close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1bolotnikov i m gromkogovoriteli

код для вставкиСкачать
к.
М.
БОЛОТНИКОВ
ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ
h ju t eiu t io
„ icuccth " ■t a n m i I
И. И. БОЛОТИИНОВ
ГРО М КОГОВОРИ ТЕЛ И
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРОМКОГОВОРИТЕЛЯХ
Г р о м к о г о в о р н т е л ь представляет собой соче­
тание электроакустического преобразователя с акустическим оформлением, с которым этот преобразователь ра­
ботает.
Сам преобразователь является главным элементом кон­
струкции громкоговорителя, а его акустическое оформле­
ние— вспомогательным. В зависимости от условий и задач,
одни и тот же преобразователь может сочетаться с различ­
ными по типу акустическими оформлениями. В связи с
этим в литературе весьма часто электроакустический пре­
образователь называют громкоговорителем, а его акусти­
ческое оформление — внешним оформлением громкоговори­
теля.
Однако в кинотехнике принято преобразователь назы­
вать г о л о в к а
г р о м к о г о в о р и т е л я , или про­
сто г о л о в к а , а под громкоговорителем понимать всю
конструкцию в целом, то есть головка плюс ее акустичесб
кое оформление. Этой терминологии мы и будем придержи­
ваться далее.
Любой электроакустический преобразователь, вне за­
висимости от принципа его рабсты, должен обеспечить
преобразование колебаний подведенного к его входу элек­
трического тока в соответствующие нм колебания частиц
среды, в нашем случае — воздуха, на его выходе.
В подавляющем большинстве случаев такое преобразо­
вание осуществляется двумя последовательными этапами.
Сначала колебания электрического тока преобразуются
в механические колебания системы, а затем механические
колебания системы преобразуются в акустические колеба­
ния частиц среды. Следовательно преобразователь состоит
из двух как бы последовательно соединенных звеньев —
тн ч е с ко го , осуществляющих описанные* выше пре­
образования. Такая на первый взгляд простая схема пре­
образователя на практике выполняется как единая кон­
струкция, в которой оба звена не только тесно связаны друг
с другом, но н взаимозависимы друг от друга.
§ 1. Типы громкоговорителей
Тип громкоговорителя может зпределяться по различ­
ным особенностям нлн признакам, его характеризующим.
При этом вне зависимости от конкретных инженерных
решений конструкций громкоговорителей данного типа
характерный признак для всех них остается неизменным.
Поэтому принято обычно в полное наименование громко­
говорителя включать н признаки, определяющие его тнп.
Так как мы уже установили, что головка громкоговори­
теля является его главным элементом, то прежде всего типы
громкоговорителя принято различать по видам электро­
акустического преобразования, использованным для созда­
ния его головки. По этому признаку различают следующие
основные типы громкоговорителей.
Э л е к т р о с т а т и ч е с к и е (конденсаторные) гром­
коговорители, в которых электромеханическое преобразо­
вание осуществляется путем использования сил взаимного
прнтяжеиня нлн отталкивания обкладок (электродов) кон­
денсатора, заряжаемого переменным напряжением звуко­
вой частоты, подводимого от оконечного каскада усилн-
теля (рнс. 1, а). Одни нз электродов конденсатора закреплен
неподвижно, другой может переметаться. Колебания под­
вижного электрода приводят в движение соприкасающиеся
с ним частицы воздуха — возникает звуковая волна. По­
движный электрод осуществляет механоакустическос пре­
образование.
Э л е к т р о м а г н и т н ы е громкоговорители, в ко­
торых используется сила, воздействующая на якорь нз мяг­
кой стали со стороны электромагнита. Электромагнит пи­
тается током звуковой частоты, в силу чего на якорь дей­
ствует переменная сила, заставляющая его колебаться
в соответствии с изменением тока в обмотке электромаг-
ннта. Механические колебания диафрагмы, жестко скреп­
ленной с якорем, создают звуковые волны (рис. I. б).
Пьезоэлектрические
громкоговорители,
в которых для приведения в колебательное движение диа­
фрагмы используется так называемый обратный пьезо­
электрический эффгкт. Он состоит в том, что пластинки,
вырезанные особым образом из кристаллов некоторых со­
лей (сегнетовая, днгндрофэсфат аммония, керамика титапата бария и др.), под действием приложенного к ним элек­
трического напряжения деформируются, в частности изги­
баются (рис. 1, в). Для громкоговорителей чаще всего
пытались применять пластинки из кристаллов сегнетовой
солн, обратный пьезоэлектрический арфект которой выра­
жен наиболее снлыю.
Т е р м о и о н и ы е громкоговорители (ионофоны), ис­
пользующие эффект создания ионного облака вблизи рас­
каленного электрода, находящегося под высоким потен­
циалом. Пульсация ионного облака, происходящая при
модуляции звуковой частоты высокочастотного (мегагерцы)
напряжения, приложенного к электродам, вызывает коле­
бания частиц воздуха, окружающего ионное облако, то есть
появление звуковой волны (рис. 1, г).
Э л е к т р о д и н а м н ч е с к не
громкоговорители,
называемые часто динамиками, представляющие собой
электромеханические преобразователи индуктивного типа,
в которых механические колебания диафрагмы возбужда­
ются снлой взаимодействия между проводником с током
(проводник питается током звуковой частоты) и постоян­
ным магнитным полем.
Из всех перечисленных типов громкоговорителей не
только в звуковом кино, но и в системах звукоусиления
н звуковой информации, а также радиовещания и телеви­
дения нашли исключительное применение только громко­
говорители электродинамического типа. Относительная про­
стота конструкции, высокие качественные показатели,
хорошая электрическая, механическая и эксплуатацион­
ная надежность, способность воспроизводить с малымн
искажениями сравнительно большие звуковые мощности
и терпеть перегрузки, способность хорошо переносить
температурные и атмосферные влияния — вот основные
факторы, обеспечившие прочные позиции электродинами­
ческого громкоговорителя в различных областях исполь­
зования. Все остальные типы оказались с ним неконку­
рентоспособны.
Помимо деления громкоговорителей по типам электро­
акустического преобразования принято различать их по
способу излучения звука и по излучаемой полосе частот.
По первому признаку громкоговорители разделяются
иа громкоговорители п р я м о г о излучения и р у п о р ­
ные громкоговорители. По второму признаку громко­
говорители могут быть ш и р о к о п о л о с н ы м и
и
Громкоговорителями прямого излучения принято назы­
вать такие громкоговорители, головка которых имеет диа­
фрагму*, непосредственно соприкасающуюся с окружаю­
щей средой, воздухом и возбуждающей в пей непосредствен­
но звуковые колебания.
У рупорного громкоговорителя диафрагма возбуждает
колебания частиц воздуха на входе некоторого устрой­
ства — рупора, представляющего собой трубу перемен­
ного сечения, возрастающего по определенному закону.
Выход этого устройства является вторичным излучателем,
возбуждающим колебания в окружающем воздухе.
Широкополосными громкоговорителями принято назы­
вать такие громкоговорители, головка которых воспроиз­
водит всю полосу звуковых частот, то есть одновременно
и низкие и высокие частоты Если головка громкоговори­
теля воспроизводит сознательно ограниченную полосу
частот (только низкие, только высокие), то они называются
узкополосными., Как правило, из узкополосных громкого­
ворителей нлн головок комбинируют агрегат так, чтобы
суммарно получить воспроизведение всей полосы частот.
На практике как головки, так и громкоговорители при­
нято называть в соответствии с их основным назначением—
низкочастотными нлн высокочастотными (сокращенно —
н.-ч. и в.-ч. соответственно). Сам же агрегат в этом случае
называют д в у х п о л о с н ы м громкоговорителем**.
В кннотеатрвльной звуковой аппаратуре применяются
электродинамические громкоговорители как прямого излу­
чения, так и рупорные. Широкополосные громкоговорители
применяются широко в передвижных комплектах киноаппа­
ратуры. В стационарных комплектах звуковоспроизводящей
• В инженерной практике конусную диафрагму голоакк прямого
излучения принято назыиать диффузором Полому кяк головки, так
и громкоговорители иногда называют днфруэорнымн
** В литературе иногда такие громкоговорители называются мно­
гозвенными агрегатами (наприыер, двухзвенный) нлн сложными акус­
тическими системами.
9
аппаратуры главным образом пашлн применение двухполос­
ные громкоговорители. В последующих главах о при­
меняемых типах громкоговорителей н нх особенностях
будет рассказано подробно.
Здесь же мы рассмотрим лишь, как работает головка
электродинамического типа и какими показателями оцени­
вается качество громкоговорителя.
§ 2. Принцип д е й е т ш
гелевни гроаиегеворителп
элентрвдинааичвеного типа
Любой громкоговоритель, вне зависимости от его типа,
имеет два элемента: головку и оформление, то есть то
устройство, в котором (или на которое) работает эта голов­
ка. Оформление громкоговорителя играет подсобную роль,
так как призвано только улучшить
акустические условия работы пре­
образователя, каковым и является
сама головка. Работа головки лю­
бого электродинамического гром­
коговорителя (прямого излучения
или рупорного) основана на исполь­
зовании электродинамической силы,
действующей на проводник с током
Рассмотрим, что будет происхо­
дить с проводником при пропуска­
нии через него электрического то­
ка, если проводник поместить в
магнитном поле.
Предположим, что магнитное
поле создается магнитом, у кото­
рого один полюс (например, север­
ный — N) имеет вид круглого стер­
жня, входящего в отверстие второ­
го полюса (южного — S), представ­
ляющего собой плоскую пластину; разрез такого магнита
приведен на рис. 2. В круговую щель, образуемую полю­
сами (диаметр стержня меньше диаметра отверстия), вложен
виток из проводника, по которому протекает ток; сечение
проводника также показано на рис. 2. В соответствии с
принятым в электротехнике правилом ток, уходящий от
Ю
наблюдателя, обозначен крестиком (+): ток, идущий на
него,— точкой ( ). Так, на рисунке ток в верхнем сече­
нии проводника уходит от наблюдателя за плоскость
чертежа, в нижнем — идет на него из-за плоскости чер­
тежа.
В результате взаимодействия между текущим по про­
воднику током и магнитным полем возникает э л е к т р о ­
д и н а м и ч е с к а я сила, стремящаяся выбросить виток
Направление действия электродинамической силы, а
следовательно, и смещение проводника определяются из­
вестным в электротехнике справнлом левой руки»*. Приме­
няя это правило, нетрудно убедиться, что в указанном
примере виток будет смещаться к правому краю магнит­
ной системы. Совершенно очевидно, что, меняя направле­
ние тока или магнитного поля на обратное изображенному
на рис. 2, мы изменим направление силы также па обрат­
ное, и виток начнет перемещаться к левому краю зазора
магнитной системы. Если мы создадим возможность сво­
бодного (без трепня о стенки зазора) перемещения витка
в зазоре, а через виток пропустим ток, переменный по ве­
личине и направлению, то электродинамическая сила,
воздействующая на виток, будет также переменной по ве­
личине и направлению. В этом случае виток в зазоре нач­
нет совершать колебательное движение, период которого
будет равен периоду питающего тока, а размах колебаний
будет равен величине тока, действующего в каждый данный
момент.
Если теперь виток соединить жестко с какой-либо по­
верхностью и пропустить через него ток звуковой часто­
ты, то колебания витка приведут в колебательное движение
и связанную с ним поверхность. Последняя, перемещаясь
в окружающем воздухе, вызовет в нем колебания, воспри­
нимаемые ухом наблюдателя как звуковые колебания тон
§ 3. Основные поиазатояи
начоства грвнквгвворнтояя
Для громкоговорителя, как н для любого другого при­
бора или аппарата, необходимо иметь ряд объективных
(измеряемых приборами) показателей, позволяющих опре­
делить его качество или сравнить между собой различные
образцы Рассмотрим основные качественные показатели
громкоговорителя, приводя одновременно краткие харак­
теристики условий их измерения Основные определения
и измерительные процедуры регламентированы ГОСТом
16122—70 «Громкоговорители Методы электроакустиче­
ских испытаний и измерений». Применительно к кинотеа­
тральным громкоговорителям с середины 1968 и начала 1969
года d дополнение к указанному ГОСТу начинают действо­
вать ведомственные нормали Норм-кино 219—67 н НорМкиио 127—67, регламентирующие не предусмотренные в нем
измерительные процедуры Эгн же качественные показа­
тели, как и методы их определения, относятся н к головкам
громкоговорителей, если они измеряются отдельно.
Полное электрическое сопротивление
Полное электрическое сопротивление громкоговорителя
есть отношение напряжения на его входных зажимах (клем­
мах) к протекающему через пего току. По своему характеру
оно является комплексным сопротивлением, то есть сопро­
тивлением, имеющим активную (омическую) и реактивную
(индуктивную н емкостную) составляющие части В связи
с этим величина полного электрического сопротивления
громкоговорителя изменяется в зависимости от частоты.
В практических условиях достаточно измерить частотную
зависимость модуля полного электрического сопротивле­
ния громкоговорителя |Z|, получив график изменения
величины сопротивления в омах (рис. 3).
Если в состав громкоговорителя входят дополнитель­
ные элементы (разделительный фильтр, согласующий транс­
форматор), то измерение модуля полного электрического
сопротивления должно производиться на входных зажимах
всей схемы. В кинотеатральных громкоговорителях, как
правило, дополнительные элементы монтируются внутри
акустического оформления, н клеммы нлн колодка подсо­
12
единения линий от усилителя являются входными зажимами
всей схемы.
Частотная зависимость модуля полного электрического
сопротивления громкоговорителя позволяет:
1) определить величину поминального сопротивления
громкоговорителя, которое указывается в его паспорте
(фирменной бирке, описании, каталоге и т. п.);
2) выявить характер изменения его в рабочей полосе
частот и оценить степень нарушения допусков на рассогла­
сование, принятых для комплектуемого с ним усилителя;
т
5»
вя
Номинальное сопротивление громкоговорителя есть ве­
личина активного сопротивления, которым замещается
громкоговоритель при измерении электрической мощности,
потребляемой им от источника сигнала. В качестве ном ин а л ь и о г о сопротивления принимается и а и м е и faшее значение модуля полного электрического сопротив­
ления громкоговорителя в диапазоне частот выше основ­
ного резонанса. Следовательно, в рабочем диапазоне частот
величина модуля полного электрического сопротивления
должна быть равна или больше номинального сопротив­
ления громкоговорителя. Чем меньше увеличение |2|,
тем меньше потерн излучаемой громкоговорителем мощ­
ности и тем меньше искажается воспроизводимый им зву­
ковой сигнал. Поэтому, сравнивая громкоговорители между
собой по характеру частотной зависимости модуля их пол­
ных электрических сопротивлений, можно сразу предска­
зать качество их работы. Указанное обстоятельство свя13
эаио с особенностями схем оконечных каскадов усилите­
лей. которые будут нами более подробно рассмотрены в од­
но!) из последующих глав.
Номинал>иыА (воспроизводимый) диапазон частот
Это диапазон звуковых частот, который может эффек­
тивно воспроизводиться громкоговорителем. Для опреде­
ления номинального диапазона частот громкоговорителя
необходимо измерить его частотную характеристику н уста­
новить (нлн знать нз нормативных документов, напри­
мер. технических условий) допуск па частотные искажения.
Частотная характеристика громкоговорителя (рис. 4) есть
графическое выражение зависимости величины звукового
давления р, развиваемого громкоговорителем, от частоты.
Для удобства построения графика этой зависимости зна­
чения частоты в герцах (гц) по горизонтальной оси (оси
абсцисс) н величина давления в децибелах по вертикаль­
ной оси (оси ординат) откладываются в логарифмических
масштабах. При необходимости можно вместо значения
звукового давления в относительных единицах — деци­
белах (дб) — путем несложного пересчета получить вели­
чину развиваемого громкоговорителем давления в абсоИ
лютных единицах: кылрГпГый" иетр (j~) *• Более под­
робные сведения об указанных единицах приводятся в При­
ложении, куда мы н отсылаем интересующегося этими
вопросами читателя.
Возвращаясь к рис. 4, мы видим, что величина разви­
ваемого громксговорителсм звукового давления разная
на разных частотах, увеличиваясь па одних (пики) и резко
уменьшаясь на других (провалы). Если допуск на частот­
ные искажения равен величине N дб (па практике величи­
ну N обычно называют н е р а в н о м е р н о с т ь ю час­
тотной характеристики), то, найдя на частотной характе­
ристике точку с максимальным значением р (точки / па
рис. 4), откладывают от нее вниз величину в N дб (точка 2
на рис. 4). Проводя из точки 2 линию, параллельную оси
частот, получают точки 3 и 4 (см. рис 4), в которых она
пересекает график частотной характеристики. Следова­
тельно, номинальный диапазон частот при неравномер­
ности N дб будет простираться от точки 3, называемой
н и ж н е й г р а н и ч н о й ч а с т о т о й /„, до точки 4,
называемой
зерхией
граничной
часто­
т ой /..
Если же по каким-либо причинам не известен допуск
на частотные искажения, то величина неравномерности
частотной характеристики и номинальный диапазон могут
быть определены способом, показанным па рис. 5 На гра­
фике отмечаются точки максимального и минимального
значения звукового давления (точки / н 2). Разность между
величиной рт1 и рШп в децибелах даст величину N, а пере­
сечение линией проходящей через точку 2 графика (точки
3 и 4), определит значения /„ и
то есть поминальный
диапазон частот. В практических условиях при опреде­
лении номинального диапазона частот принято исключать
пики и провалы на частотной характеристике, ширина ко­
торых у основании ме н е е одной восьмой окгавы. Про-
не различает столь узкие по ширине увеличения или умень­
шения давления.
Частотная характеристика громкоговорителя измеря­
ется в условиях свободного пространства в определенной
фиксированной точке, лежащей на его вкустичсской оси,
при подведении к нему синусоидального электрического
сигнала, изменяющегося по частоте и с постоянным по вели­
чине напряжением Запись частотной характеристики про­
изводится специальной измерительной аппаратурой. Номи­
нальный диапазон частот позволяет определить качество
громкоговорителя, так как чем он шире, тем ближе его вос­
произведение к натуральному. Одновременно величина
неравномерности N характеризует верность воспроизве­
дения, то есть приближение к неискаженной передаче
всего спектра частот содержащихся d исходном материале.
Наконец, зная величины /„ и /„ — граничных частот номи­
нального диапазона,— можно определить, сбалансирована
ли частотная характеристика громкоговорителя. Опыт
показал, что если произведение /„ /. составляет значе­
ние в пределах 500 00СК-650 ООО. то у слушателя не созда­
ется впечатления раэбалансировкн в звучании Иными сло­
вами, у него не создается впечатления преобладания зву­
чания высоких (резкое) нлн низких (бубнение) частот.
Среднее стандартное звуковое давление
Это среднеквадратичное нз значений звукового давления,
развиваемого громкоговорителем на его рабочей оси на рас­
стоянии I м от рабочего центра при электрической мощ­
ности, равной 0,1 вт, па тех из частот (или в тех нз полос
со средними частотами): 16, 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80;
100, 125; 160, 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250,
1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6300; 8000; 10 000;
12500, 16000; 20000*, которые входят в номинальный час­
тотный диапазон громкоговорителя. Среднее стандартное
звуковое давление является важным качественным пока­
зателем громкоговорителя, определяющим эффективность
его работы.
Указанные выше ограничения необходимы для того,
чтобы можно было сравнивать данные, полученные при
• Эти частоты нормированы ГОСТом и приняты в международной
практике Чтобы не повторяться, далее мы будем этот ряд называть
нормированным рядом частот
16
нiMepeimп громкоговорителя различными организациями
или полученные при измерении разных громкоговорителей.
Ниже мы рассмотрим условия, в которых должен изме­
ряться громкоговоритель, и выясним причины, требующие
жесткой их регламентации. Здесь же остановимся только
на одной особенности, почему нормируется величина
электрической мощности5 Мы уже говорили, что современ­
ные схемы оконечных усилителей обеспечивают постоян­
ство напряжения, несмотря на изменение величины сопротив­
ления нагрузки Если отбираемая от усилителя мощность
невелика, то это условие выдерживается в широких преде­
лах, н выходной сигнал не искажается.
и
f>
Рис 5 Частотная характеристика громкоговорителя ЗОЛ-60
Казалось бы, что достаточно нормировать величину
выходного напряжения, подводимого к громкоговори­
телю, чтобы получить после измерения и расчета величину
среднего стандартного звукового давления. Такое предло­
жение было бы правильно, если бы все громкоговорители
нмелн одинаковое значение поминального сопротивления
и изменение его величины по частоте также было бы одно­
типным. На практике же этого не происходит, н такой ме­
тод измерения легко может привести к ошибочной оценке
качества громкоговорителя.
Рассмотрим такой пример: предположим, что были изме­
рены два громкоговорителя и величина звукового давле­
ния была получена одинаковой. Известно, что номинальное
сопротивление у второго громкоговорителя больше, чем
у первого (Z, > Z,). Так как величина подводимого к ним
электрического напряжения была одинакова (U = Ui =
= Ut), то потребленная вторым громкоговорителем элек­
трическая мощность была меньше, чем у первого (Р ь <
< Я»,). Вспомним, что громкоговоритель является пре17
обраэоватслсм подведенной электрической мощности в аку­
стическую н чем выше величина излученной нлн акустиче­
ской мощности, тем больше и звуковое давление. Очевидно,
в данном случае эффективность второго преобразователя
(громкоговорителя) выше первого. А при выбранном нами
критерии мы бы оценили пх одинаково, то есть сделали бы
ошибку Нормируя же величину электрической мощности,
мы для каждого измеряемого громкоговорителя должны
определить величину подводимого к нему напряжения
(Um = ] Р , /), то есть автоматически внести поправку
по его особенности кпк преобразователя. Только тогда по­
лученные значения звукового давления будут характери­
зовать эффективность работы громкоговорителя. При
измерениях могут быть случаи, когда расстояние от
микрофона до громкоговорителя больше I м. Точно так же
и электрическая мощность, подведенная к громкоговори­
телю. может быть много больше указанной выше (0,1 вт).
В этих случаях сначала производится пересчет измеренной
величины звукового давления к тому его значению, которое
имело бы место нрн стандартных условиях измерений.
Только после такого пересчета определяется величина стан­
дартного звукового давления.
Электрическая мощность
Это мощность, рассеиваемая на активном сопротивлении,
равном по величине номинальному сопротивлению громко­
говорителя, при напряжении, равном напряжению на его
зажимах. Электрическая мощность может быть вычислена
по номинальному сопротивлению громкоговорителя и
среднеквадратичному значению напряжения.
Для кинотеатральных громкоговорителей эанормировано два понятия электрической мощности:
номин альна я мощность
(Р ,) — электри­
ческая мощность, при которой громкоговоритель может
длительное время работать без механических или электри­
ческих повреждений ,< при которой общий коэффициент
нелинейных искажений (или их общий уровень) не превос­
ходит значений, допускаемых техническими условиями
или иными нормативными документами;
м а к с и м а л ь н а я м о щ н о с т ь (Ры) — электри­
ческая мощность, указываемая в паспорте головки. Макси­
мальная мощность есть наибольшая неискаженная мощ­
ность усилителя, при питании от которого громкоговорil­
ls
Из приведенных определенно следует, что сами понятия
даух градаций электрической мощности условны, из них
первое (номинальная) необходимо для разработчиков и
испытателей, а второе (максимальная) — для практического
использования при комплектации громкоговорителей и
усилителей.
Неизбежность такой условности станет понятна из срав­
нения измерительного и рабочего сигналов. В периоч слу­
чае к громкоговорителю подводится всегда сигнал опреде­
ленной формы (синусоидальный нлн шумовой). Примени­
тельно к такому сигналу действительны понятия, приня­
тые, например, в электротехнике, а величины мощностей
определяются энергетическими соображениями. Электри­
ческий сигнал, подводимый к громкоговорителю, в реаль­
ных условиях имеет сложную форму, соответствующую
акустическому процессу, записанному на фонограмме.
Для сравнения, как пример, на рис. 6 показаны формы
таких сигналов.
