> Техника, страница 96 > Громкоговоритель

Громкоговоритель

Громкоговоритель, репродуктор, электроакустич. аппарат для воспроизведения звука в данном помещении или на открытом пространстве. Воспроизведение осуществляется путем преобразования энергии подводимого к Г. тока звуковой частоты в энергию звукового из-лученйя. Г. является последним звеном в цепи звуковоспроизводящих аппаратов. Г. имеют ряд различных применений, определяющих различные требования технического и эксплуатонно-го порядка. Главнейшие области применения Г.: 1) звуковое кино, 2) воспроизведение граммофонной записи (для замены оркестра в общественных местах), 3) индивидуальные и коллективные радиоприемные установки, 4) городская трансляционная сеть (Г., установленные на улицах г площадях), 5) информационная служба (напр! на вокзалах), 6) специальные виды телефонной связи (например диспетчерская), 7) обслуживание парадов, демонстраций, физкультурных праздников и тому подобное., 8) оеобые случаи непосредственной передачи речи на значительные расстояния, 9) использование в качестве источника звука для исследовательских целей, 10) использование в качестве источника звука в электромузыкальных инструментах (смотрите), 11) усиление речи ораторов. Звукоизлучатели, дающие какой-либо особый звук, например постоянный тон той или иной высоты, служащий для подачи звуковых сигналов, не являются Г. в обычном понимании этого термина и здесь не рассматриваются.

Попытки построить громкоговорящий телефон делались задолго до изобретения электронной лампы. В виду того что мощность телефонных, токов безусловно недостаточна для получения значительного звукового эффекта, изобретательская мысль естественно обращалась к принципу «вентиля», то есть к идее управления некоторым достаточно мощным источником энергии посредством маломощных телефонных токов. Наиболее интересное воплощение эта идея получила в т. н. пневматическом Г. и в Г., основанном на эффекте Ионсона-Раабека. В пневматич. Г. (например Г. сист. Гувенера) вытекающая из отверстия струя сжатого воздуха (или вообще какого-либо газа под давлением больше атмосферного) модулируется слабыми телефонными токами, для чего выходное отверстие снабжено заслонкой, управляемой электромагнитным устройством, питаемым телефонными токами. Т. о. мощность последнего расходуется только на движение заслонки, звук же создается за счет энергии сжатого воздуха. В Г., основанном на эффекте Ионсона-Раабека, имеется две трудящиеся части металлич. лента и охватываемый ей вращающийся барабан из полупроводника. Лента связана с излучающим органом — диафрагмой того или иного устройства, которая все время натянута силой, равной силе трения между лентой и цилиндром. При приложении к ленте и цилиндру некоторой разности потенциалов возникает сила, прижимающая ленту к цилиндру, вследствие чего изменяется сила трения, а следовательно и сила, действующая на диафрагму. Под действием изменяющейся силы диафрагма приходит в движение, соответствующее изменениям разности потенциалов между лентой и цилиндром. Расход мощности в цепи телефонного тока (лента-цилиндр) ничтожен; звук создается за счет энергии двигателя, вращающего цилиндр. Недостатками обеих описанных систем являются: 1) наличие постоянного шумового фона (свист истекающей струи в первой системе и шум от трения ленты о цилиндр — во второй) и 2) громоздкость вспомогательного оборудования. Пневматич. Г. не потерял своего значения до сего времени и применяется в специальных случаях.

