4.10. ДИФФУЗОРНЫЕ ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ

Чувствительность громкоговорителя

Используя уравнения электродинамического преобразователя (3.10), можно найти отношение скорости движения излучателя громкоговорителя к питающему току. Выразив силу, действующую на преобразователь, через сопротивление нагрузки и подставив в (3.10), получим:

Здесь собственное механическое сопротивление преобразователя — состоит из инерциального сопротивления диффузора с катушкой и гибкого сопротивления подвеса всей подвижной системы: гибкость подвеса, масса подвижной системы (масса катушки масса диффузора).

Сопротивление составляется из активной и реактивной частей сопротивления излучения. Так как диффузор в большей части диапазона передаваемых частот мал по сравнению с длиной волны, то реактивная часть сопротивления излучения велика по сравнению с активной. Она имеет инерционный характер и может быть представлена как сопротивление некоторой массы соколеблющегося с диффузором воздуха:

Активная часть может по-разному зависеть от частоты. Если громкоговоритель излучает звук в свободное пространства обеими сторонами диффузора (см. параграф 4.3), то его активное сопротивление излучения аналогично активному сопротивлению круглой поршневой дипольной антенны и растет с четвертой степенью частоты: если излучающая площадь диффузора, волновое число, характерный

размер излучателя-диффузора, по величине порядка радиуса его основания). Если громкоговоритель поместить в ящик так, чтобы задняя сторона диффузора была изолирована от внешней среды, то ведет себя как активное сопротивление малого монополя: Знаменатель в принимает вид:

Величина как для дипольного, так и для монопольного излучения мала по сравнению с , а потому только вблизи резонанса (сосоо) она влияет на величину знаменателя. В остальной части диапазона можно считать чисто реактивным, пропорциональным частоте выше резонансной частоты и обратно пропорциональным частоте ниже резонансной.

Комбинируя выражение для чувствительности излучающей антенны (4.26) и выражение (4.83), легко получить чувствительность громкоговорителя в виде:

где в зависимости от того, помещен ли громкоговоритель в ящик или свободен, составляет или

Если примем то, как для диполя, следует взять а в случае Таким образом, из всех величин, входящих в (4.85), от частоты зависят и сумма Необходимо согласовать эти величины, так чтобы перестала зависеть от частоты. Если то этого достичь нельзя, поскольку в лучшем случае пропорционален со. Остается, таким образом, использовать устройство, при котором громкоговоритель помещен в ящик и работает в области частот выше механического резонанса диффузора где можно принять, что Тогда

Здесь характерный размер выражен через излучающую поверхность диффузора произведение индукции в зазоре магнитной системы на длину провода катушки.

Из (4.86) следует, что для повышения чувствительности желательно увеличить площадь диффузора при возможно малой его массе, добиться высокой индукции в зазоре и возможно большей длины провода катушки, опять-таки, не идя на чрезмерное увеличение массы провода. Эти требования противоречивы, так как увеличение площади диффузора неизбежно связано с увеличением массы так же, как и увеличение длины провода. Конусная конструкция излучателя громкоговорителя принята именно

потому, что таким путем можно получить весьма легкий и достаточно жесткий поршневой излучатель относительно большой площади. Если кпд излучателя не играет большой роли, то применение алюминиевого провода оказывается безусловно выгодным, так как при этом масса подвижной системы уменьшается, а с нею и инерционные усилия, которые вызывают большие механические напряжения в системе.