Характерной особенностью реальною сигнала является
непрерывное и очень быстрое во времени изменение его
уровня и частотных составляющих. Кроме того, известно,
что у реальных источников звука излучаемая ими мощ­
ность не одинаково распределена по спектру частот (рис. 7).
В итоге при работе от реального сигнала (его принято на­
зывать программным материалом) электрическая мощность,
подводимая от источника питания к громкоговорителю,
непрерывно и в самых разнообразньх сочетаниях меняется
мгновенно по величине от очень малых до очень больших
19
значений. Применение принятых в электротехнике правил
определения мощностей в таком сигнале теряет практиче­
ский смысл. Поэтому допускается условность понятий, для
пояснения которой рассмотрим одни пример.
Отношение минимальных и максимальных (пиковых)
значений мощности в сигнале называют его п и к ф а кт ором. Для современной хорошей фонограммы величина
пнкфактора может достигать 10. Отношение электрических
мощностей равно квадрату пик<|)актора, то есть может со­
ставлять величину 100. У лучшего же современного кино­
театрального громкоговорителя отношение между номи­
нальной и максимальной мощностями не превышает значе­
ния 2 и при этом он работает вполне нормально. Следова­
тельно, принятые определения этих мощностей условны,
оба они являются некоторыми условно фиксированными
уровнями пиковой мощности. Первый из них устанавли­
вается, исходя из требований на допустимую для данного
класса громкоговорителя величину нелинейных искажений.
Второй уровень также должен быть определен для обеспе­
чения надежной работы громкоговорителя в эксплуатации.
Р
Поэтому отношение — называют к о э ф ф и ц и е н ­
т ом
надежности
громкоговорителя.
Коэффициент полезного действия
Номинальный коэффициент полезного действия —
к. и. д. — является важнейшим параметром, определяющим
20
эффективность электроакустического преобразования, и
определяется как отношение нэлученноА акустическоА мощ­
ности Р, к подведенной электрической мощности Р, в за­
дапион полосе частот:
к. п. д. =
• 100 %.
Величина к. п. д. характеризует, какую долю из подве­
денной к громкоговорителю электрической мощности он
превращает в полезную — звуковую. Знание к. п. д. гром­
коговорителя того или иного образца позволило бы сразу
определить, какой из них является лучшим, то есть какой
нз них большую часть электрической мощности превра­
щает в звуковую.
До последнего времени в перечне качественных показа­
телей громкоговорителя величина к. п. д. обычно не указы­
валась, так как существовавшая методика требовала ряда
сложных измерений и громоздких математических вычис­
лений. В настоящее время в практику измерений кинотеа­
тральных громкоговорителей введена более удобная мето­
дика, с которой мы вкратце познакомимся в следующей
главе. Она требует дополнительного специального оборудо­
вания, но зато позволяет довольно просто нанести на час­
тотном бланке характеристику к. п. д. испытуемого громко­
говорителя (рис. 8). В графическом представлении частот21
иая характеристика к. п. д. очень похожа па частотную
характеристику звукового давления (см. рнс. 4 н 8). хотя
отличается видом хода самой характеристики, так как
измеряется только с помощью полос шумового сигнала
По аналогии с ранее принятым определением качествен­
ных показателей громкоговорителя, приводимых в его
технической документации, выбран с р е д н и и и о м ис т в и я — среднее арифметическое нз значений поминаль­
ного к.п.д. на тех нз полос со средними частотами норми­
рованного ряда частот, которые входят в номинальный
диапазон частот. Величина среднего номинального к. п. д.
может быть указана в децибелах или процентах (см таб­
лицу пересчета в Приложении II). Обычно ее указывают
в децибелах, так как эта величина прямо может быть полу­
чена из частотной характеристики к. п. д., ординаты гра­
фика которой имеют децнбельную шкалу.
Искажения в громкоговорителях
Одним из важнейших показателей, позволяющих оце­
нивать качество громкоговорителя, является величина
вносимых нм искажений. Отсутствие искажений в громко­
говорителе означало бы полное соответствие сигнала, по­
данного на его вход в виде напряжения звуковой частоты,
с сигналом на его выходе, то есть звуковой волной. Однако
практически происходящее в громкоговорителе преобразо­
вание первоначального сигнала d той нлн иной мере искаКак и во всякой другой системе, в громкоговорителях
принято различать две основные категории искажений:
В результате линейных искажений происходит наруше­
ние соотношения амплитуд для различных по частоте со­
ставляющих сигнала. В громкоговорителях эти искажения
вызывают изменения тембра звучания голосов и инстру­
ментов, ухудшение разборчивости речи и т. п.
В результате нелинейных искажений в воспроизводи­
мом сигнале возникает ряд составляющих, отсутствующих
в исходном сигнале. Эти искажения прослушиваются в виде
хрипов и дребезжаний, сопровождающих звучание.
К числу линейных искажений относятся ч а с т о т н ы е
и с к а ж е н и я , которые характеризуют изменение коэф­
фициента передачи громкоговорителя.
Рассмотрим еще раз характеристику громкоговорителя
(см. рис. 4). Мы уже подчеркивали, что при снятии характе­
ристики на зажимах громкоговорителя поддерживается
строгое постоянство напряжения на всех частотах. При
отсутствии частотных искажений характеристика должна
была бы выглядеть, как прямая линия, параллельная оси
абсцисс. Наличие же на ней подъемов и провалов показы­
вает, что одни частоты или группы частот воспроизводятся
громкоговорителем сильнее, другие — слабее
Величина искажений характеризуется значением N—
неравномерностью частотной характеристики, выраженной
в децибелах. Об определении величины N и связи между
нею и воспроизводимым громкоговорителем диапазоном
частот мы подробно говорили ранее.
Н е л и н е й н ы е и с к а ж е н и я в громкоговорите­
лях чаще всего связаны с амплитудой смещения подвижной
системы его головки. Поэтому их иногда называют ампли­
тудными искажениями, что не совсем точно, так как по­
следние могут возникать и в линейной системе.
Как уже указывалось, нелинейные искажения громко­
говорителя приводят к появлению в воспроизводимом им
звуке посторонних частот, отсутствующих в подведенном
к его зажимам сигнале. Если к громкоговорителю подво­
дится простой сигнал, представляющий синусоидальное
колебание одной частоты, то в воспроизводимом им звуке
помимо тона основной частоты (равного частоте сигнала)
появятся более высокие тона (гармоники), частоты которых
кратны основной.
При подведении к громкоговорителям сигнала сложной
(|юрмы, в котором одновременно имеется ряд частот, в вос­
произведенном нм звуке помимо основных появляются раз­
личные комбинации дополнительных топов (комбннацнонДо настоящего времени, несмотря на многочисленные
предложения, пет относительно простого и точного метода
определения всей совокупности продуктов нелинейных
искажений. Однако на практике оказалось возможным
ограничиться учетом только гармонических искажений,
то есть возникающих вследствие нарушения линейных
свойств системы дополнительных колебаний с более высокой
частотой Так, если основная частота равна /, то дополни­
тельные частоты будут: 2/ — вторая гармоника, 3/ —
третья гармоника; 4/ — четвертая гармоника и т. д.
23
Измерения нелинейных искажений методом определения
к о э ф ф и ц и е н т а г а р м о н и к (его иногда назы­
вают клнрфактором) рекомендованы, например, ГОСТом
16122-70.
Этот метод имеет ряд специфических недостатков, из
которых основными являются: зависимость коэффициента
гармоник громкоговорителя не только от его нелинейных,
К.,У.
Ц!
11
&
по и частотных свойств, невозможность автоматизировать
процесс измерений с целью осуществления непрерывной
записи характеристики искажений необходимость исполь­
зования чистых тонов (синусоидальных) и жестких в связи
с этими требованиями к условиям измерений.
В кинотеатральных громкоговорителях вследствие ука­
занных причин величина нелинейных искажений длительное
время не нормировалась, хотя такой показатель является
одним из важнейших для оценки качества громкоговори­
теля В настоящее время найден метод определения нели­
нейных искажений, свсбодный от недостатков метода коэф­
фициента гармоник.
Сущность метода заключается в применении шумовых
сигналов (*/» октавных) и определении акустических мощ­
ностей продуктов искажений. В практических условиях
достаточно ограничиться продуктами искажений второго
и третьего порядков. Качество громкоговорителя может
быть определено величиной общего коэффициента нелиней­
ных искажений или обшим уровнем нелинейных искажений.
Общий
коэ ффициент
нелинейных
и с к а ж е н и й — выраженный в процентах квадратный
корень из акустической мощности, создаваемой, головкой
продукта нелинейных искажений при данной электриче24
скоЛ мощности к средней акустической мощности, развива­
емой головкой при той же электрической мощности.
Об щи й
уровень
нелинейных иска­
ж е н и й — общий коэффициент нелинейных искажений,
выраженный в децибелах.
Современная измерительная аппаратура, шкала которой
отградуирована в децибелах (вертикальная ось бланка),
облегчает нормирование общего уровня искажений. Пере­
вод децибелов в проценты может быть сделан пересчетом
по таблице, приведенной в Приложении II.
На рис. О показаны бланки частотных характеристик
искажений второго н третьего перядков для одного из
кинотеатральных громкоговорителей.
Направленность излучения
Характеристика направленности является дополни­
тельным показателем к сумме основных, характеризующих
качество громкоговорителя. Она онкенрует, как иэмепя-
Рнс 10 Характеристика направленности
громкоговорителя типа 35ГД-3т-200 гч: т- [600гч r-usooni
ется величина звукового давления в точках, расположен­
ных под углом к рабочей оси громкоговорителя при д а нпой ч а с т о т е н при различных частотах для д а н ­
ной т о ч к и .
На рис. 10 в качестве примера приведена характерис­
тика направленности громкоговорителя. Для наглядности
25
график строится на бланке с полярными координатами в от­
личие от прямоугольных координат, с которыми мы встреча­
лись ранее.
Характеристики направленности кинотеатральных гром­
коговорителей имеют симметричный вид, а их акустическое
оформление проектируется всегда таким образом, чтобы
вся энергия излучалась в переднее полупространство Учи­
тывая эти особенности, градусная сетка представляет собой
половину окружности, у которой 0° совмещен с рабочей
осью громкоговорителя. Звуковое давление для данного
угла откладывается в долях или децибелах от максимальной
величины звукового давления или уровня давления, изме­
ренного на одном из направлений от источника. Такой мак­
симум часто совпадает с осевым направлением 0°, но на
практике могут быть случаи, когда наибольшее значение
совпадает с одним из боковых лепестков характеристики.
Шкала децибелов или отношений давлений наносится
радиусами нз точки пересечения горизонтального диа­
метра (—90°; +90°) с вертикальным радиусом (0°) ( см.
рис. 10).
Если характеристики направленности симметричны ра­
бочей оси громкоговорителя, то характеристики направлен­
ности для каждой из частот откладываются в '/« части
окружности.
Оценка угла излучения обычно производится по тем
точкам характеристики, для которых уменьшение уровня
звукового давления не превышает величину 6 дб (вдвое
по абсолютной величине).
Характеристика направленности громкоговорителя не­
обходима при расчете эвукофацируемого помещения и
позволяет при проектировании наглядно воспроизвести
картину равномерности покрытая зоны зрительских мест
в зале прямой звуковой энергией от громкоговорителя как
для данной частоты, так н в номинальном диапазоне частот.
§ 4. Измерение гроаиегеворитеяей
Выше были перечислены важнейшие показатели, опре­
деляющие качество громкоговорителя. С их помощью мож­
но, во-первых, оценить эффективность его как преобразова­
теля, во-вторых, определить, обеспечит ли данный громко­
говоритель требуемое качествозвукопередачи. и. в-третьих,
произвести необходимые расчеты при проектировании кино­
театра. При ознакомлении с самими показателями мы уже
уяснили, что для их измерения требуются соответствующая
аппаратура и определенные условия.
К основной аппаратуре относятся: звуковые и шумовые
генераторы, измерительные логарифмические усилители
и специальные микрофоны, высококачественные мощные
(оконечные) усилители, мосты для измерения комплексного
сопротивления, самопишущие приборы для фиксации изме­
ряемых характеристик, измерительные фильтры (‘/i-октавные, ограничивающие и специальные), измерительные приПрн измерении электроакустических показателей гром­
коговорителей должны быть соблюдены также следующие
специальные условия:
а) ряд измерений (частотные характеристики, направлен­
ность н т. д.) должен производиться в свободном звуковом
поле, то есть должно быть обеспечено отсутствие отраже­
ния звуковых воли от каких-либо препятствий;
б) ряд измерений (к. п. д., акустическая мощность) дол­
жен производиться в диффузном поле, в поле с равномерно
распределенной в нем звуковой энергией, излученной ис­
точником,
в) уровень посторонних шумов должен быть значительно
(не менее, чем на 10 дб) ниже уровня измеряемого микрофо­
ном сигнала, чтобы они не сказывались па результатах
измерений.
Измерения на открытом воздухе наиболее благоприятны
для создания требуемых акустических условий — свобод­
ного звукового поля. Для испытания громкоговорителей
создаются специальные полигоны или площадки на откры­
той местности в достаточном удалении от объектов, могу­
щих быть отражающими звук поверхностями (например,
лес, группы высоких зданий) или являющихся источ­
никами шума (аэродром, промышленные предприятия
Полигон оборудуется помещением для размещения ком­
плекта измерительной аппаратуры, хранения громкогово­
рителей и средствами подъема па достаточную высоту как
измеряемого громкоговорителя, так н измерительного ми­
крофона.
Главным недостатком измерений на открытом воздухе
является зависимость от метеорологических условий и вре­
мени года. Существенные трудности также возникают в на­
хождении самой площадки под полигон, с тем чтобы исклю­
27
чить взаимное мешающее соседство между ним и вблизи
расположенными объектами иного назначении.
От этих двух основных недостатков свободны закрытые
специальные помещения, в которых созданы акустические
условия, эквивалентные открытому пространству,— э аТакая камера является спецнатьным инженерным со­
оружением, спроектированным так, чтобы быть нзолиро-
Рис. II Общий вид заглушенной камеры Обработка поверхностей —
ктннья на звукопоглощающего материала
аанноЛ от проникновения шумов п вибраций со стороны
здания, в котором она размещена. Пол, потолок и стены
заглушенной камеры внутри нее покрыты специальными
звукопоглощающими конструкциями, обеспечивающими
з<|х|>ект11вное поглощение звуковой энергии на всех часто­
тах, на которых проводятся измерения (рис 11).
Объем, характер звукопоглощающих конструкций ка­
меры зависят от размеров измеряемых громкоговорителей
н их номинальною диапазона частот. Наибольшие трудно­
сти возникают ври необходимости обеспечить свободное
28
звуковое поле на низких частотах*. Вот почему хорошие
звукомерные камеры имеют объемы от 600 до 2000 лт*.
Для измерений в диффузном пазе обяэвтельна также
специальная измерительная камера, которая называется
р а э г л у ш е н н о й или ре в ер б е р а ци о и но И
Требования к такому помещению прямо противоположны
предыдущим, а именно: пол. стены н потолок такой камеры
должны очень хорошо отражать звук на всех тех частотах,
на которых проводятся измерения (для этой цели, напри­
мер, все поверхности периметра помещения покрываются
полированным мрамором). Размеры реверберацнонпой
камеры могут быть заметно меньшими, чем заглушен­
ной камеры (объем хорошей камеры может быть поряд­
ка 200 ж3).
К измерительной вппаратуре и всему электрическому
оборудованию звукомерных камер предъявляются очень
жесткие качественные требования для обеспечения доста­
точной точности проводимых испытаний.
Перечисленные выше условия, которые необходимо
удовлетворить для измерения электроакустических харак­
теристик громкоговорителей, требуют больших затрат на
строительство и оборудование, а сами измерения — на­
личия специалнстов-электроакустнкоп высокой квалнфиОбёспеченне этих требований под силу крупным научноисследовательским институтам и предприятиям, разраба­
тывающим и изготовляющим громкоговорители. В обычных
условиях эксплуатации кинотеатральных громкоговори­
телей, естественно, нет возможности обеспечить условия
проведения объективных** измерений. Более того, произве­
денные большие Материальные затраты не были бы оправ­
даны действительно острой необходимостью проводить
такого рола измерения.
* Свободное звуковое поле характеризуется сохранением закона
обратной пропорциональности, то есть звуковое давление в немдолжно
падать обратно пропорционально расстоянию до источника звука.
Фактическая кривая спада звукового давления в заглушенной камере
должна отклоняться от кривой спада в свободном поле не более ± I об
для всех расстояний, которые могут быть необходимы для измерений.
** Объективными измерениями называются измерения, результат
которых фиксируется приборами Если фиксирующим прибором явля­
ется человеческое ухо (например, определение на слух качества звуча
ння илиотсутствия искажений), тотакие испытания называются субьек29
Уже из первых сведении можно сделать вывод, что
«сердцем» громкоговорителя является головка, акусти­
ческое же оформление служит средством реализации ка­
чественных показателе!!, заложенных в конструкции гоКонструкция акустического оформления, применяемые
для его изготовления технология и материалы настолько
просты и надежны, что технические показатели оформле­
ния пн в производстве, пн в эксплуатации практически не
могут измениться. В этом нетрудно убедиться, если загля­
нуть в следующие главы Там мы увидим, например, что
основным материалом акустического оформления является
многослойная фанера, изготовленные детали из которой
собираются на деревянном или иногда на металлическом
каркасе.
После проектирования громкоговорителя и изготовле­
ния первых макетов оформления, а также опытного образ­
ца, исполненного по заводским чертежам н принятой на
данном заводе технологии, необходимо проведение пол­
ного цикла объективных н субъективных испытаний.
В первом случае (макет) проверяются результаты
расчета акустического оформления и довольно часто
проводится экспериментальная доработка изготовленного
макета с целью получения максимально благоприятных
результатов.
Во втором случае (опытный образец) проводится, посуществу, контрольная проверка— сохранились ли в за­
водском образце качественные показатели, достигнутые
в лабораторном макете. Этим самым устанавливается отсут­
ствие ошибок в заводских чертежах и технологии изготов­
ления деталей и сборке всей конструкции. При обнаруже­
нии дефектов в соответствующую документацию вносятся
коррективы, и после этого можно быть уверенным, что
достигнутые качественные результаты останутся без из­
менений.
В дальнейшем в производстве акустическое оформление
проверяется лишь па соблюдение основных посадочных
размеров деталей н крепления головок, а также прослуши­
вается в собранном виде (периодически). Совершенно дру­
гое положение с головкой. Прежде всего конструкция ее
сложная, состоит из ряда деталей и узлов, соединяемых
между собой различными способами. Применяются разно­
образные материалы и технология изготовления деталей.
Различны методы сборки отдельных деталей в узлы н соеди­
80
нения готовых узлов между собой. Большое количество
размеров требует строгого выдерживания допусков па их
величину.
Нарушение или отклонения о техполопш нлн процессе
производства в конечном счете приводят к заметному ухуд­
шению качественных показателей головки нлн к полной
ее неисправности.
Вот почему подробный объективным измерениям головка
подвергается не только на стадии разработки нлн изготов­
ления опытных (заводских) образцов, по н непрерывно
в процессе производства данной модели.
В технических условиях (ТУ) на головки подробно ре­
гламентированы методы объективных измерений п их
периодичность. Ряд показателей контролируется для
каждой изготовленной головки, а остальные — выборочно
или периодически.
Во всех случаях в программу испытаний громкоговори­
теля или его головки наряду с комплексом объективных
измерений вводится и оценка качества звучания испытуе­
мого объекта, то есть субъективное испытание. У ннжепсров-электроакустнков продолжает с полным правом суще­
ствовать старое правило: только человеческое ухо спо­
собно быть инструментом интегральной (сразу, с учетом
суммы всех показателен) информации- хорошо нлн плохо
звучит громкоговоритель.
В лабораторных условиях порядок проведения субъек­
тивных испытаний довольно сложный, так как необходимо
при их проведении исключить возможность появления
случайных пли ошибочных результатов.
Однако вполне удовлетворительные результаты могут
быть получены при использовании более простой схе­
мы, приведенной на рнс. 12. Испытания, как зто следу­
ет нз схемы, сводятся в данном случае к субъективному
сравнению проверяемого громкоговорителя с контроль­
ным, качество работы которого известно и оценено как
хорошее.
Основным условием успеха таких испытаний является
исправность н надежность работы всего тракта, включая
контрольный громкоговоритель, и хорошее качество фоно­
граммы. Само испытание состоит в поочередном прослуши­
вании контрольного и испытуемого громкоговорителей,
при этом важно, чтобы изменение положения переключа­
теля происходило на одинаковых по уровню и характеру
звучаний воспроизводимой программы.
31
Наконец, субъективные испытания могут быть сведены
просто к прослушиванию громкоговорителя (та же схема
рис. 12, но без контрольного громкоговорителя), что наи­
более часто может быть использовано в реально Л эксплуа­
тационной обстановке. Прослушивание вполне достаточно
для определения грубых недостатков работы громкоговори­
теля или головки (дребезжания,'искажения) как следствие
неисправностей в результате неудовлетворительного изго­
товления или плохих условий транспортировки. Более
тонкая оценка качества (тембр звучания, полоса частот,
баланс низких и высоких частот и т. п.) возможна, если
слушающий имеет музыкальный и тренированный слух.
Таким образом, мы установили, что контроль громко­
говорителя, требующий условий проведения объективных
измерений, осуществляется на конечном этапе его разра­
ботки и при внедрении в производство. При производстве
Рис. 12. Схема С)бъектнаиых испытаний
такому контролю подвергаются только головки, акустиче­
ское оформление контролируется элементарными методами.
В ряде случаев субъективное испытание громкоговорителя
даже в наиболее простом виде — прослушивание — вполне
достаточно для того, чтобы отметить неисправности громко­
говорителя.
Применительно к условиям эксплуатации все эти сообра­
жения сохраняют силу с тем добавлением, что необходи­
мость определять величину качественных показателен гром­
коговорителя при налаженном заводском контроле вообще
отпадает. При получении заводской аппаратуры достаточно
произвести тщательный внешний осмотр акустического
оформления громкоговорителей После устранения мелких
дефектов (см. ниже) можно быть уверенным в его нормаль­
ной работе. Если дефекты серьезные, то на изделие состав32
лястся рекламация, и завод-изготовитель обязан его за­
менить.
Головки 1ромкоговорителеП требуют контроля, как
более топкий и подверженный порче элемент Однако если
простые объективные методы зафиксировали исправность
головки (о них ниже, в главе V), то для уверенности в их
хорошей работе достаточно прослушивания, то есть субъек­
тивных испытаний.
Точно так же громкоговорители в сборе достаточно про­
слушать, что всегда производится для всей установки
в целом после ее монтажа н юстировки аппаратуры ком­
плекта.
2
ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ
ПРЯМОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
§ 1 . Устройство головни
пряного язяучоння
н назиачонно оо основных дотавой
Рассмотрим чертеж общего вида головки прямого излу­
чения, применяемой в кинотеатральной аппаратуре (рис. 13).
Внимательно рассматривая общий вид, нетрудно заметить,
что вся конструкция головки состоит нз трех самостоятель­
ных узлов, характерных для головки прямого излучения
любого типа.
Основной конструктивный узел состоит из следующих
деталей: а) усеченного бумажного конуса — диффузора /,
основание которого переходит в плоское гофрированное
кольцо 9, называемое обычно воротником нлн гофром;
б)
эву ковой катушки 2, состоящей из каркаса (гильзы)
с намотанной на нем в несколько слоев витками провода,
одним концом каркас прочно склеен с усеченной вершиной
конуса диффузора, в) центрирующей шайбы 3 (внутренняя
часть ее также прочно приклеена к диффузору) Таким об­
разом, диффузор, звуковая катушка, центрирующая шайба
и воротник в готовом виде составляют единое целое и назы­
ваются п о д в и ж н о й с и с т е м о й .
Второй конструктивный узел головки объединяет сле­
дующие детали: керн 4, верхний фланец 5, магнит 6 и ниж­
ний фланец 7. Рассматривая внимательно это? узел, мы без
труда можем различить, что он состоит из источника воз­
буждения магнитного ноля и магнитопровода, по которому
проходят магнитные силовые
линии По целевому назначе­
нию этого узла он в сборе име­
нуется м а г н и т н о й сис т ем о й.
