Istoria sistemelor acustice. Istoria creării difuzoarelor „Electronics” cu difuzoare metalice. Cum funcționează difuzorul

Astăzi nu ne mai putem imagina viața fără sunete, muzică, căști, difuzoare ieftineși de marcă sisteme de difuzoare câteva sute de wați fiecare, îngrozind vecinii. Să ne afundăm în istoria de aproape două secole a dezvoltării sistemelor acustice și să urmărim calea dificilă de evoluție a acestui atribut integral al vieții noastre. Tăcerea a devenit mai tare. Terry Pratchett Electricitate și sunet: primele experimente În 1831, lumea aștepta una dintre cele mai mari descoperiri ale timpului nostru: fizicianul experimental englez Michael Faraday a observat un astfel de fenomen precum inducția electromagnetică. În trei ani, va apărea conceptul de câmpuri electrice și magnetice, electromagnetism și puțin mai târziu piezoelectricitate. Omul intră treptat în era electricității. Viața la acea vreme ne poate părea oarecum plictisitoare: absența televiziunii, a radioului și a iluminatului electric. Pentru divertisment - baluri și teatre, pentru suflet - muzică live, pentru muncă - putere manuală, roți de apă, mori de vânt și dispozitive mecanice. Vor trece câteva decenii până la apariția unor dispozitive asemănătoare chiar și la distanță cu sistemele acustice moderne, dar deocamdată italianul Antonio Meucci dezvoltă un „telegraf vorbitor”. În 1849, Meuchi construiește un prototip complet funcțional al progenitorului telefonului modern, dar lipsește Bani nu îi permite să plătească suma de 250 USD pentru obținerea unui brevet. 11 ani mai târziu, inventatorul demonstrează cum folosind un telegraf este posibil să se transmită vocea unui cântăreț pe o distanță de câțiva kilometri și deja în 1861 Johann Philipp Reis s-a alăturat cercetării. După ce a publicat un raport „Despre telefonia prin curent electric”, Johann Reis demonstrează publicului un dispozitiv care poate fi numit pe bună dreptate primul difuzor. Cu toate acestea, Reis preferă numele „telefon cu muzică”. Ca membrană, Reis a ales un intestin de porc scufundat în mercur.Bobina de cupru a receptorului este influențată de curentul provenit din baterie galvanică , a făcut ca tija de oțel a receptorului să fie magnetizată și demagnetizată. Difuzorul lui Reis putea fi auzit la o distanță de până la 100 de metri, iar aspectul său a pus o bază solidă pe calea construirii sistemelor acustice electrodinamice. Din păcate, imperfecțiunea designului și specificul materialelor au făcut posibilă reproducerea doar a sunete foarte puternice. Difuzorul nu era potrivit pentru vorbirea umană. Câteva luni mai târziu, invenția lui Johann Reis va fi numită „jucărie amuzantă”, iar mecanicul german Albert va organiza personal producția acestei „invenții inutile”. Unul dintre aceste dispozitive ajunge în mâinile lui Alexander Graham Bell. După ce a studiat principiul de funcționare al difuzorului Race, Bell a început să-și dezvolte propriul „know-how” - un dispozitiv pentru persoanele surde care transformă sunetul într-un semnal luminos. În următorii 16 ani, Bell a dezvoltat un telefon și în 1876, pe 14 februarie, și-a brevetat în sfârșit dispozitivul. După ce a finalizat sute de experimente în transmiterea mesajelor telegrafice și a dezvoltat zeci de modele diverse, Bell a ajuns la crearea următoarei sale invenții.Telefonul lui Bell era reprezentat de un tub cu o membrană de piele întinsă conectată la un sistem magnetic și o bobină de inductanță. Un „difuzor” similar în design a fost folosit ca microfon și, prin urmare, vibrațiile electrice cauzate de vocea umană au fost prea mici pentru a depăși rezistența firelor lungi. Raza maximă de transmisie a sunetului prin telefonul lui Bell a fost de numai 500-600 de metri. Era difuzoarelor cu corn În ciuda faptului că bazele amplificării sunetului au fost puse înapoi în secolul al III-lea î.Hr. și au fost asociate cu apariția unui astfel de instrument muzical precum orga (a primit denumirea de „hydraulos” în Alexandria), utilizarea un corn, asemănător cu instrumentele muzicale de suflat din domeniul acusticii a început abia în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. În 1877, inventatorul american Thomas Edison a finalizat lucrările la primul dispozitiv capabil să înregistreze și să reproducă sunetul. Fonograful a devenit o invenție revoluționară, datorită căreia în următorii treizeci de ani lumea va vedea gramofonul, gramofonul, înregistrările și va întâlni un concept precum înregistrarea sunetului (pentru mai multe detalii, vezi articolul: „Istoria înregistrării sunetului”). Și, deși Edison a fost întotdeauna atras de electricitate, în experimentele sale acustice a decis totuși să se bazeze pe capacitățile exclusiv mecanice ale invenției sale. Principiul reproducerii sunetului de către un fonograf a fost alunecarea unui tăietor cu ac de-a lungul adânciturii și neregulilor (coloana sonoră) formate în timpul înregistrării pe o rolă acoperită cu folie. Vibrațiile mecanice ale acului au fost transmise membranei emițătorului echipată cu un corn. Fizica sunetului a făcut posibilă, folosind cel mai simplu dispozitiv acustic, îmbunătățirea semnificativă a vibrațiilor minuscule ale acului. Cu toate acestea, un astfel de sistem acustic pur mecanic avea o serie de dezavantaje. Nivelul volumului și câștigul au fost insuficiente, iar calitatea sunetului a lăsat de dorit. În plus, difuzoarele cu claxon erau prea voluminoase, iar mobilitatea era exclusă. Apogeul lor în popularitate a avut loc între 1880 și 1920, tocmai în perioada în care mințile iscoditoare din întreaga lume inventau și stăpâneau sisteme acustice electrodinamice. Producătorii vor reveni la designul claxonului difuzoarelor în viitor și, deja în secolul 21, acest tip de emițătoare, dar funcționând conform legilor electrodinamicii, va fi considerat unul dintre standardele de calitate a sunetului. De la telegraf și bobină la difuzoare electrodinamice Principiul de funcționare al difuzorului, stabilit de Alexander Bell, a rămas neschimbat timp de aproape jumătate de secol. În 1874, Ernst Siemens a primit un brevet pentru utilizarea unui „aparat magnetoelectric pentru obținerea mișcării mecanice a unei bobine electrice sub influența curentului”. O bobină cu suport special plasată într-un câmp magnetic, conform autorului brevetului, trebuia să reproducă sunetul. Din păcate, Siemens nu a putut confirma brevetul în practică. Abia în 1898, fizicianul și inventatorul englez Oliver Lodge a brevetat designul primului difuzor electrodinamic. După ce a stabilit principiul conversiei semnalelor AC de intrare pentru a produce sunet, Siemens a inventat de fapt cadrul de bicicletă înainte de apariția roților: inventatorul german nu a avut o soluție care să-i permită să amplifice unda sonoră și să balanseze capul difuzorului către obținerea unui nivel de volum suficient nu a fost niciodată imaginată la sfârșitul secolului al XIX-lea posibil. În următorii 25 de ani, industria „sunetului electric” practic rămâne nemișcată, iar fonograful analogic Edison atinge vârful popularității sale. Cercetările efectuate de fizicieni și experimentatori de top ne permit în cele din urmă să găsim soluții pentru a oferi bobinei difuzorului și capului suficientă putere. După ce au efectuat o serie de experimente în cadrul laboratorului General Electric, inventatorii Chester Rice și Edward Kellogg au brevetat principiul de funcționare al unui emițător electrodinamic în 1924. Se bazează pe o fizică simplă: puterea acustică crește proporțional cu pătratul frecvenței semnalului de intrare. Folosind oscilații ale diafragmei în domeniul de frecvență cu excesul maxim de rezonanță a sistemului în mișcare, este posibil să se obțină o reproducere a sunetului ușor distorsionată. Legând ambele principii împreună, Rice și Kellogg au obținut un traductor echipat cu o diafragmă de bobină. Anul 1926 a fost un punct de cotitură în evoluția ulterioară a sistemelor acustice. Primul model de radio industrial, Radiola Model 104, cu amplificator incorporat de 1 W, intra pe piata. Valoarea sa în 1926 era de 260 de dolari, o sumă echivalentă cu 3.000 de dolari în 2015. Devine disponibil consumatorului și receptorul radio Radiola 28. Răspunsul din URSS a fost difuzorul „Record” pentru difuzare cu fir („punct radio”) și analogul său de corn pentru difuzarea în piețele „TM”, dezvoltat la Laboratorul Central Radio. din Petrograd. Designul primelor difuzoare electrodinamice