Громкоговорители динамики, рупоры и телефоны


Сдавался/использовался	1999г.
	Загрузить архив:
	Файл: 240-2433.zip (56kb [zip], Скачиваний: 152) скачать

Громкоговорители и телефоны

Определение,классификация,параметры. Громкоговоритель(теле фон) -прибор для преобразования электрических колебанийв акустическиеколебания воздушнойсреды - является последними од ним из наиболее важных звеньев любого акустического тракта, таккак его свойстваоказывают чрезвычайнобольшое влияниена качество работы этого тракта в целом.

По способу преобразованияколебаний громкоговорителии телефоны разделяютсянаэлектродинамические катушечные (подавляющее числотипов громкоговорителей), электромагнитные (основное числотелефонов),электростатические, пьезоэлектрические инекоторые другие;повиду излучения -на громкоговорители непосредственногоизлучения,диффузорные ирупорные;по воспроизводимомудиапазону-на широкополосные, низко -,средне -и высокочастотные;по потребляемойэлектрической мощности на мощные и маломощные.

Стандартом ГОСТ16122 - 78установлены определения параметровгромкоговорителей и относящихсяк нимтерминов. Приведем основные из них.

Номинальная мощность-максимальная подводимаяэлектрическаямощность, ограниченнаятепловой и механическойпрочностью громкоговорителяи нелинейнымиискажениями, превышающимизаданное значение.Обычнооно меньше паспортного. Громкоговоритель недолженвыходить изстрояпри длительном еевоздействии.

Частотная характеристика громкоговорителя позвуковому давлению-зависимость звукового давления,развиваемого громкоговорителем, в точке свободного поля (находящейсяна определенном расстоянииот рабочего центра) от частоты припостоянном напряжении на зажимах громкоговорителя.

Рабочий центр - обычногеометрический центр симметрии выходного отверстия излучателяДля сложных излучателей рабочий центр указывается в описании громкоговорителей.

Неравномерность частотной характеристики и эффективно воспроизводимый диапазон частот определяютсяпо частотной характеристике, снятой на рабочей оси, которая обычно совпадает с геометрической осью излучателя, а для сложных излучателей указывается в описании.

Среднеестандартное звуковоедавление (отдача) - среднее звуковое давление, развиваемое в диапазоне рабочих частот на рабочей оси на расстоянии 1 м от громкоговорителя и 1 см от телефона при подведении к громкоговорителю электрической мощности 0,1 Вт, а к телефону - 1 мВт.

Входное сопротивление громкоговорителя зависит от частоты, поэтому в справочниках приводится номинальное электрическое сопротивление - минимальныймодуль полного электрического сопротивлениягромкоговорителя в диапазоне частот выше частоты основного резонанса его механической колебательнойсистемы, при которой полное сопротивление достигает максимального значения.

Характеристика направленности - зависимость звукового давления, развиваемого громкоговорителем, в точках свободного поля, находящихсяна одинаковом расстоянии от рабочего центра, от угла между рабочей осью громкоговорителя и направлением на выбранную точку. Обычно эту характеристику нормируют к осевому звуковому давлению. Характеристика направленностиизменяется в зависимости от частоты, поэтому ее измеряют на ряде частот или в заданной полосе частот. Характеристику направленности, снятую в плоскости, называют диаграммой направленности.

Коэффициент осевой концентрации - отношение акустических мощностей ненаправленного и направленногоизлучателей при равенствеих осевых звуковых давлений.

Коэффициент гармоник - отношениесреднеквадратичного звукового давления гармоникк среднему звуковому давлению измеряют для ряда заданных частот при подведении к громкоговорителю синусоидального напряжения, соответствующего номинальной мощности.

Коэффициент полезного действия громкоговорителя в паспортных данных обычно не приводится. Вместо него указывают стандартное звуковое давлениеили характеристическуючувствительность, однозначно связанные между собой и с акустической мощностью. Если подвести к громкоговорителюэлектрическую мощность 0,1 Вт, то (согласно определению стандартного звукового давления) осевоезвуковое давление равностандартному,

Характеристическая чувствительность - отношение среднего звукового давления, развиваемого громкоговорителемв номинальном диапазоне частот на рабочей оси на расстоянии 1 м от рабочего центра,к корнюквадратному из подводимой электрической мощности.