В кольцевом (воздушном)
зазоре магнитной системы, об­
разованном разностью диамет­
ров керна н отверстия в верх­
нем фланце, размещается звуко­
вая катушка подвижной систе­
мы. Внутренний диаметр ка­
тушки всегда несколько больше
диаметра керна, а внешний —
меньше диаметра отверстия в
верхнем фланце. Таким обра­
зом, между нею и прилегаю­
щими частями магнитопровода
имеется свободный зазор (про­
свет). Для механического соеди­
нения подвижной системы с маг­
нитной, закрепления воротника
диффузора и центрирующей
шайбы, крепления головки к
акустическому оформлению, пра­
вильного расположения звуко­
вой катушки в воздушном зазо­
ре магнитной системы в рассмат­
риваемой головке применяется
целый ряд деталей (дпффуэородержатсль, прижимные кольца, прокладки, крепеж­
ные винты п болты и т. п.). По своему целевому назна­
чению они могут быть отнесены к в с п о м о г а т е л ь ­
ной с и с т е м е .
При конкретном конструктивном
решении для данного типа головок могут меняться фор­
ма деталей, материал, из которого они изготовляются,
и их количество (особенно для вспомогательной системы),
по основные три узла н их назначение остаются без
изменений
а’
35
Таким образом, рассматривая любую электродинамиче­
скую головку прямого излучения, вне зависимости от осо­
бенности конструктивного решения той нлн иной ее детали,
мы всегда можем разделить их па три основные группы или
конструктивные узлы:
а) подвижную систему, состоящую из источника движе­
ния, излучателя звука (возбудителя колебаний воздуха)
и приспособлений, обеспечивающих правильное положение
источника движения в магнитном поле;
б) магнитную систему, состоящую из магпитопроводв
и источника магнитного поля;
в) вспомогательную систему, состоящую из поддержи­
вающих и скрепляющих деталей, обеспечивающих жест­
кость и механическую надежность всей конструкции го­
ловки.
Рассмотрев устройство головки прямого излучения
в общем виде, познакомимся подробнее с назначением и
конструктивными особенностями основных деталей каждой
из указанных групп.
Основной элемент подвижной системы — диффузор. Со­
временные основные типы головок громкоговорителей имеют
диффузоры, изготовленные пу­
тем осаждения волокон из жид­
кой бумажной массы на специ­
альную форму с последующей
прессовкой н сушкой. Такие
диффузоры называют литыми;
их отличительный признак —
отсутствие шва на конусе (по.
этому их ранее называли бесл.
\
шовными).
"O '
(
Различают два типа литых
f
р
диффузоров: с прямолинейной
н криволинейной образующей
Рис. 14 Ткпы литых в) и;ж конуса (рис. 14). Диффузоры
первого типа несколько проще
ie«.Ce в изготовлении, но они имеют
недостаток — призвуки при ра­
боте. Так как частота этих коле­
баний всегда ниже основной, то они ясно слышны даже
при малой интенсивности самого призвука и снижают
качество звучания. Для борьбы с этим явлением на
поверхность конуса пытались наносить серию концентриче­
ских канавок (рнс. 14, а), но этэ сразу усложнило его
производство. Вот почему повсеместно и, в частности,
в отечественных головках кинотеатральных громкоговори­
телей широкое практическое применение нашли только
диффузоры с криволинейной образующей.
В диффузорах с криволинейной образующей параметрн
ческнй резонанс отсутствует. Форма образующей для них
может быть выбрана различной, однако она обычно пред­
ставляет собой отрезок дуги окружности большого радиуса
Широкое распространение такого типа образующей объяс
няется тем, что более сложные кривые (катеноида, гипер­
бола и т п.), значительно затрудняя производство диффузо­
ров, не дают заметных качественных преимуществ.
Для отлива подбирается специальный состав буыажной
массы, чтобы получить наиболее удачное сочетание физиче­
ских свойств материала диффузора: плотности, упругости
н внутреннего трения. Толщина дш|фуэора обычно увеличи­
вается от основания к вершине. Такое распределение тол­
щины обеспечивает достаточную прочность самого диффу­
зора и хорошую податливость гофра воротника. Для луч­
шего воспроизведения высоких частот вершину конуса
диффузора дополнительно пропитывают специальным лаком.
На рнс. 14,6 изображен продольный разрез дн<|х|)узора
такого типа. Большинство современных головок громко­
говорителей имеет двух- или трехзвенный гофр для ворот­
ников ди<|)фуэоров, отливаемых одновременно с самим ко­
нусом Только такого типа гофры в сочетании с правильно
подобранной формой или профилем ((|юрча канавок, их вы­
сота и т. п.) способны обеспечить достаточную гибкость
(малую у пругость) подвеса верхнего края диффузора п со­
хранение линейности его свойств во всем рабочем диапазоне
смещений подвижной системы. Первое условие необходимо
для получения малой величины основного (мехапичеекого)
резонанса головки громкоговорителя — весьма важного
условия расширения рабочего диапазона в область более
низких частот. Второе условие должно соблюдаться для
того, чтобы нелинейные искажения в громкоговорителе
были невелики. При построении профиля гофра воротника
диффузора весьма важно получить хорошее сопряжение
в месте перехода конической части в плоскость воротника,
в противном случае возникающие деформации служат
источниками паразитных призвуков.
37
На рис. 15 приведены профили гофра нескольких про­
мышленных типов головок кинотеатральных громкоговориЦентрирующая шайба является вторым элементом по­
движной системы, влияющим на качество головки Ее на­
значение — обеспечить пра1—1
'-t- ' - r — ~,,i; !
внлыюе положение звуковой
17-4
_гкатушкн в воздушном зазоре
'
7
магнитной системы как в ие4
7*
II
рабочем состоянии, так и при
и я
ее работе. Для этого центри­
рующая шайба должна облаЧ5 *5 ,
„
дать минимальной гибкостью
' i,j|
ва I *)*] I в радиальном, то есть в поУ/ 7 \ /
перечном к поверхности эвуI
/7*4^ / .
J
новой катушки направлении.
*и
/,7 ( Г Одновременно центрирующая
шайба должна допускать сво­
бодное перемещение диффузо­
ра во всем диапазоне рабочих
амплитуд, иметь максималь­
ную гибкость в осевом на­
правлении (вдоль звуковой
катушкн). Первое требование
определяет механическую на­
дежность головки, в частнос­
ти отсутствие расцентрирования,
а второе — хорошие
электроакустические свойства:
низкую частоту основного
резонанса головки, малые
искажения.
Частота основного резо­
нанса головки определяется
двумя ее параметрами: сумРкс IS. Профили гофра ворот- мерной массой подвижной сииикв диффузора (размеры в мм) стемы и суммарной гибкостью.
Последняя определяется вели­
чиной гибкости гофрадиффузора и центрирующей шайбы.
Впрактическихусловиях с целью обеспечения механиче­
ской надежности головки гибкость гофра всегда больше
гибкости центрирующей шайбы. Вот почему ее величина
обычно является решающим фактором в снижении частоты
основного резонанса.
Центрирующие шайбы могут штамповаться нз тексто­
лита нлн картона, прессоваться из бакелиэнроваппой ткани,
отливаться нз бумажной массы. Малая гибкость в радиаль­
ном направлении н большая в осевом достигаются подбо­
ром формы шайбы нлн юфра на ней. Шайбы первого вида,
получившие широкое раснрострапсине в 30—40-х годах,
в последующие годы стали быстро вытесняться центрирую­
щими шайбами второго вида — гофрированными.
Бумажные гофрированные шайбы применяются и в на­
стоящее время, но в маломощных головках — обычно до
0,5 am. Во всех остальных случаях, особенно в головках
кинотеатральных громкоговорителей, используются бакелиэированпые гофрированные шайбы из редкой хлопчато­
бумажной или шелковой ткани. Гофрированная поверх­
ность обычной шайбы заканчивается плоским кольцом,
которым она прямо приклеивается к днффуэородержателю
нлн же приклеивается к переходной детали, а последняя
уже крепится к диффузородержателю. За последние годы
все шире находят применение матерчатые гофрированные
шайбы так называемого коробчатого типа. По внешнему
виду они напоминают коробку с гофрированным дном и раз­
вальцованным в плоское кольцо цилиндрическим краем
Такой формы шайбы хорошо центрируют подвижную сис­
тему, обладают линейными характеристиками в большом
диапазоне амплитуд смещения подвижной системы и хоро­
шей гибкостью
На рис 16 показано несколько типов центрирующих
шайб, в том числе н рапсе применявшиеся штампованные.
Последний элемент подвижной системы — звуковая ка­
тушка — является источником движения всей системы Звукопая катушка наматывается медным проводом, покрытым
эмалевой изоляцией, на бумажный нлн металлический кар­
кас. В первом случае каркас изготовляется из плотной,
пропитанной бакелитовым лаком бумаги, во втором — нз
тонкой алюминиевой фольги В обоих случаях на каркасе
выдавливается канавка, в которую укладывается провод.
Этим достигается повышение механической прочности зву­
ковой катушки.
Число слоев обмотки всегда выбирается четное (два нлн
1ец ее располагают на крае
четыре), поэтому начало н
гильзы каркаса, обращен­
ного к диффузору.
Каркас звуковой катуш­
кн вклеивают в вершину
диффузора одним из спосо­
бов, указанных на рис. 17.
Звуковую катушку при
намотке пропитывают спе­
циальным клеем, как пра­
вило, этим же клеем при­
клеивают каркас и центри­
рующую шайбу к диффузо­
ру. Концы провода обмот­
ки выводят па диффузор
и спаивают с многожиль­
ным тонким проводником,
идущим на клеммы голов­
ки. Место спайки подши­
вают к диффузору во избе­
жание обрыва проводника
звуковой обмотки при дви­
жении подвижной системы.
Магнитная система
Еще в конце 40-х и начале 50-х годов применялись го­
ловки кинотеатральных громкоговорителей с электриче­
ским возбуждением. Применение таких головок вызывало
необходимость в составе аппаратуры иметь специальные
выпрямители с очень хорошей фильтрацией постоянного
тока, прокладывать помимо звуковых линий еще и липни
питания большого сечения. Сама обмотка возбуждения в
головке являлась источником мощного выделения тепла
и могла быть источником серьезных аварий
Указанные недостатки были причиной быстрого вытес­
нения электрического возбуждения постоянными магни­
тами, как только были открыты и технологически освоены
высококоэрцитивные сплавы (см. Приложение 111). Уже
с середины 50-х годов в головках громкоговорителей стали
применять магнитные цепн только с постоянными магни­
тами Таким образом, теперь применяется один источник
возбуждения магнитного поля в воздушном зазоре магнит­
ной цепи — постоянные магниты.
Конструкции магнитных цепей (рис 18) определяются
формой примененного магнита. Если магнит изготовлен
в виде цилиндрического кольца, то магнитная цепь состоит
нз круглых фланцев н керна цилиндрической формы
Верхний фланец имеет отверстие, в которое входит верхняя
часть керна; в свою очередь, керн впрессован в нижний
фланец. Магнит плотно прилегает к плоскостям фланцев,
которые вместе с керном образуют магпитопровод. Раз­
ность диаметров отверстия в верхнем фланце и концевой
части керна образуют воздушный зазор, в магнитном поле
которого располагается звуковая катушка. Для обеспече­
ния механической прочности магнитная система стяги­
вается латунными болтами и часто дополнительно соприка­
сающиеся торцевые поверхности магнита н фланцев покры­
ваются клеем БФ (рнс. 18. а).
При применении магнита керпового типа в виде полого
нлн сплошного конуса магнитная цепь выполняется в виде
закрытого или полуоткрытою магнитопровода В первом
случае магпитопровод состоит нз стального стакана, по
центру дна которого располагается керновый магнит, круг­
лого верхнего фланца и полюсного наконечника. Верхний
фланец накрывает стакан и имеет отверстие, в которое
с зазором входит верхняя часть полюсного наконечника,
сидящего на магните (рис 18, б). Во втором случае вместо
41
стакана используется скоба, верхний фланец имеет по­
этому прямоугольную форму, остальные детали остаются
теми же. С боков магпитопровод закрывается декоратив­
ными крышками нз магпитопроводяшсго материала.
Во всех случаях, вне зависимости от конструкции маг­
нитной цепа, для жесткой фиксации отверстия в верхнем
фланце и входящего в него конца керна или полюсного
наконечника внизу фланца >креплено центрирующее коль­
цо, отверстие в котором обеспечивает скользящую посадку
кериа, то есть соосность его и отверстия во фланце в пре­
делах допусков для длиной конструкции
^
o g
Детали магнитопровода магнитной цепи изготовляют
из мягкой специальной стали, а форма полюсных наконеч­
ников — край отверстия в верхнем фланце и конечная
часть керна — зависит от величины индукции в воздушном
зазоре н требований к равномерности распределения маг­
нитного потока в нем н около него (см. примеры на
рис. 19). Получение равномерного поля с симметричными
кривыми спада за претелами воздушного зазора магнитной
цепи важно для обеспечения требуемого уровни нелиней­
ных искажений н величины среднею стандартного звуко­
вого давления, о чем ниже мы остановимся подробнее
Постоянные магниты применяются литые нз сплава
ЮНД-4, ранее его называли ЛН-3. ЛЛНИ или ЮНДК-24
(АНКО-4), нлн прессованные из смеси порошка окислов
железа н бария Первые мтннгы могут быть кольцевыми
нлн керновымн. вторые — только кольцевыми (подробнее
см. Приложение III)
Вспомогательная система
Основным элементом вспомогательной системы является
днффуэородержатель, к остальным относятся крепежные
детали всех видов, кольца и прокладки. Диффузородержа«2
те.и. соединяет подвижную и магнитную системы головки
громкоговорителя в единую п механически надежную кон­
струкцию Чаше всего конструктивно днф|>уэсродержатсль
представляет собой чашку с коническими стенками. Диа­
метр дна чашки соответствует диаметру верхнего фланца
магнитной системы, к которой она крепится винтами
Если магнитная система имеет прямоугольный верхний
фланец, то диаметр дна лнффузородержателя должен соот­
ветствовать длине верхнего фланца Дно днф|>уэородержателя имеет большое центральное отверстие, открывающее
воздушный зазор в магнитной системе и отверстия для кре-
Рнс 20 Тилы днффузородержателеВ.
пежных болтов Верхний край дш|)фузородержателя пере­
ходит в плоское кольцо для закрепления на нем воротника
диффузора Плоская кольцевая часть дт|х|)уэородержатсля
имеет отбортовку верхнего края, необходимую для увели­
чения жесткости, так как этим краем головка громкогово­
рителя прикрепляется к акустическому оформлению.
В конической боковой поверхности лнффузородержателя
обязательно имеются большие окна При отсутствии этих
окон воздух, заключенный между внутренней поверхностью
диффузора и боковой поверхностью днф|>уэородержателя,
при колебаниях подвижной системы будет воздействовать
на нее как дополнительная нагрузка, уменьшая отдачу
громкоговорителя н ухудшая его частотную характеристику
в области низких частот. На поверхности диффуэородержатсля для увеличения еп механической прочности часто
делают дополнительно специальные канавкн. называемые
знгамн или ребрами жесткости
Дж|)фузородержателн штамп) ют из специальной кон
струкцнонной стали толщиной до 2 мм, отливают из легких
сплавов (например, силумин) методами точного литья —
в выплавляемый кокиль,— или литьем под давлением, или
прессуют из пластмассы (рис. 20). Технологические методы
изготовления дш|х|>узородсржателей определяются мощ­
ностью и размерами головок, а также и имеющимся на
предприятии оборудованием. Вне зависимости от метода
изготовления, конструкция дн(|)фузородержателя должна
обеспечить механическую и вибрационную прочность го­
ловки Сзч жедиффузородержатель не должен возбуждаться
при работе головки или давать каких-либо зачетных прн-
§ 2. Анустическев оформление
гремиегоееритеяей
прямого излучения
Всякое устройство (или конструкция), в котором разме­
щена головка громкоговорителя, необходимо для улуч­
шения акустических условий работы излучателя. Такие
устройства в электроакустике поэтому принято называть
а к у с т и ч е с к и м о ф о р м л е н и е м Следовательно,
громкоговоритель прямого излучения как единая конструк­
ция всегда состоит из двух элементов: головки и акустиче­
ского оформления
Акустическое оформление простейшего вида является
средством борьбы с акустическим скороткич замыканием!,
возникающим в области частот, длина волны которых
больше размеров излучателя, в нашем случае — диффу­
зора Более сложная конструкция помичо первой задачи
выполняет и роль элемента, согласующего излучатель
с окружающей средой, воздухом. Ниже, описывая типы
акустических оформлений, прнченяечых в громкоговори­
телях прямого излучения, мы рассмотрим сущность этих
задач Помимо решения электроакустических задач оформ­
ление должно быть сконструировано так, чтобы не являться
источником паразитных призвуков и удовлетворять требо­
ваниям эксплуатации (вес, габариты, прочность и т. п.).
В громкоговорителях прямого излучения применяются сле­
дующие типы акустического гфорчлеиия- акустический
экран, закрытый н открытый ящики и фазоинвертор.
Рассмотрим подробно основные их отличительные особен­
ности н электроакустические процессы, связанные с офор­
млением того или иного типа
Акустический экран
Экран является простейшим типом акустического оформ­
ления громкоговорителя прямого излучения. Его основная
задача — устранить или зачетно ослабить эс|)фект акусти­
ческого «короткого замыкания». Для того чтобы предста­
вить физическую сущность этого явления, рассмотрим
что происходит в воздухе, окружающем излучатель. Пред
ставим себе, что малых размеров круглый диск (поршень)
размещен в стене помещения больших размеров (акустики
говорят — в бесконечно протяженном плоском жестком
экране) и приведен в движение с одинаковой, но перемен­
ной по знаку амплитудой по отношению к нейтральному
положению, которое он занимал в состоянии покоя. При
движении поршня вправо (рнс 21) происходит смешение
частиц воздуха, с ним соприкасающихся,— сжатие, как
говорят физики, и давление увеличивается. Из-за упругих
сил. возникающих при изменении взаимного расположе­
ния частиц, за зоной увеличенного давления возникает
зона пониженного давления, за ней зона увеличенного дав­
ления* II т. д (темные н светлые полосы на рис 21) При
движении поршня влево происходит аналогичный процесс,
ио при этом картина меняется на обратную, то есть зоны
повышенного давления становятся зонами пониженного
давления. Частицы воздуха приходят, следовательно, также
в колебания, а периодическое изменение знака зон давле­
ния приводит к распространению звуковой волны в про­
странстве спереди поршня. Из рнс 21 видно, что длина
волны X распространяющегося звукового колебания равна
расстоянию между центрами двух соседних зон одинако
вого знака. Чем ниже частота колебаний, тем больше ши­
рина каждой зоны, н соответственно с повышением частоты
зоны уплотняются и становятся более узкими.
Это означает, что чем ниже частота, тем больше величи­
на /., и наоборот.
Величина длины волны может быть определена, если
известна частота колебаний / по формуле
} “ 7*
где с — скорость распространения звуковых колебаний
(для воздуха в обычных условиях с = 340 м/сек).
Можно для примера очень просто подсчитать, что для час­
тоты 100 гц X = 3,4 м, а для частоты 10 000 щ X =
= 0,034 м = 3,4 см.
В реальных условиях головка громкоговорителя пря­
мого излучения заменяет поршень из рассмотренного нами
выше примера. Рассмотрим два случая, изображенные па
рис. 22: в первом головка размешена в «бесконечном»
экране (а), во втором — без него (б). Предположим, что
диффузор головки сместился вправо от положения равно­
весия Тогда для первого случая в прилегающей к диффу­
зору зоне переднего полупространства (правая часть от
экрана) имеется фаза сжатия. Такая же зона заднего полу­
пространства — разрежения При смещении диффузора
влево картина изменится па обратную и т. д., то есть в
каждом нэ этих полупространств начнут распространяться
звуковые волны. Во втором случае вначале произойдет
то же самое. Но как только передняя и задняя звуковые
волны достигнут края головки, произойдет немедленно
работы Если же вмонтиро­
вать головку в экран ограниченных размеров, то рас­
смотренное явление будет наблюдаться только на тех
частотах, длина волны которых больше половины длины
от излучателя до края экрана.
Экран конечных размеров, являясь простейшим видом
акустического оформления громкоговорителя, представляет
собой щит нэ плотно соединенных и скрепленных досок
или фанеры Во избежание появления собственных колеба­
ний (дребезжаний) толщина такого шита должна быть
20—30 м.и. Выбор размеров экрана' зависит от габаритов
места установки и нижней граночной частоты номиналь­
ного диапазона Чем она должна быть ниже, тем размеры
экрана должны быть больше.
47
В практическом использовании акустический экран
теперь применяется редко*. В тех случаях, когда по какимлибо причинам есть необходимость использовать этот тип
оформления, нужно обратить внимание на выбор формы
экрана и расположение на нем головки
Как мы уже говорили, при работе головки в точку, на­
ходящуюся впереди акустического экрана, будут при-
L
____________
?
I возбужденная передней поверхL-l-L постью диффузора, и другая —
возбужденная задней стороной его.
а
Их называют прямой и оборотной.
Рнс 23 ,\к\ тнчесне
Прямая
и оборотная волны
экраны(размеры всм) приходят в точку наблюдения с
а - ««удачны»-. 6различнымифазами колебаний,
удачные
вызванными
разностью пройден­
ного ими пути (разностью ходов).
Они взаимно уничтожаются, если разность ходов будет
равна длине волны, так как вызываемое одной волной
сжатие совпадает с разрежением, создаваемым другой
волной, излучаемой в протнвофазе.
Длина пути, проходимого прямой волной до точки на­
блюдения, постоянна, а длина пути оборотной волны до
той же точки зависит от размеров экрана, его формы и
места расположения па нем головки. Следовательно, от них
•
же н зависит получающаяся разность ходов прямой и обо­
ротной волн в точке наблюдения.
Для иллюстрации сказанного на рис. 23 приведены два
типа акустического зкрана: квадратный с центральным рас­
положением головки и прямоугольный, в котором головка
смещена по отношению центра. При квадратном экране
оборотная волна, огибающая его, проходит путь, примерно
равный стороне квадрата.
Если длина волны излучаемого звука близка по вели­
чине разности пути, пройденного оборотной волной, в срав­
нении с прямой, то в точке сложения мы будем наблюдать
резко выраженный минимум давления па частоте 420 гц
(рис 24). Действительно, разность хода по кратчайшему
пути составляет 400 + 400 = 800 мм, или 0.8 м (рис. 23. а),
а длина волны в точке минимума 340 : 420 = 0,809 м,
то есть практически они совпадают.
Если экран неправильной формы с несимметричным рас­
положением головки (рис. 23, б), волны, огибающие его
в разных точках проходят разные пути. Поэтому в точке
наблюдения складываются звуковые волны с различными
фазами, и частотная характеристика в области низких час­
тот становится ровнее, а резкие провалы на отдельных
частотах отсутствуют.
Открытый ящик
В чистом виде акустический экран не нашел практиче­
ского применения, так как его большие габариты н вес
не оправдываются полученными качественными характе­
ристиками громкоговорителя. Однако в практике широкое
применение нашли открытые ящики как вид акустического
оформления громкоговорителей прямого излучения. Оформ­
лением такого типа является ящик радиоприемника или
телевизора, задняя стенка которого для создания благо­
приятного теплового режима работы деталей схемы имеет
перфорацию, то есть акустически прозрачна.
