6.7. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ

Конденсаторные громкоговорители. На рис. 6.17а приведена схематическая конструкция конденсаторного громкоговорителя. На ребристом полуцилиндре 1 с помощью винта 3 натянута тонкая металлическая фольга с внутренней стороны облицованная диэлектриком, или полимерная пленка, покрытия металлом снаружи. Поверхности полуцилиндра и фольга служат электродами конденсатора. Между электродами приложено поляризующее напряжение Если на эти электроды подать еще переменное напряжение то сила притяжения электродов где площадь электродов; расстояние между электродами.

При можно пренебречь квадратичной составляющей, и тогда переменная сила так как Следовательно, сила, действующая на гибкий

электрод, определяется градиентом поляризующего напряжения емкостью конденсатора С и переменным напряжением.

Рис. 6.17. Конденсаторный громкоговоритель: а) конструкция; б) схема включения; 1 — массивный электрод; 2 - гибкий электрод с изоляцией; 3 — натягивающий винт

В соответствии с принципом взаимности коэффициент электромеханической связи получается таким же, как и в случае конденсаторного микрофона (см. § 5.5):

т. е. коэффициент электромеханической связи обратно пропорционален частоте, а электрическая характеристика прямо пропорциональна частоте. Поэтому они взаимно компенсируют друг друга.

Конденсаторный громкоговоритель используют, как правило, в качестве высокочастотного элемента акустических систем. Например, при внешних размерах см и длине волны не более 8 см. (т. е. частоте 4250 Гц) такой громкоговоритель будет иметь сопротивление излучения, близкое к сопротивлению плоской волны, т. е. коэффициент излучения Кизл (6.11) не будет зависеть от частоты, а акустическая чувствительность (6.12) из-за увеличения коэффициента концентрации будет медленно расти с увеличением частоты. Для получения частотнонезависимой чувствительности такого громкоговорителя [см. (6.8)] необходимо, чтобы его механическое сопротивление медленно росло с увеличением частоты. Если выбрать частоту резонанса

механической системы на нижней границе передаваемого диапазона частот, то выше ее механическое сопротивление (4.1) будет расти пропорционально частоте. Для частичной компенсации этого роста последовательно с громкоговорителем включают активное электрическое сопротивление которое уменьшает падение напряжения на громкоговорителе с увеличением частоты, и, таким образом, его чувствительность становится не зависящей от частоты.

Градиент поляризующего напряжения ограничен электрической прочностью пленки, поэтому чувствительность громкоговорителя зависит только от размеров излучателя. Имеются громкоговорители конденсаторного типа и на широкий диапазон частот, но производство их очень дорого.

Электретные громкоговорители отличаются от конденсаторных только применением в них электретной пленки, заранее наэлектризованной. В остальном конструкция их, поведение и применение те же самые, что и для конденсаторных громкоговорителей. Промышленного производства этих громкоговорителей пока нет.

Пьезогромкоговорители. Действие таких громкоговорителей основано на иьезоэффекте. Если к пластинке из пьеэокристалла приложить напржжение, то она будет деформироваться. При переменном напряжении пластинка будет испытывать переменную деформацию. При соответствующем срезе можно заставить пластинку изгибаться. Если при этом ее край связать с диффузором, то получится громкоговоритель непосредственного излучения. Коэффициент электромеханической связи для такого преобразователя получается таким же, как и в «случае конденсаторного громкоговорителя, если коэффициент заменить на поляризационный коэффициент (см. § 5.6). В остальном он сходен с конденсаторным громкоговорителем. Малая климатическая стойкость сегнетовой соли, низкая чувствительность пьезокерамики, большая неравномерность частотной характеристики, а также высокое входное сопротивление и большие нелинейные искажения помешали внедрению этого типа громкоговорителей в систему вещания и связи.