Дребезжание - спектральные компоненты излучаемого громкоговорителем сигнала, вызываемые механическими дефектами его конструкции и слышимые при его работе в номинальноми эффективно воспроизводимом диапазонахчастот. Установлены две категории телефонов: Н (нормальные) - для работы при температурах от - 10 до +45'С и влажности до 90+ 3%; У (устойчивые) - при температурахот-50 до + 50' С ивлажности до 95+3% . Полное электрическое сопротивление на частоте 1000 Гц должно быть260±52Ом, хотядопускаются и другие его значения. Коэффициент гармоник на частоте 1000 Гцнедолжен превышать 5% при мощности 1 мВА.

Габаритные размеры телефона не должныпревышать размеровкругового цилиндра с диаметром основания 48мм и высотой 24,5 мм; диаметр слухового, отверстия - 13 мм.

Нормы на параметры громкоговорителей изложены вГОСТ 90!0 - 78. Громкоговорители (головки) должны выдерживатьиспытанияна теплоустойчивость до 60'С, навлагоустойчивость- до 93+-2% при 30'С, на холодостойкость - от - 20до - 40'С, а так же на ударную устойчивостьударную прочность и виброустойчивость. Стандартное звуковое давление на расстоянии 1 м при мощности 0,1 Вт должно быть не менееО,2 Па, за исключением громкоговорителей, используемых в закрытых акустических системах(см. ниже).Частотная характеристика должна соответствовать типовой сдопустимым отклонением +- 6 дБ. Если же типовая частотная характеристика не приводится, то допустимая неравномерностьв номинальном диапазоне рабочих частот не должна превышать14 дБ.

Предусмотрены следующие номинальныемощности: 0,1, 0,25;0,5; 1,0;2,0;3,0; 4,0;6,0; 8,0; 1О,О;15,0; 2О,О;25,0; 30,О;50,0 Вти независимо от этого ряда мощностей рядноминальных сопротивлений: 2,4,8,15, 25, 5О,100,400,800 Ом. Допустимые отклонения от приведенных сопротивлений не превышают + 15; - 20%

Громкоговорители не должныдребезжать при подведении к нимсинусоидального сигнала номинальноймощности в диапазонеотминимальной частотыосновного резонанса донаивысшей частотыноминального диапазона рабочих частот.

У одногоизвыводов громкоговорителяиногда- наносятсязнак полярности в виде точки, пукли или знака "+", который помогает правильно осуществить параллельное соединение громкоговорителей. Обозначение громкоговорителя, например 1 ГД-3-100,расшифровывается так: первая, цифра (1) - мощность, Вт; буквы "ГД" -громкоговорительдинамический; вторая цифра(3) -порядковый номерразработки;последние цифры(100) - значение резонанснойчастоты,Гц. При маркировкенестандартных громкоговорителей добавляются буквы, указывающиезавод изготовитель (например :3ГД-6 ВЭФ, 5ГД-3 РРЗ. Электростатическиегромкоговорители маркируются тремябуквами: ГСВ (громкоговоритель статический высокочастотный) илиГСШ (громкоговоритель статический широкополосный), характеризующими тип, и цифрами,обозначающими номер разработки (например, ГСВ-1, ГСЩ-1).

Международные нормына высококачественные громкоговорители системы высокой верности(НiFi) коротко формулируются так. Номинальныйдиапазон рабочихчастот - 50 Гц...12 кГц. Частотная характеристика, снятая треть октавными полосами розового шума, должна укладыватьсявдопустимую областьснеравномерностью не более 8 дБ вдиапазоне частот100 Гц...4 кГци не более 12 дБ на частотах ниже 100 Гц и выше 4 кГц (розовый шум - шумовой сигнал, уровень спектральной плотности энергиикоторого приповышении частоты снижается с постоянной крутизной 3 дБ/окт, в диапазоне частот измерений; октава (окт) - диапазон частот, ограниченный значениями F_min и F_max для которого F_max /F_min = 2).Звуковое давление, приведенноек расстоянию 1 м, при рабочеймощностидолжно быть не менее 1,2 Па(96 дБ).Коэффициент гармоник не должен превышать 3% в диапазоне частот 250 Гц...1 кГц при подводимом синусоидальном сигнале рабочей мощности, 2%в диапазоне частот 1...2 кГц при подведении 1/2 мощности и1% в диапазоне частот 2...4 кГц при подведении 1/4 мощности. Частотныехарактеристики, снятые пол углом 15° иоси вверх, вниз, вправо,влево, не должны отличаться от осевой характеристики при их совмещении больше чем на 4 дБ. Частотные характеристики громкоговорителей для двухканаловстереофоническойустановки недолжны различаться более чем на 2 дБ. Рекомендуемые значения сопротивлений - 4 и 8 Ом.