С изобретением электронной лампы (смотрите) и развитием усилительной техники развитие Г. направилось исключительно по линии разработки электромеханич. устройств. Первым образцом Г. был электромагнитный телефон обычного устройства, но более солидной конструкции, снабженный рупором (смотрите). Применение рупоров известно с незапамятных времен, а потому естественно было воспользоваться этим простым прибором и для Г. Однако качество ру порного Г. в виде телефона оказалось весьма низким, и он быстро уступил свое место т. н. д и ф ф у-зорным Г., в которых роль звукоизлучателя играет относительно большая диафрагма, выполняемая в виде бумажного конуса. Диффузорные Г. с электромагнитными механизмами довольно долго держались на рынке, не утратив своего значения и до сих пор. Самый механизм, то есть движущий орган, претерпел значительные видоизменения, сводившиеся к его улучтению, гл. обр. в отношении повышения чувствительности. Однако диффузорные электромагнитные Г. не смогли удовлетворить быстро повышающимся требованиям, и на смену им явился т. н. э л е к-тродинамический (правильнее — магнитоэлектрический) диффузорный Г. (США). Появление этого типа (1924) знаменует определенный этап развития Г. не только потому, что он является весьма удовлетворительным и с современной точки зрения, но и вследствие того, что при разработке его впервые были отчетливо поставлены технич. требования к Г. и указаны пути к их удовлетворению [^х]. Электроди-намич. Г. отличается от электромагнитного тем, что диффузор его приводится в движение подвижной катушкой (англ, термин «moving coii»), расположенной в сильном постоянном магнитном поле. Это различие обусловливает ряд важных технических преимуществ электродинамич. Г. Одновременно появились т. н. блаттхал-леры (Германия, 1924) [²], то есть электродинамические Г. с большим плоским диффузором, приводимым в движение зигзагообразным проводником, скрепленным с диффузором по всей своей длине и расположенным в магнитном поле. Этот тип замечателен гл. обр. тем, что м. б. построен для очень больших мощностей. Несколько позже появились Г., напоминающие блаттхаллер, но отличающиеся наличием лишь одного прямого проводника, проходящего посредине удлиненного пряомугольного диффузора волнистой конструк ции (Riffellautsprecher). В течение ряда лет диффузорные электродинамические Г. имели исключительное применение; сохранившиеся модели электромагнитных Г. удержались на рынке исключительно вследствие дешевизны. При всех своих достоинствах электродинамич. Г., во-первых, значительно дороже электромагнитных, а во-вторых, требовали источника постоянного тока для питания обмотки возбуждения. Поэтому делались неоднократные попытки заменить электромагнит постоянным магнитом. Эта задача не так давно успешно разрешена (Англия, 1930), и электродинамич. Г. с постоянными магнитами получили широкое распространение. Дешевизна электромагнитных Г. заставляла все время изыскивать пути его принципиального улучшения при сохранении его достоинств. Такие пути наметились с появлением т. наз. «системы с неограниченной амплитудой», выпущенной в виде промышленного образца ок. 1929 г. (Америка) [³]. Этот тип Г., известных под названием индукторных, мог бы в ряде случаев конкурировать с электродинамич. Г. в отношении качества. Рупорные Г. также эволюционировали. Около 1928 г. (Америка) [⁴] была разработана модель электродинамич. рупорного Г., отвечающая весьма высоким требованиям как в качественном отношении, так и в отношении высокого кпд, превышающего кпд диффузорных Г. раз в десяти. С появлением этого образца была восстановлена репутация рупора, скомпрометированного в самых первых образцах Г. К недостаткам этого типа Г. следует отнести лишь большие габариты, затрудняющие в ряде случаев их применение.

В течение ряда лет производилась также разработка электростатических Г., основанных на явлении электростатич. притяжения под действием приложенной разности потенциалов двух пластин, из которых одна подвижная и служит звукоизлучающим органом. Две промышленные модели электростатич. Г. появились в 1929 г. (Америка) [^б] и 1931 г. (Германия) [⁶]. Однако распространения они не получили. За самое последнее время в связи с предельно высокими требованиями к качеству воспроизведения выяснилось, что удовлетворить этим требованиям посредством одного единственного Г. не представляется возможным. В частности затруднение заключается в воспроизведении наиболее высоких звуков. Это затруднение преодолевается в настоящее время т. н. комбинированными Г., в которых в одно целое соединены не менее двух Г.: один — нормального типа, второй — специально предназначенный для воспроизведения наиболее высоких звуков. В качестве таких специальных Г. нашли применение рупорные Г. с небольшим рупором: электродинамический (США, 1930) [⁷] и пьезоэлектрический (США, 1933) [⁸], основанный на известном пьезо-электрич. эффекте, заключающемся в том, что нек-рые кристаллы испытывают механич. напряжения и соответствующие деформации при приложении к определенным граням этих кристаллов некоторой разности потенциалов (смотрите Пьезо-кварц, Пьезоэлектричество). Наконец за самое последнее время (США, 1934) [⁹] намечена возможность выполнить наиболее высокие требования в одном приборе. Подводя итоги развития Г., нужно указать, что достигнутые за 12 лет крупные успехи неразрывно связаны с все более и более глубоким пониманием происходящих в Г. физич. процессов.