В кинематографии такое акустическое оформление гром­
коговорителя широко применяется в передвижной аппара­
туре. Обычно конструктивно оно решается в виде чемодана
с открываемой в рабочем положении задней крышкой или
разнимаемого па две половины (рис. 25). Решение конструк­
ции ящика в виде чемодана для передвижной аппаратуры
оказалось удобным не только из-за особенностей эксплуа­
тации. Оно позволяет па время транспортировки размещать
в нем усилитель, кабель, запасные бобины Такое решение
оправдано необходимостью сбалансировать вес отдельных
элементов всего комплекта аппаратуры. Если внимательно
рассмотреть открытые ящики, то нетрудно заметать, что
с акустической точки зрения они представляют собой пеплоскнс акустические экраны Размеры таких экранов от­
носительно небольшие и продиктованы необходимостью
найти разумный компромисс между габаритами, весом,
[Q
.I л;;-;.. ^ IA a E-
j
25
приемлемым для переноски, и потерей низких частот. На
рис. 26 приведена частотная характеристика головки пря­
мого излучения, измеренная при размещении ее в открытом
ящике II в стандартном измерительном экране. Несмотря
на относительно небольшие размеры последнего, воспроиз­
ведение низких частот при размещении головки в открытом
ящике заметно хуже, чем в плоском экране. Большая жест­
кость конструкции открытого ящика в сравнении с плоским
экраном позволяет изготовлять его нз (|инеры толщиной
10—15 м.» Вообще говоря, ящик громкоговорителя может
быть кэготовтсп из любого материала, обеспечивающего
прочность конструкции н невозбуждающсгося при работе
вмонтированной в нем головки. Например, в ранее выпус­
60
кавшемся Самаркандским заводом «Кннап» комплекте пере­
движного усилителя типа 4КУ-12 ящик громкоговорителя
штамповался нз листовой стали
Стоимость материала, дс(|)нцнтность, удельный вес,
прочность н технологичность изготовления — такова сум­
ма показателей, порой противоречивых, которым одновре­
менно должен удовлетворять поделочный материал, идущий
на изготовление акустического оформления громкоговори­
телей. В практике производства громкоговорителей уже
много лет используют березовую фанеру.
Закрытый ящик
Требованию подавить эффект акустического «короткого
замыкания» путем разделения переднего и оборотного излу­
чения лучше всего удовлетворяет закрытый ящик (рис. 27).
Головка, в нем размещенная, передней поверхностью диффу­
зора (обращенной в сторону открытого пространства) воз­
буждает звуковые колебания в воздухе помещения, а зад­
ней — в некотором замкнутом объеме, ограниченном стен­
ками ящика. В такой конструкции исключена интерферен­
ция звуковых волн переднего н оборотного излучения.
С теоретической точки зрения закрытый ящик обеспечи­
вает и лучшее согласование излучателя со средой на низких
частотах. На рис. 28 приведена упрощенная картина час­
тотной зависимости акустической мощности громкоговори­
теля прямого излучения с акустическим оформлением двух
типов- закрытый ящик н плоский экран. В принципе за­
крытый Я1Ш1К сохраняет постоянство излучаемой акустиче51
скоП мощности вплоть до основного резонанса /0 подвижной
системы головки н уменьшает спая на частотах ниже нее
Практически второе положительное свойство закры­
того ящика как типа акустического осрормлсния суще­
ственно меньше проявляется, чем можно было бы ожидать
нз теоретических выкладок.
Прежде всего, нрн работе юловкн в закрытом ящике
возникает упругая реакция сю воздушною объс
--
рая добавляется к упругой силе, развиваемой центрирую­
щими деталями подвижной системы,— шайбе и гофру.
В результате суммарная гибкость системы головка —
ящик уменьшается, что проявляется в повышении частоты
основного резонанса головки, то есть в повышении нижней
границы номинального диапазона частот Так как обычно
размеры закрытого ящика не очень велики, то рабочая
полоса частот в области низких частот заметно сокра­
щается Наличие замкнутого объема неприятно еще н по­
тому, что внутри ящика возникают резонансные колебания
воздушною объема в тон области частот, где его размеры
сравнимы с длиной волны нлн больше ее Возникающие
резонансные явления значительно увеличивают неравно­
мерность частотной характеристики громкоговорителя в об­
ласти повышенных частот за счет появления заметных
пиков н провалов. Для борьбы с резонансами внутреннего
объема внутренняя поверхность стенок ящика покрывается
слоем звукопоглощающего материа­
ла или им равномерно заполняется весь внутренний объем. Для
этой цели используется капроновая
вата, базальтовое волокно или
материал ATM — специальной вы­
делки стекловата.
Хорошо гася вредные резонан­
сы. звукопоглощающий материал
поглощает и часть полезной энер­ Рис 28. Частотная зави­
акустической
гии, что проявляется на частотной симость
мощности громкоговори­
характеристике громкоговорителя телей
прямого излучения:
в виде дополнительного плавного
спада на частотах ниже 150—200 гц.
Отметим, что такие пологие харак­
теристики хорошо корректируются электрическим путем
в усилителе. Сумма положительных и отрицательных сто­
рон применения закрытого ящика в качестве акустического
ш
Рис 29 Частотная характеристика громкоговорителя 2SA-44
оформления громкоговорителя учитывается при проекти­
ровании громкоговорителя и определяет область его при­
менения.
В кинотеатральной аппаратуре такой тип громкогово­
рителя применяется в качестве вспомогательных (фойе,
подэвучнваппе отдельных мест в зале, контроль в аппаратнон н т п.). Частотная характеристика одного нэ таких
громкоговорителей приведена на рис. 29.
63
<t>азоинвертор
Ослабление интерференции переднего н оборотного излу­
чений дн(|)фуэора при заметно лучших, чем у экранного
и закрытого ящиков, характеристиках в области низких
частот п сравнительно небольших габаритах может быть
осуществлено применением фазоймвертора. Конструктивно
фазоинвертор представляет собой закрытый ящнк с вчон-
Рассмотрим принцип работы фаэоинвертора. Подвижная
система головки, работающей в ящике, и отверстие в нем
для окружающей среды в некотором диапазоне частот явля­
ются двумя работающими в фазе излучателями. Оба излу­
чателя представляют собой колебательные системы, свой­
ства которых определяются значением основных физиче­
ских величин, называемых параметрами. При некотором
допустимом упрощении для каждой нз указанных систем
можно назвать два таких параметра т , — масса подвижной
системы головки, Сг — гиб­
кость ее подвеса; гн, — мас­
са воздуха в отверстии ящн
ка, С, — гибкость объема воз
духа ящика.
Схема работы фаэоннвер
тора приведена на рис. 31
Из схемы видно, что обе ко­
лебательные системы свяэань
между собой непосредствен
но, причем головка являет
ся источником возбуждении
колебаний другой системы —
ящика с отверстием. Акустн_
.
ческую схему можно заменить
"
*юртора°
упрощенной механической мо- а _ „уст*™™»: в - к и » к п н
делью. В ней: квадрат т г
но».»
изображает массу подвижной
системы; упругость* се подвеса представлена пружиной
g- , один конец которой закреплен неподвижно, а второй
связан с т г.
Квадрат т я соответствует массе воздуха в отверстии
ящика; упругость объема воздуха в нем изображена второй
пружиной g-. Так как в фазоймверторе связь между обе­
ими колебательными массами осуществляется через воздух,
заключенный в ящике, то и в модели концы второй пружи­
ны закреплены на обоих квадратах.
При медленных колебаниях (низкие частоты) пружина,
соединяющая обе массы, не успевает деформироваться,
' Упр>гость С равна енле, вызывающе!) единичное смещение, гиб­
кость С равна смещению, вызванному единичной силой, то есть 1“
Ы
и поэтому они двигаются с одинаковой фазой. По мере при­
ближения к резонансной частоте масса т , начинает коле­
баться со все возрастающей амплитудой, пружина gJо деформируется, и движение массы т г тормозится,
пружина
g-
упругое сопротивление пружины g-
а затем приведет в движение массу т щ. Вторая масса нач­
нет удаляться от первой, то есть синфаэность их движения
нарушается. При дальнейшем увеличении частоты движение
массы /пг будет только деформировать вторую пружину,
а масса т , будет находиться практически в покое.
Возвращаясь снова к фазоинвсртору, теперь легко
понять, что до частоты резонанса ящика движение диффу­
зора головки и воздуха в фазоинверстпом отверстии ящика
происходит синфазно. Выше нее синфазиость нарушается,
а при дальнейшем увеличении частоты отверстие вообще
перестает излучать.
Использование фазоинвертора в качестве акустического
оформления громкоговорителя прямого излучения позво­
ляет обеспечить подъем частотной характеристики в об­
ласти низких частот на 4—6 дб (рнс. 32). Благодаря
простоте конструкции н хорошим качественным показате­
лям фаэоннверсные ящики нашли широкое применение
в кинотеатральных громкоговорителях.
ВВ
Явление фазониверсни часто пытаются объяснить таким
выбором длины пути пробега оборотной ваты в ящике,
при котором фаза колебаний ее при выходе нэ отверстия
совпадает с фазой передней волны Ошибочность такого
рассуждения становится понятной, если вспомнить, что
практически фазоинверсня возможна на частотах до 100—
120 гц, то есть для волн
ее 2,5—3 м. В то же время
в правильно рассчитанном фазойнверторе разность путей
между акустическими центрами диффузора и отверстия
в ящике не превышает 0,7—0,8 м.
§ 3. Метеды расширеиия
нош иальиого дмапазена частот
Применение фазоинвертора в качестве акустического
оформления громкоговорителя прямого излучения явля­
ется способом расширения его номинального диапазона
в области низких частот.
Одновременно улучшение частотной характеристики
в этой области достигается н мерами по снижению частоты
основного резонанса подвижной системы. Для головки
данного типа улучшение конструкции и технологии элемен­
тов подвеса — центрирующей шайбы н гофра диффузора —
увеличивает нх гибкость, что при неизменной массе подвиж­
ной системы снижает основной резонанс в область более
низких частот. В качестве примера проследим совершен­
ствование головки прямого излучения, применяемой в пе­
редвижных комплектах аппаратуры. Практически, не ме­
няя данных звуковой катушки и основных размеров диф­
фузора, частота основного резонанса была снижена со 120 гц
в исходном типе (4А-10) до 50—70 гц в головке, выпускаю­
щейся в настоящее время (4А-28). В ближайшее время за­
вершатся технологические работы, позволяющие верхний
Допустимый предел иметь не более 50 гц.
Расширение номинального диапазона громкоговорителя
в сторону более низких частот практически может быть
реализовано при условии, что высокочастотная область
его достаточна для обеспечения условия сбалансированного
звучания. В противном случае все предпринятые усилия
теряют смысл, так как звучание громкоговорителя будет
иметь преобладание низких частот, что приводит к потере
разборчивости — «бубнению», как образно принято опре­
делять такое звуковоспроизведение. Вот почему необходи­
57
мость расширения номинального диапазона в область более
высоких частот столь же важна, как н первая задача.
Внимательный анализ причин, по которым у обычных
широкополосных головок прямого излучения верхняя
граничная частота номинального диапазона не превышает
6000-S-8000 г<(, позволил найти два пути решения про­
блемы. Рассмотрим каждый из них.
Головки кинотеатральных громкоговорителей имеют
многовнтковые звуковые катушкн. Поэтому увеличение
полного электрического сопротивления в области высоких
частот, свойственное любой головке электродинамического
типа из-за индуктивной составляющей сопротивления ка­
тушки (a>Z.„), в них особо сильно проявляется.
Современные схемы оконечных каскадов усилителей
обеспечивают режим постоянства выходного напряжения
в широком диапазоне частот н изменений величины на­
грузки.
В реальных условиях работы величина тока, протекаю­
щего через звуковую катушку, становится тем меньшей,
чем выше ее сопротивление на данной частоте, так как на­
пряжение на ее зажимах постоянно. В результате на высо­
ких частотах потребляемая готовкой электрическая мощ­
ность падает, а следовательно, и излучаемая ею акустиче­
ская мощность также уменьшается. На частотной характе­
ристике головки это проявляется в виде зачетного спада
ее высокочастотной ветви, хотя по остальным ее электро­
акустическим параметрам можно было бы ожидать более
хороших результатов.
Средство борьбы с эффектом возрастания индуктивного
сопротивления было найдено путем размещения внутри
воздушного зазора магнитной цепи неподвижного коротко­
замкнутого витка, индуктивно связанного со звуковой ка­
тушкой. Электрическое сопротивление этого витка носит
индуктивный характер, но имеет обратный знак по отноше­
нию к индуктивному сопротивлению катушкн.
С увеличением частоты суммарное индуктивное сопротив­
ление будет расти медленно, так как увеличение индуктив­
ного сопротивления звуковой катушкн будет компенсиро­
ваться аналогичным ростом сопротивления короткозамкну­
того витка (рис. 33)
Соответственно потребляемая головкой электрическая
мощность увеличивается, возрастает излучаемая ею акус­
тическая мощность, что и проявляется как повышение зву­
кового давления в области высоких частот — частотная
характеристика громкоговорителя с той же самой головкой
улучшается (рис. 34)
На низких и средних частотах величина коэффициента
взаимной индукции мала, поэтому заметное компенсирую­
щее действие короткозамкнутого витка проявляется на
частотах выше 2000 гц. Конструктивно короткозамкнутый
___ J L .
*+л1Ц1
Ы Г
А1
, ..1
1^ щ
Щ
I :1-.L-1
}.;}■;
Ъя&> т г
яо soooт
виток выполняется в виде стаканчика нэ красной меди
с толщиной стенок 0,3—0,4 мм, напрессованного на нако­
нечник керна магнитной цепи (рис. 35). Если магнитная
цепь используется та же, то для сохранения просвета между
звуковой катушкой и керном диаметр последнего умень­
шается на суммарную толщину стенок стаканчика. Дей­
ствующая ширина воздушного зазора и его объем при этом
увеличиваются. Как материал (медь), так и конструкция
внтка в виде стакана с утолщенным дном выбираются нз
расчета максимального уменьшения активного сопротив­
ления внтка.
В головке с короткозамкнутым витком коэффициент
полезного действия незначительно снижается, во-первых,
за счет уменьшения величины средней индукции в воздуш­
ном зазоре, во-вторых, за счет дополнительных потерь
в витке. Суммарно такое снижение незначительно и с из­
бытком перекрывается увеличением излучаемой акустиче­
ской мощности за счет положительного эффекта компенса­
ции роста полного электрического сопротивления громко­
говорителя на высоких частотах.
Если рассмотреть, как работает
диффузор на разных частотах, то не­
трудно заметить вполне определен­
ную закономерность. На низких ча­
стотах вся поверхность диффузора
колеблется как единое целое с боль­
шой амплитудой. С увеличением ча­
стоты происходит не только умень­
шение амплитуды колебаний поверх­
ности, но и постепенное уменьшение
размеров ее эффективно излучающей
части. Отключение частей поверх­
ности происходит зонами, начиная
от верхнего края конуса (от гофра).
На высоких частотах (несколько килогерц) эффективно
излучает только небольшая зона около звуковой катушки
(у вершины конуса диффузора), остальная же поверхность
колеблется с ничтожно малой амплитудой.
Выход был найден в создании двухконуснон подвижной
системы, схема которой и общий вид показаны на рис. 36
И 37.
Оба диффузора — большой (основной) и малый (вспомо­
гательный) — имеют общую звуковую катушку и на низ­
ких н средних частотах колеблется как одно целое. В об­
ласти средних частот малый диффузор действует лишь как
рассеивающее тело, расширяя несколько диаграмму на­
правленности, то есть способствует более равномерному рас­
пределению звуковой энергии в пространстве. Начиная
с частот порядка нескольких килогерц, функции эвуконзлучення постепенно переходят от большого диффузора к
малому н на высоких частотах (до 124-15 кя{) практически
неподвижный большой диффузор играет роль рефлектора.
Частотная характеристика двухдт|>фузорноГ| головки
приведена на рнс 38. Сравнивая ее с приведенной на
рис. 34, нетрудно заметить прирост высокочастотного диа­
пазона за счет второго дт|)фузора.
Вспомогательный диффузор нз-за малого угла раскры­
тия н специальной пропитки бумаги имеет повышенную
жесткость в сравнении с основным Диффузором. Размеры
его и фнзнко-механнческне параметры должны быть выбраны
такими, чтобы нзлуча'
емая вспомогательным
диффузором полоса
частот
дополняла
номинальный
диа­
пазон основного диф­
фузора так, чтобы ча­
стота 11(рис. 39) была
одновременно верх­
ней граничной для
основного диффузора
н ннжней граничной
частотой — для вспо­
могательного. В про___________________
тнвном случае на ча­
га» гю sm я т а м стотпон характерно­
г о *0Ч.стоти.я характеристика голов- тнке возникает вредки 4Л-28 схорошо (■
■
■■) и плохо (— ) «не ник или провал,
приклеенный высокочастотный комусоы При конструировании
двухди(|х|)уэорноГ| го­
ловки и ее изготовлении особое внимание обращается
на обеспечение жесткости соединения каркаса звуковой
катушки с вспомогательным диффузором. Ослабление места
присоединения равносильно появлению гибкой связи, из-за
которой эффективность излучения дополнительного диффу­
зора на высоких частотах может быть заметно ослаблена
или даже сведена к нулю (рис. 40).
§ 4. Основные
электроакусткчвсккв показатели
В конце главы I мы познакомились с основными пока­
зателями качества громкоговорителей II методами их изме­
рений Там же мы установили, что главными являются ка­
чественные показатели головок, которые к тому же тре­
буют постоянной проверки. Акустическое же оформление
сохраняет свои данные стабильными. Поэтому мы рассмот­
рим, прежде всего, основные электроакустические пока­
затели (или, как их часто называют, э л е к т р о а к у с ­
т и ч е с к и е парамет ры) головок прямого излучения.
Влияние акустического оформления на нх изменение, то
есть соответствующий показатель для всего громкоговори­
теля, в каждом конкретном случае будет дополнять основ­
ной материал.
Полное электрическое сопротивление
Полное электрическое сопротивление головки громко­
говорителя выражается сложной зависимостью ряда вели­
чин, зависящих от значения н взаимосвязи ее электриче­
ских, механических и акустических параметров. Прежде
всего, характер полного электрического сопротивления
определяется электрическими параметрами головки громко­
говорителя, то есть электрическим сопротивлением ее зву­
ковой катушки.
Эго сопротивление является комплексным и состоит из
активной и реактивной частей. Величину сопротивления
можно определить, если затормозить звуковую катушку
в зазоре. Вычисляется же оно по формуле:
Z = V W T T R l^ .
где R — омическое сопротивление постоянному току (ак­
тивная составляющая); 2nfL* =
— индуктивное со­
противление (реактивная составляющая); / — частота тока;
й — коэффициент самоиндукции звуковой катушки.
Индуктивное сопротивление обусловлено протнвоэлектродвнжушей силой самоиндукции, возникающей в катушке
при пропускании через нее переменного тока.
Однако при движении звуковой катушкн в ней возни­
кает, или, как принято говорить, индуктируется протнвоэлектродвнжущая сила, вызванная пересечением магнит­
ных силовых линий поля в воздушном зазоре магнитной
цепи витками катушкн. Таким образом, к собственному
сопротивлению катушкн добавляется еще и внесенное
сопротивление.
Рве 41 Частотная зависимость модуля полного электрического
сопротивления головки 4Л-28
Величина протнвоэлектродвнжущей силы тем больше,
чем быстрей движение катушки, то есть чем больше ампли­
туда ее скорости Как величина, так и характер внесенного
сопротивления разные на разных частотах , что проявляется
в наличии характерных точек на кривой частотной зависи­
мости характеристики полного электр 1ческого сопротивле­
ния головки прямого излучения (pile 41).
На низких частотах, далеких от области резонанса,
реактивная составляющая полного электрического сопро­
тивления не велика, так как индуктивное сопротивление
катушкн мало из-за низкой частоты тока, а индуктируемая
за счет движения катушки протнвоэлектродвнжущая сила
незначительна из-за малой скорости движения катушки,
то есть внесенное сопротивление также мало. Следователь­
но, полное сопротивление головки немного больше омиче­
ского сопротивления звуковой катушки.
При подходе к резонансу амплитуда скорости звуковой
катушки резко возрастает и достигает своего наибольшего
значения на частоте резонанса (ft = 80 гц, рис. 41), затем
по мере удаления от резонанса величина ее резко умень64
шастся. Точно так же изменяется II величина наводимой за
счет движения катушки нротивозлектродвнжущей силы,
достигая максимального значения на частоте резонанса
В соответствии с таким характером изменения величины
внесенного сопротивления полное электрическое сопротив­
ление головки прямого излучения в области низких частот
имеет резко выраженный пик с точкой максимума иа /0—
частоте о с н о в н о г о р е з о н а н с а подвижной си
стемы. На частотах, лежащих выше резонансной, амплитуда
колебательной скорости катушки резко падает, уменьша­
ется протнвоэлектродвижущая сила индукции и полное
сопротивление резко уменьшается. Совершенно очевидно,
что для столь низкой области частот величина индуктив­
ного сопротивления катушки столь мала, что повлиять на
характер изменения полного сопротивления не может
Заметим также, что реактивная компонента полного элек­
трического сопротивления иа частотах до резонансной
имеет, следовательно, индуктивный характер, а после нее —
емкостный.
После острого пика на частоте основного резонанса
характеристика имеет некоторую область малых значений
(150-МОО гц) с определенной точкой минимума (f = 250 гц,
см. рис. 41). В этой области индуктивное сопротивление
катушки все еще мало, а протнвоэлектродвнжущне силы,
обусловленные, с одной стороны, самоиндукцией, а с дру­
гой,— движением катушки в магнитном поле, имеют рав­
ные величины, но почти противоположные фазы. В зависи­
мости от конструктивных особенностей головки, значение
полного электрического сопротивления в точке минимума
может быть почти равно омическому сопротивлению зву­
ковой катушки (обычно оно на 10% выше его).
На высоких частотах амплитуда скорости звуковой
катушки мала, поэтому сопротивление, обусловленное
протнвоэлектродвнжущей силой, также мало и перестает
играть заметную роль. Однако с увеличением частоты рас­
тет индуктивное сопротивление звуковой катушки, поэтому
полное сопротивление головки вновь возрастает в сторону
высоких частот. Измерение частотной зависимости полного
электрического сопротивления головки позволяет опреде­
лить величину первых двух ее электроакустических пара­
метров — ч а с т о т у
основного
резонанса
Первый параметр характеризует спскобность головки
обеспечить воспронзпслснне низких частот, так как эначе-
нпе частоты основного резонанса определяет величин) ниж­
ней граничной частоты номинального диапазона при соче­
тании самых благоприятных условий ее работы в акусти­
ческом оформлении Ниже этого значения частоты головка
практически перестает излучать. Из рис. 41 нетрудно опре­
делить, что частота оспоэного резонанса соответствует пер
вому максимуму на характеристике полного сопротивления
головки. У современных головок прямого излучения вели­
чина основного резонанса лежит в пределах от 31 до 71 гц*.
Второй параметр — номнналыюесопротнвлснне —опре­
деляется по значению полного сопротивления в минималь­
ной точке характеристики. Величина номинального соп­
ротивления необходима для правильного согласования
головки с усилителем, а также определяет соответствие
полученного значения указанному в ТУ нлн другой техниче­
ской документации. Ряд номинальных сопротивлений нор­
мирован международными соглашениями, в частности для
кинотеатральных головое прямого излучения установлено
значение номинального сопротивления в 16 ом.
Наличие акустического оформления может несколько
изменить ход характеристики полного сопротивления в об­
ласти частоты основного резонанса. При использовании
закрытого ящика частота основного резонанса /„ повы­
шается тем заметнее, чем меньше объем ящика (рис. 42, а).
Если ящик заполнен поглотителем, то высота резонанс­
ного пика на характеристике уменьшается, что свидетель­
ствует о демпфирующем действии звукопоглощающего
материала. Появление резонансных пиков небольшой ве­
личины в области среднах частот свидетельствует о нали­
чии нежелательных резонансных явлений во внутреннем
объеме ящика. При размещении головки в акустическом
экране или открытом ящике частота основного резонанса
не изменяется.