a inclus bobine de înaltă rezistență, care acționau în esență ca un magnet care antrenează o membrană de hârtie sau material textil. La acea vreme, magneții puternici erau deja utilizați activ în industrie, iar în 1927, Harold Hartley a propus înlocuirea bobinei voluminoase cu un magnet permanent. Datorită stabilității câmpului magnetic în decalaj, un magnet permanent ar putea oferi o distorsiune scăzută (în perioada de evoluție a difuzoarelor din prima jumătate a secolului XX) a sunetului. Pentru o astfel de „înaltă fidelitate” („fidelitate” în engleză - fidelitate), generarea de difuzoare electrodinamice folosind un magnet permanent este clasificată ca o nouă clasă - Hi-Fi (High Fidelity - engleză „înaltă fidelitate”), standardul pentru care a fost aprobat în anii 60 ai secolului trecut. „Cutie închisă” În mod surprinzător, principiul de funcționare al emițătorilor electrodinamici stabilit de Oliver Lodge și perfecționat de Rice și Kellogg a rămas neschimbat până în prezent. Difuzoarele pe care le vedeți pe biroul dvs. și cele care stau în cameră sau adună praf pe dulapul părinților - toate funcționează pe același principiu ca și difuzoarele instalate în radioul Radiola Model 104, care a fost lansat în urmă cu aproape 90 de ani. Principiul rămâne același, dar designul lor acustic s-a schimbat dramatic. Dacă în evoluția sistemelor acustice nu ar fi apărut un inventator genial pe nume Edgar Vilchur, nu ar fi ușor să răspunzi fără echivoc ce anume ai asculta astăzi și cum ar arăta difuzoarele moderne. Dar Vilchur nu numai că s-a născut în 1917, ci a reușit să facă o adevărată revoluție în lumea acusticii electrice. Până la mijlocul anilor '50 ai secolului XX, inginerii au fost preocupați de problema îmbunătățirii calității sunetului a difuzoarelor electrodinamice. În acest scop, au fost efectuate cercetări pentru găsirea „Sfântului Graal”: experimente cu materiale membranare, tensiune și bobine. Din păcate, sunetul a rămas dur, iar prezența „basului profund” era exclusă. Partea din spate a boxei boxei a rămas deschisă, ceea ce a dus la un „scurtcircuit” la frecvențe joase. O altă opțiune de design pentru difuzor a fost utilizarea unui reflex de bas, care, totuși, a avut un efect redus asupra frecvenței de rezonanță a capului, dar a făcut posibilă extinderea caracteristicii în regiunea de frecvență joasă. În 1954, inventatorul american Edgar Vilchur a depus o cerere de brevet pentru a înregistra un dispozitiv numit „cutie închisă”. După 2,5 ani, Oficiul de Brevete satisface cererea și autorul primește o licență pentru invenția sa, care va revoluționa foarte curând întreaga lume acustică. Pentru a facilita proiectarea suspensiei elastice în difuzoarele electrodinamice și pentru a reduce sarcinile care acționează asupra acesteia (care provoacă o distorsiune semnificativă a sunetului), Vilchur propune includerea aerului în lucrare. Ideea poate părea incredibil de simplă, dar secretul geniului constă întotdeauna în simplitate. Pentru a-și pune în aplicare ideea, Vilchur sugerează să folosești un tip închis cutie de lemn, în care să plasați un difuzor electrodinamic. Așa cum Arhimede a strigat cândva „Eureka” în vremuri străvechi, tot așa ar fi trebuit să strige întreaga lume: „Găsit”! Utilizarea unei carcase închise a făcut posibilă nu numai îmbogățirea semnificativă a sunetului difuzorului, saturarea acestuia cu frecvențe joase și adăugarea de „carnitate”, dar și reducerea dimensiunii sistemelor de difuzoare de la dulapuri uriașe și grele până la noptiere mici. . O altă invenție la fel de ingenioasă a lui Edgar Vilchur este considerată pe bună dreptate utilizarea unui tweeter cu dom (emițător HF sau tweeter). Prima utilizare a unui difuzor separat pentru reproducerea de înaltă frecvență poate fi găsită în legendarul sistem de difuzoare AR3, care a devenit o continuare logică evolutivă a sistemelor AR1 și AR2 lansate de Acoustic Research. Astăzi, coloana AR3 ocupă un loc de onoare în Muzeul Smithsonian din Washington. Îl puteți găsi printre exponatele „Epocii informațiilor”, între cheia telegrafică Morse și primul PC Apple I al lui Steve Jobs. Și plecăm... Principiile de bază ale funcționării emițătorilor electrodinamici au fost stabilite încă din 1924, designul unei cutii închise propus de Vilchur a fost înregistrat în 1956. A sosit timpul pentru experimente, îmbunătățirea designului existent al sistemului de difuzoare și redarea sunetului la calitate înaltă. nou nivel . Cea mai rapidă perioadă în dezvoltarea sistemelor acustice a avut loc între 1970 și 1985, când producătorii de frunte au organizat o adevărată competiție de tehnologie. În 1972, Sansui a introdus primul difuzor SF1 cu emisie de sunet de 360 ​​de grade. Producătorul japonez Pioneer își dă imediat răspunsul, prezentând modelul CS-3000 folosind difuzoare cu dom. Datorită unui claxon cu un design extraordinar și captarea radiațiilor din partea din spate a difuzorului, difuzorul mic Victor FB-5-2 vă permite să sunați într-un living standard, consumând doar 1 W. Primul difuzor cu bas cu adevărat impresionant (frecvența de redare inferioară începe de la 20 Hz) a fost lansat în 1973. Technics SB-1000: magneți de 22 cm, bobine de 10 cm și greutate de 52 kg. Un an mai târziu, unul dintre cei mai populari difuzoare din istoria industriei iese pe piață. În 1974, Yamaha a prezentat sistemul acustic NS 1000. Folosind beriliul în producția de difuzoare, inginerii japonezi au reușit să depășească capetele de pe piață în aproape toate caracteristicile. După ce a început să studieze problema fiabilității sunetului sistemelor acustice, Technics face din nou o descoperire tehnologică în acest domeniu. În martie 1975, la o conferință de presă la Tokyo, ea prezintă difuzorul cu trei căi Technics SB-7000, cel mai bine vândut al vremii. În URSS, au decis să mulțumească consumatorii cu un sunet puternic abia spre sfârșitul anilor '70. O serie de difuzoare 35 AC-1 și 35 AC 212, cunoscute sub numele de „S-90 zgomotos și în plină expansiune”, a intrat în atenția cetățenilor sovietici. În timp ce producătorii occidentali promovează sisteme de difuzoare mari și puternice, concepute pentru săli de concert, companiile japoneze aleg să dezvolte „sisteme de difuzoare de acasă” ca prioritate. Nu este posibil să enumeram toată abundența de sisteme acustice care au apărut pe piață de la începutul anilor 70 până la mijlocul anilor 80. Producătorii experimentează cu tot ce pot: de la amplasarea difuzoarelor, forma și izolarea fonică a acestora, până la utilizarea celor mai extraordinare materiale la fabricarea capetelor. În 1976, compania engleză Bowers & Wilkins a început pentru prima dată să producă un con de difuzor de gamă medie din Kevlar. Așa intră pe piață modelul B&W DM6. Căutările ulterioare ale producătorilor de sisteme de difuzoare vizează deja obținerea unei imersiuni maxime a ascultătorului în atmosfera muzicii. Dar experimentele în domeniul sunetului pot continua la nesfârșit, dar numai echipamente precise, echipamentele tehnice necesare și înțelegerea a ceea ce se străduiesc cu adevărat toți producătorii de difuzoare ar putea da roade. În 1981, cofondatorul Bowers & Wilkins, John Bowers, a decis să deschidă un laborator de cercetare separat în micul oraș englez Steyning. Câțiva ani mai târziu, creația lui Bowers va deveni celebră dincolo de Marea Britanie, iar „University of Sound” va face o listă impresionantă de descoperiri care vor duce difuzoarele la un nivel complet nou de sunet. După formatul stereo 2.0 general acceptat, sistemele de difuzoare formate din 3, 5, 7 și chiar 9 difuzoare intră pe piață, permițând ascultătorului să se bucure de sunet multicanal și de un sentiment de sunet spațial 3D. Introducerea tehnologiei Bluetooth în 1994 transmisie fără fir datele nu au putut decât să influențeze domeniul sistemelor acustice. În octombrie 2009, Creative a introdus primul sistem de difuzoare 2.1 care folosește tehnologia Bluetooth pentru a transmite audio de la o sursă de sunet. Un an mai târziu, pe 1 septembrie 2010, ca parte a unei prezentări la San Francisco Compania Apple va prezenta propria tehnologie pentru streaming de date wireless între dispozitive – AirPlay. Începe urmărirea AirPlay pagina nouaîn istoria electroacusticii - era sistemelor de difuzoare fără fir care combină un design uimitor, sunet excelentși funcționalitate uimitoare. Dar acesta este un subiect pentru un articol separat. http://iphones.ru

