РАЗДЕЛ 4. ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И СИСТЕМЫ

4.1. ВВЕДЕНИЕ

Электроакустическая аппаратура и акустические устройства состоят из электрических, механических и акустических элементов, объединенных в системы.

К электрическим элементам относятся индуктивности, емкости, активные сопротивления, трансформаторы. Как правило, они представляют собой простую электрическую систему—электрический контур. Конструктивно такой контур имеет вид: катушки, находящейся в магнитном поле (электродинамические системы) или на сердечнике из магнитного материала (электромагнитные системы); конденсатора или пъезоэлемента (электростатические системы); угольного порошка, расположенного между электрическими контактами (угольные системы). Трансформаторы применяются в тех случаях, когда надо согласовать сопротивления данной системы с внешней электрической цепью. Для электродинамических систем индуктивное сопротивление обычно (кроме самых высоких частот) значительно меньше активного, для электромагнитных систем, наоборот индуктивное сопротивление значительно преобладает над активным (кроме самых низких частот), для электростатических систем активная составляющая, как правило, очень мала.

К механическим и акустическим элементам относятся массы, упругости (гибкости), сопротивления потерь (например, на трение) и своего рода механоакустические трансформаторы. Эти элементы комбинируют в виде различного рода цепочек и узлов. Механические и акустические системы элементов бывают как с сосредоточенными, так и с распределенными параметрами. В большинстве случаев акустические и механические системы (в зависимости от участка звукового диапазона частот) могут рассматриваться как с сосредоточенными, так и с распределенными параметрами. Например, на низких чэстотах все механические системы могут рассматриваться как системы с сосредоточенными параметрами, а на высоких — как с распределенными параметрами. Большинство акустических систем представляют собой системы с распределенными параметрами, и только на низких частотах с некоторым приближением их можно рассматривать как системы с сосредоточенными параметрами.

Конструктивно механические системы представляют собой различной формы диафрагмы и мембраны. Идеальная диафрагма

може колебаться только как целое, т. е. представляет собой систему с сосредоточенными параметрами. Практически диафрагмы всегда колеблются с той или, иной величиной изгиба от центра к краям Для уменьшения изгиба применяют гофрировку на краях диафрагмы. Идеальная мембрана представляет собой абсолютно гибкую пластину, упругость которой придается только ее натяжением по периметру. Мембрана представляет собой систему с распределенными параметрами. В пьезоаппаратуре механическая система иногда имеет вид пластинки, зажатой по бдному краю.

Акустические системы конструктивно представляют собой различного рода трубки, закрытые с одного конца или открытые с обоих концов, различного вида объемы, резонаторы, комбинации трубок и объемов, помещение, открытое пространство.

Электрические, механические и акустические системы в электроакустической аппаратуре связывают между собой с помощью электромеханических и механоакустических преобразователей. Под последними подразумевают устройства, позволяющие преобразовать колебания одного вида энергии в другой, например, акустические колебания в электрические или электрические — в акустические. В качестве элементов связи, например в электромеханических преобразованиях, используют магнитные или электрические поля.