Существенное изменение хода характеристики полного
сопротивления в области самых низких частот происходит
при использовании фазоинвертора (рис. 42, б). На ней
появляются две точки максимальных значений на часто­
тах /, н
расположенных симметрично частоте [„ —
■мои ряду не всегда ннпот скругленное значение с целые сближения
опорных частот, выбираемых прк измерениях на синусоидальной ишу­
мовом сигналах, а также среднвх частот октаа нлндолей их, принятых
для музыкальных инструментов
«6
основному резонансу головки, на которой здесь лежит минимуи. Если вспомнить, что головка в фазоиивсрторе пред­
ставляет собой две связанные через гибкость объема воз­
духа в ящике колебательные системы или контура, то
такая двугорбая характеристика становится понятной
При точной настройке фазоинвертора обе точки максималь­
ных значений полного сопротивления лежат на одном
уровне, при его расстройке — величина одного из пиков
уменьшается, а второго увеличивается, или наоборот.
Практическое применение ящаков-фазониверторов пока­
зало, что при точной настройке звучание громкоговорителя
на низких частотах приобретает неестественный, «бухаю­
щий» характер из-за подчеркивания узкой полосы. Наи­
более благоприятные субъективно результаты получаются,
когда фазойивертор слегка расстроен так, что высота пер­
вого максимума заметно больше высоты второго максимума.
Следовательно, по характеристике полного сопротивления
громкоговорителя с фаэоииверторным ящиком можно су­
дить о том, правильно ли ящик настроен.
Схема лабораторных измерений полного сопротивления
показана на рис 43. Величина R и входного сопротивле­
ния самописца должна не менее чем в 20 раз превышать
ожидаемую максимальную сумму выходного сопротивления
источника сигнала п полного электрического сопротивле­
ния громкоговорителя. Величина напряжения, подавае­
мого на громкоговоритель, должна быть не более ‘/м вели­
чины напряжения, соответствующего его номинально!)
мощности Измерения проводятся в обычном помещении,
расстояние от громкоговорителя до ближайших отражаю­
щих поверхностей должно
быть не менее I м. Го­
ловка измеряется обычно
без оформления или может
быть помещена в стандарт­
ном экране.
Характеристика нано­
сится
на стандартный
бланк самописца, который
ртм!5£С‘тя>
тощ»°и«л-м.Г предварительно градунруv ~ iwfcTiicTp: с —С4М0ПНГТЦ
ется с помощью моста активпых сопротивлений, с
тем чтобы по оси ординат (вертикальная ось бланка) была
расположена шкала омов.
Номишиьиый диапазон частот
Для определения номинального диапазона частот, как
уже говорилось в главе 1, необходимо измерить частотную
характеристику громкоговорителя или головки, то есть
сиять частотную зависимость развиваемого нм звукового
давления.
На рис. 44 приведены характеристики такого вида
Рассматривая данные характеристики, как и ранее встре­
чающиеся в тексте, нетрудно заметить наличие на них
трех характерных зон. Две из них занимают краевые участ­
ки характеристик (самые низкие и высокие частоты), отли
чнтельной их чертой является резкое уменьшение давле­
ния, развиваемого громкоговорителем
Средняя, наиболее распространенная зона захватывает
часть области низких частот, всю область средних и часть
высоких частот. В этой области давление, развиваемое
громкоговорителем, поддерживается примерно постоянным
Однако с ростом частоты все больше н больше проявляются
отклонения от этого среднего уровня в виде чередующихся
пиков н провалов. Для определения границ номинального
диапазона частот поступают следующим образом- опреде­
ляют на частотной характеристике октавную полосу,
средняя чувствительность в которой максимальна по отно-
том воздухе. Головка при измерениях монтируется в стан­
дартном экране (рис. 46).
Микрофон располагается на рабочей оси микрофона
на расстоянии I м или более, в зависимости от размеров
излучателя. Величина синусоидального (тонального) на­
пряжения устанавливается соответствующей 0,1 вт для
заглушенной камеры или мощности, необходимой для пре­
вышения уровня сигнала над шумом не ниже 10 дб (но
не более номинальной) — для открытого воздуха.
Вернемся к объяснению причин, вызывающих наличие
ристнки в низкочастотной
зоне могут быть объясне­
ны, если еще раз вернуть­
ся к рис. 28. В идеальном
случае (диффузор работает
как поршень) частотная
характеристика излучае­
мой
громкоговорителем
мощности определяется за-
Следовательно, соотношение их пропорционально /’,
то есть с уменьшением частоты вдвое излучаемая мощность
убывает в 2* раз, а уровень ее уменьшается на 18 дб на
октаву. При / > /о (сплошная линия, рнс. 28) механиче­
ское сопротивление становится преимущественно ннерцпальным и пропорциональным квадрату частоты. Так
как закон изменения гя прсжннП. то в области /„ < / < /,
мощность падает уже только на б дб на октаву. В проме­
жутке /1 и /, обе части отношения меняются пропорциональ­
но квадрату частоты и уровень мощности
постоянен — начало средне!) зоны. В проме­
жутке от /, до I, сопротивление излучения
постоянно и соотношение y jj, обратно про­
порционально квадрату частоты, то есть уро­
вень мощности вновь уменьшается на 6 дб па
октаву.
Теоретически применением закрытого
ящика можно расширить границу постоян­
ства мощности до f„ и уменьшить спад ее
ниже частоты основного резонанса (пунктир
на рис. 28). однако практически эта возмож­
ность может быть реализована лишь частично.
Применение ящнка-фазоннвертора улуч­
шает положение (см. §2),ио в реальных усло­
виях нижняя граничная частота номиналь­
ного диапазона всегда лежит выше частоты
основного резонанса подвижно!) системы го­
ловки.
В области средних и в особенности высоких частот
(f > [г, рис. 28) диффузор даже приближенно не может
рассматриваться как жестки!) поршнево!) излучатель
Проявление этого эффекта н объясняет своеобразны!) ход
частотно!) характеристики громкоговорителя в средне!)
Рассмотрим, что происходит с диффузором, когда к его
вершине (со стороны эвуково!) катушки) прилагается элек­
тродинамическая сила (рнс. 47), действующая в осевом
направлении н распределенная по окружности вершины
диффузора 0|ла F может быть разложена на две состав­
ляющие: F , и F, Сила F, будет направлена вдоль образу­
ющей диффузора, сила F, — под прямым углом к ней.
Силы F, и F, поэтому называются продольной и попереч­
ной — они возбуждают в диффузоре два вида колебаний.
71
называемых соответственно п р о д о л ь н ы м и
н по-
В результате возбуждения поперечных колебаний в об­
разующа'| диффузора возникает поперечная волна, распро­
страняющаяся от вершины к основанию. Если частота
колебанвЛ низкая, то длина волны значительно больше
длины образующей дш|)фузора, то есть все его точки к ол с б л ю т с я с одинаковой амплитудой н фаэоЛ, а диффу­
зор колеблется как единое целое.
Но лишь только длина волны
становится сравнимой с размерами
диффузора, точки па его поверх­
ности начинают колебаться с раз­
личными амплитудами л фазами, а
диффузор теряет жесткость.
В зависимости от частоты, эти
колебания будут с имме т р и я н ы м и (для частот выше 2000 гц)
(для частот 500-S-2000 гц).
В частности, могут быть даже
получены узловые кру-и. являю­
щиеся результатом образования
Рис ев поперечные ко- стоячих волн от наложения пря^и^еског^диЛьПоо»0 М0Й вол,1ы н вол|1ы-отраженной от
закрепленного верхнего края диф­
фузора (рис. 48). Поверхность-диффузора эазделяется па зоны, колеблющиеся в протнвофазе, а это означает взаимную компенсацию излучений
соседних зон. Сопротивление излучения также начинает
меняться с ростом частоты нерегулярно, проходя через
максимальные и минимальные значения.
Величина излучаемой акустической мощности зависит
от числе н площади зон. колеблющихся в противофаэе,
что и проявляется в появлении пиков н провалов па частот­
ной характеристике в средней зоне.
Значение частоты /, — границы поршневого действия —
зависит от скорости поперечных в а т н длины образующей
лшрфузора Для головок кинотеатральных громкоговори­
телей граница поршневого действия лежит з пределах
400-У-600 гц. На высоких частотах вследствие уменьшения
амплитуды колебании п направлении к внешнему краю
диффузора (гофру) сопротивление излучению убывает с воз­
растанием частоты. Хотя механическое сопротивление (|Z|)
П
из-за частотного распределения узлов и пучностей ко­
лебаний также имеет максимальные и минимальные зна­
чения, однако в нем преобладает инерцнальная составляю­
щая, связанная с массой звуковой катушкн н внутренней
частью вершины диффузора. Поэтому величина |Z| возра­
стает с увеличением частоты и соотношение
убывает
с крутизной порядка в—10 <№на октаву.
Фактически на высоких частотах происходят более
крутые спады и граничная частота ниже теоретической.
Принятием мер, рассмотренных ранее (см. § 3), удается ис­
править положение и существенно улучшить частотную ха­
рактеристику головок прямого излучения в высокочас­
тотной области.
Дополнительные пики и провалы в низкочастотной
части средней зоны могут быть вызваны возникновением
вредных резонансных явлений внутри ящика из-за его
неудачной конструкции.
Среднее стандартное давление
Как уже ранее говорилось, среднее стандартное давле­
ние может быть вычислено (см 1§ 3) Такая операция до­
вольно громоздка, и на практике с достаточной точностью
величина среднего стандартного давления может быть полу­
чена измерением па шумовом сигнале (см. Приложение IV).
Для кинотеатральных громкоговорителей прямого излу­
чения величина среднего стандартного давления лежит
в пределах 0,2—0,35 и/ж*; для головок, подлежащих пер­
спективной разработке, установлена норма в 3,4 н!м*.
Акустическое оформление громкоговорителей прямого из­
лучения в лучшем случае может несколько увеличить зто
значение, практически оно остается неизменным
Измерение среднего стандартного звукового давления
шумовым сигналом производится по схеме, англогнчной
схеме на рнс. 45. Только генератор синусоидального (то­
нального) сигнала заменяется генератором сигнала сплош­
ного спектра*, а между ним и мощным усилителем вклю­
чается фильтр, ограничивающий спектр шума номиналь­
ным диапазоном частот испытуемого громкоговорителя.
Остальные уровня нспытапнП остаются такими же, что
н при измерении частотной характеристики. Применение
шумового сигнала позволяет при необходимости произво­
дить измерение и в обычном помещении.
Обычно на гэомкоговорнтель подается напряжение,
соответствующее мощности 0,1 вот (Уш = 1 0.1Z. где Z —
номинальное сппртгипленне громкоговорителя). Если уста­
новка спецналыюотградунрована, то значение стандартного
давления может быть получено сразу При этом оно равно
среднему стандартному, если расстояние / между микро­
фоном и громкоговорителем было 1 м, а мощность Р , была
0,1 вот. При других значениях I и Р , искомая величина
находится пересчетом:
Если специальной градуировки установки не делалось,
то среднее давление определяется по формуле:
где Um — напряжение на выходе измерительного усили­
тели; еоср — средняя чувствительность микрофона в номи­
нальном диапазоне частот измеряемого громкоговэрителя;
k — коэффициент усиления измерительного усилителя
(без пего * = 1).
Коэффициент полезного действия (к. п. д.)
Г ромкоговорнтелн прямого излучения в силу особен­
ностей самого преобразователя не могут иметь большое
значение коэффициента полезного действия. В качестве
примера рассмотрим идеализированный случай, представ­
ляя головку громкоговорителя в виде жесткого поршня, од­
носторонне излучающего, и беря диапазон частот, в котором
излучаемая акустическая мощность постоянна.
В этом случае излучаемая громкоговорителем акустиче­
ская мощность
Рг =
4
V" ’ Г*'
где vm— амплитуда колебательной скорости диффузора.
Так как сопротивление излучения в данном случае
изменяется пропорционально квадрату частоты, то Р.
и
будет постоянно при условии изменения амплитуды ско
ростн обратно пропорционально частоте.
Для колебательных систем последнее условие может
быть соблюдено, если инерциальное сопротивление 2я[т
существенно преобладает над всеми остальными составля­
ющими полного механического сопротивления, в том числе
н сопротивления излучения гя. Из элементарного кур­
са физики известно, чго механическая кэлсбательиая сис­
тема тем эффектнвнеЛ, чем за большее время она расходует
первоначально сообщенную еА энергию. Показателем
такой эффективности служит декремент затухания, равный
отношению активного сопротивления к ннерцналыючу
Так как в рассматриваемом случае активным сопро
тнвленнем является сопротивление излучения, то, учитывая
предыдущее условие сохранения постоянства излучаемой
мощности (2п[т » rR), следует с грустью констатировать,
что у головки прямого излучения декремент затухания
мал и эффективность такого преобразователя принципи­
ально не может быть значителыюЛ.
Для данного случая к.п.д. громкоговорителя может
быть подсчитан по упрощенной формуле:
11= 2,55
где В — средняя индукция в воздушном зазоре магнитной
цепи;
— объем провода звуковой катушки; 6 — его
удельное сопротивление; 5 — площадь излучающей по­
верхности, т — общая колеблющейся масса (масса подвиж­
ной системы плюс присоединенная масса воздуха, непосред­
ственно примыкающего к диффузору).
Из теоретической формулы к.п.д. следует, что един­
ственно эффективный путь увеличения его состоит в повы­
шении величины В — средней индукции. Однако этот путь
ограничен тсхннко-экономнчсскнми соображениями, так
как, с одной стороны, заметно увеличивается стоимость
головки, ее габариты и вес, а с другой,— железо магннтопровода при индукциях 12 000-1-16 000 гс (гаусс) насы­
щается к становится плохим проводником магнитного поля.
Мы уже говорили, что в практику начинает входить
относительно несложная методика измерения к.п.д. в реверберацнонпой (гулкой) камере па шумовых сигналах
75
величины \уоктавных палое шума со средними частотами,
соответствующих нормированному ряду. Снимается ряд
частотных характеристик уровня звукового давления при
стольких положениях измерительного микрофона, чтобы
была обеспечена общая среднеквадратичная погрешность
в ±2 дб в диапазоне выше 315 гц и ±2,5 дб — в диапазоне
се315 гц Характеристики усредняются и в последнюю
Цъ
V I
Рис. 49 Схема и:
номерно распределенноП в нем эвуковоП знергнеП) и нерав­
номерность частотной характеристики времени стандартной
реверберации в камере*. Скорректированная таким обраэом частотная характеристика уровня звукового давления
по форме совпадает с частотной характеристикой номиналь­
ного к.п.д. На бланке отмечается уровень, соответствующий
зв) кового давления (см стр 81), вычисляют по определен­
ной формуле акустическую мощность н находят к. п. д. по
формуле:
Ч “ TF7T"
100 (®«).
где U — напряжение; Z. — помипалыюе сопротивление гоСредний номинальныЛ к.п.д. современных кинотеатраль­
ных громкоговорителеЛ в зависимости от применяемых
головок н оИюрмлепия колеблется от —27 до —24 дб
(от 0,2 до 0,4%). Для вновь разрабатываемых головок пря­
мого излучения также установлена норма в —24 дб (0,4%).
Нелинейные искажения
В громкоговорителях прямого излучения нелннеЛпые
искажения возникают в их головках. Основными причинами
пслннеЛных нскажениЛ, возникающих в головках, явля
ютея нелинейная упругость системы подвеса (центрирую­
щая шайба и гофр диффузора) и осевая неоднородность
магнитного поля в воздушном зазоре магнитной цепи.
Идеальным подвесом подвнжноЛ системы был бы такой,
у которого во всем рабочем диапазоне амплитуд смещении
диффузора сохранилась бы линейная зависимость между
смещением и величиной действующей силы (закон Гука).
Иными словами, величина смещения всегда была бы про­
порциональна силе.
В действительности при сравнительно больших ампли­
тудах смещения (2,5—3 мм на низких частотах) упругие
силы сопротивления центрирующего кольца и гофра воз­
растают быстрее, чем смещения, н пропорциональность
между ними и действующей силой нарушается
Возникающие при этом нелинейные искажения симмет­
ричны, то есть приводят к появлению нечетных гармоник
(3-й, 5-й и т. д.), величина которых быстро растет с умень­
шением частоты.
Неоднородность магнитного поля в зазоре (рис. 50)
при синусоидальном сигнале практически не вызывает
искажений, если кривая распределения имеет плоскую вер­
шину и одинаковые спады по краям, а звуковая катушка
расположена симметрично. При нарушении этого правила
величина коэффициента электромеханической связи BI
изменяется по-разному при движении катушки в обе сто­
роны от нейтрального положения, то есть меняется велн77
чипа электродинамической силы F и выходной сигнал
(форма звуковой волны) искажается.
Во всех случаях положение ухудшается, как только
громкоговоритель должен воспроизвести одновременно два
сигнала: низкочастотный и высокочастотный, что неиз­
бежно при воспроизведении обычного звукового материала.
Низкочастотный сигнал f„ вызывает большую амплитуду
смещения катушкн н меняет коэффициент электромехани­
ческой связи с периодом, значительно превышающим высо­
кочастотный /, сигнал. Высокочастотное колебание модули­
руется при этом по амплитуде, а в спектре воспроизводи­
мого сигнала появляются дополнительные частоты [,± п х
х /в (л = I, 2, 3 и т. п ), как следствие нелинейности.
Наряду с нелинейными искажениями своеобразные
искажения могут возникнуть в головке прямого излучения
при некотором (пороговом) значении подводимой электри­
ческой мощности. Возникающие при этом призвуки очень
заметны и существенно портят качество звучания. В силу
своих особенностей процесс возникновения таких искаже­
ний называется параметрическим возбужденном диффузора
головки и является следствием воздействия на поверх­
ность диффузора продольной составляющей осевой электро­
динамической силы F (F, на рнс. 47). Так как внешний
78
край диффузора зажат на дн<||фузородержателе и смешаться
не может, то при увеличении мощности величина силы F,
может оказаться достаточной для образования п р о д о л fa­
il ог о и з г и б а (рис 51).
Изгиб образующей (внутрь или наружу диффузора)
возможен только в тот момент, когда продольная состав­
ляющая направлена к внешнему краю диффузора, то есть
через время, равное п е р и о д у к о л е б а н и й к а ­
т у ш к и. За это же время происходит движение образую­
щей от одного крайнего положения к другому, то есть
Рис 51 Параметрические колебания диффузора
с прямолинейной образующей
период колебаний образующей равен половине периода
поперечного колебания.
Следовательно, частота возникающих колебаний равна
половине частоты тока, подведенного к катушке, что вы­
зывает появление в воспроизводимом звуке резко различае­
мых негармоничных призвуков, воспринимаемых слуша­
телем как дребезжание. Параметрические искажения воз­
никают на частотах 50СМ-3000 гц. Это явление отсутствует
или. в худшем случае, сильно ослаблено в диффузорах
с криволинейной образующей (рис. 52). так как при про­
дольном сжатии такой диффузор всегда будет прогибаться
в сторону уже имеющегося изгиба. По этой причине в на­
стоящее время дш|х|>узоры с прямолинейной образующей
применяются редко н только в маломощных головках.
Измерение коэффициента нелинейных искало нии про
наводится но схеме рис 49 н в тех же условиях. Уровень
79
продуктов искажений регистрируется при настройке фильт­
ров в приемной части схемы на полосу со средней частотой
вдвое, втрое и т. д. большей и вдвое меньшей средней час­
тоты полосы настройки фильтра в передающем части изме­
рительной схемы По результатам измерений определяется
акустическая мощность продуктов искажений и вычисля­
ется коэффициент нелинейных искажений нлн его уровень
(как отношение измеренной мощности к средней акустиче­
ской мощности, излучаемой громкоговорителем в номи­
нальном диапазоне частот).
Местный, нлн осевой, коэффициент нели­
нейных искажений (на оси громкоговорителя
млн в точке, находящейся под углом к ней)
измеряется так же, но громкоговоритель и
микрофон размещаются в свободном поле (за­
глушенная камера, открытый воздух).
Результаты измерений для различных ча­
стот, нанесенные на бланк, дают частотную
характеристику нелинейных искажений. Для
практического использования достаточно из­
мерить коэффициенты нелинейных искаже­
ний второго н третьего порядков, так как
интенсивность нх далее резко падает и суще­
ственного влияния на результаты коэффи­
циенты более высоких порядков не оказывают.
В технической документации принято ука­
зывать общий коэффициент нелинейных ис­
кажений нлн его уровень (геометрическая
сумма коэффициентов всех порядков). Так,
для современных кинотеатральных громкого­
ворителей прямого излучения общий уровень нелинейных
искажений лежит в пределах от 35 до 28 дб (от примерно
1,8 до 4%). На низких частотах нелинейные искажения
допускаются существенно большими — до 5% на частотах
до 100 гц и 10% на частотах до 60 гц, на средних н высо­
ких частотах нх величина не должна быть более 3 и 1%
соответственно. Такое нормирование, с одной стороны, обес­
печивает реальность выполнения громкоговорителя, а с
другой,— вполне хорошее качество его работы, так как
человеческое ухо па низких частотах мало чувствительно
к искажениям и начинает различать нх уже только после
указанных выше величин.
Величина нелинейных искажений является важным
показателем еще н потому, что установленная норма
определяет величину номинальной мощности громкогово­
рителя.
Определение номинальной мощности или проверка ука­
занной величины сводится к измерению общего коэффи­
циента нелинейных искажений. В первом случае мощность
шумового сигнала постепенно увеличивают, пока измерен­
ная величина не будет соответствовать значению коэффи­
циента искажений, оговоренных в технической документа­
ции па громкоговоритель. Удвоенное значение электриче­
ской мощности шумового сигнала и есть его номинальная
мощность. Во втором случае при подведении к громко­
говорителю мощности шумового сигнала, равного половине
его номинальной мощности, измеренный коэфс|>нциент не­
линейных искажении должен соответствовать указанному
в документации.
Исходя нэ ранее приведенных значении общего коэффи­
циента нелинейных искажений, головки прямого излучения
кинотеатральных громкоговорителей имеют номинальную
мощность 3, 6 и 12 вт, а максимальную — 6, 12 и 25 вт.
§ 5. Промышленная анпаратура
Основные сведения о кинотеатральных громкоговори­
телях с широкополосными головками прямого излучения,
выпускаемых промышленностью в составе комплектов зву­
ковоспроизводящей аппаратуры с 1958 года, приведены
в табл. I. Одновременно в ней приведены данные о громко­
говорителях этого типа, входящих в комплект аппара­
туры звукоусиления и звуковоспроизведения для больших
киноконцертных залов и залов многоцелевого назначе­
ния (от 2000 до 6000 мест). Эта же аппаратура исполь­
зуется для эвукофикашш закрытых спортивных соору­
жений.
В табл. 2 приведены типы широкополосных громко­
говорителей прямого излучения, в которых использованы
кинотеатральные головки, применяемые для комплекто­
вания студийной аппаратуры записи н перезаписи
звука.
Не касаясь подробностей конструкции и применения,
отметим только, что отличительной особенностью кинотеат­
ральных громкоговорителей является малое число типов
головок (практически четыре типа), использованных в 14
81
Макслыаль
КЗ
1
;
-3
К
ЗТ
ТУ
У-
Й
- 111 *8
-fIs1 si&
g
Щ
- Ilf
i
кость гром
КУУП56
ill! «si*
iill
saS3 9-if s11i
—
I
в
*ы
it
!Ш
5<
? s slH ■11 U
-
.
s
s.
i
.
-
p
3
I
3
- s? % J
1
.
>
типах громкоговорителей прямого излучения. При этом
большинство громкоговорителей отличается только дета­
лями их акустического оформления
Развивая эту благоприятную тенденцию, в громкогово­
рителях аппаратуры типа «Звук» эаводы-нзготовнтсли также
проводили жесткую унификацию размеров головок и гром­
коговорителей, что значительно облегчило работу эксплуа­
тационников.
Продолжение табл I
ЛОМО, Сй
ЛОМО
Л0Л\О. Са
наркаид.
э-д «Кмнап.
Кинотеатральные гроиаогоаорнтелн пряного излучения.
120— 10000
90— 1200
Количество
гроыхогово-
1963
Изготовитель
ЛОМО
1967
3
РУПОРНЫЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ
ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ
Характерной особенностью громкоговорителя прямого
излучения и основным его недостатком является малый
к п. д. электроакустического преобразования. Длительное
время попытки улучшения этого важного показателя не
имели успеха. Решение задачи было найдено после создания
нового акустического элемента — р у п о р а , а также
принципиальных изменений в самом источнике звука —
в головке.