Irina Aldoshina

Data primei publicații:

septembrie 2007

Termeni, definiții, istoria dezvoltării.

Una dintre cele mai cunoscute invenții ale secolului XX este difuzor. Aspectul său (împreună cu microfonul) a făcut posibilă dezvoltarea sistemelor de înregistrare și reproducere a sunetului. În prezent, difuzoarele sunt printre cele mai populare tipuri de echipamente audio (conform estimărilor aproximative, producția lor industrială ajunge la 500 de milioane de unități pe an). Calitatea sunetului difuzoarelor influențează foarte mult calitatea sunetului în sistemele de întărire a sunetului, transmisii radio, televiziune, înregistrarea sunetului și redarea acasă.

De aceea, studiul proceselor fizice de conversie a sunetului în difuzoare, crearea acestora modele matematiceși algoritmi, produse software Zeci de universități și centre de cercetare sunt angajate în calculul și proiectarea lor, iar sute de cele mai mari companii sunt implicate în producția lor. Nu este de mirare că la aproape toate congresele internaționale ale AES (Audio Engineering Society) există secțiuni și seminarii științifice speciale dedicate acestor probleme, iar noi modele și soluții tehnice sunt prezentate la expoziții în cadrul acestor congrese.

În această serie propusă de articole dedicate difuzoarelor, vom vorbi despre principiile de funcționare, designul și tehnologia difuzoarelor moderne și metodele de calcul a acestora.

Primul articol va oferi termeni și definiții de bază, precum și Poveste scurta dezvoltarea difuzorului.

Terminologie
În primul rând, este necesar să ne oprim asupra terminologiei acceptate în prezent în standardele internaționale și interne și în literatura tehnică (deoarece aici există multă confuzie). În conformitate cu standardele internaționale și interne, termenul „difuzor” se aplică „dispozitivelor concepute pentru a radia eficient sunetul în spațiul înconjurător într-un mediu aerian, care conțin unul sau mai multe capete de difuzor cu design acustic și dispozitive electrice (filtre, regulatoare etc. )". Astfel, acest termen se referă la orice traductor acustic care emite sunet în aer. Un singur emițător este desemnat în standardul intern GOST 16122-87 ca „cap de difuzor” (în cataloagele străine se folosesc uneori termenii „unitate de difuzor”, „element de antrenare a difuzorului” sau „șofer”).

Cu toate acestea, în literatura tehnică (manuale, articole etc.), termenul „difuzor” este folosit în principal pentru un singur difuzor. Un dispozitiv care conține difuzoare, filtre, carcasă și alte părți se numește „sistem de difuzoare”. În funcție de domeniul de aplicare, poate fi desemnat ca „sistem de difuzoare” (în principal pentru uz casnic), „unitate de studio acustic” („unitate de control”, „monitor”), „ difuzor", etc. În literatura străină se folosesc adesea termenii „sistem acustic” sau „sistem de difuzoare”. Prin urmare, de fiecare dată trebuie să înțelegeți din conținut despre ce este vorba despre care vorbim: despre capete de difuzoare sau sisteme de difuzoare.

Indiferent de domeniul de aplicare (în echipamentele de studio, în sistemele de întărire a sunetului, în sistemele de reproducere a sunetului de acasă), toate difuzoarele (sistemele acustice) constau din următoarele elemente de bază (Fig. 1):

- emițători(capete de difuzoare), fiecare dintre acestea (sau mai multe simultan) funcționează în propriul său domeniu de frecvență;
- carcase, care poate consta din mai multe blocuri separate (fiecare pentru emițători de gamă proprie) sau reprezintă un singur design;
- circuite de filtrare si corectare, precum și altele dispozitive electronice(de exemplu, pentru protecția la suprasarcină, indicarea nivelului etc.);
- cabluri audio si terminale de intrare; amplificatoare(pentru sisteme de difuzoare active) și încrucișări (filtre active), în cazul utilizării amplificatoarelor separate pentru fiecare bandă de frecvență.

Setul de elemente (numărul de capete de difuzoare, utilizarea filtrelor active sau pasive, forma și designul carcasei etc.) poate varia semnificativ pentru diferite tipuri de sisteme de difuzoare în funcție de scopul lor, dar principiile construcției lor, metodele de calcul și tehnologia de fabricație este în mare măsură similară.

Înainte de a trece la analiza acestor probleme, să ne uităm pe scurt la istoria creării principalelor elemente ale difuzoarelor (emițătoare, carcase, filtre).

Istoria dezvoltării
Încercările de a crea primele emițătoare de sunet au început la sfârșitul secolului al XIX-lea. În 1874, inginerul german Ernst Werner von Siemens, fondatorul companiei Siemens, a descris un aparat magnetoelectric în care o bobină circulară de sârmă a fost plasată într-un câmp magnetic radial cu suport special pentru a permite deplasarea verticală (numărul de brevet 149797). El a indicat atunci că acest mecanism motor ar putea fi folosit pentru a produce sunet, dar nu a demonstrat acest lucru în practică. În 1877, Siemens a înregistrat încă două brevete în Germania și Anglia, care descriau principalele caracteristici ale difuzorului electrodinamic, care au fost ulterior utilizate în diferite modele industriale.

În 1876, omul de știință american Alexander Bell a brevetat telefonul și și-a demonstrat sunetul folosind un tip de traductor foarte asemănător. În perioada 1898-1915 au fost înregistrate o serie de brevete (inventatorii Oliver Joseph Lodge, John Matthias Augustus Stroh, Anton Pollak etc.) privind introducerea unor elemente individuale: o diafragmă conică, o şaibă de centrare etc. Toate acestea emițători lucrați cu coarne, ale căror primele mostre sunt prezentate în Fig. 2.

