.

Системная модель громкоговорителя

 

Громкоговоритель представляет собой сложный электромеханоакустический преобразователь, в котором происходят линейное и нелинейное преобразование сигнала U(t), подводимого в виде напряжения от усилителя в распределенное в пространстве звуковое давление. Если входной сигнал представляет собой аналог реального музыкального или речевого сигнала

Основная задача при проектировании акустических устройств, в которые входят громкоговорители, состоит в том, чтобы обеспечить неискаженную передачу временной структуры входного сигнала (технически реализуемой является задача передачи временной структуры сигнала с искажениями ниже порогов слышимости). Именно это условие выдвигает требования к неискаженной передаче частотного и динамического диапазона сигнала, а отсюда к уровню линейных и нелинейных искажений в громкоговорителях.

Функционально громкоговоритель может быть представлен в виде системной модели, состоящей из:

  • электромагнитного преобразователя - “магнитная цепь + звуковая катушка”, преобразовывающего подводимое напряжение U(t) в переменный ток I(t) и в электромеханическую силу F(t);
  • механического преобразователя - “подвижная система громкоговорителя”, осуществляющего линейное и нелинейное преобразование силы F(t) в распределенное по поверхности механическое смещение u*;
  • акустического преобразователя - “излучающая диафрагма + воздушная среда”, преобразовывающего смещения u* в распределенное в пространстве звуковое давление p(R, t).

 

  

Все эти подсистемы оказывают как прямое, так и обратное влияние друг на друга.

  Работу громкоговорителя можно проиллюстрировать с помощью графика  Он показывает, как диффузор громкоговорителя отклоняется от условной средней линии положения покоя. Из графика видно, что чем больше ток, тем дальше отклоняется диффузор, а токам разного направления соответствует отклонение в разные стороны (вперед-назад). Приведенный график называют амплитудной характеристикой. Появление загибов на графике объясняется достаточно просто - ток не может беспредельно отклонять диффузор. Диффузор закреплен достаточно прочно, и амплитуда его отклонений ограничена. До тех пор пока громкоговоритель работает на линейном участке и отклонение прямо пропорционально току, преобразование "ток - звук" происходит без нелинейных искажений.