Только после появления второго типа электродинамиче­
ского громкоговорителя — рупорного, с особенностями ко­
торого мы познакомимся ниже, была создана база для поис­
ков новых конструкций, обеспечивающих общее резкое
улучшение качественных показателей кинотеатральных
I рочкоговорнтслей.
§ 1. Назначение рупора
Если диафрагма излучателя непосредственно воздей­
ствует на упругую среду, то возникающие в ней колебания
распространяются от источника звука сразу во все стороны
87
среды, которая его окружает. В однородной среде возни­
кает шаровая звуковая волна. Следовательно, энергия излу­
чателяраспространяется в пен по поверхности, величина
которой увеличивается с квадратом расстояния от источ­
ника звука. (Вспомним, что поверхность шара увеличи­
ваетсяпропорционально квадрату его радиуса.) Вслед­
ствие этого амплитуда давления быстро падает даже вблизи
излучателя. Указанное явление и происходит в громко­
говорителе прямого излучения, у которого лн<|х||уэор воз­
буждает звуковые колебания непосредственно в окружаю­
щем его воздухе (рнс. 53, а).
Действительно, создавае­
мые колеблющимся диффузо­
ром сжатия н разрежения по­
лучают возможность сразу же
распространяться в неограни­
ченном пространстве, нз-эа
чего большого избыточного
давления даже вблизи излу­
чателя получено быть не мо­
жет, а в точке А оно будет
меньше в Р раз.
-J
Итак, причина малой эф­
фективности излучения звука
непосредственно
цую среду заключается в не­
возможное™ получить большую амплитуду давления вблизи
излучателя (мала полезная его нагрузка — сопротивление
излучения) и в быстром затухании излученной энергии.
Очевидно, что для повышения эффективности излуче­
ния необходимо, во-первых, увеличить сопротивление излу­
чения н, во-вторых, уменьшить затухание колебаний. Ука­
занные условия соблюдаются, если диафрагма излучателя
работает на трубу возрастающего сечения, то есть на рупор
(рис. 53, б). В данном случае диффузор возбуждает колеба­
ния воздуха в среде, ограниченной стенками рупора,
то есть то же количество энергии, что и ранее (рнс 53, а),
излучается уже в пространстве определенного объема.
Следовательно, избыточное давление резко возрастает.
Сжатие н разрежение распространяются только в опре­
деленном направлении, то есть фронт звуковой волны из
шарового стал почти плоским. Энергия звуковой волны
теперь уменьшается пропорционально расстоянию от ис­
точника, и в точке В (рнс. 53. б) избыточное давление будет
значительно больше, чем в точке Л (рнс. 53, о).
68
Нами било выяснено, что уменьшение амплитуды дав­
ления происходит нэ-за возрастания поверхности волно­
вого фронта, на который распределяется энергия, отданная
источником звука. В рупоре же величина поверхности
волнового фронта увеличивается соответственно закону
расширения рупора, то есть его форме, а излучатель совер­
шает работу, максимально возможную при данной ампли­
туде колебаний. Это означает, что с помощью рупора мы
нагружаем излучатель достаточно большим и мало завися­
щим от частоты сопротивлением излучения.
Вообще говоря, форма рупора как устройства, ограни­
чивающего пространство, в котором излучатель возбуж­
дает колебания воздуха, может быть различной и опреде­
ляется формой его стенок. Принято название рупора опре­
делять по наименованию тех геометрических линий, враще­
ние которых вокруг горизонтальной оси создает объемное
тело вращения — рупор.
На рис. 54 приведены схемы рупоров различных типов.
Один нэ них еще задолго до появления громкоговорителей
рупорного вида широко использовался в практике для уси­
ления человеческого голоса. Речь идет о коническом рупоре,
или, как его было принято называть, м е г а ф о н е . Да
еще н сейчас в практике речного судовождения на простей­
ших судах можно встретить это весьма полезное устрой­
ство, позволяющее переговариваться на таких расстояниях,
на которых обычный человеческий голос практически не
слышен.
При проектировании рупорных громкоговорителей де­
лались попытки применить разные типы рупоров, но только
одни из них (экспоненциальный) по сумме получаемых
результатов и наиболее полному удовлетворению техниче­
ских требований оказался пригодным дтя широкого приме-
§ 2. "
17811802руявр
Рассмотрим, каким должен быть закон убывания ам­
плитуд в рупоре (закон изменения площади его сечений)
для получения нанбольшеЛ эффективности излучения.
Теоретические расчеты показывают, что оптимальная форма
рупора должна удовлетворять следующим двум требова1) на расстояниях, близких к излучателю, то есть в на­
чальном своем сечении ( г орл е), рупор должен рас­
ширяться очень медленно;
2) конечное отверстие ( у с т ь е ) рупора должно быть
достаточно большим во избе­
жание потерн энергии из-за от­
ражения се обратно в рупор.
Остановимся несколько под­
пора звуковая волна переходит
В окружающее рупор лространство. При этом происходит перепад давлений, так как из облас­
ти ограниченного пространства волна попадает в область,
практически неограниченную.
Если устье рупора мало, то давление в звуковоЯ волне
еще достаточно большое. В момент выхода звуковоЛ волны
из устья давление резко падает (скачком); за счет такого
скачкообразного изменения давления происходит отраже­
ние энергии обратно в рупор.
Так, если подходящая к рупору волна имеет сжатие,
то при выходе нэ него сжатыЛ воздух быстро вытекает
в пространство с нормальным давлением. В плоскости
устья рупора при этом создастся разрежение, которое и
распространяется внутрь его.
Для удовлетворения указанных ранее требования пло­
щадь поперечного сечення рупора при движении вдоль
его осн от горла к устью вначале должна возрастать мед­
ленно По мере приближения к устью площадь сечения
должна возрастать все быстрее н быстрее. При этом в любом
месте рупора прн переходе от одного сечення к другому
па одинаковый отрезок его осевой длины увеличение пло­
щади поперечного сечення должно происходить в одина­
ковое число раз.
1-1 - и гч. г- /кр- 100л,.
} - 1кр-хюгц
90
Такой закон изменения сечений может быть получен
у рупора, стенкн которого изогнуты по кривой, называемой
в математике экспонентой; поэтому рупор н называют
экспоненциальным.
Продольное сечение (вдоль оси) нескольких экспонен­
циальных рупоров дано на рнс. 55 Из данного примера
видно, что при одинаковых размерах горла н устья рупор
может иметь различную осевую длину Из рисунка также
следует, что осевая длина экспоненциального рупора зави­
сит от быстроты нарастания сечения от горла к устью
Скорость изменения сечения (скорость раскрытия рупора)
определяется для каждого рупора однозначно и выражается
величиной, называемой п о к а з а т е л е м р а с ши р е н и я. Показатель расширения целиком зависит от выбора
одной основной величины, к рассмотрению которой мы
н перейдем.
§ 3. Критическая частота
Представим себе идеальный случай, когда излучатель
работает на рупор неограниченной длины (бесконечный)
Для излучателя рупор является некоторой нагрузкой
комплексного характера, име­
ющей активную и реактивную
компоненты Иначе говоря,
излучатель нагружен на вход­
ное сопротивление рупора, ак­
тивную компоненту которого
по аналогии с сопротивлением
излучения обозначим /■*. Ха­
рактер изменения активной Рнс 56 Безразмерные козффнкомпоненты (составляющей) Z Z ~ ^
входного сопротивления бес- ння идеального р>пора (вескоконечного экспоненциального
печной длины)
рупора приведен на рис. 56
(так как по осям графика отложены отношения величин,
то строго на нем изображен безразмерный коэффициент
активной компоненты). Для кривой характерны быстрый
рост после некоторой вполне определенной точки (отметка
f/fnp = 1 на горизонтальной оси), участок перегиба н учас­
ток, параллельный горизонтальной оси.
В переводе на энергетический язык это означает: до
некоторой определенной частоты активная компонента
01
сопротивления излучения равна нулю, излучатель не пере*
дает эпергню горлу рупора, а следовательно, сам рупор не
излучает. Затем очень быстро возрастает количество энер­
гии, отдаваемой излучателем для возбуждения волнового
процесса в горле рупора, и соответственно растет излучае­
мая нм акустическая мощность. Начиная с некоторого
значения частоты, процесс стабилизируется, так как актив­
ная часть входного сопротивления рупора становится по­
стоянной по величине. Излучаемая нм акустическая мощ­
ность с этого момента постоянна я от частоты не зависит.
Частота, после которой активная составляющая входного
сопротивления рупора становится отличной от нуля, назы­
вается к р и т и ч е с к о й ч а с т о т о й рупора.
Вернемся к рис 55, из которого видно, что чем ниже
крн-ическая частота рупора, тем больше его осевая длина
при одинаковых значениях площадей входных и выходных
отверстий (горла и устья). Из этих рассуждений следует
н обратный вывод: чем ниже критическая частота рупора,
тем больше его размеры.
Принято считать, что излучение рупора становится до
статочпо эффективным после частоты, превышающей на
пол-октавы критическую частоту. Данное соображение
необходимо учитывать при определении нижней граничной
частоты поминальной полосы рупорного громкоговорителя.
Итак, мы установили, что для хорошего излучения низ­
ких частот сечение рупора должно увеличиваться мед­
ленно, размеры его становиться большими и критическая
частота должна быть по крайней мере па пол-октавы ниже
фаничиой.
Для излучения же высоких частот, наоборот, достаточно
иметь рупор сравнительно небольших размеров. Поэтому
для рупорного громкоговорителя, работающего на широкую
полосу частот, размеры рупора будут диктоваться выбором
низкой граничной частоты рабочего диапазона. Однако при
малой величине /«р размеры рупора, в частности его осевая
длина, достигают большой величины, что делает невозмож­
ным использование рупора в обычных эксплуатационных
условиях. Это обстоятельство является одной нэ причин
выбора довольно высокой нижней граничной частоты ши­
рокополосного рупорного громкоговорителя (150-S-200 гц),
вызывающей в то же время снижение качества звуковос­
произведения.
Если рассмотреть такой же график (рис. 56) для рупора
конечных размеров, то плавная кривая превращается
И
условии ограничения низкочастотной части номинального
диапазона.
Рассмотренный выше характерный вид частотной харак­
теристики активной компоненты входного сопротивления
вызывает появление тиков и провалов на частотной харак­
теристике громкоговорителя, так как излучаемая нм акус­
тическая мощность меняет свою величину. У экспоненци­
ального рупора этот эффект проявляется меньше, чем у
ряда других рупоров (см. рнс. 54). Данное обстоятельство
явилось одной из причин, по которой экспоненциальный
рупор нашел широкое" практическое применение.
§ 4. Акустическая тр аксф ор иам я
Для выяснения методов получения высокой эффектив­
ности излучения в широком диапазоне частот рассмотрим
условия частотно независимой отдачи рупорного громко­
говорителя.
Акустическая мощность, излучаемая колеблющимся те­
лом, определяется формулой:
'я.
где v„ — амплитуда скорости жесткого излучателя; rR —
сопротивление излучения.
При экспоненциальном рупоре с достаточно низкой
критической частотой сопротивление излучения практиче­
ски не зависит от частоты. В этом случае постоянство излу­
чаемой акустической мощности по частоте будет соблюдено,
если амплитуда скорости также частотно независима.
Последнее условие означает, что упругое и в особенности
ннерцналыюе сопротивление излучателя должно быть мало
в сравнении с сопротивлением излучения*, то есть декре­
мент затухания d =
должен быть велик.
Мы видим, что при работе излучателя на рупор созда­
ются весьма благоприятные условия в сравнении с громко
говорителем нримшо излучения. В данном случае один
* Для простоты изложения здесь и далее дол)Стны терминологиче­
ски вольность, называя активную составляющую входного сопротив­
ления р>пора сопротивлением излучения Не очень строго, но каче­
ственно правильно пользоваться таким упрощением, так как излуча­
тель отдает полезную мощность только на активной нагрузка
М
ii те же условия обеспечивают частотную независимость
отдаваемой акустической мощности и высокую эффектив­
ность излучателя. У громкоговорителя прямого излучения
они противоположны друг другу.
Оговоримся лишь, что все это имеет место только в том
случае, если активное сопротивление, определяющее посто­
янство амплитуды колебательной скорости, является со­
противлением излучения рупора.
Таким образом, мы установили, что у рупорного громко­
говорителя должно быть обеспечено в рабочем диапазоне
частот преобладание сопротивления излучения гя над
ннерциальным сопротивлением диафрагмы:
2к/т,
где т — масса диафрагмы, колеблющейся в его горле.
Однако известно, что для этого же диапазона частот сопро­
тивление излучения рупора постоянно и равно 40 с^*ак
для площади горла в 1 см*.
Для рупора с площадью горла 5, сопротивление излу­
чения, следовательно, будет:
'* ,= 4 0
Следовательно, величина гк, может быть увеличена
только с увеличением S0. Соответственно должна расти
и площадь диафрагмы, то есть ее
масса. Иными словами, это значит,
что соотношение между сопротив­
лением нэлучення рупора и ннерцнальныи сопротивлением диафраг­
мы постоянно и не зависит от пло­
щади горла рупора
Выход нэ создавшегося поло­
жения был найден путем ИСПОЛЬ- Рис 58 Схема рупорного
зовання особого акустического эфгромкоговорителя
фскта, называемого а к у с т н ч е - '
с к о й трансформацией.
Для его реализации в конструкцию рупорного громкого­
ворителя был введен дополнительный элемент. Он создает
замкнутое пространство (полость) между диафрагмой и гор­
лом рупэра (рис. 58), называемое п р е д р у п о р и о й
Чтобы понять, как работает предрупсрная камера,
рассмотрим работу двух сообщающихся сосудов с плотно
входящими в них поршнями (рнс. 59). По такой схеме
строятся гидравлические прессы, гидравлические автомо­
бильные домкраты и многое другое оборудование.
Предположим, что размеры сосудов выбраны так, что
плошадь одного поршня в пять раз больше другого. Если
нажать па большой поршень (рнс. 59), то жидкость нз
большого сосуда будет вытесняться и переходить в малый.
Совершенно ясно, что когда большоЛ поршень опустится
на I см, малый поршень должен будет подняться не на 1,
Так, чтобы под малым поршнем уместилась вся жид­
кость, вытесненная нз большого сосуда, ход его должен
быть в пять раз больше, чем ход больi/Sr
того поршня. Движение обоих поршr\
I
ней начнется и закончится одповреL i ,
мснно, следовательно, скорость двиГ Ij^ F I;5" жсиня малого поршня в пять раз
1“
- |
I Г больше скорости движения большого
1~______| поршня. В то же время сила воздей­
ствия малого поршня будет составРнс. 59 Схема сообща лять одцу пятую СИЛЫ, прнложенlOumxtH IUC)J0B
||0f| к боЛЬШОМу ПОрШНЮ. КаК ВИД­
НО из приведенного примера, проис­
ходит трансформация сил н скорости.
Если теперь вернуться к схеме рупорного громкогово­
рителя (рнс. 58) и сравнить ее с разобранной выше схемой
сообщающихся сосудов, то станет очевидным нх полное
соответствие друг другу.
Будем считать воздух несжимаемой средой и обозначим
отношение площадей поршня 5, и горла рупора S„ через
п—
. Тогда по аналогии с предыдущим сила, противо­
действующая движению диафрагмы в предрупорпоА ка­
мере, будет в л раз больше силы, с которой сжимаемый
в камере воздух действует на входное отверстие; колебатель­
ная скорость диафрагмы будет в л раз меньше скорости
воздуха в горле рупора Поэтому нагружающее диафрагму
сопротивление будет в л* раз больше сопротивления излу­
чения рупора, то есть
г*. = п'гт = п' 4096
Величину п принято называть к о э ф ф и ц и е н т о м
Применение акустической трансформации, осуществля­
емой в предрупорной камере, позволяет резко увеличить
сопротивление излучения громкоговорителя н таким об­
разом повысить его эффективность.
Высокий и сравнении с громкоговорителем прямого
излучения к.п.д. является вторым преимуществом громко­
говорителя.
§ 5. Направленность излучения
В начале главы мы вспоминали простейший вид рупорамегафона, применявшийся задолго до появления электро­
акустической аппаратуры для усиления человеческого
голоса. Практически человеческий ум с успехом исполь­
зовал функцию рупора как концентратора энергии и его
способность излучать в определенном угле.
Действительно, даже при относительно больших разме­
рах выходного отверстия направленность излучения ру­
пора зачетно проявляется даже в сравнении с направлен­
ностью излучателя, соответствующего его входному отвер­
стию. С возрастанием частоты направленность излучения
рупора обостряется.
Расчеты показывают, что правильным выбором размера
оконечного отверстия возможно сохранить неизменны­
ми диаграммы направленности в некотором диапазоне час­
тот или иметь изменение ее небольшим. Для обеспечения
требования малой частотной зависимости направленности
экспоненциального рупора круглого сечения диаметр око­
нечного отверстия d и длина волны при критической час­
тоте ).нр должны находиться между собой в определенном
соотношении, а именно:
« - ’i f = 3 + 3*.
Характеристика направленности рупора, имеющего
круглую или квадратную форму выходного отверстия, оди­
накова для вертикальной и горизонтальной плоскостей
и с хорошим для практического расчета приближением
может быть представлена эллипсом (на частотах, больших
трехкратного значения критической частоты).
Выходное отверстие рупора может быть н прямоуголь­
ной <]юрмы, о этом случае характеристики направленности
разные в плоскостях, параллельных его короткоЛ н длин­
ной стороне. Болес широкие характеристики у такого ру­
пора будут в плоскости, параллельной узкой стороне.
Меняя соотношение длин сторон прямоугольника, можно
управлять и направленностью — расширять ее в одной
плоскости н одновременно сужать в другой.
Схемы характеристик направленности для круглого
н прямоугольного рупоров приведены на рис. 60.
На достаточно высоких частотах характеристики на­
правленности рупоров все же заметно суживаются. Суще
ствуют способы борьбы с этим недостатком, но с ними мы
познакомимся в следующей главе.
Рнс. 60. Схемы диаграмм направленности рупоров
круглого (о) и прямоугольного (6) сечении
Таким образом, существенно лучшие в сравнении с гром­
коговорителями прямого излучения характеристики на­
правленности и возможность управления нх формой явля­
ются третьим преимуществом рупорного громкоговорителя
§ 6. Конструкция
рупорного громкоговорителя
нормального типа
Типичной конструкцией широкополосного рупорного
громкоговорителя может
служить громкоговоритель
10ГРД-5 (рис. 61). Как и любой громкоговоритель, он со­
стоит нз головки н акустического оформления — рупора.
Рассмотрим особенности конструкции, отличающие рупор­
ный громкоговоритель от громкоговорителей прямого излу­
чения.
88
В предыдущих параграфах мы уже говорили, что боль­
шая осевая длина самого рупора, как акустического оформ­
ления, является одним нэ его недостатков.
Выход нэ положения был найден разработкой конструк­
ции свернутых рупоров. Схема такого рупора приведена
на рис. 62. Принцип такой конструкции заключается в том,
что вся осевая длина экспоненциаль­
ного рупора разбивается на секции
(две, иногда три). Каждая секция
выполнена в виде конструктивного
элемента, вкладываемого в следую­
щую секцию большего сечення и т. д.
Осевая длина рупора в готовом виде
существенно сокращается, правда, зву­
ковой волне приходится совершать |>1|с 61. Внешний вид
при движении от горла к устью ру- рупорного гроыкоговопора несколько поворотов. Конструкригеля 10ГРД-5
ция свернутого рупора получила
преобладающее распространение в качестве акустичес­
кого оформления рупорных громкоговорителей нормаль­
ного типа. Секции рупоров обычно изготовляются из ли­
стовой стали методом глубокой вытяжки.
Хорошо решая практически важную про­
блему сокращения осевого габарита громко­
говорителя, свернутый рупор ухудшает его
качественные показатели за счет интерферен­
ционных явлений в местах поворота, потерь
мощности
неконтролируемых
изменений
характеристики и направленности. Поэтому
Рнс 62 Схе- свернутый рупор является примером часто
Ua „ Г Г ™ встречаемого в практике случая, когда кон/- гот»!
струкция является вынужденным кочпроз секции" мнесоч между требованиями эксплуатации
рупор*
п качественными требованиями.
В рупорном громкоговорителе, так же как
и в громкоговорителе прямого излучения, применяется
головка электродинамического типа, поэтому магнитная
цепь ее по основным деталям аналогична описанной ранее
(см. главу 2).
Головка громкоговорителя 10ГРД-5, конструкция ко­
торой приведена на рнс. 63, имеет магнитную цгпь, состоя­
щую нэ верхнего фланца /, нижнего фланца 2, керна 3
н магнита 4. Отверстие в верхнем фтанце и конец керна,
входящего в нею, имеют разные диаметры, образуя кольце­
вую щель, предназначенную для помещения в нее звуковой
катушкн 5.
Как и во всяком электродинамическом громкоговори­
теле, движение звуковой катушкн является результатом
воздействия на нее электродинамической силы, образован­
ной взаимодействием протекающего по звуковой катушке
тока п магнитных силовых линий.
Основное различие в головках громкоговорителей пря­
мого излучения н рупорных заключается в излучателе.
Так, вместо относительно боль­
шого размера диффузора коничес­
кой формы рупорная головка
имеет небольшого размера диа­
фрагму б, представляющую сочета­
ние сферического купола с плос­
ким кольцом-воротником, на кото­
рый нанесен гофр той или иной
формы.
Сферическая форма купола при­
дает диафрагме необходимую жест­
кость, а гофрированный воротник
является подвесом диафрагмы. Он
должен обеспечить центральное
положениезцуковой катушкн в воз­
душном зазоре магнитной системы
н сообщить подаижной системе, то
есть диафрагме с приклеенной
звуковой катушкой, необходимую
упругость при ее осевом смещении. Зажимается воротник
между специальными кольцами 7 по наружному краю. Та­
ким образом, в рупорной головке воротник диафрагмы одно­
временно выполняет роль внешнего края диффузора н цен­
трирующей шайбы в подвижной системе головки прямого
излучения.
Предрупорнап камера 8 представляет собой сферическую
полость между внутренней поверхностью купола диафрагмы
^куполообразным вкладышем 10, помещенным в крышке II.
Эта деталь, с одной стороны, закрывает диафрагму и обра­
зует входную часть рупора, а с другой,— является эле­
ментом крепления самого рупора 12 к головке.
§ 7. Качестввш ы в понаэатвлн
рупорного громкоговорителя
нормального типа
Ряд существенных преимуществ рупорного громкогово­
рителя в сравнении с громкоговорителями прямого излу­
чения, на первый взгляд, должен быть причиной пре­
обладающего применения рупорных громкоговорителей
во всех областях звукотехникн.
Однако в практических условиях громкоговорители
этого типа заняли ведущее положение только в одной уз­
кой области применения — в системах озвучивания улиц
и площадей, а также в системах оповещения на террито­
риях с большим уровнем шума.
Оказалось, что в этих условиях большой к.п.д. и хоро­
шие характеристики направленности рупорных громко­
говорителей являются преобладающими факторами в срав­
нении с его коренным недостатком — невысоким качеством
звукопсрсдачн.
Ниже мы рассмотрим причины, по которым широкопо­
лосный рупорный громкоговоритель принципиально не
может обеспечить высококачественную звукопередачу.
Частотная характеристика
На рис. 64 приведена частотная характеристика рупор­
ного громкоговорителя, которая может рассматриваться
как типовая. Ее характерной особенностью является разная
Рис Я Частотная характеристика громкоговорителя
10ГРД-5 (типовая)
величина неравномерности в разных частях прямолиней­
ного участка, ограничение номинального диапазона в об­
ласти низких и высоких частот, резкое уменьшение чув­
ствительности за пределами пограничных частот.