Între 1915 și 1918, inginerii Harold D. Arnold și Henry Egerton de la Bell Labs au creat drivere de difuzoare care funcționau pe principiul „armatură echilibrată” (numit uneori „armatură echilibrată”, dar „armatură echilibrată” este un termen bine stabilit). În acest proiect, curent alternativ a fost furnizat unei înfășurări situate pe o tijă de oțel, care s-a deplasat datorită interacțiunii cu câmpul magnetic și, în consecință, a împins conul încărcat pe corn (Fig. 3). Deși raza de redare a fost foarte limitată din cauza rigidității ridicate a armăturii, un astfel de dispozitiv a fost folosit până în anii 30 ai secolului XX. Primele modele de difuzoare cu claxon pentru sisteme de sunet în teatre și pe străzi (de exemplu, în 1919 la New York pe Park Avenue, în 1920 la Chicago la Congresul Republican etc.) au folosit emițători de acest tip special.

O schimbare revoluționară în dezvoltarea difuzoarelor electrodinamice a avut loc în 1925, când inginerii Chester W. Rice și Edward W. Kellogg de la General Electric (SUA) au publicat articolul „Note privind crearea unui nou tip de difuzor fără corn” în revista „ Proceedings of the American Society of Electrical Engineers” (Vol. 44, aprilie 1925). Acești ingineri vor intra pentru totdeauna în istoria ingineriei audio ca descoperitori ai uneia dintre marile invenții ale secolului al XX-lea, ale cărei principale elemente de design s-au păstrat până în zilele noastre. De fapt, un traductor electrodinamic a fost creat cu o bobină și o diafragmă care funcționează într-un interval peste frecvența sa de rezonanță. Pe acest principiu a fost dezvoltat primul model de laborator al unui difuzor și, în același timp, a fost asamblat modelul amplificator cu tub, oferind suficientă putere pe toată gama de frecvență.

Deja în 1926 a apărut primul model industrial al unui astfel de difuzor, numit Radiola Model 104, cu amplificator de 1 W încorporat. În același timp, a fost lansat pe piață și receptorul radio Radiola 28, care funcționa cu acest difuzor. Din acel moment, a început producția de masă a unor astfel de difuzoare în întreaga lume.

Este interesant de remarcat faptul că aproape simultan, în Rusia s-au desfășurat lucrări la crearea difuzoarelor electrodinamice. În 1923, la Petrograd a fost creat Laboratorul Central Radio (CRL), redenumit ulterior Institutul de Recepție și Acustica Radiodifuziunii (IRPA). Încă din primele zile ale creării sale, la IRPA au fost dezvoltate difuzoare. În 1926 au fost create difuzorul electromagnetic „Record” și difuzorul de exterior cu corn electromagnetic TM, care au început să fie produse la fabrica care poartă numele. Kulakova. În 1929, A. A. Kharkevich și K. A. Lamagin au dezvoltat la IRPA primul eșantion al unui difuzor dinamic (radiație directă și claxon), a cărui producție a început în 1931 la uzina numită după. Kozitsky și la Uzina de radio din Kiev.

Deja în 1930-32, primele difuzoare puternice pentru amplificarea sunetului au fost create în Piața Roșie din Moscova (cu o putere de 100 W). Din 1935, țara a început producția de masă de difuzoare electrodinamice. Trebuie remarcat faptul că volumul producției lor a crescut constant. La începutul anilor 90, volumul producției de difuzoare electrodinamice în țara noastră era de 70 de milioane pe an (Uzina Radio Ryazan - producție de 15 milioane pe an, Uzina Radio Gagarin - 13 milioane, Uzina Radio Berd, NPO "Radiotekhnika" din Riga, etc.) .

Odată cu apariția mostrelor industriale de difuzoare electrodinamice, aproape toate modelele de difuzoare cu claxon au început să le folosească ca emițători. Crearea difuzoarelor cu corn cu un design apropiat de cele moderne a început cu munca inginerilor Albert L. Thuras și Edward Christopher Wente, care în 1927 au patentat un difuzor cu corn îngust, care folosea o cameră pre-claxon și o lentilă specială ( Wente body).

Dezvoltarea cinematografiei sonore a necesitat crearea unor sisteme acustice care să ofere suficient volum și inteligibilitate sunetului. Acest lucru a dus la apariția sistemelor cu mai multe benzi. Unul dintre primele a fost un sistem acustic bidirecțional demonstrat de Douglas Shearer, constând din claxone pliate de joasă frecvență și un claxon cu mai multe celule de înaltă frecvență folosind difuzoare electrodinamice. Sistemul reproducea intervalul de 40-10000 Hz și avea o sensibilitate destul de mare (Fig. 4). În 1938, a primit un premiu de la Academia de Arte și Științe Cinematografice și a devenit un fel de standard pentru dezvoltarea ulterioară a sistemelor de sunet cu mai multe benzi în cinematografe, teatre etc.

Odată cu începutul creării sistemelor de difuzoare cu mai multe căi, a apărut necesitatea utilizării filtrelor de încrucișare între difuzoarele de joasă, medie și înaltă frecvență. Prima lucrare despre teoria filtrului difuzorului a apărut în 1936 (de John K. Hilliard și Harry R. Kimball). Acesta a oferit teoria pentru calcularea filtrelor Butterworth de ordinul întâi până la al treilea, care până în anii 50 erau recunoscute ca fiind cea mai preferată formă pentru sistemele acustice.

În perioada 1940-1950, au fost dezvoltate în principal sisteme acustice de claxon puternice și capete de difuzoare corespunzătoare în scopuri profesionale de sunet al sălilor de cinema și teatre (firmele JBL, Altec Lancing etc.).

Acasă se foloseau capete mari electrodinamice fără decor. Cu toate acestea, din cauza unui scurtcircuit acustic, nu a fost posibil să se obțină frecvente joase. Primele sisteme de difuzoare cu mai multe căi au folosit dulapuri mari „de tip deschis” cu un volum de 300-500 cmc. dm (litri), în timp ce intervalul de frecvență reprodus a început de la 80-100 Hz.

O adevărată revoluție în domeniul electrocasnicelor a început în 1954, când unul dintre fondatorii AR (Acoustical Research) Edgar M. Villchur a prezentat la o expoziție din New York un mic sistem de difuzoare AR-1, bazat pe un principiu complet nou numit „suspensie acustică”. ” sau o carcasă „de tip compresie”. Ideea acestei invenții, care a deschis calea sisteme moderne uz casnic, a constat în faptul că pentru obținerea frecvențelor joase s-a folosit o carcasă de dimensiuni reduse, elasticitatea volumului de aer în care era de peste trei ori mai mare decât elasticitatea suspensiei difuzorului de joasă frecvență. În acest caz, sistemul de difuzoare în mișcare pare să „stea” pe o pernă elastică de aer. Deoarece aerul este un mediu liniar, acest lucru face posibilă creșterea deplasării diafragmei difuzorului fără a crește distorsiunile neliniare și, prin urmare, obținerea reproducerii frecvențelor joase într-un volum mic.

Crearea unor astfel de sisteme a necesitat o schimbare a principiilor de proiectare a difuzoarelor de joasă frecvență; acestea trebuiau să aibă un sistem greu de mișcare, o suspensie flexibilă, o bobină mare și un circuit magnetic pentru a putea furniza putere mare de la amplificatoare. Apariția unui sistem acustic de volum mic care reproducea cu încredere partea de joasă frecvență a gamei a provocat uimire în rândul specialiștilor și a deschis o cale largă pentru dezvoltarea sistemelor de difuzoare Hi-Fi de acasă.

