Подобряване на високоговорители В. Шоров, г. Москва



Дата16.10.2018
Размер71.96 Kb.
Подобряване на високоговорители
В.Шоров, г. Москва
Методът за подобряване на електродинамичните високоговорители, разработен в Московският електротехнически институт по съобщенията (МЕИС), е доста елементарен, не изисква използването на дефицитни материали и е достъпен за повторение в домашни условия, да не говорим за производствени.
Изглежда, че узнавайки за него, проектантите и производителите на високоговорители с радост ще го вземат на “въоръжение”, тъй като при минимални разходи метода позволява значително да се понижи неравномерността на честотната характеристика и нелинейните изкривявания без загуба на чувствителност. Само че, това, за съжаление не стана. Нито ИРПА “Д. С. Попов”, нито произвеждащите високоговорители Рязански радиозавод и гагаринския ( Смоленска обл.) завод “Динамик”, към които са се обърнали сътрудниците на МЕИС, досега не са се заинтересували.

Публикувайки статията на В.Шоров, редакцията чака от посочените организации отговор на въпроса – “защо този ефективен метод за подобряването на качеството на високоговорителите досега не се използва в производството! Какво пречи за неговото внедряване!”

Една от най-важните части на високоговорителите е, както е известно, е мембраната. Тя определя такива параметри, като диапазона на възпроизвежданите честоти, неравномерността на АЧХ, коефициента на нелинейни, интермодулационни и т. нар. параметрически изкривявания ( тези изкривявания са обусловени от възниквали в излъчвания звук съставящи, чиито честоти са цяло число пъти по-малко от честотата на сигнала (субхармонични колебания).


От нейните свойства зависи и тембровото окрасяване на възпроизвеждания сигнал. В същото време мембраните на масово произвежданите ВГ, направени от целулозна маса заедно с горното ока чване и периферията ( плоската част, която се залепва към шасито), се считат за най-елементарните и евтини елементи на ВГ, изискващи в производството най-малко разходи. Този подход води до това, че често мембраните се оказват неспособни да изпълняват функциите си на нивото на изискванията, предявявани понастоящем в аудиоапаратурите. Така проблемът за подобряването на този елемент на ВГ сега е много актуален.
Преди да бъде предложен на радиолюбителите методът за подобряване на мембраните, нека да разгледаме накратко особеностите на тяхната работа.
На ниски честоти мембраната се държи като трептящо бутало. АЧХ на ВГ с оптимално конструирана мембрана в тази област има гладка форма.
При средните честоти промяната на фазата на сигнала в звуковата бобина надвишава скоростта на разпространение на механическите трептения в материала на мембраната. Последната вече не се разглежда като трептящо бутало, тъй като не всички нейни части се колебаят във фаза с подадения към бобината сигнал. Но затихването на колебанията в материала на мембраната при тези честоти още е малко и достигайки до шасито, те се отразяват от него и тръгват в обратна посока. Поради взаимодействието на директните и отразените трептения по мембраната се образуват участъци с интензивно противофазно излъчване – стоящи вълни ( такъв режим на възбуждане се нарича парциален). В резултат в АЧХ на ВГ възникват значителни неравномерности ( пикове и провали), размаха на които при зле конструирана мембрана достига до десетки децибели.
При високите честоти затихването на механичните трептения в материала на мембраната нараства и вследствие на отслабване на отраженията от шасито не се образуват стоящи вълни по мембраната. Неравномерността в АЧХ на този участък от спектъра се определя както от свойствата на материала на мембраната, така и от формата на образуващата й.
Нелинейните изкривявания на ВГ при ниски честоти (в областта на основния резонанс) се явяват, както е известно, вследствие на нелинейността на окачването на мембраната и на неравномерността на магнитното поле в краищата на въздушната междина, в която се движи звуковата бобина. При средни и високи честоти амплитудата на преместване на звуковата бобина е много малка (десетки части от милиметъра) и нелинейните изкривявания тук са обусловени от други причини. Една от тях са токовете на Фуко, възникващи в детайлите на магнитопровода ( централен и горен полюсни накрайници) по време на работа на ВГ, които от своя страна предизвикват ЕДС ( електродвижеща сила) в звуковата бобина. За борба с токовете на Фуко трябва да се намали електропроводимостта на детайлите на магнитната система в непосредствена близост до звуковата бобина.
Два други вида изкривявания, не трябва да се наричат нелинейни, макар че при съществуващите методи на тяхното измерване, с отчитане само на напрежението на хармониците, те се разглеждат като нелинейни. Първият от тях е свързан с възбуждането в материала на мембраната т. нар. “структурен призвук”. Той възниква заради недостатъчното демпфане на материала като отклик на постъпващото от звуковата бобина механично възбуждане и придава на звученето на ВГ характерно темброво окрасяване. Вторият вид изкривявания е обусловен от образуването по повърхността на мембраната на участъци, способни при наличието на стоящи вълни ( природата на които бе разгледана по-горе) да излъчват сигнали със собствени честоти.
Приведеният анализ на особеностите на работата на мембраната показва, че за повишаване на качеството на звучене на ВГ трябва да се стремим към понижаване на интензивността на трептенията, отразени от шасито. За тази цел мембраните на висококачествените ВГ се правят обикновено с допълнително залепено горно качване, направено от материал с висок показател на затихване на механични трептения. Такива ВГ са доста скъпи и нетехнологични за производство. В същото време може да се подобри работата на мембраната и без използването на допълнително залепен гофър.
През 1979 г. в катедрата по радиоразпръскване и акустика на Московския електротехнически институт по съобщенията под ръководството на професор М.А. Сапожков била проведена работа по подобряването на параметрите на масови ВГ (ширпотребни – бел. пр.), в резултат на която бил намерен метод за повишаването на демпващите свойства на мембраните им с помощта на вибропоглъщащи промазки и покрития. Към високоговорителите те трябва да удовлетворяват определени изисквания – да имат добра адхезия към материала на мембраната, да не променят свойствата си ( макар и при стайна температура) с течение на времето, сравнимо с продължителността на експлоатация на ВГ и да имат консистенция, при която нанесения слой промазка да не повишава резонансната честота на ВГ вследствие намаляване на гъвкавостта на гънките ( гофрите) на ВГ.
Изброените изисквания в голяма степен се удовлетворяват от използваната в строителството (става дума за руското строителство – бел. пр.) несъхнеща грес уплътнителна промазка “Герлен” (ТУ400-1/413-78). Представлява тестообразна маса, нанесена на парафинирана хартия в слой с дебелина 4-5 мм и широчина 200 мм, защитена със синтетично покритие.
Преди работа промазката се разрежда с бензин до консистенция на сметана. Нанася се във вид на пръстеновидна ивица с ширина 3-4 мм дебелина от 0,5 мм (за говорители с мощност до 4 вата и лека и тънка мембрана) до 1 мм (за по-мощни излъчватели) на част от горната гофрирана гънка. На маломощните ВГ с гънки във вид на тангенциални ивици, промазката трябва да покрие периферийната (към шасито) част. Това може да се направи с четчица от задната страна на мембраната през отворите на шасито.
При доработката на мощни ВГ с мембрани с диаметър над 200 мм промазката може и да не се разтваря. В този случай от лентата се отрязват ивици с указаната по-горе ширина и се залепват (премахвайки предварително защитната хартия) в първата (от звуковата бобина) падина на гофрираната гънка.
След нанасяне на промазката ВГ трябва да се остави в проветриво помещение в течение на час, съблюдавайки правилата за пожарна безопасност.
Промазаният участък на гънките значително променя своите механични свойства ( силно нарастват загубите от вискозното триене), благодарение на което се увеличава поглъщането на механичните трептения и се подобряват демпващите свойства на мембраната. Механичните колебания при това се поглъщат двойно - и в право направление ( при разпространение към шасито), и в обратно ( от шасито). Като краен резултат се изключва възможността за образуване по мембраната на участъци с интензивно противофазно излъчване. Като следствие от подобряването на режима на работа на мембраната се явява не само намаляването на неравномерността на АЧХ на ВГ, но и снижаване на изкривяванията, обусловени от парциалното възбуждане.