Рассмотрим причины, в результате которых частотная
характеристика рупорною громкоговорителя имеет ука­
занный выше характер
В области низких частот причиной увеличения неравно­
мерности является отражение звуковой волны от устья
рупора. Резкий спад наступает на частотах, близких к
критической частоте рупора. Уменьшение критической
частоты, желательное с точки зрения улучшения воспроиз­
ведения низких частот рупорным громкоговорителем, огра­
ничивается условиями сохранения в готовой конструкции
приемлемых для практического использования размеров
громкоговорителя. Это же ограничение заставляет кон­
структора мириться с необходимостью сокращать и размеры
выходного отверстия рупора.
Увеличение частотных искажений в области высоких
частот объясняется одновременным действием трех причин.
Первая из них заключается в увеличении ннерциального сопротивления подвижной системы на высоких часто­
тах Несмотря на сравнительно малый вес подвижной сис­
темы рупорного громкоговорителя (до 5—6 г), величина
ннерцналыюго сопротивления (2яfm) становится на высо­
ких частотах сравнимой с сопротивлением излучения и мо­
жет даже превышать его. Следствием этого является
уменьшение колебательной скорости диафрагмы, то есть
уменьшение отдаваемой акустической мощности, которое
начинает наблюдаться после 3000—5000 гц.
Второй причиной резкого спада характеристики на вы­
соких частотах является сжимаемость воздуха в предрупорпой камере, которой мы пренебрегали, рассматривая
акустическую трансформацию. Однако если это было
справедливо для области низких и средних частот, то для
высоких частот необходимо уже учитывать поведение
в камере воздуха.
Рассмотрим работу диафрагмы головкн громкоговори­
теля нэ рупор (рис. 65), заменяя, как мы уже делали выше,
акустические элементы механическими.
Аналогично предыдущему случаю массу подвижной
системы изобразим некоторой механической массой М
(квадратик); упругость подвеса — пружиной /, один конец
которой связан с колеблющейся массой, а другой закреп­
лен неподвижно.
Упругость воздуха в иредрупорной камере согласно
принятым изображениям будет также обозначена пружи­
ной //, одним концом связанной с массой М. Второй
копен этой пружины связан с ннжннм концом рычага А.
закрепленного в точке О
Рычагом принято условно изображать акустическую
трансформацию в головке рупорного громкоговорителя;
отношение плеч рычага должно быть равно коэффициенту
акустической трансформации.
Верхний конец рычага скреплен со штоком поршня В,
условно изображающего сопротивление излучения рупора,
так как поршень, движущийся в цилиндре, служит для
обозначения трення, то есть активного сопротивления.
Таким сопротивлением и явля­
ется сопротивление нэлучеСила, прилагаемая к ме­
ханической массе и застав­
ляющая всю схему работать,
изображена стрелкой. Она
соответствует электродинами­
ческой силе, приложенной
к звуковой катушке.
Под действием силы F мас­
са Л» приходит в движение,
а
6
которое передается через пру- Рис ^ Cloua равотъ1 диафраг
жппу // рычагу В, а посредыы на рупор
CTBOM последнего — поршню, а- •путчиста.: 6- la iiiv a ii
Точно так же в головке
громкоговорителя движение диафрагмы сообщается воз­
духу, находящемуся в горле рупора, через воздух, нахо­
дящийся в предрупорной камере, с соответствующим
увеличением скорости за счет акустической трансфор­
мации.
Пока частота колебаний массы /VI ниже резонансной
частоты пружины I I (с массой М), пружина I I будет пере­
давать смещения массы М рычагу, сама почти не деформи­
руясь. Однако, начиная с частоты этого резонанса, упру­
гое сопротивление пружины становится малым, н пружи­
на I I начинает сильно деформироваться. Следовательно,
движение массы /VI почти не передается рычагу.
В головке это будет соответствовать моменту, когда
движение диафрагмы вследствие сжимаемости воздуха в ка­
мере создает в горле рупора все мемьшнй н меньший поток
воздуха. Вот почему особое внимание уделяется получению
малых объемов воздуха в предрупорной камере, чаще всего
за счет небольшой ее высоты.
ЮЗ
Приведенная нами схема ясно показывает роль упру­
гости подвеса подвижной системы. Совершенно очевидно,
что чем менее упруга пружина /, тем меньше ее упругое
сопротивление; следовательно, меньше затрачиваемая энер­
гия на преодоление этого сопротивления при движении
массы М н тем больше полезная работа, совершаемая при­
лагаемой силой.
Из рнс. 65 можно уяснить п сущность третьей причины,
вызывающей увеличение частотных искажений. Сравним
между собой пути, которые проходит звуковая волна от
крайних (по отношению к горлу рупора) и центральных
Рнс 66 Типы протнвоинтерференцнон
точек диафрагмы. Как видно из рисунка, они заметно раз­
личаются. Пока длина волны возбужденного звукового
колебания велика в сравнении с проходимым ею путем
в предрупорной камере, имеющаяся в ней разность ходов
не сказывается на фазе колебаний, складывающихся в горле
рупора. Однако на высоких частотах длина волны стано­
вится сравнима или меньше указанного пути, поэтому
в горле рупора колебания, приходящие от различных
частей диафрагмы, имеют разную фазу. Известно, что при
сложении таких колебаний происходит и н т е р ф е р е н ­
ция, в результате которой суммарное колебание сильно
ослабляется или даже может стать равным нулю.
Для борьбы с интерференцией в горле рупора применя­
ются специальные вкладыши, задача которых — разбить
входное отверстие рупора на ряд каналов равной длины,
в какой-то степени равномерно распределенных по пред­
рупорной камере. Так, в громкоговорителе 10ГРД-5
(см. рис. 63) вкладыш образует кольцевую щель; другие
типы вкладышей даны па рнс. 66. Они также образуют снс-
тему кольцевых щелей, распределенных по поверхности
камеры. Использование керна предпочтительнее, так как
в этом случае осевые длины шелеп разных радиусов могут
быть одинаковыми.
На рис. 67 приведены частотные характеристики рупор­
ного громкоговорителя, показывающие зависимость вос­
произведения высоких частот от объема воздуха в камере
и упругости подвеса.
Нелинейные искажения
Как и во всякой головке электродинамического типа,
в рупорной головке неравномерность магнитного поля н пе-
Рис 07. Влияние высоты Дк предрупорной камеры (о) и гиб­
кости подвеса (в) на частотную характеристику рупорной головхиОдпако в рупорном громкоговорителе существуют еще
два источника искажений. Первым из них является предрупорная камера, вызывающая появление особого вида
нелинейных искажений — вэаимочодуляцнонных.
Сущность их заключается в том, что при одновременной
подаче двух сигналов (низкочастотного и высокочастот­
ного) гибкость объема воздуха в предрупорной камере начи­
нает меняться в такт с низкой частотой. Периодическое
изменение гибкости вызывает амплитудную модуляцию
высокочастотного сигнала на входе рупора, то есть к появ­
лению комбинационных ч а с т о т д о п о л н я ющи х основ­
ные. Величина этих искажений зависит от значения ниж­
ней граничной частоты поминального диапазона, величины
105
подведенной электрической мощности и высоты предрупор
ной камеры.
Другим источником нелинейных искажений может слу­
жить сам рупор. При распространении в нем мощной зву­
ковой волны сжатия перемещаются в воздухе быстрее
разрежений, причем скорость перемещения тем выше, чем
больше степень сжатия. Поэтому синусоидальная волна,
у которой точка максимума находится между двумя точ­
ками минимума, превращается в песннусонлальпую. В ней
точка максимума смещена к впереди лежащему минимуму,
потеря синусоидальности означает появление гармоник.
Для борьбы с такого вида искажениями необходимо
ограничивать отдаваемую головкой акустическую мощ­
ность н увеличивать площадь горла рупора, с тем чтобы
нагрузка его входного отверстия не превышала порчу —
Для получения приемлемых значений величины нелиней­
ных искажений неизбежно ограничение номинального диапа­
зона частот снизу, увеличение высоты нрелрунорной камеры
и снижение коэффициента акустической трансформации.
Если вернуться к ранее рассмотренным особенностям
рупорного громкоговорителя и его головки, то нетрудно
убещггься в неизбежности снижения н верхней граничной
частогы после выполнения двух последних мероприятий.
Ограничение мощности лишает рупорный громкого­
воритель главного преимущества — возможности покрыть
достаточно большую площадь одним громкоговорителем
или обеспечить заметное прсвышевие уровня полезного
сигнала над уровнем шумов. В практике нашло приме­
нение единственное решение этой зелачн — распределение
подводимой мощности между двумя головками, одновре­
менно работающими па общий рупор (папрнчер. рупорный
громкоговоритель Р-100).
Остальные качественные показатели рупорного громко­
говорителя существенно выше, чем у громкоговорителей
прямого излучения Однако мы не будем их подробно рас­
сматривать, так как широкополосные рупорные громко­
говорители в кинотеатральной прач-нке не применяются.
Как Vbl узнаем п следующей главе, только после'построе­
ния специальных систем громкоговорителей удалось ис­
пользовать все положительные качества головок рупорных
громкоговорителей и избавиться от нх недостатков совсем
нлн по крайней мере уменьшить нх до вполне приемлемого
уровня.
$ 8. Грошоговоритоли
с направляющи! рупор»
Недостатки рупоршх громкоговорителем нормального
типа (узкая полоса частот, высокие мслннеГшыс нскаже
имя) вызвали попытки изменить их конструкцию таким
образом, чтобы, с одной стороны, уменьшить нх недостатки,
а с другой,— использовать
ряд преимуществ в сравне­
нии с громкоговорителями
прямого излучения. Такие
конструкции получили на­
звание громкоговорителей
с направляющими рупора­
ми и одно время довольно
широко применялись В КН- Рнс 68 Схема громкоговорителя
нотеатралыюй аппаратуре.
с направляющим рупором:
В отличие от рупорного ' 1
^
2
™
громкоговорителя нормаль- '
и1с.!Гт '
'о1"” ™
ного типа громкоговори­
тели с направляющим рупором имеют головку прямого из­
лучения с несколько меньшими против обычного размерами
дш|)фузора (внешний диаметр до 150 лн). Головка гагружена на рупор посредством нредрупорной камеры с малым коэффициен­
том акустической трапс<|юриаш1Н
(обычно 1,5—2). Площадь горла тако­
го рупора большая, так как умень­
шение ее в сравнении с площадью
диффузора определяется коэффициен­
том трансформации. Такие рупоры
часто называют ш и р о к о г о рРИС 6^те1ь°25Л-Г°3ОР11
‘'
Направляющие рупоры бывают
трех типов- прямые, лабиринтные
и свернутые.
Прямой рупор (рнс. 68) —'обычный экспоненциальный
рупор / с примой осью и большой площадью выходного
отверстия Головка 2 громкоговорителя с прямым рупором
помещается обычно в закрытом ящике 3 небольших разме­
ров. Для уменьшения вредных резонансных колебаний
воздуха в ящике стенки его покрываются поглощающим
материалом 4 Конструкция громкоговорителя такого типа,
107
показанная на рнс. 69, применялась в контрольном гром­
коговорителе 25А-13 звуковоспроизводящих комплектов
КУСУ-46, 48, 50. 52.
Лабиринтный рупор конструктивно хорошо решает
проблему сокращения осевой длины экспоненциального
рупора. Для этого экспоненцнальныЛ рупор разбивается
па ряд звеньев, заменяемых секциями прямолинейного
сечення. ЛннеЛные размеры секцнЛ подбираются такими,
чтобы сечення их были близки соответствующим звеньям
экспоненциального рупора. Сами же секции образуются
системой ходов между перегородками, помещенными внут­
ри общего ящика В кинотеатральных громкоговорителях
Рис 70 Громкоговоритель Р-16
делалась попытка применить рупоры такой конструкции.
Однако сложность исполнения н низкие качественные
показатели послужили причинами быстрого отказа от их
практического использования.
СвернутыЛ направляющий рупор повторяет принцип,
опнсанпыЛ нами ранее (см. рис. 62), но более прост кон­
структивно и в изготовлении. Типичным примером громко­
говорителя с рупором такоЛ конструкции служит громко­
говоритель Р-10, широко применяемыЛ в системах звукофикацин (рнс. 70). Попытки применить направляющие
рупора свернутого типа в кинотеатральной практике были,
по также широкого использования не нашли по тем же
причинам, что и лабиринтные направляющие рупоры.
Широкополосные рупорные громкоговорители, как мы
уже указывали, не нашли применения в кинотеатральной
практике, за исключением контрольного 25А-3. В то же
время в своей практической работе эксплуатационники
108
встречаются с необходимостью использовать рупорные
громкоговорители, выпускаемые радиопромышленностью
для установок звукофнкацин.
В качестве примера можно сослаться на практику клуб­
ной работы, в первую очередь, иа селе, когда киноуста­
новка и радиоузел обслуживаются одним человеком. По­
этому в целях информации в табл 3 приведены сведения
** 14а частоте 1000 щ. согласующий трансформатор внутри
громкоговорителя
••• Минимальное аначение модуля латного сопротивления
(после /0).
4
ДВУХПОЛОСНЫЕ ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ
§ 1. Требования н качеству
эвуновоспронзводомня
С развитием техники звукового кино непрерывно по­
вышались требования к качеству звукоперелачн во всех
звеньях тракта звуковоспроизведения. Применительно
к громкоговорителям это означало необходимость
1) увеличить воспроизводимую мощность;
2) расширить воспроизводимую полосу частот,
3) уменьшить частотные и нелинейные искажения,
4) увеличить отдачу.
Первые три требования определяют достигнутый в дан­
ной аппаратуре уровень качества, конечным пределом
которого является естественное звучание, а четвертое —
экономичность аппаратуры.
За последнее пятилетие все большее распространение
получают идеи объединения в одном комплексе аппаратуры
функций звуковоспроизведения фонограмм и звукоусиле­
ния естественных источников звучания Эти идеи вызваны
жизненной потребностью, приведшей к созданию и все
расширяющемуся строительству крупных общественных
сооружений — дворцов спорта, киноконцертных залов и
н частотных диапазонов, охватывающая мир окружающих
нас звуков. Заштрихованная область внутри предельных
значений показывает диапазон уровней н частотную полосу
музыки.
Конечно, при воспроизведении вряд ли необходимо вос­
производить пушечный выстрел на уровне болевого вос­
112
приятия, но естественно, что он должен прозвучать суще­
ственно громче, чем пишущая машинка. В правильном
распределении уровнен звучаний различного характера
н состоит искусство звукооператора кинофильма нлн зву­
корежиссера, ведущего звукоусиление концерта. Но и
при этих ограничениях аппаратура должна обеспечить
неискаженное воспроизведение пиковых уровнен порядка
100 дб.
На рис. 72 приведены частотные диапазоны отдельных
инструментов и голосов, которые занимают полосу при­
мерно от 35 до 18000 гц (характерно, что большой орган
имеет нижнюю частоту около 16 гц, а верхнюю — почти
20 000 гц, выходя практически за предельные возможности
человеческого слуха).
Приведенные примеры являются, конечно, предельными
случаями. Практически полоса частот аппаратуры 30—
15 000 гц уже создает для слушателя впечатление отлич­
ного звучания, если при этом запасы мощности в тракте
достаточные и искажений в нем не возникает. Но, возвра­
щаясь к упомянутым рисункам, мы еще раз обращаем вни­
мание читателя на главное обстоятельство — сочетание
широкого частотного диапазона и больших уровней, то
есть необходимости иметь возможность излучать большую
акустическую мощность.
В процессе совершенствования громкоговорителем про­
ектировщики встречали все больше и больше трудностей,
пытаясь в однополосном громкоговорителе сочетать расши­
рение частотной характеристики с увеличением отдаваемой
им мощности. Противоречия между условиями хорошего
воспроизведения низких и высоких частот становились
все более непримиримыми по мере увеличения мощности
громкоговорителя, пока не привели к тупику, выход нз
которого был найден только после перехода к новым прнп-
§ 2. Условия воспроизведения
гронкоговорителеве
низких и высоких частот
В предыдущих главах мы ознакомились с особенно­
стями двух типов электродинамических громкоговорите­
лей прямого излучения н рупорных.
Каким же условиям должен удовлетворять громкогово­
ритель каждого типа для хорошего воспроизведения низ­
ких н высоких частот?
Исследование распределения мощностей по частотному
диапазону естественных источников звука показало, что
основная пнкопая мощность приходится на нижнюю часть
частотного диапазона.
При звукозаписи, несмотря на ограничение динамиче­
ского (соотношение тнхнх н громких мест звукоперсдачн)
н частотного диапазонов, распределение мощностей несколь­
ко изменяется, по все же основная пиковая мощность со­
средоточивается по-прежнему на низких и средних часГромкоговорители прямого излучения
Для излучения сколько-нибудь значительной мощности
на низких частотах необходимо иметь большие размеры
излучателя, так как увеличение его поверхности увеличи­
вает сопротивление излучения. Одновременно снижаются
амплитуды колебаний подвижной системы, а следовательно,
уменьшается величина нелинейных искажений. Большой
по размерам диффузор (диаметром 350—400 мм) должен
быть весьма прочным, чтобы при подводимых больших
мощностях обеспечить поршневое действие. Следовательно,
наряду с увеличением размеров увеличивается и толщина
диффузора, вследствие этого увеличивается вес дш|х|>узора,
то есть его масса. Увеличение массы допустимо, так как
в области низких частот, где сопротивление излучения
расте- с квадратом частоты, к.п.д. громкоговорителя опре­
деляется независимо от частоты отношением поверхности
излучателя к его массе
.
Основная подводимая мощность сосредоточена как раз
в нижней части частотного диапазона, звуковая катушка
должна обеспечивать хорошее рассеивание выделяемой
в ней тепловой мощности, то есть оса должна иметь боль­
шую поверхность охлаждения; по нзрмам требуется иметь
не менее 1,5—2 смг поверхности ка'ушкп на каждый ватт
подведенной электрической мощности.
Наконец, нискольку дли обеспечении правильного тсп
лового режима максимальная плотность тока в обмотке
не может превышать величины 50—СО и!мм1, то диаметр
провода звуковой обмотки должен быть увеличен.
большое расстояние между диафрагмой и передней стенкой
предрупорной камеры, не только чтобы избежать ударов
диафрагмы о стенку камеры, но н чтобы искажения в ка­
мере не превысили допустимой ветчины. Соответственно
и объем камеры становится большим.
Уменьшение упруюю сопротивления воздуха в пред­
рупорной камере, вызванное увеличением объема, для низ­
ких частот не опасно — для них оно все же преобладает
над сопротивлением излучения рупора.
Возникающая в рупоре низкочастотная звуковая волна
имеет большую мощность, поэтому площадь горла рупора
должна быть достаточно большой во избежание возникнове­
ния больших нелинейных искажений.
Вследствие ограниченных возможностей увеличения раз­
меров диафрагмы величина коэфоицнента акустической
трансформации не может быть большой. На низких часто­
тах малая величина коэффициента акустической трансфор­
мации не нарушает требуемого соотношения между сопро­
тивлением излучения рупора п пнерцилльпым сопротив­
лением подвижной системы, так как последнее па этих час­
тотах всегда меньше.
Совершенно иные условия должны быть созданы для
хорошего излучения высоких частот. Прежде всего пиерциальпое сопротивление подвижной системы становится
уже значительным па высоких частотах. Это требует для
сохранения преобладания сопротивления излучения рез­
кого увеличения его величины, что может быть обеспечено
выбором большого значения коэффициента акустической
трансформации.
Так как для воспроизведения высоких частот масса
дифрагчы должна быть возможно меньшей, то увеличение
коэфоицнента акустической трансформации возможно лишь
за счет уменьшения площади горла рупора. В данном слу­
чае оно не может вызвать увеличения нелинейных искаже­
ний ввиду малой величины передаваемой на высоких
частотах мощности. Кроме того, критическая частота вы­
сокочастотного рупора может быть выбрана достаточно
большой, что также уменьшит искажения.
Наконец, последним условием хорошего воспроизве­
дения высоких частот является малый объем предрупориой камеры, пбегпечипяюшнй нужную величину упругого
сопротивления воздуха в ней. Ввиду небольшой величины
амплитуды колебаний подвижной системы на этих частотах
получение камер малого объема вполне реально.
Таким образом, п в однополосном рупорном грэмкоюиорптс.'ю также совершенно противоположны требования,
предъявляемые к основным элементам его конструкции
для хорошего воспроизведения низких нлн высоких частот.
§ 3. П р щ и я ностроеяин
деухнолосиых грониоговорителей
Вне зависимости от типа однополосного громкоговори­
теля при его конструировании проектировщику приходится
искать пути примирения указанных выше противоречий.
1О
.
t - B i.
Рнс 73 Схсиа рабош дв)хполосного громкоговорителя
Такой путь, как показала практика, всегда приводит
к необходимости снижать требования па качественные пока­
затели громкоговорителя. Выход нз положения был най­
ден только при переходе к сложным излучающим системам,
состоящим из ряда специализированных громкоговори­
телей, носящих общее название м и о г о п о л о с п ы х .
В кинотеатральной аппаратуре широкое применение
машлн д в у х п о л о с н ы е громкоговорители, наиболее
удачно сочетающие высокие качественные показатели с тех­
ническими, экономическими и эксплуатационными требо­
ваниями.
Двухполосный громкоговоритель представляет собой
сочетание двух громкоговорителей (рнс. 73).
Первый из них приспособлен к воспроизведению только
низких частот вплоть до известной, заранее выбранной
границы и не приспособлен к воспроизведению высоких
частот. Такой громкоговэрнтель принято называть низ к о-
Второй громкоговоритель, наоборот, предназначен для
воспроизведения только высоких частот, начиная с вы­
бранной I раницы, и не рассчитан на воспроизведение низ­
ких частот Поэтому его,называют в ы с о к о Ч а с т о т н ы ч громкоговорителем.
Важно правильно выбрать рабочую полосу каждого
из громкоговорителей. Так, для низкочастотного громко­
говорителя граничными частотами являются, с одной сто­
роны, наиннзшая частота воспроизводимого диапазона
частот, а с другой,— частота разделения. Для высокочас­
тотного громкоговорителя нижней частотой является час­
тота разделения, верхней — наивысшая воспроизводимая
частота.
Напомним, что граничные частоты всей полосы частот
следует выбирать так, чтобы их произведение составляло
400 ООО-s-650 ООО. В этом случае обеспечивается правиль­
ная па слух балансировка соотношения низких и высоких
частот и не происходит нарушения тембра передаваемого
громкоговорителем звукового материала.
Частота разделения общая для обоих громкоговорите­
лей выбирается такой, чтобы средние мощности передава­
емого звукового материала распределялись между ними
примерно одинаково. Это удобно для проектирования
громкоговорителей, так как они могут быть выбраны оди­
наковой мощности. Кроме того, при таком выборе частоты
разделения практически перестает быть заметным эффект
раздельности звучания низкочастотного и высокочастот­
ного громкоговорителей. Последнее весьма важно, ибо
заметная на слух работа любого нэ них резко снижает об­
щее.впечатленне от качества звуковоспроизведения уста­
новки, несмотря па формально хорошие характеристики.
Для современных двухполосных громкоговорителей при­
нято частоту разделения выбирать в пределах 500—1500 гц.
§ 4. Разделительные фильтры
Весьма важно обеспечить подведение к высокочастот­
ному н низкочастотному громкоговорителям строго опре­
деленной полосы частот, то есть правильно распределить
мощности подведенного сигнала.
Кроме функции разделения устройство, носящее назва­
ние разделительного фильтра, должно защищать оба гром­
коговорителя от сигнала, частота которого лежит вне ра­
ме
бочей полосы частот. Так, например, при попадании низко­
частотного сигнала в высокочастотный громкоговоритель
помимо появления больших искажений возможно поврежПростсншн.м способом защиты высокочастотного громко­
говорителя от попадания низких частот является включе­
ние его через емкость параллельно низкочастотному Вели­
чина емкости конденсатора подбирается так, чтобы емкост­
ное сопротивление становилось малым па частотах, не опас­
ных для высокочастотной головки.
Простые схемы разделительных фильтров представлены
на рнс. 74 Низкочастотный громкоговоритель (рнс. 74, а)
i z j 1
зашунтнрован параллельно включенным конденсатором;
высокочастотный — параллельно включенным дросселем
Так как громкоговорители включены последовательно,
то н фильтр носит название п о е л е д о в а т е л ь и о г о .