Технические характеристики и основы теории Г.

Основное требование, предъявляемое в настоя-

щее время к Г., состоит в том, чтобы Г. воспроизводил звук без искажений. Иначе говоря, звук, воспроизводимый Г., должен быть неотличим от оригинального звука, какова бы ни была его природа. Звук как физическое явление принято характеризовать величиною т. н. и з б ы т о ч-н о г о, или звукового, давления, представляющего собою приращение давления против среднего (атмосферного), происходящее вследствие звуковых колебаний. При звуке, представляющем собою т. н. чистый тон, звуковое давление есть синусоидальная функция времени, то есть р=р₀ sin <щ, (1)

где р₀ — амплитуда давления; ω — круговая частота явления, равная 2л/; — частота, выражаемая числом колебаний в ск. или в Hz. Амплитуда давления характеризует силу тона, частота— высоту его. В случае более сложного периодического колебания звуковое давление выражается не простой гармония, ф-ией (1), а рядом Фурье

η

Р=2 Ро^{к sin} + Vk). (2)

1

где к — порядковый номер члена ряда или номер гармоники, φ_Η — фазный сдвиг. В еще более сложном случае непериодич. процесса (к к-рому, строго говоря, относятся все действительные звуки) математич. выражением служит уже не ряд, а интеграл Фурье. Удобным графич. изображением соотношения (2) служат т. н. спектры, то есть графики, по оси ординат которых отложены величины р₀к, а по оси абсцисс — частота. Очевидно, что ряд Фурье даст только ряд точек в такой системе координат, — это будет линейный спектр; интеграл же Фурье даст сплошную линию, то есть сплошной спектр. Эта терминология вполне соответствует оптической. Ухо есть аппарат, реагирующий именно на звуковое давление, чем и обусловлен выбор этой величины для описания звуковых явлений (смотрите Слух). Самым существенным для практики является то обстоятельство, что ухо способно слышать, то есть воспринимать как звук не всякие колебания воздуха, а лишь те, частота которых заключена в пределах примерно 30 -г 15 000 Hz (средние статистич. данные). Вторым не менее важным свойством слухового аппарата является его неспособность отмечать разные сдвиги между отдельными компонентами звукового давления. Требование неискаженного воспроизведения можно выразить след, образом: для неискаженного воспроизведения необходимо, чтобы амплитуды всех гармоник звукового давления звука, воспроизводимого Г., были равны амплитудам соответственных гармоник оригинального звука. Равным образом должен быть равны и ч стоты соответствующих гармоник. Иначе говоря, требуется, чтобы спектры воспроизведенного и оригинального, или, как говорят, вторичного и первичного, звуков совпадали. Кроме того очевидно, что это требование распространяется лишь на слышимый диапазон, т. к. вне этого диапазона требование неискаженного воспроизведения теряет всякий смысл. Формулированное т. о. требование можно выразить соотношением

Pi=Р1. (3)

где р₂ — вторичное давление, р_г — первичное давление, и предполагается, что и то и другое выражено спектром в виде ф-ии (2). Но кроме

Г. в процессе воспроизведения звука участвуют еще микрофон и усилитель. Предположим (как оно и должно быть), что работа обоих приборов характеризуется тем, что они дают ток, прямо пропорциональный первичному давлению, то есть

i=(4)

где к — постоянная, характеризующая чувствительность микрофона и коэф. усиления усилителя. Сопоставление (3) и (4) дает

Pi =×или ^=к, (5)

то есть давление, создаваемое Г., должно быть пропорционально питающему его току. Отношение

^ называется чувствительностью Г.