Conceptul de creare a echipamentelor de înaltă fidelitate (înaltă fidelitate; adică echipamente care asigură conformitatea maximă cu sunetul live), propus în anii 60 de KEF (Anglia), a servit ca un impuls puternic pentru dezvoltarea acustică atât casnică, cât și profesională. sisteme: îmbunătățirea designului tuturor elementelor (capete de difuzoare, carcase, filtre), a tehnologiei de fabricație a acestora, dezvoltarea de noi metode de măsurare a parametrilor, precum și crearea unei teorii pentru calculul acestora. Sute de companii, centre de cercetare și universități s-au alăturat producției și dezvoltării difuzoarelor.

Progresul în dezvoltarea dulapurilor de difuzoare a fost asociat în primul rând cu apariția unei game largi de modele ale acestora: împreună cu dulapurile închise de tip compresie (menționate mai sus), în 1959, inginerul James F. Novak de la compania Jensen a introdus conceptul de a crea bas. dulapuri reflex (ideea a fost patentată de Albert Turas încă din 1930), ceea ce a făcut posibilă creșterea nivelului presiunii sonore în regiunea de joasă frecvență.

În prezent, se utilizează o mare varietate de modele de frecvență joasă: cu un radiator pasiv, cu o cameră dublă, tipul „labirint”, tipul „filtru trece-bandă” etc. Fiecare dintre ele are propriile avantaje și dezavantaje ( despre asta vom vorbi în articolele următoare). O etapă fundamental importantă în dezvoltarea lor a fost crearea, în 1971-1973, a teoriei de calcul a proiectelor de frecvență joasă (autori Neville Thiele și Richard Small), bazată pe o analogie cu teoria filtrului. Acest lucru a făcut posibilă transferarea designului cabinetului pe o bază științifică și crearea de programe de calculator adecvate care sunt utilizate pe scară largă în practica de proiectare a difuzoarelor. Pentru a asigura o reproducere de înaltă calitate a frecvențelor medii și înalte, ne-am descurcat diferite căi izolarea sunetului și vibrațiilor și au fost create carcase de formă ovală (în principal pentru difuzoarele de înaltă frecvență) pentru a reduce distorsiunea de difracție.

Deoarece marea majoritate a sistemelor de difuzoare au fost construite pe un principiu multi-bandă, acest lucru a condus la progrese semnificative în crearea filtrelor de încrucișare, care au început să îndeplinească nu numai funcții de separare. banda de frecventaîntre difuzoarele de joasă, medie și înaltă frecvență, dar pentru a simetriza caracteristica de directivitate în regiunea crossover. În prezent există un număr mare programe de calculator, care vă permit să optimizați parametrii de filtru, de exemplu, CACD, CALSOD, Filter Designer și LEAP4.0 etc.

S-au produs modificări semnificative și în capetele difuzoarelor. Alături de cele electrodinamice au început să se producă emițători bazați pe alte principii de conversie: electrostatici, emițători Hale, piezo-film etc. (despre ele vom vorbi mai pe larg în articolele următoare).

În ceea ce privește difuzoarele electrodinamice, designul propus de Rice și Kellogg s-a dovedit a fi atât de reușit încât nu au existat modificări fundamentale în el; progresul a fost în principal în domeniul tehnologiei.

Pot fi remarcate următoarele soluții originale de design care au apărut în anii 50-70.

În 1958, Edgar Villchur a introdus un model al sistemului acustic AR-3 cu un design fundamental nou al emițătorului de înaltă frecvență: diafragma a fost realizată sub formă de cupolă, nu exista o șaibă de centrare, iar bobina mobilă a fost atașată direct. la diafragma. Apariția unui astfel de design a rezolvat o problemă foarte importantă: extinderea caracteristicilor de directivitate în regiunea de înaltă frecvență prin utilizarea unei diafragme emisferice de dimensiuni mici.

Au apărut difuzoare puternice de joasă frecvență cu diafragme cu nervuri speciale de rigidizare; Un exemplu este modelul emițătorului coaxial RCA-15, care a fost propus de inginerul Harry Ferdinand Olson în 1954.

A apărut un design fundamental nou al unui difuzor coaxial, creat de Tannoy (Anglia) în 1947 (Fig. 5). Ideea a fost de a elimina separarea surselor de frecvență joasă și de înaltă frecvență în spațiu și de a realiza radiația acestora dintr-un punct, ceea ce elimină schimbările de fază între ele și îmbunătățește caracteristicile de directivitate. În acest design, un difuzor de înaltă frecvență cu o diafragmă cu dom și un distribuitor special a radiat printr-o gaură din miezul unui difuzor de joasă frecvență, al cărui difuzor servește drept claxon pentru acesta.

Au fost dezvoltate modele de difuzoare (întâi cu frecvență înaltă, apoi cu frecvență medie-joasă) folosind un fluid magnetic special (ferofluid) în spațiu pentru a elimina căldura și a crește amortizarea la amplitudini mari.

Ultimele realizări
Progresele majore în dezvoltarea difuzoarelor electrodinamice din ultimele decenii au fost realizate în tehnologie. Puteri crescute ale amplificatorului (300-500 W), cerințe pentru transmisia nedistorsionată a marilor interval dinamic(nivel maxim de presiune sonoră ~130-140 dB), pentru reducerea nivelului distorsiunilor liniare și neliniare, a condus la schimbări semnificative atât în ​​alegerea materialelor, cât și în tehnologia de fabricație a multor elemente ale difuzoarelor electrodinamice.

La woofer-uri, schimbările tehnologice au afectat toate elementele. Suspensiile au început să fie realizate din materiale speciale (cauciuc natural, spumă poliuretanică, țesături cauciucate, țesături naturale și sintetice cu acoperiri speciale de amortizare) și au căpătat o formă specială: toroidală, în formă de păcat, în formă de S etc. Diafragme de joasă frecvență difuzoarele (dintre care prima din 20 din pergament sau piele naturală) sunt acum realizate din compoziții destul de complexe bazate pe celuloză naturală cu fibre lungi, cu diverși aditivi care îi sporesc rezistența, rigiditatea și proprietățile de amortizare (de exemplu, fibre de lână, fibre de in). , fibră de carbon, fulgi de grafit, fibre metalice, impregnări rezistente la umiditate și amortizare). Gradul de complexitate al unor astfel de compozite poate fi judecat prin faptul că folosesc până la 10-15 componente.

Cu toate acestea, alături de compozițiile din celuloză naturală, au fost și sunt folosite diverse materiale compozite pentru diafragmele difuzoarelor de joasă frecvență, de regulă, dezvoltate anterior pentru echipamente aerospațiale și militare: materiale multistrat în fagure, metale spumate etc. În prezent, pt. diafragme ale difuzoarelor de joasă frecvență, multe companii cunoscute (JAMO, KEF, Cabasse, Tannoy etc.) folosesc din ce în ce mai mult compoziții de pelicule sintetice pe bază de poliolefine (polipropilenă și polietilenă) și materiale compozite pe bază de țesătură Kevlar cu modul înalt (alb și negru). , Audix etc.) .

Utilizarea unor astfel de diafragme face posibilă asigurarea cele mai bune modele difuzoarele de joasă frecvență au un răspuns în frecvență lină de până la 1500...2500 Hz, ceea ce este cu aproape două octave mai mare decât frecvențele de încrucișare adesea folosite în sistemele de difuzoare cu trei căi (400...600 Hz). Un exemplu de design modern de woofer este unul dintre cele mai recente modele de woofer JBL, prezentat în Fig. 6. Adoptă circuit magnetic cu magnet de neodim, bobină de înfășurare dublă, care poate funcționa la capacitati mari fără distorsiuni, o diafragmă din material compozit cu fibre de carbon și alte realizări ale tehnologiilor moderne.

