Конструкция и характеристики динамических громкоговорителей (динамиков)

В первой части мы говорили о сущности, природе звука, особенностях его распространения и восприятия. Пора переходить к устройствам, которые способны этот звук воспроизвести. Наиболее распространенный по сей день вариант — динамик. Это устройство в свое время вызвало настоящий переворот в области музыкальной инженерии. Его принципиальная простота и, одновременно, сложность деталей, однозначно достойны пристального внимания.

По принципу излучения звука существует:

• электромагнитный
• электродинамический
• электростатический
• пьезоэлектрический
• ионофон
• ленточный
• магнепланарный
• изодинамический
• ортодинамический
• излучатель Хейла

О всех нестандартных излучателях можно почитать по ссылкам выше. Мы же рассмотрим конструкцию классического электродинамического громкоговорителя. Размер излучателя определяет полосу пропускания, в которой динамик будет наиболее эффективно работать. Громкоговоритель можно разделить их на 3 основных вида:

• низкочастотный
• среднечастотный
• высокочастотный

Появление динамика

С началом активного использования электричества появилась возможность передавать звуковой сигнал, преобразуя его в электрический и обратно. В разное время изобрели много способов этого преобразования. Среди них — электродинамический, электростатический, изодинамический, ленточный, излучатель Хейла, пьезо и даже плазменный излучатель.

Они работают на разных физических принципах, различаются спецификой применения. Но самым первым все-таки было устройство, реализующее электродинамический принцип. Оно и остается самым распространенным. Динамик, электродинамическая головка, динамический драйвер — все эти термины являются синонимами к одному и тому же изобретению.

Слева — Ханс Эрстед. Справа — первая коммерческая версия электродинамического излучателя (6-дюймовый динамик, стоимость — около $3000 в современном эквиваленте)

Физические принципы, на которых работает динамик, основаны на электромагнетизме, открытом Хансом Эрстедом и описанном впоследствии целой плеядой физиков 19-го века. Тот факт, что проводник с током выталкивается магнитным полем, а в проводнике, движущемся в этом поле, наоборот, возникает ток, собственно, и привел к изобретению динамика.

Первое устройство, в котором применены все основные конструктивные принципы современного динамика, было запатентовано в 1898 году Оливером Лоджем после приблизительно тридцати лет самых разных попыток нащупать эффективный способ реализации. А сам динамик, в том виде, к которому мы все привыкли, появился спустя еще приблизительно тридцать лет.

С тех пор принципы его работы и основные элементы конструкции остаются неизменными. При этом, — вот что особенно удивительно, — не проходит и года без информации об очередном революционном усовершенствовании динамика, позволяющего ему работать еще лучше.

НЧ, СЧ и ВЧ:

НЧ динамики обычно более Ø200 мм и предназначены для воспроизведения низких частот (20-500 Гц). СЧ диаметром 75-165 мм и работают на диапазон 100-7000 Гц. ВЧ громкоговорители имеют купол Ø25 мм (реже конус до Ø100 мм) и предназначены для воспроизведения частот выше 1000 Гц. Существуют полно диапазонные громкоговорители, это:

• широкополосные (с единой подвижной системой)
• коаксиальные (состоят из нескольких типов громкоговорителей, соединенных вместе)

Конструктивно динамик состоит из подвижной и магнитной систем, и рамы, что соединяет оба узла. Рама иногда отсутствует, если речь идет о ВЧ динамике, где ею является магнитная система с верхним декоративным фланцем. По форме излучателя (диффузора) громкоговоритель может быть круглым, овальным, квадратным или кольцевым в случае с ВЧ.

Ремонт бумажного диффузора динамика своими руками

Часто при эксплуатации акустических систем нарушаются правила их применения, поэтому громкоговорители выходят из строя. Как починить диффузор динамика. Ремонт диффузора динамика зависит от уровня повреждения. Бывают повреждения, когда материал процарапан не насквозь. Такой дефект, в процессе работы, обязательно превратиться в сквозной разрыв, который будет быстро увеличиваться. Поэтому нужно позаботиться о восстановлении материала. Для этого используется обычный резиновый клей, которым заклеивают повреждённые резиновые лодки. Слой клея наносится на царапину с двух сторон и просушивается 2-3 часа.Нанесение резинового клея не должен быть слишком тонким.Затем наносится второй слой. Клея нужно наложить побольше или сделать это за два приёма. Окончательная сушка занимает 48 часов, после этого динамик можно ставить в акустическую систему и включать. Некоторые аспекты ремонта диффузора динамиков своими руками есть на видео.