по току. Заметим, что и р₂ и i выражаются целым рядом членов, представляющих собою колебания различной частоты, лежащей в большинстве случаев в пределах всего слышимого диапазона. Требование пропорциональности распространяется на все составные части сложного звука. Иначе говоря, мало требовать пропорциональности между давлением, создаваемым Г., и питающим его током; нужно еще, чтобы коэф. пропорциональности был одинаковым для всех частот^ то есть не зависел бы от частоты. Если это требование не будет выполнено, то гармоники, частота которых соответствует меньшим значениям коэф-та /с, будут преуменьшены по сравнению с первичным звуком и обратно. Такого рода искажения, зависящие от неодинаковости чувствительности Г. на различных частотах, носят название частотных искажений. Зависимость чувствительности Г. от частоты называется частотной характеристикой Г. Эта важнейшая характеристика должна графически представляться в идеальном случае прямой, параллельной оси абсцисс, то есть оси частот. Эта прямая и была бы графич. изображением постоянной величины/В действительности частотные характеристики Г. все еще далеки от этого идеала, к к-рому они однако заметно приблизились за последние годы.

Соотношения для удовлетворения основного требования — отсутствия частотных искажений — должны выбираться на основе следующих соображений. Протекающий по рабочей обмотке Г. ток i создает механич. силу F, действующую на подвижную часть его. В результате действия переменной силы F подвижная часть приходит в колебательное движение, определяемое величиной колебательной скорости | (=^),если£—

перемещение подвижной части. Излучатель, механически связанный с подвижным органом Г., колеблясь с определенной скоростью ξ, создает в окружающем пространстве звуковое давление р₂. Т. о., учитывая эти отдельные этапы работы Г., можем представить выражение (5) для чувствительности в виде

&=к.

ξ

(6)

Первое из этих трех отношений определяет электрические свойства Г., второе — механические и третье — акустические. Задача очевидно заключается в таком подборе этих соотношений, чтобы произведение их, то есть чувствительность, было постоянной величиной, то есть не зависело бы от частоты. Некоторые из этих соотношений задаются самой природой вещей; прочие необходимо должным образом подобрать. Рассмотрим для примера диффузорный, в частности электродинамический, Г. Для диффузора небольших размеров довольно сложная теория этого вопроса дает приближенное выражение:

то есть

Рг к_га)(,

г

0)

Иначе говоря, при постоянной скорости диффузора создаваемое, в некоторой точке пространства (обычно подразумевается точка на оси диффузора) давление растет пропорционально частоте. Далее, в электродинамич. системе сила, действующая на подвижную катушку по закону Био-€авара, равна

F=Hli,

то есть

l.=Hl=Const, (8)

тде Н — напряженность магнитного поля, I — действующая длина проводника в катушке. Подставляя имеющиеся, независящие от нашего усмотрения соотношения (7) и (8) в общее условие (6), находим:

по сравнению с членом от, то есть если выполнено условие сот > — ·

со

Это же условие м. б. записано в виде

⁽¹²>

Но У ~ ~ ω₀ есть резонансная частота системы. Из ф-лы (11) следует, что при резонансе скорость получает бесконечные значения. На практике это не происходит отчасти из-за наличия нек-рого трения, а гл. обр. из-за того, что коэф. q зависит от перемещения и резко возрастает при переходе известного предела, допускаемого конструкцией. Итак, получается следующий важный вывод. Для устранения частотных искажений в малом диффузорном Г. нужно понизить резонансную частоту подвижной системы за пределы рабочего (то есть слышимого) диапазона. При соблюдении этого условия

F

, J_

сот и чувствительность Г.

Σ

г

Щ =Я//с₁са^-=/с^/.

Иначе говоря, должен быть:

_|_ _ k _i, _

F ~~ к_гНЫ ω ’

(9)

то есть при постоянной по величине силе скорость должен быть обратно пропорциональна частоте. Выясним возможность выполнения этого требования. Для этого представим подвижную систему вместе с излучателем в виде материальной точки. Это равносильно допущению, что вся подвижная система является твердым, неспособным к деформации телом. Заметим далее, что подвижная система должна крепиться посредством тех или иных упругих деталей и удерживаться ими в некотором среднем положении. На основании этих соображений можем написать диференциальное ур-ие движения подвижной части Г.:

mi + qS=F; (10)

здесь т — сосредоточенная действующая масса подвижной системы, q — упругость закрепления системы (упругость равна отношению силы к вызываемой этой силой деформации точки приложения силы), £, ξ— соответственно — перемещение и ускорение подвижной части, F — приложенная сила. Предполагая, что сила синусоидальна и вызывает синусоидальное же перемещение. то есть предполагая решение в виде

ξ — ξ₀ sin ωί,

получим для скорости, отбрасывая член, определяющий собственные колебания, следующее выражение:

io=—“ или сот--

ω

Jo

F₀

1

q

сот-—

ω

(И)

здесь |₀ и F₀ — соответственно — амплитуды (то есть наибольшие значения) скорости и силы. Как видим, соотношение (11) удовлетворяет условию (9), если можно пренебречь членом ®

~=—=к_г ·—

г ¹ сот ¹ т

V 2

= Const.