S-au produs schimbări deosebite în tehnologia de fabricație a difuzoarelor de înaltă frecvență, unde progresele moderne în tehnologia spațială sunt utilizate în mod deosebit de eficient. Un exemplu de unul dintre cele mai moderne modele este difuzorul de înaltă frecvență Tannoy model Prestige ST-200, care folosește o diafragmă tip cupolă cu un diametru de 25 mm și o grosime de 25 de microni, realizată din titan cu un strat de aur pulverizat, un magnet de neodim etc., care a făcut posibilă obținerea unor parametri complet unici: interval de frecvență până la 54 kHz cu denivelări -6 dB, până la 100 kHz cu denivelări -18 dB, puterea plăcuței de identificare 135 W (vârf 550 W), sensibilitate 95 dB/V/m.

Dacă comparați designul ultimelor două difuzoare cu primele modele de difuzoare electrodinamice, puteți vedea ce drum a parcurs acest produs în aproape o sută de ani de la crearea sa și ce parametri au fost atinși.

Difuzoarele profesionale pentru sisteme de întărire a sunetului și a sunetului s-au dezvoltat în principal pe calea creșterii puterii și formând o anumită caracteristică de directivitate. Au fost create o mare varietate de tipuri de coarne: difracție, radială, acoperire uniformă, ondulată etc. Au apărut noi tipuri de emițători - rețele liniare puternice, constând din blocuri active separate cu mai multe benzi, cu o caracteristică de directivitate controlată.

Dacă analizăm principalele direcții în dezvoltarea difuzoarelor în stadiul actual (de exemplu, pe baza materialelor de la congresele AES din ultimii ani), putem identifica următoarele tendințe:
- apariția de noi parametri care se corelează mult mai bine cu percepția auditivă,
- crearea unei noi metrologii digitale care permite măsurarea unei game mai largi de parametri în încăperi neobstrucţionate,
- utilizarea metodelor de filtrare digitală pentru a reduce distorsiunile liniare și neliniare,
- căutarea modalităților de a crea difuzoare digitale,
- dezvoltarea de procesoare digitale adaptive pentru a potrivi parametrii difuzoarelor cu caracteristicile încăperii în care sunt instalate.

Mai multe detalii despre caracteristicile de proiectare, tehnologie și metode de reducere a distorsiunii în difuzoarele electrodinamice moderne vor fi discutate în următoarele articole ale seriei.

Totul a început la expoziția mondială de la Osaka (Japonia), unde în 1976 au fost prezentate difuzoare „super ideale” care funcționează în modul piston pe toată gama de frecvențe. A fost o descoperire tehnică. În modul piston, viteza de propagare a undelor radiale de îndoire este atât de mare încât difuzorul se mișcă ca o singură unitate pe întregul interval de frecvență. Aceste difuzoare au avut un răspuns în frecvență plat (35Hz -35kHz ±1,5 dB) și distorsiuni neliniare De 1000 de ori mai mici decât pragurile psihofiziologice ale vizibilității.

Ca și în cazul formatului VHS, specialiștii de la liderii pieței HI-FI din acea vreme au lucrat la această dezvoltare: Acestea sunt companii japoneze - Sanyo și divizia sa acustică OTTO, - Sony, difuzoarele lor SS-G5, SS-G7, SS-G9 la acel moment considerat standardul de calitate - Yamaha, care are cea mai mare experiență în fabricarea difuzoarelor cu dome midrange. La fel și un număr de producători americani și tânăra (la acea vreme) companie engleză Wilson, al cărei concept a fost ales ca bază pentru aceste difuzoare.

La expoziție, această acustică a fost prezentată sub brandul Fisher. Compania de decolorare a fost cumpărată de concernul Sanyo, lansarea unor astfel de difuzoare trebuia să reînvie brandul legendar. Pentru Europa și SUA au fost numite Fisher 1200 Studio Standard (STE 1200), pentru piața internă japoneză - OTTO SX-P1.

Istoria boxelor autohtone „super ideale” a început la conferinta Internationalaîn 1977 în Germania de Vest. Unul dintre participanți a fost un membru de rang înalt al Comitetului Central al PCUS, un iubitor de muzică și un fan al muzicii de calitate. La recepția de la sfârșitul conferinței, atenția i-a fost atrasă de muzica neobișnuit de captivantă și „live”. Delegatul nostru a fost interesat de sursa de sunet - era un Fisher 1200 Studio Standard. Reprezentantul Angliei a făcut o glumă în sensul că în URSS, în afară de rachete și submarine, nu puteau face nimic altceva... După ce delegația sovietică s-a întors la Moscova, a sosit un transport - un Fisher 1200 Studio Standard. A fost un cadou de la prietenii germani.

La următorul raport al Comitetului Central al Partidului privind dezvoltarea bunurilor de larg consum, s-a afirmat că pentru viitorul congres al Comitetului Central al PCUS vor fi prezentați și dați în producție noi vorbitori de cea mai înaltă clasă de complexitate care operează în regim de piston. Între timp, Fisher 1200 Studio Standard a fost demontat și examinat.

Sarcina a fost încredințată birourilor de proiectare și întreprinderilor de inginerie radio din cadrul Ministerului Industriei Electronice al URSS. Dar, în ciuda eforturilor și resurselor cheltuite, nimeni nu a reușit să facă nici măcar un prototip. Liderii, în ciuda fricii de a-și pierde locurile de muncă, au declarat în unanimitate că industria sovietică nu dispune de astfel de tehnologii și este cu douăzeci de ani în urmă cu evoluțiile străine. Industria militară din URSS, după cum se știe, dimpotrivă, a fost înaintea lumii. Gluma delegatului englez era justificată.

Apoi proiectul a fost dat NPO „Thorium” din Moscova, care la acea vreme producea componente pentru submarine nucleare. Unde, până la sfârșitul anului 1980, erau create prototipuri. Și doi ani mai târziu a fost lansată producția de masă a difuzoarelor numite Electronics 100AC 060. Nu au fost economii, costurile nu au fost luate în considerare. De exemplu, bobinele vocale și sistemele magnetice ale capetelor dinamice au fost proiectate ținând cont de rezistența secțiunilor de filtru corespunzătoare și de efectul acestora asupra parametrilor Thiel-Small. Difuzoarele LF au fost fabricate folosind echipamente de precizie - un aliaj de nichel a fost pulverizat pe forme speciale de spumă, care au fost plasate într-un cuptor cu temperatură înaltă, unde nichelul a fost spumat la o structură strict definită. Autocolantul a fost apoi aplicat manual pe baza de nichel a foliei de aluminiu. Cupola capului midrange a fost construită cu straturi exterioare de safir pe un substrat de aluminiu într-o cameră specială. Emițătorul HF avea o diafragmă inelară cu cele mai subțiri fante obținute cu ajutorul unui laser și o bobină de aluminiu fără cadru. Toate coșurile difuzoarelor erau din aliaj de aluminiu turnat de înaltă presiune și aveau baze masive. Filtrele de fază liniară multi-link nu numai că au filtrat semnalul, ci au compensat și reactanța capetelor și abaterile lor timp-frecvență. Pentru amortizarea vibrațiilor pereților carenei cu cinci straturi, prototipurile au folosit aceleași materiale ca și în submarinele nucleare.

În continuare, a fost lansată producția a încă 7 modele de difuzoare, dintre care cele mai populare au fost. Principalul dezavantaj al noilor modele a fost utilizarea acelorași capete de bas și midrange în carcase de dimensiuni mici, care a afectat sunetul în principal în regiunea bas și midbass a semnalului sonor.

