Громкоговорители и звукосниматели в электронике

В любой радиоустановке, будь то радиотрансляционная точка, приемник или проигрыватель грампластинок, конечным звеном является громкоговоритель. Его назначение — преобразование электрической энергии в звуковую. Громкоговорители бывают электродинамические и электромагнитные.

Электродинамические громкоговорители

Электродинамический громкоговоритель, или «динамик», является в данное время единственным типом громкоговорителя, применяющимся в заводских радиоприемниках сетевого и батарейного питания. Как громкоговоритель для радиотрансляционных точек, он также постепенно вытесняет громкоговорители электромагнитного типа.

Электродинамические громкоговорители обладают значительно лучшим качеством звучания, чем все остальные системы громкоговорителей. Они дают естественный, мало искаженный звук, позволяя передавать большую полосу частот (70—7 000 гц).

Звуковая мощность, которую может развить электродинамический громкоговоритель без заметных искажений, значительно больше, чем у других типов громкоговорителей, поэтому мощные громкоговорители делаются только электродинамической системы. К тому же такие громкоговорители устойчивы в эксплуатации и не требуют периодической регулировки.

Для работы электродинамических громкоговорителей необходимо сильное магнитное поле. Оно может быть создано сильными постоянными магнитами из специальных сплавов или электромагнитами. В первом случае громкоговоритель называется динамиком с постоянным магнитом, во втором — динамиком с подмагничиванием. Иногда устраивают комбинированные динамики, имеющие постоянный магнит и катушку подмагничивания, используемую как дроссель фильтра выпрямителя.

В последние годы исключительное распространение получили электродинамические громкоговорители с постоянными магнитами, так как они не потребляют мощности на под-магничивание и дают большую свободу в выборе схемы.

Устройство электродинамических громкоговорителей

Рис. 1. Устройство электродинамических громкоговорителей.

Устройство электродинамических громкоговорителей показано на рис. 1. Постоянный магнит из специальных сплавов или катушка подмагничивания электромагнита создают в воздушном зазоре магнитной системы сильное магнитное поле.

В этом поле помещена легкая катушка (звуковая), скрепленная с диффузором (конусом). Ток звуковой частоты, проходящий по звуковой катушке, создает свое переменное магнитное поле.

Сила взаимодействия постоянного поля в зазоре с переменным полем звуковой катушки вызывает перемещение звуковой катушки вдоль зазора магнитной системы. Центрирующая шайба, позволяя катушке двигаться вдоль зазора, не дает ей возможности смещаться в сторону, перекашиваться и прикасаться к магнитной системе.

В современных типах электродинамических громкоговорителей диффузоры обычно изготовляют из бумажной массы; к корпусу динамика их прикрепляют через мягкий гофр. При таком способе крепления диффузор повторяет перемещения жестко прикрепленной к нему звуковой катушки.

Катушка подмагничивания электродинамического громкоговорителя включается параллельно выпрямителю (обычно до дросселя) или вместо дросселя. При параллельном включении она должна иметь сопротивление 5—10 ком, при включении вместо дросселя — 500—2 000 ом.

Последний способ включения выгоднее, так как при нем отпадает необходимость в специальном дросселе и уменьшается расход мощности, идущей обычно на его нагревание.

Но этот способ имеет и недостатки. Для нормальной работы громкоговорителя через его катушку подмагничивания должен проходить ток определенной величины.

В радиолюбительской практике редко удается подобрать электродинамический громкоговоритель с подходящей катушкой подмагничивания. Если это иногда и удается, то в дальнейшем такой громкоговоритель не дает возможности переделывать схему приемника, изменяя при этом и величину потребляемого анодного тока, так как громкоговоритель не будет нормально подмагничиваться или будет перегреваться.

Электродинамические громкоговорители с подмагничиванием имеют значительно большую зависимость громкости от изменения напряжения сети, чем громкоговорители с постоянным магнитом.

Для батарейного приемника может быть применен электродинамический громкоговоритель только с постоянным магнитом.

Электромагнитные громкоговорители

Устройство электромагнитного громкоговорителя «Рекорд» показано на рис. 2.

Устройство электромагнитного громкоговорителя Рекорд

Рис. 2. Устройство электромагнитного громкоговорителя „Рекорд".

Якорь, жестко связанный через иглу с бумажным конусом (диффузором), устанавливается посредине между полюсными наконечниками при помощи регулировочного винта, нажимающего на пружину.

Катушки, надетые на полюсные наконечники, включены так, что они усиливают поле одного из них и ослабляют поле другого. Постоянное поле полюсных наконечников создается двумя группами плоских кольцевых магнитов.