Купольный ВЧ громкоговоритель в разрезе:

На фото ниже представлено несколько разновидностей динамиков. Купольный и конусный нам уже знакомы. Коаксиальный точно такой как и классический, но с дополнительным ВЧ. Плоский НЧ так же электродинамический, но имеет другую конструкцию, чтобы иметь минимальный размер (обычно их применяют в автомобиле).

Назначение и область применения громкоговорителей

Громкоговоритель – это устройство, преобразующее электрический звуковой сигнал на входе, в слышимый акустический сигнал на выходе. Для обеспечения надлежащего качества громкоговоритель должен работать громко и качественно — воспроизводить звуковой сигнал в допустимом (слышимом) динамическом (85-120дБ) и частотном (200 -5000Гц) диапазонах.

Громкоговорители имеют самое широкое применение в различных сферах человеческой деятельности: в промышленности, транспорте, спорте, культуре, сфере бытовых услуг. Например, в промышленности громкоговорители используются для обеспечения громкоговорящей связи (ГГС), в сфере транспорта – для экстренной связи, объявлений, в бытовой сфере – для пейджингового оповещения, а также музыкальной фоновой трансляции. В области культуры, спорта наиболее широкое применение имеют профессиональные акустические системы, предназначенные для качественного музыкального оформления мероприятий. На базе таких систем строятся системы звукового обеспечения (СЗО). Громкоговорители активно применяются в широкой сфере организационных мероприятий по защите населения: в сфере безопасности – в системах оповещения и управление эвакуацией (СОУЭ), в сфере гражданской обороны – в локальных системах оповещения (ЛСО) и предназначены для непосредственного (звукового) оповещения людей при пожаре и чрезвычайных ситуациях.

Корзина (рама, диффузородержатель)

Каркас, который удерживает подвижную систему динамика, соединяя его с магнитной системой. В верхней части к раме клеится подвес, а к нижней центрирующая шайба. С обратной стороны крепится магнитная система. Чаще всего рамы изготавливают из металла методом штамповки и окрашивают. Качественные громкоговорители имеют алюминиевые рамы, изготовлены методом литья под давлением. Так же существуют корзины из пластмассы.

Read Me.

Навигация по этому FAQ-у такова. Весь материал разбит на части, но при этом через «Навигацию», расположенную вверху любой страницы, можно попасть в любую точку этого FAQ-а или вернуться обратно.

Сделано это для того, чтобы перегруженная страница не стала неподъёмной для людей со слабым Интернет-каналом или тех, кто заходит в сеть через iPhone, iPod и пр.

По мере того, как будут публиковаться те или иные страницы, ссылки в меню навигации будут становиться активными.

Я делаю это впервые, поэтому возможны накладки с адресацией. О замеченных ошибках просьба сообщать в комментариях!

Пара слов о терминологии.

Динамической головкой, или головкой громкоговорителя, или сокращённо динамиком, называют электромеханическое устройство, преобразующее изменение силы и направления электрического тока в звуковые волны. https://oldoctober.com/

Громкоговорителем, или колонкой, или Акустической Системой (АС), называют акустическое оформление динамиков или, проще говоря, коробку, в которую вмонтирован динамик или динамики, если их несколько.

Если динамиков больше одного и они разные, то АС называют многополосной. Динамики условно делят на низкочастотные (НЧ), среднечастотные (СЧ) и высокочастотные (ВЧ).

В этом цикле статей речь пойдёт в основном о ремонте динамиков. АС же будут упоминаться только в этой связи.

В «Навигации» отсутствует несколько вопросов, ответы на которые мне известны.

1. Как склеить магнит с фланцами и при этом отцентровать керн?
2. Как изготовить пылезащитный колпачок?
3. Как изготовить подвес для динамика?
4. Как изготовить диффузор?
5. Как изготовить центрирующую шайбу?

Я сомневаюсь в том, что на сегодняшний день, эти технологии ремонта ещё актуальны, так как большинство запасных частей можно приобрести отдельно. Тем не менее, если ответы на какие-то из этих вопросов заинтересуют самодельшиков, то я постараюсь подробно ответить и на них тоже, после того, как закончу писать основные темы.

Вернуться наверх к «Навигации».