Резонансная частота системы определяется отношением упругости к массе; для понижения резонансной частоты следует либо увеличивать массу, что очевидно невыгодно, т. к. понижается чувствительность, либо уменьшить упругость, что всегда и делают. Во всех предыдущих рассуждениях сделан ряд значительных упрощений и приближений; в частности нужно указать, что соотношение (7) справедливо лишь для частот порядка до 1 000 Hz. Этим между прочим объясняется тот факт, что диффузорные электродинамич. Г. не в состоянии воспроизводить наиболее высокие частоты.

Обратимся к электромагнитным Г. Как выяснено, упругость подвижной системы следует делать минимальной. Но в электромагнитном Г. рабочим органом является железный якорь, находящийся близ полюсных наконечников магнита. Если бы упругое закрепление якоря было ослаблено, то он был бы притянут магнитом и прилип бы к полюсным наконечникам. Следовательно в электромагнитных Г. по необходимости приходится достаточно упруго закреплять якорь, чтобы он мог противостоять притяжению магнита. Вследствие этого повышается резонансная частота подвижной системы, а следовательно ухудшается частотная характеристика Г., в частности воспроизведение низких частот. Теперь ясно преимущество электродинамич. Г., в к-ром это затруднение отсутствует: его катушка изготовлена из немагнитного материала и не подвержена воздействию магнитного поля, пока по ней не проходит ток. Новая система индукторных электромагнитных Г. отличается именно тем, что в ней возможность прилипания якоря к полюсным наконечникам совершенно исключена соответствующим расположением деталей; это позволяет уменьшить в желаемой мере упругость подвижной части, отсюда — и преимущества этой системы.

В отношении рупорных Г. ограничимся изложением готовых выводов этой теории: 1) чувствительность рупорных Г. может быть сделана гораздо более высокой, потому что они работают в области частот, близкой к резонансной; иначе говоря, резонансная частота расположена посреди рабочего диапазона; 2) хорошая частотная характеристика, то есть малая зависимость чувствительности от частоты, достигается введением в систему большого полезного затухания, обусловленного излучением. Величиной затухания легко управлять путем изменения соотношения площадей диафрагмы и входного отверстия рупора; 3) наибольшие затруднения представляет повышение качества рупорного Г. в отношении воспроизведения высоких частот; те меры, которые приходится принимать для улучшения характеристики в области высоких частот (увеличение отношения площадей диафрагмы и входного отверстия рупора, повышение резонансной частоты), ведут к ухудшению воспроизведения низких частот; 4) в отношении низких частот затруднения кроются в устройстве рупора: для удовлетворительного воспроизведения низких частот необходим большой рупор, то есть длинный и медленно расширяющийся.

В заключение необходимо коснуться вопроса о т. н. нелинейных искажениях. До сих пор мы ограничивались требованием отсутствия частотных искажений, то есть требованием независимости от частоты чувствительности Г. Но кроме того необходимо, чтобы чувствительность, то есть отношение давления к току, не зависела и от абсолютных значений этих величин. Это означает, что давление должен быть прямо пропорционально току. Аналитически это условие представляется линейной ф-ией, то есть ф-ией первой степени, выражающей ур-ие прямой. Только при выполнении этого условия м. б. достигнуто совпадение спектров первичного и вторичного давлений. Если же давление связано с током нелинейной зависимостью, например р₂ — ai + + Ы², то есть ур-ием какой угодно кривой, то легко убедиться, что спектр давления не будет соответствовать спектру тока. Для оценки получающихся при подобных соотношениях нелинейных искажений служит амплитудная характеристика, представляющая собой зависимость давления от тока. При отсутствии искажений эта характеристика представляется на графике в виде прямой, проходящей через начало координат. Устранение нелинейных искажений в Г. является относительно простым делом, поэтому подробные разъяснения этого вопроса здесь не приводятся.