Datorita procesului de productie complex si a procentului mare de defecte, aceste boxe au fost produse in cantitati mici de aproximativ 1000 de perechi pe an. Costul în rețeaua de vânzare cu amănuntul a unui 100AC a fost de 540 de ruble, iar costurile de producție au fost de două ori și jumătate mai mari; diferența de preț pentru întreprindere, desigur, a fost plătită suplimentar de către stat.

După lansarea primelor mostre de producție, au fost efectuate examinări subiective comparative, realizate în comun cu Casa de radio din Leningrad și compania Melodiya, la care au participat, pe lângă designeri, ingineri de sunet și muzicieni profesioniști. Pentru audiție au fost aleși cei mai buni boxe străine din acea vreme (Wilson, Onkyo, JBL, Yamaha, Diatone, Sony, Kef, Tannoy, Technics etc.), dar la audiție nu au existat boxe originale Fisher. În timpul audiției, Electronica a dat rezultate bune, iar dezvoltatorii și-au sărbătorit victoria. Sunetul lor a fost caracterizat ca fiind clar, detaliat, moderat analitic, cu o bună articulație și dinamică. S-a remarcat și scena bine desenată și prezentarea naturală a imaginilor sonore. Calea folosită a constat în echipamente de amplificare cu tuburi, iar sursele au fost punți bobină la bobină și playere de vinil. Mai târziu, după apariția formatelor digitale, unii audiofili au remarcat sunetul acestor boxe ca fiind dur, cu o ușoară nuanță metalică. Alții consideră că aceste boxe sunt standardul de calitate și o sursă de sunet natural. Astfel de opinii destul de opuse se datorează cel mai probabil impedanței complexe și f.em. auto-inductivă relativ ridicată a acestor difuzoare, ceea ce poate duce la dificultăți în selectarea unui amplificator cu tranzistor.

Nu întâmplător nu a fost o întâmplare că boxele Fisher au fost audiate: până la sfârșitul anilor 70, producția lor a fost complet oprită și ideea nu a mai fost continuată. Relațiile de piață nu puteau suferi pierderi din cauza fabricării unui produs atât de complex și de înaltă tehnologie. Prețul de vânzare cu amănuntul al acusticii nu a justificat costurile și producția a fost redusă.

Câteva informații de la RuNet:

Câteva lucruri pe care dezvoltatorii noștri nu le-au putut realiza (comparativ cu Otto SX-P1/Fisher STE 1200):

1. Grosimea pereților carcasei este de 20 mm față de 30 mm; material: PAL obișnuit versus compozit special. PAL.

2. Magneții nu au respectat parametrii, la LF și MF a trebuit chiar să lipim doi magneți împreună, ceea ce înrăutățește concentrația câmpului magnetic în gol.

3. Difuzorul de joasă frecvență al lui Otto are o rigiditate mai mare și o greutate mai mică, datorită texturii mai fine de nichel și caracteristicilor aliajului original. Nu există nici măcar rigidizări din carton de-a lungul marginii difuzorului unde este atașată suspensia.

4. Rigiditate mai mare a făcut posibilă instalarea unei suspensii de țesătură rigidă cu impregnare, reducerea factorului de calitate, ceea ce a dat o sensibilitate mai mare la aceeași frecvență de rezonanță.

5. Bobinele tuturor difuzoarelor sunt cu 2 straturi, înfăşurate cu fir plat, inclusiv bobina HF fără cadru, înfăşurată cu fir plat de aluminiu. Cadrele difuzoarelor medii și bass sunt realizate din aluminiu și lipite de difuzoare metalice cu adeziv termoconductor rezistent la căldură. Drept urmare, difuzoarele servesc ca un radiator, un radiator, ceea ce face posibilă obținerea impedanței liniare pe o gamă de putere foarte largă. 100AC nostru folosește bobine convenționale înfășurate cu sârmă rotundă și un cadru de hârtie acoperit numai cu folie de aluminiu.

6. Difuzorul midrange al SX-P1 este realizat din aluminiu oxidat cu 3 straturi, fiecare strat cu parametri de rigiditate/greutate/atenuare diferiti. 100AC – 1 strat de oxid de aluminiu, cu aceeași grosime.

7. HF-ul 100AC nu este fabricat deloc din oxid de aluminiu, ci din aluminiu obișnuit alimentar, doar presare la temperatură înaltă. Inelul (difuzorul nu este o cupolă, ci unul inel pentru ambele difuzoare) s-a dovedit a fi rigid, dar fragil, ceea ce nu a permis efectuarea de tăieturi în ondularea membranei. La Otto, inelul, ca și HF, este realizat din oxid de aluminiu, cu fante și o acoperire specială de amortizare a ondulației diafragmei, ceea ce face posibilă extinderea intervalului de frecvență către frecvența radio, reducerea frecvenței de rezonanță, creșterea dinamicii, și eliminați nuantele metalice inerente 100AC.

8. Filtrele sunt realizate din componente audiofile, cablate cu cabluri de secțiune transversală mare și terminale placate cu aur.

9. Finisaj exterior mai „scump” (furnir din lemn de abanos).

Mai întâi, să punem i-urile și să înțelegem terminologia.

Difuzor electrodinamic, difuzor dinamic, difuzor, cap dinamic cu radiație directă sunt diverse denumiri pentru același dispozitiv care servește la transformarea vibrațiilor electrice ale frecvenței sunetului în vibrații ale aerului, care sunt percepute de noi ca sunet.

Ați văzut difuzoare de sunet sau, cu alte cuvinte, capete dinamice cu radiație directă de mai multe ori. Ele sunt utilizate în mod activ în electronicele de larg consum. Este difuzorul care convertește semnalul electric de la ieșirea amplificatorului audio în sunet audibil.

Este de remarcat faptul că eficiența (coeficientul acțiune utilă) dinamica sunetului este foarte scăzută și se ridică la aproximativ 2 – 3%. Acesta, desigur, este un minus imens, dar până acum nu s-a inventat nimic mai bun. Deși este de remarcat faptul că, pe lângă difuzorul electrodinamic, există și alte dispozitive pentru transformarea vibrațiilor electrice ale frecvenței sunetului în vibrații acustice. Acestea sunt, de exemplu, difuzoare de tip electrostatic, piezoelectric, electromagnetic, dar difuzoarele de tip electrodinamic sunt utilizate pe scară largă și utilizate în electronică.

Cum funcționează difuzorul?

Pentru a înțelege cum funcționează un difuzor electrodinamic, să ne uităm la figură.

Difuzorul este format dintr-un sistem magnetic - este situat pe partea din spate. Include un inel magnet. Este realizat din aliaje magnetice speciale sau ceramică magnetică. Ceramica magnetică este pulbere special presată și „sinterizată” care conțin substanțe feromagnetice – ferite. Sistemul magnetic include și oțel flanseși un cilindru de oțel numit miez. Flanșele, miezul și magnetul inel formează un circuit magnetic.

Există un spațiu între miez și flanșa de oțel în care se formează un câmp magnetic. Bobina este plasată în gol, care este foarte mic. Bobina este un cadru cilindric rigid pe care este înfășurat un fir subțire de cupru. Această bobină se mai numește bobină vocală. Cadrul bobinei vocale este conectat la difuzor- apoi „împinge” aerul, creând compresia și rarefierea aerului din jur - unde acustice.

Difuzorul poate fi realizat din diferite materiale, dar mai des este fabricat din pastă de hârtie presată sau turnată. Tehnologiile nu stau pe loc și în uz puteți găsi difuzoare din plastic, hârtie cu un strat metalizat și alte materiale.

Pentru a preveni ca bobina să atingă pereții miezului și flanșa magnetului permanent, aceasta este instalată exact în mijlocul spațiului magnetic folosind şaibă de centrare. Saiba de centrare este ondulata. Datorită acestui fapt, bobina vocală se poate mișca liber în gol, fără a atinge pereții miezului.