Излучатель (диффузор, диафрагма)

Бывает как конусной, купольной и даже плоской конструкции. Реальная физическая площадь, которая движется от взаимодействия звуковой катушки с постоянным магнитом, воспроизводя звук, сжимая и разрежая воздух, создавая тем самым звуковые волны. Если это СЧ или ВЧ громкоговорители, то диффузором является купол. В любом случае диффузор соединяется с подвесом или является с ним единой деталью. Существует множество материалов из которых изготавливают диффузоры (Материал диффузоров):

• бумага
• полипропилен
• углеволокно
• кевлар
• алюминий
• ткань или шелк
• керамика

История

Дня начала небольшой экскурс в историю изобретения электродинамика. Громкоговорители похожего типа использовались еще в конце 20-х годов прошлого века. Телефон Белла работал по схожему принципу. В нем была задействована мембрана, которая перемещалась в магнитном поле постоянного магнита. У этих динамиков было множество серьезных недостатков: частотные искажения, потери звука. Чтобы решить проблемы, связанные с классическими громкоговорителями, Оливер Лордж предложил использовать свои наработки. Его катушка двигалась поперек силовых линий. Чуть позднее двое его коллег адаптировали технологию для потребительского рынка и запатентовали новую конструкцию электродинамиков, которая задействована и по сей день.

Подвес (гофр)

Подвес соединяет верхний край диффузора с рамой. Его тип, материал и жесткость напрямую влияет на параметры громкоговорителя. На мощных сабвуферных головках установлены большие подвесы с увеличенным ходом. В старых громкоговорителях подвес с диффузором изготовлены из бумаги и являются единым узлом. Основные формы подвесов:

• тороидальный (двуторы, трёхторы)
• тангенциальный
• s-образный
• пилообразный

Кроме того подвесы могут иметь 2 и 3 волны, а так же переменную толщину и форму волн. Форма может быть разной, это задается назначением самого громкоговорителя. Если разделить подвесы по материалам, то бывают:

• резиновые
• тканевые
• бумажные
• пенополуиретановые (пеновые)
• пленочные
• металлические

Оглавление

• 1. Назначение и область применения громкоговорителей
• 2. Трансформаторные громкоговорители
• 3. Устройство динамика
• 4. Устройство рупорного громкоговорителя
• 5. Подключение трансформаторных громкоговорителей
• 6. Классификация громкоговорителей
• 7. Область применения громкоговорителей
• 8. Характеристики громкоговорителей
• 8.1 Классификация громкоговорителей по ширине АЧХ
• 8.2 Классификация громкоговорителей по ширине диаграммы направленности
• 8.3 Классификация громкоговорителей по звуковому давлению
• 8.4 Классификация громкоговорителей по конструктивному исполнению
• 9. Расстановка громкоговорителей

Центрирующая шайба (паук)

Основные функции шайбы это удержание (центрирование) звуковой катушки в узком магнитном зазоре и конечное определение жесткости самой подвижной системы. В основном изготавливаются из ткани с последующей пропиткой. Для увеличения жесткости используют сдвоенные. У мощных сабвуферов на шайбах прокладываются подводящие гибкие канатики. Шайба соединяется клеем с звуковой катушкой. В старых громкоговорителях, таких как 10ГД-20 или 25ГДН-5 шайба изготавливалась из текстолита толщиной 1 мм и была 3-х лепестковой формы.

Колпачок

Колпачок представляет собой оболочку из синтетики или ткани, основная функция которой – защита динамиков от пыли. Помимо этого, колпачок играет немаловажную роль в формировании определенного звучания. В частности, при воспроизведении средних частот. С целью наиболее жесткого закрепления колпачки делают округлой формы, придавая им небольшой изгиб. Как вы наверняка уже поняли, разнообразие материалов как раз-таки связано с тем, чтобы достичь определенного звучания. В ход идет ткань с различным пропитками, пленки, композиции целлюлозы и даже металлические сетки. Последние, в свою очередь, выполняют еще и функцию радиатора. Алюминиевая или металлическая сетка отводит излишки тепла от катушки.

Звуковая катушка

Наматывается одножильным проводом в изоляции (лаке) на цилиндрический каркас, который помещается в магнитный зазор. В большинстве случаев звуковые катушки мотаются медной жилой в два слоя. ВЧ динамики имеют алюминиевую жилу для меньшего веса. Каркас катушек может быть медным, алюминиевым, бумажным, из полиимида или каптона. Что же касается количества слоев намотки, она может иметь 2, 4, 6 и даже 8 слоев. Сечение жилы имеет круглую форму, но существуют так же плоские, квадратные и даже с сечением формы шестигранника. Если катушка имеет много слоев, то часть из них мотается по внутренней стороне, а часть снаружи каркаса, это обусловлено креплением жил и распределением нагрева.