Телефоны применяются в бытовой аппаратуре и связи. Стереофонические телефоны дают возможность полного разделении правого в левого каналов микрофон - усилитель - телефон -ухо.

Электромагнитные телефоны(например, типа ТК-47) применяются в телефонных аппаратах и переговорных устройствах. Принцип действия: на постоянный магнитный поток системы,состоящейиз постоянного магнита и магнитопровода (полюсных наконечников), накладывается переменный поток звуковой частоты, создаваемый надетыми на магнитопровод катушками, к которым подводитсянапряжение звуковой частоты. Перед полюсными наконечниками находится ферромагнитная диафрагма (мембрана). Под воздействием постоянного и переменного магнитных потоков, пронизывающих диафрагму, мембрана колеблется в такт с переменным магнитнымпотоком и излучает акустическую волну, поступающую в ухо.В результате возникает ощущение звука.

При одинаковом звуковом давлении (отдаче)телефоны разногосопротивления имеют разныечувствительности. Чтобы сравнитьтелефоны, вводят понятие приведенной чувствительности: Мпр=Мт [Zт]/Zст, гдеМпр- приведенная чувствительностьтелефона,Па/В; Мт -егочувствительность(отношение звуковогодавления к подводимому напряжению); [Zт]- модульего электрическогосопротивления;Zст - стандартное сопротивление, котороев телефонии принимается равным 600 Ом. Средняя чувствительностьтелефона типа ТК-47 в диапазоне 300 Гц...3 кГц составляет 15...-17 Па/В, а сопротивление его катушек постоянному току - 130 ОмВ переговорных устройствахи нарадиостанциях восновном применяетсятелефонтипа ТА-4, частотная характеристика которого более равномерна,средняя чувствительностьв диапазоне300 Гц... 4кГцсоставляет 3 Па/В при сопротивлениипостоянному току2,2 кОмв15 Па/В - присопротивлении 65Ом. Более сложнуюмагнитную системуимеет телефонтипаДЭМК-6А. Длятого чтобыпри измененияхатмосферного давленияего диафрагмане прогибаласьвнутрь илиневыпучивалась, телефонснабжен керамическойпробкой, пропускающей воздух, но не пропускающей влагу. Средняячувствительностьсоставляет 20Па/В при сопротивлении постоянному току130 Ом. Несколько отличается отнего телефон типа ДЭМК-7Т.Внем нет керамической пробки, а в основании проделанряд отверстий,что придает его частотнойхарактеристике многорезонансныйхарактер, как,например, у телефона типа ТА-4,Электрические эквивалентныесхемы телефонов типов ДЭМК-6АиТК-47 одинаковы.При сравнительном рассмотрении частотныххарактеристик чувствительностиперечисленных телефонов нужноучитывать;что они не приведенык стандартному сопротивлению600 Ом н поэтому располагаются на равных уровнях.

Для прослушивания радиопередач, звукового сопровождениятелепередачи звукозаписи применяются стереофонические телефоныв основном элек-

Рис. 1. Устройство телефона:

а - тип ТДС-1 (1 - малый электродинамический громкоговоритель; 2 - корпус; 3 - решетка; 4 - мягкий амбушюр; 5 - контакт; 6 - звукопоглощающий материал); б - квадрофонический ( 1,2 - громкоговорители соответственно переднего и заднего каналов; 3 - амбушюр; 4 - корпус); в,г - изодинамический.