Difuzorul este montat pe un corp metalic – coş. Marginile difuzorului sunt ondulate, ceea ce îi permite să oscileze liber. Marginile ondulate ale difuzorului formează așa-numitele suspensie superioara, A suspensie inferioară- Aceasta este o şaibă de centrare.

Firele subțiri de la bobină sunt scoase în exteriorul difuzorului și se asigură cu nituri. Și în interiorul difuzorului, un fir de cupru este atașat de nituri. În continuare, acești conductori multinucleu sunt lipiți de petale, care sunt montate pe o placă izolată de corpul metalic. Datorită petalelor de contact, la care sunt lipite cablurile multinuclee ale bobinei, difuzorul este conectat la circuit.

Cum funcționează difuzorul?

Dacă treceți o variabilă prin bobina difuzorului electricitate, atunci câmpul magnetic al bobinei va interacționa cu câmpul magnetic constant al sistemului magnetic al difuzorului. Acest lucru va face ca bobina să fie fie trasă în gol într-o direcție a curentului din bobină, fie împinsă din ea în cealaltă. Vibrațiile mecanice ale bobinei sunt transmise difuzorului, care începe să oscileze în timp cu frecvența curentului alternativ, creând unde acustice.

Desemnarea difuzorului pe diagramă.

Condiţional denumire grafică dinamica este următoarea.

Literele sunt scrise lângă desemnare B sau B.A. , iar apoi numărul de serie al difuzorului din schema de circuit (1, 2, 3 etc.). Imaginea convențională a difuzorului din diagramă transmite foarte precis designul real al difuzorului electrodinamic.

Parametrii de bază ai difuzorului audio.

Principalii parametri ai difuzorului audio cărora ar trebui să le acordați atenție:

Dar pe lângă rezistența activă, bobina are și reactanță. Reactanța se formează deoarece bobina vocală este, de fapt, un inductor obișnuit, iar inductanța sa rezistă la curent alternativ. Reactanța depinde de frecvența curentului alternativ.

Activul și reactanța bobinei formează impedanța totală a bobinei. Este notat cu litera Z(așa-zisul, impedanta). Se dovedește că rezistența activă a bobinei nu se modifică, dar reactanța se modifică în funcție de frecvența curentului. Pentru a aduce ordine, reactanța bobinei difuzorului este măsurată la o frecvență fixă ​​de 1000 Hz și la această valoare se adaugă rezistența activă a bobinei.

Rezultatul este un parametru numit nominal (sau complet) rezistență electrică bobină vocală. Pentru majoritatea capetelor dinamice, această valoare este 2, 4, 6, 8 ohmi. Sunt disponibile și difuzoare cu o impedanță de 16 ohmi. De regulă, această valoare este indicată pe carcasa difuzoarelor importate, de exemplu, astfel - 8Ω sau 8 ohmi.

Este de remarcat faptul că rezistența totală a bobinei este undeva între 10 și 20% mai mare decât cea activă. Prin urmare, poate fi determinat destul de simplu. Trebuie doar să măsurați rezistența activă a bobinei cu un ohmmetru și să creșteți valoarea rezultată cu 10 - 20%. În cele mai multe cazuri, numai rezistența pur activă poate fi luată în considerare.

Rezistența electrică nominală a bobinei este unul dintre parametrii importanți, deoarece trebuie luată în considerare atunci când se potrivește amplificatorul și sarcina (difuzor).

Gama de frecvente este gama de frecvențe de sunet pe care un difuzor le poate reproduce. Măsurat în herți (Hz). Să ne amintim că urechea umană percepe frecvențe în intervalul 20 Hz – 20 kHz. Și, aceasta este doar o ureche foarte bună :).

Niciun difuzor nu poate reproduce cu acuratețe întreaga gamă de frecvențe audibile. Calitatea reproducerii sunetului va diferi în continuare de ceea ce este necesar.

Prin urmare, gama audibilă de frecvențe sonore a fost împărțită în mod convențional în 3 părți: frecvență joasă ( LF), frecvență medie ( gama medie) și de înaltă frecvență ( HF). Deci, de exemplu, wooferele reproduc cel mai bine frecvențele joase - bas și cele de înaltă frecvență - „scârțâit” și „sunet” - de aceea sunt numite tweetere. Există și difuzoare full-range. Ele reproduc aproape întreaga gamă audio, dar calitatea lor de redare este medie. Câștigăm într-un lucru - acoperim întreaga gamă de frecvență, pierdem în altul - în calitate. Prin urmare, difuzoarele de bandă largă sunt încorporate în radiouri, televizoare și alte dispozitive, unde uneori nu este necesar un sunet de înaltă calitate, ci este nevoie doar de transmisie clară a vocii și a vorbirii.



Pentru o reproducere a sunetului de înaltă calitate, difuzoarele bass, midrange și tweeter sunt combinate într-o singură carcasă și echipate cu filtre de frecvență. Acestea sunt sisteme de difuzoare. Deoarece fiecare difuzor reproduce doar o parte din gama de sunet, munca totală a tuturor difuzoarelor crește semnificativ calitatea sunetului.

De obicei, wooferele sunt proiectate pentru a reproduce frecvențe de la 25 Hz la 5000 Hz. Wooferele au de obicei un con cu diametru mare și un sistem magnetic masiv.

Difuzoarele midrange sunt proiectate pentru a reproduce un interval de frecvență de la 200 Hz la 7000 Hz. Dimensiunile lor sunt puțin mai mici decât wooferele (în funcție de putere).

Tweeterele reproduc perfect frecvențele de la 2000 Hz la 20.000 Hz și mai mari, până la 25 kHz. Diametrul difuzorului unor astfel de difuzoare este de obicei mic, deși sistemul magnetic poate fi destul de mare.

Putere nominală (W) - aceasta este puterea electrică a curentului de frecvență audio care poate fi furnizată difuzorului fără amenințarea de deteriorare sau deteriorare. Măsurată în wați ( W) și miliwați ( mW). Amintiți-vă că 1 W = 1000 mW. Puteți citi mai multe despre notația prescurtată a valorilor numerice.

Cantitatea de putere pe care un anumit difuzor este proiectat să o suporte poate fi indicată pe carcasa acestuia. De exemplu, așa - 1W(1 W).



Aceasta înseamnă că un astfel de difuzor poate fi utilizat cu ușurință împreună cu un amplificator, putere de iesire care nu depășește 0,5 - 1 W. Desigur, este mai bine să alegeți un difuzor cu o anumită rezervă de putere. Fotografia arată, de asemenea, că este indicată rezistența electrică nominală - 4Ω(4 ohmi).

Dacă aplicați difuzorului mai multă putere decât pentru care este proiectat, acesta va funcționa cu supraîncărcare, va începe să „șuieră”, va distorsiona sunetul și în curând va eșua.

Să ne amintim că eficiența difuzorului este de aproximativ 2 – 3%. Aceasta înseamnă că dacă difuzorului este furnizată o putere electrică de 10 W, atunci unde sonore convertește doar 0,2 - 0,3 W. Destul de puțin, nu? Dar urechea umană este foarte sofisticată și este capabilă să audă sunetul dacă emițătorul reproduce o putere acustică de aproximativ 1 - 3 mW la o distanță de câțiva metri de acesta. În acest caz, emițătorului trebuie furnizată o putere electrică de 50 - 100 mW - în acest caz, difuzorul. Prin urmare, nu totul este atât de rău și pentru a suna confortabil într-o cameră mică este suficient să furnizați 1 - 3 W de putere electrică difuzorului.

Aceștia sunt doar trei parametri de bază ai difuzorului. Pe lângă acestea, există și nivel de sensibilitate, frecvență de rezonanță, răspuns amplitudine-frecvență (AFC), factor de calitate etc.