Как устроен динамик — подноготная

Появление динамика

С началом активного использования электричества появилась возможность передавать звуковой сигнал, преобразуя его в электрический и обратно. В разное время изобрели много способов этого преобразования. Среди них — электродинамический, электростатический, изодинамический, ленточный, излучатель Хейла, Пьезо и даже плазменный излучатель.

Они работают на разных физических принципах, различаются спецификой применения. Но самым первым все-таки было устройство, реализующее электродинамический принцип. Оно и остается самым распространенным. Динамик, электродинамическая головка, динамический драйвер

— все эти термины являются синонимами к одному и тому же изобретению.

Слева — Ханс Эрстед. Справа — первая коммерческая версия электродинамического излучателя (6-дюймовый динамик, стоимость — около $3000 в современном эквиваленте)

Физические принципы, на которых работает динамик, основаны на электромагнетизме, открытом Хансом Эрстедом и описанном впоследствии целой плеядой физиков 19-го века. Тот факт, что проводник с током выталкивается магнитным полем, а в проводнике, движущемся в этом поле, наоборот, возникает ток, собственно, и привел к изобретению динамика.

Первое устройство, в котором применены все основные конструктивные принципы современного динамика, было запатентовано в 1898 году Оливером Лоджем после приблизительно тридцати лет самых разных попыток нащупать эффективный способ реализации. А сам динамик, в том виде, к которому мы все привыкли, появился спустя еще приблизительно тридцать лет.

С тех пор принципы его работы и основные элементы конструкции остаются неизменными. При этом, — вот что особенно удивительно, — не проходит и года без информации об очередном революционном усовершенствовании динамика, позволяющего ему работать еще лучше.

Устройство динамика

Любой современный динамик включает в себя каркас [1], который еще называют корзиной или даже пауком. На нем держатся все остальные части конструкции.

В тыльной части корзины крепится магнитная система, которая состоит из кольцевого магнита [2] и магнитного керна [3] — вместе они образуют кольцевой зазор. Этот магнитный зазор, кольцевая щель между двумя магнитами, должна быть минимальной для создания максимально мощного магнитного поля.

В зазоре расположена так называемая голосовая (звуковая) катушка [4], которая может совершать возвратно-поступательные движения под воздействием магнитного поля, поскольку по ней протекает переменный ток, соответствующий по форме воспроизводимым звуковым колебаниям. Она, как правило, состоит из проволоки, покрытой изолирующим лаком и намотанной на тонкостенный цилиндр, который называют каркасом [5] звуковой катушки.

Он крепится к диффузору [6] — тонкостенному элементу конструкции, который, колеблясь, собственно, и воспроизводит звук. Для этой цели диффузор должен иметь возможность двигаться. Для этого установлены так называемые подвесы [7, 8]: верхний (наружный) и нижний. Это шайбы из тонкого и гибкого материала с концентрическими выпуклостями. Благодаря такой форме, подвесы позволяют диффузору двигаться вдоль оси симметрии всей конструкции вперед-назад.

Он делает это потому, что его толкает голосовая катушка, на которую действует электромагнитная сила, пропорциональная силе переменного тока, который подается на катушку по гибким безмоментным проводникам [9]. С другой стороны эти провода заканчиваются клеммами [10], к которым подсоединяется акустический кабель, идущий от усилителя.

Завершает картину пылезащитный колпачок [11], который крепится к диффузору спереди и, что понятно из названия, защищает магнитный зазор от проникновения в него частичек пыли.

Разнообразие динамиков огромно. Они различаются по мощности, рабочему диапазону воспроизводимых частот, сфере применения и по множеству других параметров. Естественно, от этого зависят технологии и материалы, применяемые в производстве каждой из частей. Их мы и рассмотрим по отдельности.

Диффузор

Изначально диффузор делался из целлюлозы — бумаги или картона. Из того же материала выполнялся и пылезащитный колпачок (если он был предусмотрен). Целлюлозные диффузоры очень часто применяются до сих пор. Бумага хороша своим сочетанием легкости и жесткости. Влагоустойчивости, прочности и долговечности ей добавляют с помощью пропитки синтетическими материалами.

В этом смысле хорош пластик, но чисто пластиковый некомпозитный диффузор имеет ряд недостатков. Для их исправления применяются композитные материалы с разнообразными компонентами: от древесных или стеклянных волокон до кевлара или даже графена. Повышенную жесткость имеют металлические диффузоры. Чаще всего они делаются из алюминиевых сплавов.