тродинамического типа. Описание принципа действияэтого типа телефонов приводится ниже; вкачестве примераприведем конструкцию телефона ТДС-1 (рис. 1, а). В корпусенаходится малый электродинамический громкоговоритель с диффузором или полусферической диафрагмой. Пространство между ними корпусом заполнено звукопоглощающим материалом (поролон).Перед громкоговорителем находится перферированная решетка.

Ккраюкорпуса примыкаетмягкийамбушюр, прилегающий кушной раковине. Паратаких телефоновпозволяет получить высококачественное воспроизведение особенно низшихчастот прималой мощности,обеспечивая хороший стереофонический эффект н довольнонадежно изолируя слушателя от внешних шумов, а окружающих от звуков воспроизведения. Устройства квадрафоническоготелефона схематически показано на рис. 1 б. Его основным отличием является то, что на каждое ухо действуют два громкоговорителя. На рисунке приведены громкоговорители переднего и заднегоканалов, например правых каналов. Так же устроен телефон перед него и заднего левых каналов. Преобразователи передних каналоврасполагаются при надеваниинаушников прямо против входав слуховые каналы, а задние смещены за ушную раковину, что несколько ослабляет высокие частоты. Иногда оба громкоговорителя включаются через специальный электрический контур, позволяющий подчеркнуть низкие частоты для одного преобразователя и высокие для другого.

Электродинамическиеголовные телефоныпостроены на электродинамическом принципе, но без применениягромкоговорителей.Наиболее- известныйизних - изодинамический. Он состоитиз магнитной системы и диафрагмы. Оригинальная магнитная система, в свою очередь, состоит из двух дискообразных магнитов, например,из феррита бария,намагниченных так, что каждый из них имеет трипары полюсов.Например,центральная часть,ограниченнаяокружностью, имеетполярностьN , следующая кольцевая- S,а наружная кольцевая -N. Таким образом,по поверхностимагнитапроходят два радиальных магнитныхпотока. Также намагничен и второй магнит,Магниты по всей плоскости перфорированы для того, чтобы обеспечитьпроход звука через отверстияприколебанияхдиафрагмы изсинтетическойпленки, натянутоймежду магнитами на равных расстояниях отповерхности каждогоиз них. На пленку нанесен проводник в видеспирали. Втом месте, гдевстречаютсяпротивоположно направленныепотоки (окружность, проходящая через точку А), витки спиралиначинают идти в обратном направлении. Следовательно, сохраняется взаиморасположение магнитного поля и электрического тока. Диафрагма изодинамического телефона возбуждается по всейповерхности, поэтомуон очень эффективен,имеет весьма равномерную частотную характеристику и ничтожныелинейные искажения.

В пьезоэлектрических телефонах используются пьезоэлектрические синтетические пленки. Фирма "Пайонир" применяет пленкуполивинилиденфлуорид. Она имеет разную толщину (от 8 до 30 мкм), малую жесткость и удовлетворительные пьезоэлектрические параметры. Качество такого телефона достаточно высокое. При этомон не требует напряжения поляризации (см. ниже описание электростатических громкоговорителей).

Рис. 2. Устройство диффузионного электродинамического громкоговорителя:

1 - звуковая катушка; 2 - диффузор; 3 - подвес диффузора; 4 - корпус; 5 - шайба; 6, 8 - фланцы; 7 - магнит; 9 - керн; 10 - кольцевой зазор; 11 - отверстия для выхода тыльного излучения.

Диффузорные электродинамические громкоговорители. В диффузорном громкоговорителе диффузор (рассеиватель),входящий в его механическую подвижную систему, выполняет функции преобразования механических колебаний в акустические и излучения звука.

Процессизлучения звуковых волн довольно прост: при своих колебаниях диафрагма приводит в движение частицыприлегающего к ней воздуха, создаваяпопеременноего сжатие и разрежение.Колебанияэтих частиц передаются соседним слоям воздуха и т. д., создаются волны сжатия и разрежения, которые движутся со скоростью звука вдаль. На рис. 2 приведен схематический чертежэлектродинамического громкоговорителя. Принцип его действиязаключается втом,что катушка снакатанным нанее проводом; находящаяся врадиальном магнитном поле, при пропусканиичерез нее переменного тока i испытывает действие силыF = Bli гдеВ - индукция в зазоре; l - длина провода.