Современные образцы Г. В настоящее время применяются гл. обр. следующие Г. 1) Обычные электромагнитные. Общедоступные по цене, невысокие по качеству; применяются исключительно в индивидуальных радиоприемных установках. 2) Электромагнитные индукторные Г. Более дорогие, ‘более высокого качества; применяются в индивидуальных установках. 3) Электродинамические диффузорные Г. с подвижной катушкой. Наиболее распространенный тип индивидуального Г.; более мощные модели имеют также широкое применение в звуковом кино. 4) Блаттхаллеры. Тяжелая модель очень большой мощности. Применяется в крупных звуковых кинотеатрах, а также для вещания на открытом воздухе для покрытия больших площадей и расстояний. 5) Рупорные электродинамические Г. Крупные модели высокого качества и с большим кпд; применяются в звуковом кино и для вещания на открытом воздухе. 6) Комбинированные Г. Агрегаты из нескольких Г. особо высокого качества. Применяются в специальных установ-

Т. Э. Доп. т. ках, но получают тенденцию к более широкому распространению.

1. Электромагнитные (обычные) Г. состоят из следующих основных частей: постоянного магнита, полюсных наконечников с насаженными на них рабочими катушками, железного якоря, являющегося рабочим органом Г., связанным с диффузором и приводящим последний в движение. Действие электромагнитного Г. состоит в том, что при прохождении по катушкам переменного тока звуковой частоты создаваемый катушками магнитный поток, в зависимости от направления тока, то складывается с потоком постоянного магнита то вычитается из него. Вследствие этого изменяется результирующий магнитный поток, проходящий через якорь, а следовательно и действующая на якорь сила. Под действием переменной силы якорь, а с ним и диффузор приходят в колебательное движение.

Фигура 1.

б в

В конструкции электромагнитных Г. наибольший интерес представляют устройство и расположение полюсных наконечников и якоря, или так нае. магнитная схема. На фигуре 1 приведены четыре типичные схемы. По схеме а были построены выпускавшиеся советской промстью Г. Д-2,

Д-и и Д-5. По более совершенной ди-ференциальной схеме в были построены «Рекорд» (фигура 2 и 3),

«Заря» (фигура 4). Схе-

Фигура 2.

ма г является излюбленной американской схемой; у нас эта схема применена в Г. ТМ.

Фигура 3.

Фигура 4.

2. Электромагнитные Г. с неограниченной амплитудой («индукторные»). Основные элементы в этом типе те же, что и в предыдущем; разница заключается в том, что якорь закреплен на специальных подвесах, т. ч. движение его может совершаться не по направлению к полюсу, а вдоль полюса, параллельно его поверхности. Этим исключена возможность прилипания якоря к полюсным

11

наконечникам, а следовательно и необходимость упругого закрепления якоря. Индукторные Г. могут осуществляться также в различных вариантах магнитной схемы; типичные схемы изображены на фигуре 5. Схема а (Англия, 1930) применяется также в герм, «фрайшвинчерах». Схема 6

Фигура 5.

представляет собой систему известного Г. Фар-ранд (США), являющегося наиболее совершенным, но и наиболее дорогим представителем этого класса приборов.

3. Электродинамическийдиффу-з о р н ы и Г. состоит из следующих основных частей (фигура 6): электромагнит (или постоянный магнит с кольцевым воздушным зазором), в к-ром помещена подвижная рабочая катушка 1, жестко связанная с диффузором