Переменный ток, пропускаемый по обмоткам громкоговорителя, создает перевес магнитной силы то одного, то другого полюсного наконечника, и якорь притягивается то к одному, то к другому из наконечников, не касаясь их. Диффузор, повторяющий движения якоря, вызывает колебания окружающего воздуха, создает звуки.

Электромагнитные громкоговорители еще находят применение благодаря простоте устройства и высокой чувствительности. Чувствительность электромагнитного громкоговорителя «Рекорд» вдвое больше, чем чувствительность лучшего электродинамического громкоговорителя, но наибольшая мощность, при которой он может работать без больших искажений, не превосходит 0,1—0,2 вт.

Электромагнитные громкоговорители воспроизводят частоты от 250 до 3 000 гц. Такая полоса позволяет полностью разбирать речь, но недостаточна для хорошего воспроизведения музыкальных передач.

Звукосниматели

Для воспроизведения граммофонной записи через усилитель низкой частоты сетевого радиоприемника или специальный усилитель — проигрыватель — используют особые устройства называемые звукоснимателями или адаптерами.

Звукосниматели преобразуют механические колебания иглы, движущейся по звуковой борозде пластинки, в электрические колебания, т. е. действие их обратно действию громкоговорителей или телефонов, преобразующих электрические колебания в механические колебания диффузора или мембраны.

Электрические колебания, создаваемые звукоснимателями, подаются на вход усилителя низкой частоты для усиления.

До недавнего времени успешно сосуществовали и приблизительно в равных количествах выпускались звукосниматели двух типов: электромагнитные и пьезоэлектрические.

И хотя пьезоэлектрические звукосниматели имели в 10 раз более высокую чувствительность, чем электромагнитные, воспроизводили более широкую полосу частот и с лучшей равномерностью, все же во многих случаях отдавалось предпочтение электромагнитному звукоснимателю.

Это объяснялось недостатками пьезоэлектрических звукоснимателей, пьезоэлементы которых до 1955 г. изготавливались из кристаллов сегнетовой соли. Эти пьезоэлементы боялись жары и влажности, так как сегнетовая соль легкоплавка и легко растворима, и, кроме того, были очень непрочны.

С широким распространением граммофонной микрозаписи (долгоиграющих пластинок) пришлось отказаться от малочувствительных и тяжелых электромагнитных звукоснимателей и разработать новый, универсальный (для обычных и долгоиграющих пластинок) адаптер с маленьким давлением на пластинку.

Современные пьезоэлементы из пьезокерамики не обладают недостатками старых пьезоэлементов и позволяют получить высококачественное воспроизведение пластинок при ничтожно малом их износе.

Вес современного пьезозвукоснимателя, приведенный к концу иглы, составляет 10—15 г, тогда как вес электромагнитного звукоснимателя 100—150 г. Звукосниматели с пьезокерамическими элементами развивают напряжение от 1 в и воспроизводят частоты от 40 до 8 000 гц; они хорошо передают низкие частоты, компенсируя их завал, получающийся при записи грампластинок.

Преобразующим элементом в пьезозвукоснимателе служит кристалл титаната бария; такой звукосниматель не пропускает постоянного тока. Но для нормальной работы электронного прибора его управляющая цепь должна быть соединена через сопротивление с общим электродом: управляющая сетка — с катодом, база — с эмиттером (в схеме с общим катодом и общим эмиттером).

Поэтому, подключая пьезоадаптер к электронному прибору, необходимо параллельно адаптеру включить сопротивление 0,2—0,5 Мом; очень удобно, если это будет сопротивление регулятора громкости.

В универсальных пьезокерамических звукоснимателях применяются переключающиеся корундовые иглы для обычных и долгоиграющих пластинок. Эти иглы различаются заточкой: для обычных пластинок применяется «тупая» игла с радиусом закругления острия 0,06 мм, а для долгоиграющих—«поострее» с радиусом 0,025 мм. Каждая игла может проработать 150—200 ч, после чего иглодержатель с обеими иглами легко заменить новым.

Электромагнитные звукосниматели по своему весу годны для работы только с обычными пластинками, которые они изнашивают намного интенсивнее, чем универсальные адаптеры.

При проигрывании пластинок высокочастотные электромагнитные звукосниматели, имеющие сопротивление обмотки 2—3 ком, развивают напряжение до 0,1—0,2 в, хорошо воспроизводя частоты от 60—70 гц до 4—5 кгц.

Низкоомные электромагнитные адаптеры, имеющие сопротивление обмотки около 600 ом, дают меньшее напряжение, но лучшую частотную характеристику, чем высокоомные. При работе на низкоомную входную цепь транзистора они обеспечивают большую громкость, чем высокоомные электромагнитные звукосниматели и пьезозвукосниматели.

Источник: Бурлянд В.А., Жеребцов И.П. Хрестоматия радиолюбителя. 1963 г.

0
976
Добавить комментарий