Эта сила приводит в движение диффузор, жесткоскрепленныйс катушкой(называемой звуковой) и подвешенныйк корпусупо внешнему краю, атакже центрируемыйшайбой.В результатедиффузорявляется поршневым излучателеми имеетодну степень свободы колебаний (только по осевому направлению). Магнитное полесоздается кольцевым постоянным магнитом (в рядегромкоговорителей магнитом служиткерн) и магнитной цепьюиз двухфланцев икерна. Между керномиверхним фланцеместь кольцевой зазор, в котором размещена звуковая катушка, свободно колеблющаяся внем.Чтобы диффузорнеизгибался какмембранаи длясоздания необходимойжесткости, емуобычно придаютФорму усеченного конусаскруговым илиэллиптическимоснованием. Тем не менее на высших частотах диффузор, изгибаясь, колеблется как мембрана: волны изгиба двигаютсяотцентра кперифериии обратно,создаваястоячие волныпорадиусам диффузора.Длябольших диаметров диффузора(около 25см)эти колебания начинают появлятьсяна частотах выше 1500 Гц, для меньших - на более высоких частотах и воспринимаются слушателем как искажения звука.

Механическая колебательная система имеет резонансную частоту

Wм = 1/sqr(mc_m), которую называютчастотоймеханического резонанса(m- масса подвижной системы; С_m- еегибкость. Ниже частотымеханического резонансасреднеезвуковое давление громкоговорителя резкопадает.Практически для широкополосных громкоговорителей не удается уменьшить частоту механическогорезонанса до 60...70Гц. Следовательно,нижняя граница передаваемогодиапазона частот не менее 50...60 Гц, а в большинстве случаев не менее70...80 Гц. Частоту, выше которой диффузор колеблется какмембрана,можно повысить(при сохранении его массы и размеров), придав диффузору большую жесткость. Эта достигается утолщением стенок диффузора с уменьшением

Рис. 3. Частотная характеристика давления диффузорного громкоговорителя тина 4ГД-8Е в экране.

их толщины к периферии.

Одновременно с этим уменьшают плотность материала, например делают его пористым (без сквозных пор). Применяется различная пропитка материала диффузора, поэтому в диапазонечастот, в котором диффузор колеблетсякак мембрана, частотная характеристика получается очень изрезанной (рис. 3). Но так как слух человека из-за достаточно широких критических полосок слуха сглаживает частотную характеристику, то не все пики и провалы заметны на слух. Частотная зависимость осевой чувствительности громкоговорителя (отношение звукового давления на оси к подводимому напряжению)без учетарезких пиков и провалов близка и равномерной до частотпримерно 6...7 кГц (см.рис. 3). Это объясняется тем, что с увеличениемчастоты перестает колебаться внешняя, часть диффузора. Выше 7...8 кГц частотная характеристика круто падает. Все это относится к несоставным громкоговорителям, рассчитанным для работы в широком диапазоне частот.

Рис. 4. Громкоговоритель с дополнительным корпусом.

Верхнюю границу диапазона частот повышают до 10...12 кГц, например, кольцевой гофрировкой диффузора. При этом с увеличением частоты перестают колебаться один за другим внешние участки диффузора, одновременно уменьшается возможность колебания его как мембраны. Другой способ - применение дополнительного конуса, который вставляется внутрь диффузора (рис. 4).

В этих случаях на высоких частотах основной диффузор перестает работать из-за относительно гибкого соединения его со звуковой катушкой и в работу включается малый диффузор, достаточно жесткий и легкий. Чувствительность (эффективность излучения) громкоговорителя на высоких частотах повышают, уменьшая индуктивность звуковой катушки, например, с помощью вихревых токов Фуко; уменьшение индуктивности снижает ее электрическое сопротивление и приводит к возрастанию тока на высоких частотах. Для этого на керн надевают насадку в виде медногоколпачка е разрезом. На низких частотах чувствительность громкоговорителя повышают, применяяспециальные акустическиеоформления.

Направленность одиночных диффузорных громкоговорителей неявно выражена из-за малости поверхности излучения; она проявляется в диапазоне высоких частот.