2. Электромагнит состоит из железной магнитной цепи <3, 4 и катушки возбуждения 5. Магнитная цепь выполняется в различных видах: в виде круглого штампованного стакана либо в виде скобы, согнутой из полосового железа. В обеих конструкциях применяются круглые центральные сердечники 3, между боковой поверхностью которых и стенками отверстия в магнитной цепи образуется кольцевой зазор. Напряженность магнитного поля в зазоре составляет у различных образцов 5 000-4-10 000 эрстед при мощности возбуждения 5-4-20 W. Постоянный ток для возбуждения доставляется специальным выпрямителем, обычно кенотронным, а иногда купроксным. Современные постоянные магниты дают поле до 2 000 эрстед (при зазоре 1,5 миллиметров). Подвижные катушки делают обычно малого сопротивления; необходимый при этом понижающий трансформатор монтируется часто вместе с Г. Диффузоры изготовляются из бумаги и представляют собой конус с углом порядка 100° между образующими. Диам. основания обычно порядка 200 миллиметров. Диффу-зорные Г. обязательно монтируются на т. н. акустическом экране 6, назначение которого — улучшить отдачу прибора на низких частотах. Это относится также и к индукторным Г. Экран в применении к обычным электромагнитным Г. не приносит никакой пользы, т. к. эти Г. вообще не способны к воспроизведению тех низких частот, при которых акустич. экран оказывает свое действие. Акустический экран представляет собой доску до 1 м² (дальнейшее увеличение практически бесполезно) с отверстием посредине. Часто в качестве экрана используется передняя стенка ящика, в котором монтирован Г. вместе со своим выпрямителем. Диффу-зорные электродинамич. Г. воспроизводят диапазон частот порядка 50—7 000 Hz. Кпд их порядка 1—3%, подводимая электрич. мощность не свыше порядка 3 W. На фигуре 7 и 8 показаны

бЛ

Фигура 6.

советские «динамики» Киевского завода и завода «Профрадио».

Фигура 8.

4. Блаттхаллер состоит из диффузора в виде большой гофрированной алюминиевой пластины 1 (фигура 9), в которой на изолированных заклепках прикреплена поставленная на ребра и изогнутая зигзагом жесткая металлич. лента 2, служащая подвижным проводником. Прямолинейные участки ленты входят в зазоры магнитной цепи 3, образующиеся между соседними по-

Фигура 9. Фигура 10.

люсными наконечниками. Катушки возбуждения 4 расположены в старой конструкции на ярме магнитной цепи; в новой конструкции (фигура 10) катушки к охватывают воздушные зазоры так, что диффузор расположен внутри катушек; эта конструкция позволяет получить значительные напряженности магнитного поля, доходящие до 20 000 эрстед. Блаттхаллеры обладают высоким качеством воспроизведения и м. б. построены очень больших размеров и на очень значительные мощности. Так например, одна из моделей потребляет 800 W электрич. мощности (звуковой частоты); при этом ток в ленте, получаемый от соответствующего пониженного трансформатора, достигает 120 А (фигура 11). Работа такого Г. слышна на несколько км.

5. Рупорные электродинамические Г. состоят из магнитной цепи с кольцевой щелью и из легкой (алюминиевой) диафрагмы, к которой прикреплена подвижная катушка, входящая в кольцевой зазор. Диафрагме придается особая форма (например коническая или сферическая), обеспечивающая средней части диафрагмы достаточную жесткость. Диафрагма закрывается крышкой с отверстием, к которому примыкается рупор. Для того чтобы воздух, сжимаемый в объёме позади диафрагмы, не препятствовал ее движению, центральный сердечник обычно высверливается. Выходное отверстие механизма (головки) громкоговорителя имеет часто в начальной своей части кольцевое сечение; такое устройство улучшает воспроизведение высоких частот (фигура 12 и 13; на фигуре 12: 1 — алюминиевая диафрагма, 2 — жестко связанная с ней подвижная катушка, 3 — магнитная цепь, имеющая форму тела вращения, 4 — отверстие, выс-

Фигура и. верленное в центральном сердечнике). Рупоры обычно применяются экспоненциальные [то есть такие, сечения которых изменяются по закону

S=S₀e^mx,

где S₀ — начальное (входное) сечение, S — сечение на расстоянии х от начала, т — показатель возрастания сечения]. Для хорошего воспроизведения низких частот рупор должен иметь большие размеры. С целью сокращения габари-

Фигура 12. Фигура 13.

Тов ось рупора часто делают изогнутой (фигура 14). Рупоры изготовляются из дерева, металла, папье-маше, эбонита и других материалов. Сечение рупоров бывает круглым и прямоугольным. Рупорные Г. воспроизводят диапазон порядка 100-г8 000 Hz. Замечателен высокий кпд этого типа Г.; он имеет порядок 20—30% и метров. б. доведен до 50% и даже выше, что позволяет получить желаемый звуковой эффект при относитель-щщно малых электрич. ||||мощностях. Г. рупор-^ные м. б. построены на подводимую мощность порядка сотен ватт.