За ефективността на предлагания метод за подобряване на ВГ може да се съди по АЧХ (рис 1-6), записани в безехова камера (АЧХ на изходните говорители е с пунктир, на преработените е с плътна линия, акустичното оформление при всички случаи е затворен обем, запълнен със звукопоглъщащ материал.)




Рис.1

Рис.2

Рис.3

Рис.4

Рис.5


Рис.6
Анализът на дадените характеристики показва, че в резултат на преработката съществено са се подобрили амплитудно честотните характеристики на всички високоговорители – понижила се е неравномерността им, особено на средните честоти на работния диапазон, изчезнали са или са намалели пиковете и провалите. Малко по-особен е 15ГД-10 – след преработката, наред с намаляването на неравномерността на АЧХ ори средните честоти, се наблюдава и увеличението й при честотите от 3 до 5 кХц. Обяснението е във високочестотния излъчвател, залепен в основната мембрана (ВЧ конус – бел.пр.), трептенията на който в указания диапазон от честоти взаимодейства с трептенията от основната мембрана (оптимизиран за недемпвана мембрана, този излъчвател се оказал не много подходящ за преработената вече мембрана).


Освен АЧХ, на преработените ВГ (3ГД-42, 4ГД-53 и 1ГД-50) са били измерени коефициентите на хармониците им в диапазона 250-10 000 Хц. На практика при всички честоти нелинейните изкривявания са се намалили значително.
Важно предимство на предлаганият метод за подобряване на параметрите на ВГ се явява запазването на чувствителността им, същевременно при използването на допълнително залепени гънки снижава радиалната устойчивост на подвижната система на ВГ и принуждава проектантите да увеличават ширината на въздушната междина, вследствие на което чувствителността спада.
Трябва да се подчертае, че отбелязаното по-горе подобряване на АЧХ и снижаването на изкривяванията са постигнати при преработване на готови високоговорители с вече оптимизирани при разработката им мембрани. Ако се покриват с промазка мембраните ( или по-правилно тяхното окачване) още в процеса на изготвянето им и после да се оптимизират параметрите им, то може да се предположи, че резултатите ще бъдат още по-високи.
В съчетание с допълнителното акустично демпфане на средночестотните ВГ [Л], предлагания метод за обработка на мембрани позволява значително да се подобри качеството на звучене на озвучителните тела, направени с евтини масови високоговорители.

ЛИТЕРАТУРА


Попов П., Шоров В. Повышение качества звучания громкоговорителей.- Радио, 1983, N 6, с. 50-52.


Поделитесь с Вашими друзьями:




База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2020
отнасят до администрацията

    Начална страница