Наибольшаяподводимая к головке электрическая мощность ограничена значением, при котором коэффициент гармоник не превышает нормы, установленной ГОСТом или техническими условиями (обычно не более 5...10%на частотах 100...200 Гц). Этот параметр называют номинальной мощностью, выражают ее в ваттах, указывают в паспорте или другом документе на головку. В настоящее время громкоговорители выпускаются мощностью 0,025...50 Вт. КПД головки громкоговорителя (отношение излучаемой акустической мощности к подводимой электрической)снижается при уменьшении ее размеров, так как одновременно уменьшаются площадь поверхности диффузора, объем провода катушки и индукция в зазоре. Поэтому у малогабаритных громкоговорителей значение КПД очень мало: в основном составляет 0,2...0,5%, не превышая даже у самых мощных 1...2%. Чтобы скомпенсировать уменьшение звуковой отдачи, сопутствующее снижению КПД,к громкоговорителям малогабаритных акустических систем приходится подводить существенно большую мощность. Среднее стандартное звуковое давление,создаваемое современными динамическимиголовками, составляет 0,1...0,3 Па. Нелинейные искажения в диффузорных громкоговорителях в основном создаются из-за нелинейности механической системы в центрирующей шайбе и подвесе диффузора и из-за неравномерного распределения индукции в зазоре. Коэффициент нелинейных искажений на частотах около 100 Гц доходит до:1О% и более. Для его уменьшения применяют центрирующие шайбы, имеющие сложную конфигурацию и выполненные из специальных материалов, гофрированные подвесы, а также полюсныенаконечники такой формы, при которой создается: более равномерное поле в зазоре. Для маломощных громкоговорителей высоту звуковой катушки делают больше высоты зазора, вследствие чего число пересекаемых силовых линий не зависит от амплитуды колебаний. В электродинамических громкоговорителях возможно появление субгармонических искажений, в результатекоторых создаются составляющие с частотами, равными половине частотыколебаний диффузора. Эти субгармоники появляются в тех случаях, когда образующая диффузора прямолинейна, т.е. когда диффузор имеет коническуюформу. Чтобы уменьшить возможность возникновения субгармоник, образующейдиффузора придаюткриволинейную форму (например, экспоненциальную).

Внутреннеесопротивление громкоговорителей обычно составляет несколько ом. Для согласования его с сопротивлением приемника, трансляционной линии и т.п. применяют трансформаторы. При этом входное сопротивление громкоговорителей с трансформатором определяетсяноминальным напряжениемисточника мощности и номинальной мощностью громкоговорителя Zbx =Uном/Pном.

Рупорные излучатели.Основнымнедостатком громкоговорителейнепосредственного излученияявляется их чрезвычайно низкий КПД. Причина этого заключается в несогласованности сопротивлениймеханическойсистемы иокружающей среды. Для повышения сопротивления излучения нужно увеличивать размеры излучателя, но это повлечет рост механического сопротивления массы излучателя и не даст выигрыша в КПД. Поскольку диффузор выполняетдве функции: преобразования механических колебаний в акустические и излучения этих колебаний в окружающую среду, разрешить такое противоречие можно только разделением этих функций, которое осуществляется в рупорных громкоговорителях, Рупор служит также длясогласованиясопротивлений механическойсистемы и окружающей среды. Рупором называют трубу с переменным сечением. Входное отверстие излучающего рупора (горло) меньше, чем выходное (устье). Выходноеотверстие является излучателем, а входное - нагрузкой для механической системы. Таким образом, излучатель можетбыть сделан сколь угоднобольшим, а механическая система - небольшой и потому легкой.

Рис. 4. Виды рупоров: а - сдвоенный; б - секционированный.

Рупоры применяют с различнымзаконом изменения поперечного сечения.Наиболеераспространенырупоры экспоненциальные; режеприменяютсяконические, таккак они имеют значительно менее равномерную амплитудно-частотную характеристику. Дляострой направленности и более низкойграницы передаваемогодиапазона частотследуетувеличивать выходноеотверстиерупора ивыбирать рупорбольшей длины.Дляувеличения длинырупор часто свертываютилискладывают (рис. 4).Саналогичными явлениеммы сталкиваемся в духовых музыкальных инструментах: чем ниже регистр инструмента, тем длиннее его рупор.

Дляконцентрации или расстояниязвуковых волнприменяются акустические линзы, основанные на преломлении звуковыхлучей при переходе из одной среды в другую с разными скоростями распространения (например, скорость распространения звуковых волн в пористых материалах или в решетках и жалюзи пластин отличается от скорости распространения в открытом пространстве). К недостаткамрупора можно отнести нелинейные искажения, обусловленные большой величиной и резким изменением амплитуды звукового давления в пределах одной длины волны в горле рупора, а также частотные искажения в рупорах конической формы. Рупорные электродинамические громкоговорители имеютдва конструктивныхварианта: узко- иширокогорлые. Площадь входного отверстиярупора в узкогорлых громкоговорителях в несколько раз меньше площади поршневой диафрагмы, в широкогорлых - эти площади или одинаковы, или близки друг к другу.

Электростатические громкоговорители делятсяна конденсаторные, электретныеи пьезогромкоговорители.

Рис. 5. Конденсаторный громкоговоритель:

а - конструкция (1 - массивный электрод; 2 - гибкий электрод с изоляцией; 3 - натягивающий винт); б - схема включению.

На рис.5 , априведена схематическаяконструкция конденсаторного громкоговорителя. На ребристом полуцилиндре с помощью винтанатянутатонкая металлическаяфольга,с внутренней стороны облицованнаядиэлектриком, илиполимерная пленка, снаружи покрытая металлом. Поверхности полуцилиндра и фольга служат электродами конденсатора. Между электродами приложено поляризующее напряжение U₀. На эти электродыподается еще переменное напряжение U; сила притяжения электродов F = (U₀+U)²S/8пd² гдеS -площадьэлектродов; d- расстояние междуними. ПриU< U0можно пренебречьквадратичной составляющей,тогда переменнаясилаF = СU₀U/d, таккак С=. S/4пd Следовательно,сила,действующая нагибкийэлектрод, определяется отношением поляризующего напряжения к межэлектродному расстояниюU₀/d,емкостью конденсатораСи переменнымнапряжением. Коэффициент электромеханической связи громкоговорителя обратно пропорционален частоте, а электрическая характеристика i/ U = wС прямо пропорциональна ей, т. е. они компенсируют друг друга, что выравнивает чувствительность на высокихчастотах;

Конденсаторный громкоговоритель используют, как правило, в качестве высокочастотного элемента акустических систем. Например, при внешних размерах 15 х 10 см и длине волныне более 8 см (т. е. на частоте4250 Гц) его коэффициентизлучения не зависит от частоты. Для получения частотно-независимой чувствительности частоту резонанса механической системы выбирают на нижней границе передаваемого диапазона частот,последовательно с громкоговорителем, включая активное электрическое сопротивление R6 (рис. 5, б),которое уменьшает падениенапряжения на громкоговорителе с увеличением частоты за счет роста тока через емкость. Значение отношения U₀/d ограничено электрической прочностью пленки, поэтому чувствительность зависит только от размеров излучателя. Разработаны громкоговорители конденсаторного типа и на широкий диапазон частот (например, АСЭ-1), но производство их очень дорого.

Электретные громкоговорители отличаются от конденсаторныхприменением э них электретной пленки, заранее наэлектризованной. Поляризующее напряжение образуется предварительной электризацией одного иэ электродов, изготовляемого из полимеров или керамических поляризующихся материалов и имеющего металлическое покрытие. Оно является электродом конденсатора, а электрет - источником поляризующего напряжения. Поляризация электрета постепенно уменьшается и через несколько лет требуется его замена или повторная поляризация. В этом заключается как недостаток электретного громкоговорителя по сравнению с конденсаторным, так и его достоинство, поскольку для него не требуется источник напряжения. По механическим и акустическим характеристикам электретный громкоговоритель не отличается от конденсаторного.

Пьезогромкоговорители.Край пластинки из сегнетовойсоли или пьезокерамики связывают с диффузором и получают громкоговоритель непосредственного излучения, коэффициент электромеханической связи которого такой же, как конденсаторного. Малая климатическая стойкость сегнетовой соли, низкая чувствительность пьезокерамики, большая неравномерность частотной характеристики, высокое входное сопротивление и большие нелинейные искажения ограничивают применение пьезогромкоговорителей.