Электродинамический драйвер динамика

Электродинамический драйвер динамика , часто называемый просто драйвером динамика, если тип неявно указан, представляет собой отдельный преобразователь , который преобразует электрический аудиосигнал в звуковые волны . Хотя этот термин иногда используется как взаимозаменяемый с термином динамик ( громкоговоритель ), он обычно применяется к специализированным преобразователям, которые воспроизводят только часть слышимого диапазона частот. Для высокоточного воспроизведения звука в одном корпусе часто монтируют несколько громкоговорителей , каждый из которых воспроизводит разную часть слышимого диапазона частот. В этом случае отдельные динамики называются динамиками , а все устройство — динамиком . Драйверы, предназначенные для воспроизведения высоких звуковых частот, называются высокочастотными динамиками , драйверы средних частот — драйверами среднего диапазона , динамики низких частот — низкочастотными динамиками , а динамики очень низких частот — сабвуферами . Менее распространенными типами динамиков являются супертвитеры и роторные вуферы .

Электроакустический механизм , наиболее широко используемый в динамиках для преобразования электрического тока в звуковые волны, — это динамический или электродинамический драйвер, изобретенный в 1925 году Эдвардом Келлоггом и Честером Райсом катушки провода, называемой звуковой катушкой. , который создает звук с помощью подвешенной между полюсами магнита . Есть и другие, которые используются гораздо менее широко: электростатические драйверы , пьезоэлектрические драйверы , планарные магнитные драйверы , воздушные приводы Heil и ионные драйверы , среди других. ^[1]

Компоненты

Динамики динамиков оснащены диафрагмой , которая перемещается вперед и назад, создавая волны давления в столбе воздуха спереди и, в зависимости от применения, под некоторым углом в стороны. Диафрагма обычно имеет форму конуса для низких и средних частот или купола для более высоких частот, реже ленты и обычно изготавливается из бумаги с покрытием или без покрытия или полипропиленового пластика. ^[2] В некоторых динамиках используются более экзотические материалы, такие как плетеное стекловолокно , углеродное волокно , алюминий , титан , чистый перекрестный углерод, и очень немногие используют PEI, полиимид, пластиковую пленку из ПЭТ в качестве диффузора, купола или радиатора.

Все динамики имеют средства электрического создания возвратно-поступательного движения. плотно намотанная катушка из изолированного провода (известная как звуковая катушка Обычно к шейке диффузора динамика прикреплена ). В ленточном динамике звуковая катушка может быть напечатана или приклеена на лист очень тонкой бумаги, алюминия, стекловолокна или пластика. Этот конус, купол или другой излучатель крепится своим внешним краем с помощью гибкой рамы к жесткой раме, которая поддерживает постоянный магнит в непосредственной близости от звуковой катушки. В целях повышения эффективности относительно легкие звуковая катушка и диффузор являются движущимися частями динамика, тогда как гораздо более тяжелый магнит остается неподвижным. Другими типичными компонентами являются крестовина или демпфер, используемый в качестве элемента задней подвески, простые клеммы или клеммы для подключения аудиосигнала и, возможно, соответствующая прокладка для герметизации соединения между шасси и корпусом.

Корпуса и акустическая изоляция

Драйверы почти всегда монтируются в жесткий корпус из дерева, пластика или иногда металла. Этот корпус громкоговорителя или коробка громкоговорителя изолирует акустическую энергию передней части диффузора от энергии задней части диффузора. рупор Для повышения эффективности и направленности можно использовать . Решетка сетка , тканевая или другой акустически нейтральный экран обычно используются для косметической маскировки динамиков и оборудования, а также для защиты драйвера от физического повреждения.

Операция

В процессе работы сигнал доставляется на звуковую катушку по электрическим проводам, от усилителя по акустическому кабелю , затем по гибкому проводу из мишуры на подвижную катушку. Ток создает магнитное поле , которое заставляет диафрагму поочередно сжиматься в ту или иную сторону под действием магнитного поля, создаваемого током, протекающим в звуковой катушке, против поля, создаваемого в магнитном зазоре фиксированной магнитной конструкцией в качестве электрического сигнала. варьируется. В результате возвратно-поступательного движения воздух движется перед диафрагмой, что приводит к перепадам давления, которые распространяются в виде звуковых волн .

Крестовина и подвеска действуют как пружинный механизм восстановления при отклонении от сбалансированного положения, установленного при сборке привода на заводе. Кроме того, каждый из них способствует центрированию звуковой катушки и диффузора как концентрически внутри магнитного узла, так и спереди назад, возвращая звуковую катушку в критическое положение внутри магнитного зазора, ни в сторону одного конца, ни в сторону.

Звуковая катушка и магнит по сути образуют линейный двигатель , работающий против центрирующего «напряжения пружины» крестовины и подвески. Если бы не было ограничений на расстояние перемещения, налагаемых крестовиной и подвеской, звуковая катушка могла бы быть выброшена из магнитного узла при высоких уровнях мощности или переместиться внутрь достаточно глубоко, чтобы столкнуться с задней частью магнитного узла. Большинство динамиков работают только против центрирующих сил крестовины и объемного звучания, не отслеживая активно положение элемента динамика и не пытаясь точно его позиционировать. В некоторых конструкциях динамиков предусмотрены соответствующие приспособления (обычно называемые сервомеханизмами ); они обычно используются только в низкочастотных динамиках и особенно в сабвуферах из-за значительно увеличенного отклонения диффузора, необходимого на этих частотах в драйвере, размер диффузора которого значительно меньше длины волны некоторых звуков, которые он воспроизводит (т. е. басовые частоты ниже, возможно, ниже 100 Гц или около того).

ТТХ

Драйверы динамиков могут быть предназначены для работы в широком или узком диапазоне частот . Маленькие диафрагмы плохо подходят для перемещения большого объема воздуха, необходимого для удовлетворения низких частот. И наоборот, крупные динамики могут иметь тяжелые звуковые катушки и диффузоры, которые ограничивают их способность двигаться на очень высоких частотах. Драйверы, выходящие за пределы проектных возможностей, могут иметь высокие искажения . В многополосной акустической системе предусмотрены специализированные драйверы для создания определенных частотных диапазонов, а входящий сигнал разделяется кроссовером . Драйверы можно разделить на несколько типов: полнодиапазонные , твитеры , супертвитеры , среднечастотные динамики, низкочастотные динамики и сабвуферы .

Приложения

Драйверы динамиков являются основным средством воспроизведения звука. Они используются, среди прочего, в аудиоприложениях, таких как громкоговорители, наушники , телефоны , мегафоны , усилители инструментов , телевизоры и мониторы , громкой связи системы , портативные радиоприемники , игрушки и во многих электронных устройствах, предназначенных для излучения звука.

См. также

Электрические характеристики динамических громкоговорителей , основная электрическая характеристика драйвера динамического громкоговорителя
Громкоговоритель#Дизайн драйвера: динамические громкоговорители
Корпус громкоговорителя

Ссылки

[1] «Разработка громкоговорителя профессором, доктором технических наук Дитмаром Рудольфом, 23 марта 2013 г.» (PDF) .

[2] «Патент на электродинамический громкоговоритель US7676053B2» .

[1]

[2]