6. Комбинированные Г. составляются обычно из двух единиц; одна из них, служащая для воспроизведения низких частот, представляет собой чаще электроди-намич. диффузорный Г. с очень большим диффузором. Такой Г. совершенно неспособен к воспроизведению высоких частот; для последней цели служит вторая составная часть комплекта—специальный высокочастотный Г. В качестве высокочастотных Г. применяются рупорные Г. особого устройства. Электродинамич. высокочастотный Г. (фигура 15, где 1 — конический рупор, 2 — входное кольцевое отверстие, 3 — диффузор, 4 — мембрана, 5 — корпус, 6 — сердечник, 7 — подвижная катушка) имеет очень маленькую и чрезвычайно легкую подвижную систему (то есть подвижную катушку с диафрагмой). Диаметр диафрагмы всего лишь ок. 25 миллиметров. На фигуре 16 показан

внешний вид того же Г. Пьезоэлектрич. высокочастотный Г. имеет диафрагму, изготовленную из вырезанных и склеенных определенным образом кристаллов сегнетовой соли (двойная виннокаменная соль калия и натрия), обладающую очень высокой диэлектрич. постоянной. Устройство диафрагмы таково, что при приложении между определенными ее точками некоторой разности потенциалов диафрагма изгибается. Рупоры в обоих описанных типах Г. отличаются малыми размерами: высокие частоты, для которых эти Г. предназначены, отлично излучаются

Фигура 16.

малыми рупорами. Для воспроизведения высоких частот могут также применяться и электроста-тич. Г. Комбинированные Г. включаются обычно в специальную схему, разделяющую токи различных частот т. о., что токи низкой частоты поступают в низкочастотный Г., а высокой частоты— в высокочастотный. С помощью комбинированных Г. удается воспроизвести диапазон порядка 30—12 000 Hz, то есть почти весь слышимый диапазон.

Лит.: i) Rice С. a. Kellogg Е., Notes on the Development of a New Type of Hornless Loud Speaker, «JATEE», 1925; 2) Riegger H., Zur Theorie des Lautsprechers, «Wiss. Veroff. a. d. Siemens-Kon-zern», B., 1924, B. 3, H. 2; 3)×a p к e в и ч А., К вопросу о новой системе электромагнитных громкоговорителей, «Журн. техн. физ.», Л., 1932, т. 2; ⁴) W e n t e E. a. T h u r e s A., A High Efficiency Receiver for a Horn Type Loud Speaker of Large Power Capacity, «Bell System Technical Journal», N. Y., 1928, i; 5) G- r e a v e s V., Kranz F., Crozier W., The Kyle Condenser Loud Speaker, «Proceed, of the Institute of Radio Engin.», N. Y.,

1929, v. 17; ⁶) Y ogtH., Ueber die Erzeugung von Schall-vorgange durch das elektrostatische Feld, «Ztschr. f. techn. Phys.», Lpz., 1931, B. 12; ?) Boot wick L., An Efficient Loud Speaker for the Higher Audible Frequencies, «Journ. of the Acoustical Society of America», N. Y.,

1930, v. 1; ⁸) Ballantine S., A Piezoelectric

Loud Speaker for the Higher Audio Frequencies, «Proceed, of the Inst, of Radio Engin.», N. Y., 1933, v. 21, 10; ⁹) Olson H., A New Cone Loud Speaker for High Fidelity Sound Reproduction, «Proceedings of the Insti* tute of Radio Engineers», N. Y., 1934, v. 22.—Д p e й-зен И., Электроакустика в широковещании, М., 1932; Харкевич А., Электр оакустич. аппаратура, Л., 1933; Розенберг Л., Основы технич. акустики Харьков, 1934; Handb. d. techn. Akustik, hrsg. v. E Waltzmann, В. 1, 2, Lpz., 1931—34; West W., Acousti cal Engineering, London, 1932; Popp E.,Elektromagne-tische Lautsprecher-Antfiebsysteme, B., 1927. А. Харкевич.