Одними из лучших параметров обладает бериллий, но, ввиду повышенной стоимости материала и технологий его обработки, такой вариант достаточно дорог. В так называемых купольных высокочастотных динамиках чаще всего применяется ткань с пропиткой, иногда армирующая слой максимально жесткого композита, с жестким наполнителем, вплоть до алмазного порошка.

Важнейшие требования к диффузору — минимум собственных резонансов и максимальная жесткость, при которой становится возможным «поршневой» режим движения диффузора по всей его площади. Эти параметры должны сочетаться с важнейшим требованиям к весу подвижной системы динамика — он должен быть минимальным. Таким образом, качественный диффузор всегда является компромиссом взаимоконфликтующих условий.

Подвес динамика

Внутренний (ближний к магниту) подвес динамика еще называют центрирующей шайбой. Чаще всего эту деталь формуют на прессе с нагреванием из легкой, крепкой на разрыв ткани с эластичной синтетической пропиткой — прочно и подвижно. В некоторых мощных низкочастотных динамиках применяются две центрирующие шайбы, расположенные одна за другой.

С внешним подвесом все немного сложнее. Изначально он делался в виде концентрических волн (гофров) по внешнему краю бумажного диффузора. Так в некоторых случаях поступают и сейчас, добавляя синтетическую пропитку зоны гофров. Для больших амплитуд колебаний внешний подвес делают из резины, чаще всего это — искусственный бутадиеновый каучук. Резиновый подвес в сечении, в большинстве случаев, представляет собой выпуклую дугу. Есть варианты и «многоволновых» резиновых подвесов, либо применения других профилей, в том числе и переменных по углу.

Оба подвеса должны обеспечить строго плоско-параллельное возвратно-поступательное движение всей подвижной системы динамика с минимальными отклонениями в сторону от его оси.

Звуковая (голосовая) катушка

Эта катушка, работающая в магнитном зазоре динамика, намотана на каркас — цилиндр, который часто делается из плотной бумаги. Для каркаса также применяется устойчивый к нагреву пластик: каптон, текстолит, либо другие композитные материалы. Для большей плотности и температурной устойчивости (при серьезной нагрузке, т. е. громкости, катушка нагревается) используют сплавы на основе алюминия и даже титан.

Проволока, которой наматывается голосовая катушка, чаще всего, медная. Алюминиевая проволока легче, и это в данном случае — плюс, но она имеет свои недостатки (большее электрическое сопротивление при меньшей температурной устойчивости) и применяется реже. Есть вариант с биметаллической алюминиевой проволокой с медным покрытием, что улучшает проводимость.

Для более плотного расположения витков проволоку иногда делают в сечении прямоугольной либо шестиугольной. Для получения нескольких вариантов сопротивления катушки при параллельном или последовательном соединении ее частей или использования раздельных усилителей, звуковая катушка, чаще всего в низкочастотных динамиках, может разделяться на отдельные секции, намотанные на общем каркасе.

Для лучшего охлаждения голосовой катушки магнитный зазор в некоторых высокочастотных динамиках заполняется специальной жидкостью с наполнителем из мелкодисперсного магнитного порошка. Это повышает эффективность системы и улучшает отвод тепла.

Магнитная система

Эффективность магнитной системы динамика определяется, в первую очередь, материалом магнита. Самый распространенный — феррит. В середине прошлого века были распространены магниты из сплава AlNiCo (железо-алюминий-никель-кобальт), в отдельных случаях этот вариант до сих пор применяется. В новейший исторический период все большее распространение получают неодимовые магниты, создающие гораздо более сильное магнитное поле. Проблемой здесь стало получение неодимовой заготовки нужных размеров: неодим — материал труднообрабатываемый. Кроме того, стоимость неодимовых магнитов в последнее время растет.

Корзина динамика

Самый распространенный и максимально технологичный вариант корзины, или каркаса динамика — штампованная деталь из мягкой стали. Каркасы небольшого размера могут быть выполнены из пластика. Более совершенное, прочное и, что самое главное, точное в своей геометрии изделие получают методом литья, чаще всего из алюминия, с последующей обработкой на металлорежущих станках.

Важно понимать: чтобы добиться минимального магнитного зазора, звуковую катушку, расположенную в этом зазоре, нужно заставить двигаться, не задевая его краев. Для этого ее движение должно быть идеально соосным магнитному зазору вдоль всей возможной амплитуды колебаний. Расположение катушки в магнитном зазоре должно быть идеально симметричным. Это накладывает высокие требования на точность изготовления и сборки всех частей.

Все компоненты динамика соединяются с помощью клея на специальном оборудовании.

Каждый динамик, согласно примененным в нем материалам и технологиям, размерам, весу, электрическим и механическим параметрам, имеет свое в точности определенное назначение.

Источник: stereo & video

Постоянный магнит

Фиксированный магнит постоянного тока, который является частью конструкции магнитной системы. Он крепится к раме динамика, создавая стабильный магнитный поток через кольцевой зазор, в котором находится звуковая катушка. О разных магнитах можно почитать в статье: О магнитах – альнико, феррит, кобальт, неодим. Форма может быть разной – кольцевой, цилиндрический (керновой) или набор из нескольких небольших магнитов. По применению материалов для магнита его можно разделить на:

• ферритовый (керамический)
• альнико
• самарий-кобальтовый
• неодимовый

Магнитная система

Эффективность магнитной системы динамика определяется, в первую очередь, материалом магнита. Самый распространенный — феррит. В середине прошлого века были распространены магниты из сплава AlNiCo (железо-алюминий-никель-кобальт), в отдельных случаях этот вариант до сих пор применяется. В новейший исторический период все большее распространение получают неодимовые магниты, создающие гораздо более сильное магнитное поле. Проблемой здесь стало получение неодимовой заготовки нужных размеров: неодим — материал труднообрабатываемый. Кроме того, стоимость неодимовых магнитов в последнее время растет.

Кольцо Фарадея

Так же называется короткозамкнутый виток. Устанавливается снаружи на керн или на внутреннюю часть верхнего фланца. Короткозамкнутый виток эффективно подавляет влияние практически всех источников искажений в громкоговорителе. Снижает интермодуляцию и гармоники. С таким кольцом снижается индуктивность звуковой катушки, что автоматически расширяет полосу воспроизводимых частот вверх.

Ремонт диффузоров динамиков своими руками

Своевременное восстановление повреждённой мембраны громкоговорителя обеспечит его качественную работу на длительное время. Поэтому если в акустической системе стали появляться хрипы и искажения, в первую очередь нужно внимательно проверить диффузоры громкоговорителей. Как отремонтировать диффузор динамика своими руками.Мелкие повреждения ликвидируются нанесением резинового клея на нужный участок, а более крупные дефекты устраняются наложением заплаты. Для этого нужно выполнить следующие действия:

• Очистить место склейки от пыли и грязи
• Острым инструментом срезать свисающие края разрыва
• Подготовить заплату превышающую отверстие по размера
• Промазать заплату клеем и наложить её с обратной стороны диффузора

В качестве заплаты можно использовать газетную бумагу, которая накладывается в 2-3 слоя. Если применять клей ПВА, то нужно брать не строительный, а офисный клей. На этом восстановление диффузора динамика заканчивается и после полного высыхания его можно устанавливать в акустическую систему.

Керн, нижний и верхний фланец

Железо вокруг магнита – детали магнитопровода. Они формируют рабочий зазор в определённом месте и направляют туда сконцентрированный магнитный поток. Без них поле возле звуковой катушки будет сильно рассеянным и работа динамика станет неэффективной. Размеры “железа” фланцев и керна рассчитываются под магнит для обеспечения оптимума между размерами магнитной системы и требуемой индукцией магнитного поля в зазоре заданного размера и конфигурации.

Керн – передаёт магнитное поле внутрь катушки, но не должен сам намагничиваться, поэтому изготавливается из магнитомягкого материала. Иногда в крене присутствует отверстие, оно помогает снизить давление воздуха под пылезащитным колпачком и охладить звуковую катушку на больших мощностях. Подробнее в статье – Влияние отверстия в керне динамика.

Немного о мобильных динамиках

Динамики для телефона отличаются от «взрослых» моделей конструктивно. Расположить такой сложный механизм в мобильном корпусе нереально, поэтому инженеры пошли на хитрость и заменили ряд элементов. Например, катушки стали неподвижными, а вместо диффузора используется мембрана. Динамики для телефона сильно упрощены, посему ожидать от них высокого качества звучания не стоит.

Диапазон частот, который способен охватить такой элемент, значительно сужен. По своему звучанию он ближе именно к высокочастотным устройствам, так как в корпусе телефона нет дополнительного пространства для установки толстых магнитопроводов.

Устройство динамика в мобильном телефоне отличается не только размерами, но и отсутствием независимости. Возможности устройства ограничиваются программным обеспечением. Это сделано для защиты конструкции динамиков. Многие снимают этот лимит вручную, а потом задаются вопросом: «Почему хрипят динамики?»

В среднестатистическом смартфоне устанавливают два таких элемента. Один разговорный, другой музыкальный. Иногда их объединяют для достижения эффекта стерео. Так или иначе, достичь глубины и насыщенности в звучании можно лишь с полноценной стереосистемой.

Средний сегмент 1-2 тысячи рублей

Pioneer TS1302i

Средняя стоимость – 1970 рублей.

Вид со всех сторон на Pioneer TS1302i

Акустика этого производителя порадует автолюбителей приятной ценой, качеством и дизайном. Если рассматривать технические параметры, по отдельным пунктам, эти динамики превосходят любой из предложенных выше бюджетных вариантов, от того и стоимость на них выше.

Технические характеристики:

Pioneer TS1302i

Достоинства:

• Удобная установка;
• Приемлемая цена;
• Качество сборки;
• Звучание.

Недостатки:

• Не выявлены.

Flpine SXE-1325S

Средняя цена – 1970 рублей.

Flpine SXE-1325S

Привлекательная акустическая система по доступной для всех цене, оснащена неодимовым и ферритовым магнитом, титановым твитером со сбалансированным куполам, вспененным подвесом и диффузором из длинных структурированных волокон.

Технические характеристики:

Flpine SXE-1325S

Достоинства:

• Радует звукопередача;
• Соотношение цены и качества;
• Достойная замена штатным динамикам;
• Мидбасс;
• Высокие частоты.

Недостатки:

• Не выявлены.

EDGE EDST215-E6

По цене – 1300 рублей.

EDGE EDST215-E6

Коаксиальная модель конической формы разработана для усиления басового отклика и кристально чистых максимумов, за которые отвечают элементы среднего и высокого уровня PEI. Поставка товара включает в себя решётки и крепёжные винты.

Технические характеристики:

EDGE EDST215-E6

Достоинства:

• Мощные;
• Четкость звука;
• Качество сборки;
• Дизайн;
• Уникальный лёгкий конус IMPP;
• Подходят, практически, в каждый автомобиль.

Недостатки:

• Не выявлены.

MRM-POWER MR-GTF1365

Средняя стоимость – 1270 рублей.

Комплектация MRM-POWER MR-GTF1365

Динамики в чёрном цвете с полным комплектом для монтажа, обладают превосходной озвучкой, легко и быстро устанавливаются, а также выполнены из прочных материалов, которые обеспечивают им долгий срок службы.

Технические характеристики:

MRM-POWER MR-GTF1365

Достоинства:

• Чистая звукопередача;
• Качественные;
• Комплектация;
• Простота установки;
• Цена.

Недостатки:

• Не выявлены.

JVC CS-V518

Средняя стоимость – 1860 рублей.

Дизайн акустической системы JVC CS-V518

Стильные динамики выполнены из прочных материалов, хорошо сконструированы. Они позволят наслаждаться качественным звуком на протяжении долгого времени.

Технические характеристики:

JVC CS-V518

Достоинства:

• Соотношение цены и качества;
• Громкость;
• Дизайн.

Недостатки:

• Низкие частоты.

Устройство рупорного громкоговорителя

Рупорный громкоговоритель является (активным первичным) средством воспроизведения звукового акустического сигнала в допустимом частотном и динамическом диапазонах. Характерными особенностями рупора являются обеспечение высокого акустического звукового давления за счет ограниченного угла раскрыва и относительно узкого частотного диапазона. Рупорные громкоговорители используются в основном для речевого оповещения, находят очень широкое применение в местах с повышенным уровнем шума – подземные стоянки, автовокзалы. Высококонцентрированный (узконапрвленный) звук позволяет применять их на ж/д. станциях, в метрополитенах. Наиболее часто рупорные громкоговорители применяются для озвучивания открытых площадок – парки, стадионы.

Рупорный громкоговоритель (рупор) является согласующим элементом между драйвером (излучателем) и окружающей средой. Драйвер, жестко связанный с рупором, преобразует электрический сигнал в звуковую энергию, поступающую и усиливаемую в рупоре. Усиление звуковой энергии внутри рупора осуществляется за счет специальной геометрической формы, обеспечивающей высокую концентрацию звуковой энергии. Использование в конструкции дополнительного концентрического канала позволяет существенно уменьшить размеры рупора при сохранении качественных характеристик.

Рупор состоит из следующих частей (см. рисунок, картинка взята из интернета):

• металлическая диафрагма (a);
• звуковая катушка или кольцо (b);
• цилиндрический магнит (c);
• компрессионный драйвер (d);
• концентрический канал или выступ (e);
• рупор или горн (f).

Рупорный громкоговоритель работает следующим образом: электрический звуковой сигнал поступает на вход компрессионного драйвера (d) преобразующего его в акустический сигнал на выходе. Драйвер (жестко) скреплен с горном (f) обеспечивающим высокое звуковое давление. Драйвер состоит из жесткой металлической диафрагмы (a) приводимой в движение (возбуждаемой) звуковой катушкой (витком или кольцом b) намотанной на цилиндрический магнит (c). Звук в данной системе распространяется от драйвера, проходя через концентрический канал (e), экспоненциально усиливается в рупоре (f), после чего поступает на выход.

ПРИМЕЧАНИЕ: В различной литературе и в зависимости от контекста могут встречаться следующие наименования рупора – мегафон, горн, репродуктор, рефлектор, труба.

Подключение трансформаторных громкоговорителей

В трансляционных системах наиболее распространен вариант, когда к одному трансляционному усилителю необходимо подключить несколько трансформаторных громкоговорители, например, для увеличения громкости или площади покрытия.

При большом количестве громкоговорителей удобней всего подключать их не непосредственно к усилителю, а к линии, которая в свою очередь подключена к усилителю или коммутатору (см. рисунок).

Длина таких линий может быть достаточно протяженной (до 1км). К одному усилителю может быть подключено несколько таких линий, при этом следует соблюдать следующие правила:

ПРАВИЛО 1

: Трансформаторные громкоговорители подключаются к трансляционному усилителю (только) параллельно.

ПРАВИЛО 2

: Суммарная мощность всех громкоговорителей, подключенных к трансляционному усилителю (в том числе через релейный модуль), не должна превышать номинальной мощности трансляционного усилителя.
Для удобства и надежности подключения(соединения) необходимо использовать специальные клеммники.

Трансформаторные громкоговорители

Трансформаторные громкоговорители – громкоговорители со встроенным трансформатором являются конечными исполнительными элементами в проводных трансляционных системах, на базе которых строятся системы оповещения о пожаре, локальные системы оповещения, системы громкоговорящей связи. В таких системах реализован принцип трансформаторного согласования, при котором отдельный громкоговоритель или линия с несколькими громкоговорителями подключается к высоковольтному выходу трансляционного усилителя. Передача сигнала в высоковольтной линии позволяет сохранять величину передаваемой мощности за счет уменьшения токовой составляющей, тем самым минимизировать потери на проводах. В трансформаторном громкоговорителе осуществляется 2 этапа преобразования. На первом этапе при помощи трансформатора происходит понижение напряжения высоковольтного звукового электрического сигнала, на втором этапе осуществляется преобразование электрического сигнала в слышимый акустический звуковой сигнал.

На рисунке изображена задняя часть корпусного настенного трансформаторного громкоговорителя. Трансформаторный громкоговоритель состоит из следующих частей:

Корпус громкоговорителя в зависимости от области применения может быть выполнен из различных материалов, наиболее широким из которых на сегодняшний день является АВС пластик. Корпус необходим как для удобства монтажа громкоговорителя, предохранения токоведущих частей от попадания пыли и влаги, улучшения акустических характеристик, формирования необходимой диаграммы направленности (ШДН).

Понижающий трансформатор предназначен для понижения высоковольтного напряжения входной линии (15/30/60/120В или 25/75/100В) до рабочего напряжения электродинамического преобразователя (динамика). Первичная обмотка трансформатора может содержать несколько отводов (например, полная мощность, 2/3 мощности, 1/3 мощности), что позволяет варьировать выходной мощностью. Отводы маркируются и подключаются к клеммным колодкам. Таким образом каждый такой отвод обладает своим импедансом (r, Ом) – реактивным сопротивлением (первичной обмотки трансформатора) зависящим от частоты. Выбирая (зная) значение импеданса можно рассчитать мощность (p, Вт) громкоговорителя при различных напряжениях (u, В) входной трансляционной линии, как:

p = u2 / r

Клеммная колодка обеспечивает удобство подключения трансляционной линии к различным отводам первичной обмотки трансформаторного громкоговорителя.

Динамик – устройство для преобразования электрического сигнала на входе в звуковой (слышимый) акустический сигнал на выходе. Подключается ко вторичной обмотке понижающего трансформатора. В рупорном громкоговорителе роль динамика выполняет драйвер, жестко скрепленный с рупором.