так как для воспроизведения высших частот размеры рупора и всего громкоговорителя должны быть небольшими. На рис. ХП1-16 показано устройство высокочастотной головки нормального рупорного громкоговорителя. Подвижная система состоит из звуковой катушки 7, жестко связанной с металлической диафрагмой 2, имеющей форму невысокого сферического кунола; сферическая форма придается диафрагме для жесткости. Звуковая катушка наматывается а.люминиевым проводом. Плоский воротник диафрагмы зажимается но окружности, сообщая подвижной системе необходимую податливость в осевом направлении. Руиор 3, начинающийся внутри керна, со-  4. 5 в 78 Шел Рис, XIII-15. Ход уменьшения звукового давления ly зкспонен-цнальном рупоре (а> и шаровой волне (б) единяется с предрупорной камерой 4 посредством радиальных каналов 5 (об их значении будет сказано позднее). Магнитная система имеет центральный керн 6. Керн является одним из полюсов магнитной системы, другой полюс - передний фланец. В кольцевом зазоре между керном и передним фланцем, где проходят магнитные силовые линии, помещается звуковая катушка. Крышка 8 защищает диафрагму от механических повреждений. Отросток с резьбой 9 на заднем фланце 7 магнитной системы служит для привертывания рупора.   Рис, XIII-16. Высокочастотная головка рупорного громкоговорителя: а - разрез; б - общий вид Воздушные каналы в горловине головки должны выровнять пути, проходимые колебаниями от различных точек диафрагмы до горла рупора. Это нужно для устранения резких провалов в частотной характеристике громкоговорителя, которые могут происходить из-за разности расстояний от различных частей диафрагмы до горла рупора. Каналы выравнивают эти длины путей. Рассмотрим некоторые показатели рупорного громкоговорителя. Хорошие рупорные громкоговорители имеют довольно высокую отдачу (до 10%) в области средних частот. Максимальное значение отдача имеет на частоте резонанса подвижной системы (обычно в области 500-800 гц). Однако рупорный громкоговоритель не может создать равномерного воспроизведения необходимой в звуковом кино полосы частот. В области высоких звуковых частот отдача рупорного громкоговорителя уменьшается по мере роста частоты, что объясняется влиянием массы подвижной системы, которая не может быть сделана достаточно легкой. Подвижная система, масса которой составляет 3-5 г, оказывает инерциальное сопротивление. Сделать подвижную систему более легкой нельзя, так как она, во-нервых, будет даже при слабых колебаниях ударяться о стенки предрупорной камеры и возникнут нелинейные искажения, а во-вторых, это приведет к снижению мощности громкоговорителя. Рупорный громкоговоритель имеет еще одно важное свойство - более равномерную нанравленность излучения на разных частотах но сравнению с диффузорным громкоговорителем. Более или менее ясно выраженная нанравленность излучения, сохраняющая постоянство своей характеристики в возможно более широком диапазоне частот, дает возможность направить прямую звуковую энергию на зрительские места, до известной степени устраняя совершенно бесполезный разброс акустической мощности по поверхности, ограничивающей зрительный зал. Это свойство широко используется для создания громкоговорителей с направляющим рупором. Головка такого громкоговорителя представляет собой обычный диффузорный громкоговоритель с конусом несколько меньшего размера. В этом случае повышается к. п. д. громкоговорителя. ДВУХПОЛОСНЫЕ ТЕЛИ ГРОМКОГОВОРИ- При рассмотрении работы диффузориого громкоговорителя указывался ряд его недостатков. Одним из них является трудность получения удовлетворительной частотной характеристики во всем диапазоне частот. Чтобы воспроизвести низкие частоты, подвижная система должна быть, очевидно, тяжелой, а упругость ее закрепления - небольшой. Для воспроизведения высоких частот предъявляются обратные требования. Применение только рупорных громкоговорителей имеет также свои неудобства, так как для излучения низких частот необходимо, чтобы рупор был гигантских размеров, в то время как высокие частоты могут воспроизводиться очень небольшими рупорами. Это обстоятельство навело на мысль о возможности применения для воспроизведения всего необходимого диапазона частот комбина- цпи из двух или более громкоговорителей различных конструкций. Одним из таких акустических агрегатов явилось объ-едине<1ие диффузорного громкоговорителя для воспроизведения визних частот с относительно небольшим рупорным громкоговорителем для воспроизведения высоких частот. В низкочастотном громкоговорителе обычно применяется головка диффузорного типа, работающая в фазоинверторе. Необходимо отметить, что соединение элементов агрегата с усилителем отличается от обычного метода включения громкоговорителей. В агрегате, как уже указывалось, имеются по крайней мере два элемента (высокочастотный и низкочастотный). Следовательно, кроме включения двух Суммарная характеристика низко част отйогоАвысокочастот-Д эвена /\ ного звема ЮОООщ к усилителю Риг. XIII-17. Частотные характеристики двукиолосных громкоговорителей Рис. XTIT-18 Схема простого разделительного фильтра ИЛИ нескольких агрегатов в цепь усилителя нужно включить между собой элементы самого агрегата. Схема включения элементов комбинированного громкоговорителя должна быть устроена так, чтобы полная подводимая от усилителя мощность делилась соответственно между низкочастотным и высокочастотным элементами. Кроме того, диапазоны частот, воспроизводимые обоими элементами, должны быть строго разграничены. Для разделения частотного диапазона между двумя элементами нужно, чтобы частотные характеристики обоих элементов дополняли друг друга. Например, если низкочастотный элемент должен воспроизводить частоты от 50 до 1000 гц, а высокочастотный - от 1000 до 10 ООО гц, желательно, чтобы спады частотной характеристики низкочастотного и высокочастотного звеньев имели большую крутизну в нерабоче!"! зоне для уменьшения зоны совместной работы звеньев (рис. ХП1-17). Для этого включение двух звеньев агрегата обычно производится с помощью специального фильтра, служащего для разделения диапазона частот между обойма звеньями. Схема включения разделительного фильтра показана на рис. ХП1-18. Звуковая катушка высокочастотного громкоговорителя соединяется с выходом усилителя через последовательно включенный конденсатор. Обладая большим сопротивлением на низких частотах, конденсатор ограничивает подводимую к громкоговорителю энергию в этом диапазоне частот. На более высоких частотах влияние конденсатора постепенно уменьшается, так как его сопротивление падает при увеличении частогы. Помимо уменьшения отдачи высокочастотного громкоговорителя на низких частотах конденсатор защищает громкоговоритель от попадания тока низкой частоты, который излишне перегружал бы его. Низкочастотный громкоговоритель включается при помощи последовательно включенной индуктивной катушки. Ее роль заключается в ограничении попадающей на низкочастотный громкоговоритель энергии сравнительно высоких частот. В современных двухполосных громкоговорителях крутизна спада частотной характеристики разделительного фильтра равна 12+ ±2 дб на октаву. Частота, на которой мощность делится поровну между громкоговорителями, называется частотой разделения. Частота разделения, например, фильтра двухполосных громкоговорителей комплекта звуковоспроизведения «Звук» равна 1200 гц. Многоячейковый секционированный рупор. Как мы уже знаем, высокочастотный рупорный громкоговоритель им1еет узкую характеристику направленности на высших частотах. Для расширения характеристики направленности применяют секционированный рупор, в результате чего высокоямстотный рупорный громкоговоритель превращается в пучок примыкающих друг к другу рупоров меньшего сечемия, оси которых прямолинейны и распола-гаются веером (рис. XIII-19).  Рис. XIII-t9 Многоячейковый секционированный рупор 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 [ 54 ] 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |