Динамические громкоговорители

Динамики — самый распространенный тип громкого­ворителя.

Основой динамика является диффузор (круглый или эллиптический) с подвеской (диафрагмой) и катушкой, размещенной в зазоре магнитной системы. На рис. диффузор в сечении показан жирной линией и имеет гиперболическую образующую. Магнит выделен густой штриховкой, а магнитная система — менее густой. Отвер­стие в центре магнитной системы используется у мощных динамиков для выхода воздуха из защитного купола — он, как правило, используется, чтобы пыль и тем более мелкие металлические предметы не попали в зазор магнитной системы, в которой находится тонкая катушка динамика. Волнистая в разрезе центрирующая диафрагма удерживает катушку точно в центре магнитного зазора (расстояние от катушки до керна магнитной системы составляет доли миллиметра).

Принцип действия динамика очевиден. Катушка динамика подключается к выходу усилителя звуковых частот соответствующей мощности. Он создает в катушке ток, который порождает переменное магнитное поле. Взаимодействие этого поля с полем сильного постоянно­го магнита динамика вызывает осевое перемещение ка­тушки. Оно передается диффузору, который и создает колебания воздуха.

Однако за простотой работы динамика стоит множе­ство сложнейших технических проблем, многие из кото­рых уже успешно решены, а другие еще только ждут своего решения. Практически решены вопросы создания сильных и равномерных магнитных полей в зазоре магнитной системы динамика и охлаждения катушки мощ­ных динамиков (а их мощность достигает сотен ватт при общей тенденции уменьшения размеров динамиков). Равномерность поля нужна для уменьшения нелинейных искажений, которые может вносить динамик при большой амплитуде колебаний катушки и диффузора.

Можно считать решенной и проблему создания проч­ного диффузора. На какие только ухищрения не пошли конструкторы динамиков в разработке диффузоров! Пер­вые диффузоры были обычными бумажными конусами. Увы, бумага имела малую прочность и слегка сминалась при колебаниях диффузора большой амплитуды. Это приводило к большим нелинейным искажениям на низ­ких частотах, где амплитуда колебаний диффузора осо­бенно велика и нередко достигает десятков миллиметров (вот почему так важна равномерность магнитного поля в зазоре магнитной системы).

Искажения особенно велики при ударном возбужде­нии динамика и воспроизведении высоких частот. Хотя в последнем случае амплитуда колебаний диффузора умень­шается, колебательная скорость растет. Обычный кони­ческий диффузор при этом может потерять свою жест­кость и сжиматься, приобретая вид бумажной гармошки. Это создает сильные и особенно заметные на слух иска­жения. Особенно плохо то, что при сильных колебаниях диффузора его жесткость и форма могут вообще не восста­новиться — в этом случае динамик выходит из строя из-за необратимой механической деформации диффузора.

В значительной мере от этого недостатка избавлены диффузоры не с конической, а гиперболической поверх­ностью — именно такая форма образующей диффузора ^показана на рис.. При ударных звуках просто незначи­тельно меняется кривизна этой поверхности, причем заранее предсказуемым образом (как слегка изогнутая упругая линейка при ее сжатии). Однако изготовление диффузора такой формы (чаще всего литьем), конечно, заметно сложнее и дороже, чем обычного конического. Важное значение имеет и материал диффузора — чаще всего это плотная бумага с различными примесями (слю­ды, графита и т. д.). У лучших динамиков толщина диффузора плавно меняется от большей вблизи катушки до меньшей у внешнего гофра.

.