На рис. 74, б дроссель включен последовательно с низко­
частотным громкоговорителем, конденсатор — с высоко­
частотным. Громкоговорители при этом включаются парал­
лельно, а фильтр носит название п а р а л л е л ь н о г о .
Как известно, при изменении частоты емкостное сопро­
тивление конденсатора н индуктивное дросселя изменя­
ются прямо противоположно друг другу. С увеличением
частоты емкостное сопротивление конденсатора падает,
а индуктивное сопротивление дросселя увеличивается.
Поэтому, если рассматривать путь прохождения низких
и высоких частот через фильтр, изображенный па рнс 74.6,
то можно сразу увидеть, что низкочастотный громкоговори­
тель защищен от высокочастотных колебаний последова­
тельно включенным дросселем, а высокочастотный громко­
говоритель от низкочастотных колебании — последова­
тельно с ним включенным конденсатором.
119
Простейшие с|>нльтры применяются сравнительно редко,
обычно для аппаратуры небольшой мощности (не более
10—12 вт) п в тех случаях, когда особо важное значение
имеют простота, легкость н дешевизна всех элементов
(напрнмер, портативные комплекты).
Для установок с большей мощностью- нужны н более
наложные фильтры — их схема усложняется добаялепием
дополнительных конденсаторов н емкостей (рис. 75).
В этих фильтрах низкочастотный громкоговоритель
защищен от попадания высоких частот последовательно
включенным дросселем н параллельно включенным конден­
сатором. Для защиты высокочастотного громкоговорителя
последовательно с ним включен конденсатор, а параллель­
но — дроссель.
it
7о.
Такие схемы получили широкое распространение, так
как наряду с относительной простотой они имеют хорошие
качественные показатели. Более сложные схемы фильтров
не применяются, потому что помимо громоздкости и доро­
говизны существенным нх недостатком является возмож­
ность возникновения искажений из-за нестабильности ра­
боты, ухудшающих звукопередачу.
Качество разделительного фильтра определяется по его
частотным характеристикам, указывающим, в какой мере
обеспечено разделение подводимой широкой полосы час­
тоты.
Частотные характеристики показывают выраженное в де­
цибелах ослабление тока (нлн напряжение) при прохожде­
нии сигнала от входа фильтра к выходу соответствующего
канала. Характеристики строятся па графике, по горизон­
тальной оси которого откладывается частота, а по верти­
кальной — полученное значение ослабления в децибелах.
Характеристика состоит нз двух кривых, одна из кото­
рых указывает ослабление высокочастотных сигналов в низ120
кочастотпом канале фнлыра, другая — ослабление низко­
частотных сигналов в высокочастотном канале (рнс. 76).
Частота, соответствующая точке пересечения кривых
обоих каналов фильтра, называется ч а с т о т о Л р а з д е ­
ле н н я. так как она является граничной между рабочими
диапазонами частот высокочастотного и низкочастотного
громкоговорителей.
Точка пересечения обеих кривых лежит на 3 дб ниже
уровня в рабочем диапазоне частот, то есть к каждому
нэ громкоговорителей на частоте разделения подводится
только половина от общей мощности, отбираемой от уснли-
фильтра (иаРактивной нагрузке)
теля. Однако, так как на згой частоте оба громкогово­
рителя работают одновременно, общая излучаемая акустиче­
ская мощность не меняется и равна полной мощности ка­
пала звуковоспроизведения.
Из приведенных на рнс. 76 кривых видно, что ослабле­
ние частот в прилегающих друг к другу участках характе­
ристик происходит постепенно. Скорость спада характе­
ристик в полосе фильтрации называется к р у т и з н о й
с пада.
Крутизна спада характеризует, в какой мере каждый
нэ узкополосных громкоговорителей канала загружается
частотами, не входящими в его рабочую полосу.
Величина крутизны спада оценивается количеством
децибел на октаву* ниже или выше частоты разделения,
• Октавой принято называть двойное изменение частоты (в сторону
увеличения или уменьшения) Так, на ркс. 76частоты, на которых отме­
чается ослабление, будут равны половине частотыделения или двойной
величине ее: при /р - 800еЧ; /, = 400гц. I, = 1600гЧ
121
го есть показывает величину ослабления сигналов, частоты
которых лежат за пределами поминальной полосы каждого
узкополосного громкоговорителя (выше - для низкочас­
тотного, ниже — для высокочастотного)
Крутизна спада зависит от схемы разделительного
фильтра. Так, для фильтров, схема которых приведена
на рнс. 74, крутизна спада составляет от 4 до 5 дб на ок­
тану; для фильтров, указанных на рис. 75,— от 9,0 до 14 дб.
Расчет фильтров производится двумя методами, общим
условием для них является предположение, что выходы
его н.-ч. и в.-ч. каналов нагружены одинаковыми по вели­
чине активными сопротивлениями, равными номинальному
сопротивлению громкоговорителей
Рис. 77 Частотные характеристики раздели
тельного фильтра двухполосного гроикогово
Первый метод расчета определяет величину
и индуктивностей схемы фильтра, при которых крутизна
спада постоянна и теоретически равна 9,3 дб па октаву,
но фильтр имеет постоянное значение входного сопротив
лення во всем номинальном диапазоне частот.
Второй метод расчета, ие меняя в принципе схему,
позволяет найти такие значения L н С, при которых кру­
тизна спада максимальная (до 18 дб на октаву). Однако
входное сопротивление такого фильтра меняется по час­
тоте н тем больше, чем выше крутизна спада Практическое
использование такие фильтры нашли при величине кру­
тизны спада 12-ь14 дб.
В реальных условиях звенья фильтра нагружены со­
противлением, которое меняется по частоте. Эго приводит
к необходимости после расчета корректировать полученные
122
значения L и С, добиваясь в системе фильтр—громкогово­
ритель возможно более близкого соответствия частотных
характеристик тем, которые имеет этот же фильтр при
нагрузке активным сопротивлением. Естественно, что сами
кривые становятся менее плавными, а частота разделения
п крутизны спадов несколько отличается от расчетных
(рнс. 77).
Если по каким-то прнчннам номинальное сопротивление
одного из громкоговорителей (например, высокочастотного)
существенно отличается, то на выходе соответствующего
звена фильтра включается согласующий трансформатор.
Чем выше крутизна спада характеристик разделитель­
ного фильтра, тем уже становится область совместной
работы высокочастотных и низкочастотных громкоговори­
телей, а следовательно, и режим работы каждого облег­
чается. Это приводит к улучшению качественных показа­
телей двухполосного громкоговорителя, сопровождаемого
в то же время усложнением н удорожанием фильтра По­
этому выбор схемы фильтра связан с общими требовани­
ями. предъявляемыми к комплекту звуковое производя-
шей аппвратуры, которые определяются местом ее приме
нелня
Потребность реализовать положительные качества суже
ння полосы совместной работы звеньев двухполосного
громкоговорителя привела к практическому использова­
нию еще одного способа разделения широкополосного снгВ этом случае вместо обычного £С-фнльтра, включаемого
на выходе широкополосного оконечного уснлнтеля, разде­
лительный фильтр включается на переходе между предва­
рительным усилителем и оконечными узкополосными усн
лнтелямн
X
Рис 79 Частотные характеристики фильтра КЗВТ (/)
и обычного (7)
Такой способ разделения получил название способа
двухполосного воспроизведения звука и впервые в кине
матографин был внедрен в практику в Советском Союзе
в аппаратуре типа КЗВТ.
На рнс. 78 изображена схема фильтра КЗВТ, носящего
уже более правильное название разделительного каскада.
Срезание нерабочей области частот происходит за счет
(рнльтров Ф,.., н Фи.-ч., стоящих на входе разделительных
каскадов, н конденсаторов С н С' в цепях обратной связн.
Наличие цепи обратной связн с включенными аснмметрнрованнымн балансными мостами М»..,. н Л1. ., реостат­
но-емкостного типа позволяют получить частотную харак­
теристику каждого каскада, круто падающую на частоте
баланса мостов.
Сочетание элементов схемы (фильтры н обратная связь)
подобрано таким образом, что характеристика на выходе
разделительных каскадов соответствует характеристике
фильтра с очень большой крутизной спада.
124
Характеристика разделительных квскадов комплекта
КЗВТ дана на рнс. 79, там же для сравнения пунктиром
приведена характеристика фильтра LC.
Крутизна спада фильтров КЗВТ достигает 18 дб на
пол-октавы, а па октаву происходит уже почти полное
затухание сигнала. При таких характеристиках совместная
работа высокочастотного и низкочастотного громкоговори­
телей практически отсутствует, то есть каждый нз них
работает в строго определенной полосе частот. Это обстоя­
тельство является одним из условий, обеспечивающих высо­
кие качественные показатели аппаратуры КЗВТ.
Однако улучшение качественных показателей в данном
случае достигается дорогой ценой. Количество оконечных
усилителей возрастает вдвое, соответственно растут габа­
риты и стоимость аппаратуры.
Прогресс в конструировании усилителей, новые схем­
ные решения и улучшение громкоговорителей позволили
в новом унифицированном ряде кинотеатральной аппара­
туры серии «Звук» получить качественные показатели на
уровне показателей КЗВТ и одновременно сохранить вплоть
до мощных комплектов («Звук 6x100») экономичный прин­
цип однополосного усиления с LC разделительными филь­
трами на выходе и двухполосиымн громкоговорителями.
Только в больших универсальных комплектах КЗТУ
мощностью 200 и 400 вт в канале для крупных кинокон­
цертных залов и залов многоцелевого назначения принцип
двухполосного звуковоспроизведения, начиная со входа
мощных оконечных усилителей, оставлен без изменения.
В данном случае увеличение количества оконечных усили­
телей в таком большом и сложном комплекте не является
решающим фактором в сравнении с достижением главных
целей — максимального удовлетворения жестких требова­
ний к качественным показателям комплекта и, в первую
очередь, малость нелинейных искажений.
§ 5. Акустическое оформление
двухполосных громкоговорителей
Двухполосиые громкоговорители, как мы уже устано­
вили, представляют собой два узкополосных громкоговори­
теля — низкочастотный и высокочастотный, которые тем
или иным методом объединены в общую конструкцию.
Из описания устройства громко! оворнтелей в следующем
125
параграф мы убедимся, что вне зависимости от конструк­
тивного решения всего громкоговорителя его узкополосные
звенья в каждом случае являются законченной конструк­
цией, способной работать н самостоятельно.
За длительный путь развития аппаратуры звукового
кинематографа было создано несколько типов акустиче­
ского оформления двухполосного громкоговорителя.
Низкочастотное звено двухпаюсных
громкоговорителей
массового применения (25-в/л и
однокапальные 50-вш комплек­
ты) в качестве акустического
(|]аэоннвертор. В предыдущей
главе МЫ подробно па этом
виде оформления останавлива­
лись, поэтому напомним лишь,
что еще вполне >довлетворительпые технические качества
||>аэо1пшертора удачно сочетают­
ся с эксплуатацнонно-эконочнчсскимн (вес, габариты, про­
стота).
В более мощных комплектах
аппаратуры (50 и 100 вт в ка­
нале) качественные требования
выходят на первое место, осталь­
ные должны решаться предель­
но разумно, но не наносить
явный ущерб первым. Низко­
частотные звенья таких громко­
говорителей в качестве акустического оформления исполь­
зуют прямые ншрокогорлые экспоненциальные рупоры,
встроенные в ящики большого обьсма. Внутренний объем
ящика через два отверстия, расположенные симметрично
устью рупора, сообщаются с воздухом влередилежащего
пространства (рис 80).
Из схемы рнс. 80 следует, что в данном случае происхо­
дит ют же эф|н‘кт флзпинпергпн как н в обычном ящнкефазонпверторе с головкой прямого излучения. Конечно,
физические процессы существенно балее сложны (две или
четыре головки, размеры ящика, наличие рупора), но
в результате в определенной начальной зоне низких час­
тот выходное отверстие рупора и симметрично ему расно126
веющимися и усиливающими друг друга (pile. 81,6). При
смещении точки наблюдения с оси прнходящневнееэвуковые
колебания от различных головок имеют различные фазы и.
следовательно, в той или нноЛ мере ослабляют друг друга.
Чем на большнП угол смещена точка наблюдения от оси,
тем заметнее проявляется интерференция за счет разности
фаз приходящих в нее колебаний.
Аналогичные характеристики направленности могут
быть получены и у рупорного громкоговорителя, выходное
отверстие которого имеет форму сильно вытянутого прямо­
угольника (см. предыдущую главу). Однако существенным
недостатком его будет оставаться большая осевая глубина
громкоговорителя в сравнении с колонкой и необходимость
всю мощность громкоговорителя реализовывать одной,
в крайнем случае — двумя головками, тогда как в колонке
она распределяется между всеми головками (нх может быть
много).
Следует заметить, что в реальных конструкциях количе­
ство головок в линейном ряду, количество рядов, особен­
ности размещения головок в ряду могут быть различными,
а выбор этих сочетаний определяется требованиями на вил
характеристик направленности в горизонтальной и верти­
кальной плоскостях.
Если для низкочастотного звена двухполосного громко­
говорителя в кинотеатральной практике применяются три
типа акустического оформления, то для его высокочастот­
ного звена вне конкуренции, начиная с аппаратуры КЗВТ
(1949—1950 гг.), используются рупорные громкоговори­
тели нормального типа. Однако за эти годы сам рупор кон­
структивно претерпевал изменения, описанием которых мы
и закончим этот параграф.
Возвращаясь еще раз к предыдущей главе, вспомним
о неприятной особенности рупорного громкоговорителя —
обострение характеристик направленности на высоких час­
тотах. При оптимальном выборе параметров рупора, при­
водящих к увеличению его габаритов, постоянство направ­
ленности удается поддержать только до 5—6 кгц. Выше,
с ростом частоты, характеристика направленности непре­
рывно сужается.
Первый метод борьбы с этим недостатком, особо непри­
ятным для высокочастотного громкоговорителя, практиче­
ски был найден путем создания конструкции с е к ц н о н и
р о в а и и ы х, нлн м н о г о я ч е й к о в ы х , рупоров.
Секционированный рупор состоит из некоторого количе­
12В
ства рупоров небольших размеров (обычно квадратных
с размером выходного отверстия 20л20 с.н), соединенных
вместе горлами и устьями. При этом оси их оказываются
развернутыми в пространстве расходящимся пучком. Так
как для окружающего рупор пространства выходное отвер­
стие является вторичным излучателем, возбуждающим
звуковую вашу, то секционированный рупор является
групповым излучателем, составляющие которого располо­
жены но многограннику, имитирующему часть сферической
поверхности
Хотя излучение каждой ячейки секционированного
рупора и обостряется с ростом частоты, общая суммарная
направленность его остается широкой н определяется про­
странственным углом веера осей
На рнс. 82 для пояснения сказанного приведены теоре­
тические частотные характеристики зависимости направлен­
ности от числа ячеек в плоскости, содержащей веер осей.
Основная часть диаграммы направленности, то есть угол,
в пределах которого звуковое давление уменьшается не
более чем вдвое, вначале обостряется за счет интерференции
излучения отдельных ячеек, после некоторого минимума
вновь расширяется и остается постоянной. Величина угло­
129
вой ширимы изл)чення в этом части частотного диапазона
зависит только от числа пчсек. так как из-за заостренности
характеристики каждой ячейки интерференционные явле­
ния становятся крайне незначительными и ширина сум­
марной диаграммы определяется только расхождением
На рнс. 83 изображены двухполосные громкоговорители
ЮА-9 (комплект КЗВТ-З) и ЗОА-З (комплект КУСУ-52)
Рнс 83 Дв) хполосиис громкоговорители с секционированными
п.-ч. рупорами ЗОА-З (а) и ЗОЛ-9 (б)
В первом применен секционированный рупор из двена­
дцати (3x4) ячеек, возбуждаемый двумя головками IA-13
через V-образную горловину. Во втором громкоговорителе
у высокочастотного рупора число ячеек шесть (2x3), и воз­
буждается он одной юловкой того же типа. Из рнс. 83
понятной конструктивное исполнение секционированных
рупоров, весьма сложное и трудоемкое.
В целом ряде случаев для акустических процессов мо­
гут быть использованы те же законы, что и для оптики.
В частности, распространение звуковых волн с вполне до­
130
статочным для практического использования приближением
подчиняется законам геометрической оптики
Используя эту аналогию, уже давно делали попытки
использовать акустические линзы в тех же целях концен­
трации или рассеивания звуковой энергии, в каких эти
линзы применяются в оптике. В ультразвуковой технике
такие линзы применяются давно (на частотах выше 20 кгц)
Применительно к слышимому диапазону частот (от
3—5 кгц и выше) практический интерес представляло ис­
пользование рассснваюцих линз как способа расширения
характеристик направленности высокочастотных громко­
говорителей
Практически осуществленные копстру кции таких линз
(рис. 84) обеспечивали необходимые качественные резуль­
таты. но в производстве оказывались более сложными, чем
секционированные рупоры, и по этой причине не нашли
широкого применения
Изучая практику использования кинотеатральных двух­
полосных громкоговорителей, Б Г Белкин обратил внима­
ние, что в реальных условиях прежде всего важно иметь
расширенные и постоянные характеристики направленно­
сти в горизонтальной плоскости Это определяется основным
требованием к системе звуковоспроизведения фонограмм
кинофильмов — обеспечить равномерное покрытие прямой
звуковой энергией, то есть энергией от i ромпоговорптелей,
всю площадь зрительских мест. При таком требовании
узкая вертикальная направленность даже желательна.
В залах, имеющих балконы, применяются мощные ком­
плекты, в которых высокочастотное звено имеет не менее
двух громкоговорителей и широкие вертикальные характе­
ристики направленности в каждом нз них опять не нужны
131
Опираясь на сделанные выводы, Белкин разработал
методику расчета н предложил конструкцию простой рас­
сеивающей линзы, которая быстро вытеснила из производ­
ства секционированный рупор.
Рассмотрим принцип работы н устройство такой акусти­
ческой линзы. Ранее мы уже установили, что рупорный
громкоговоритель на высоких частотах излучает звуковую
волну, фронт которой вблизи его устья, тэ есть выходного
отверстия, плоский
В такой волне частицы воздуха, имеющие одинаковые
амплитуду и фазу колебаний, размещаются на плоскости.
перпендикулярной акусти­
ческой оси ру пора, а сле­
довательно, звуковые вол­
ны распространяются вдаль
Если на пути такой вол­
ны поставить линзу, со­
стоящую нз ряда косо
поставленных пластин, то
выходящая нз рупора зву­
ковая волна вынуждена
пройти ряд каналов, образо­
ванных смежными пласти­
нами, и только после этого она сможет попасть в окру­
жающее пространство (рис. 85).
Длина пути, который проходит звуковой луч в канале
линзы, зависит от угла наклона пластин — она тем балыне,
чем больше этот угол.
Вследствие этого после линзы звуковая волна нз плос­
кой превращается в цилиндрическую, то есть в такую волну,
у которой в горизонтальной плоскости синфаэно колеблю­
щиеся частицы воздуха располагаются уже не на плоско­
сти, а на окружности. Такое изменение фронта волны
соответствует изменению характеристик направленности,
н угол излучения увеличивается при переходе от плоской
волны к цилиндрической.
Для каждой линзы существует предельное значение угла
излучения, величина которого связана с размерами устья
рупора и параметрами самой линзы.
Ограничение излучаемого угла свяэа.ю также н с не­
возможностью сильно наклонять пластины. Из схемы
рис. 85 видно, что если пластину очень сильно наклонить,
то вся звуковая волна падает на ее поверхность. При этом
132
происходит отражение ее обратно в рупор, а сквозь линзу
проходит только незначительная ее часть.
Так как в такой линзе входное и выходное отверстия
плоские н располагаются параллельно друг др>гу, то она
называется п .1 о с к о п а р а л л е л ь п о н р а с с е й
На рнс 85 приведена одна из первых моделей лннэы
с р>пором, применяемых в громкоговорителе ЗОА-З. Как
видно из эскизе, линза состоит из двух металлических
стенок — верхней и ниж­
ней, между котоэымн вва­
рены пластины
По отношению коси р>пора линза симметрична,
то есть каждая пара плас­
тин имеет одинаковые уг­
лы разворота п. слсдова- |
телы 10, одинаковые
метрические размеры Две
: 87 Характера
крапине пластины образу­
ют боковые стенки линзы, , _ pyllop f »лП - plc,CT„ „ , _
а вся она в цеюм имеет юпоп во
V - «кщюниромшшп
<|юрм) усеченно? пирамируп0!’
ды. .Чпнза сварена с рупо­
ром и составляет вместе с ним одно целое В дальнейшем
производством бьля разработана технология отлива в одной
модели рупора г линзы, что еще более упростило нзготов-
133
цноимрованного рупора в сравис
с рупором без лннзы
II с линзой
Несмотря на более простую конструкцию высокочас
тотного рупора с рассеивающей линзой, продолжались
поиски еще более простых
решений. При этом было
обращено внимание на то,
что решение задачи сводит­
ся к получению в выход­
ном отверстии рупора ие
плоской волны, а волны
с цилиндрическим фронтом
Анализ отрывочных ли­
тературных данных н не­
которых образов позволил
И. А X рабаи предложить
методику расчета н кон
струкиню рупора цилинд­
рического фронта волны
(рис 88)
Такой рупор также име­
ет прямую ось н сечения
его вдоль оси возрастают
по экспоненциальному за­
кону. Однако в обычном
рупоре по указанному за­
кону увеличиваются пло­
щади сечения в плоскостях,
перпендикулярных
оси
рупора. У данного же ру­
пора по экспоненциально­
му закону увеличивается
площадь цилиндрических
поверхностей, перпендику­
лярных осп рупора н опнй
сываемых радиусами, лсРкс 88 Общий mu (и) и схема (б) жащнми в общей точке такрупора с цилиндрическим фронтом же на его оси (рнс 88,6)
волны
Вначале рупор цилинд­
рическою фронта волны
из-за малой кривизны сечений почти совпадает с экспонен­
циальным. но затем все больше и больше от него отли­
чается В плане боковые степкн ру пора почти прямые н об­
разуют угол, близкий к 90’. Скорость раскрытия верхней
|3ч
н нижней стенок непрерывно возрастает при приближении
к устью, выходное отверстие имеет форму цилиндрической
поверхности
Благодаря такому закону раскрытия плоская в началь­
ных сечениях рупора волна постепенно меняет свой фронт
И на выходе имеет цилиндрическую <|юрму Следовательно,
в горизонтальной плоскости характеристики направлен­
ности так же расширяются, квк и у рупора с рассеивающей
линзой. Параметры рупора цилиндрического фронта волны
могут быть подобраны таким образом, чтобы характерис­
тики направленности были однотипны аналогичным для
рупора с рассеивающей линзой или секционированного
рупора (рнс 89) В то же самое время производство таких
рупоров литьем из алюминиевых сплавов наиболее просто.
По этой причине высокочастотные громкоговорители объ­
единения ЛОМО (Ленинград) используют теперь только
новые рупоры.
Рупоры цилиндрического фронта волны могут изготов­
ляться прессованием из пластмассы, как две склеиваемые
между собой половины. Такое производство готовит Самар­
кандский завод «Кинап»
§ 6. Устройство
д в у м ш с в ы х гровкоговоркш ой
Конструктивное оформление лвухнолосных громкого­
ворителей зависит от сочетания требований к качественным
показателям с экономичес-
угол наклона на оси рупора
В ы с о к о ч а с т о т н ы й громкоговоритель состоит
нэ двух головок IA-16, нагруженных с помощью V-образ­
ной горловины на прямой металлический рупор прямо­
угольного сечения с критической частотой 260 гц В свою
I3f
очередь, выходное отверстие рупора работает па звуковую
линзу, состоящую нз 14 пласт
расположенных под пере­
менным углом по отношению к оси рупора.
Благодаря рассеивающим линзам средннЛ угол излуче­
ния каждого высокочастотного громкоговорителя состав­
ляет величину порядка 70°.
В ы с о к о ч а с т о т н а я г о л о в к а IA-16 пред­
ставляет собой рупорную головку нормального типа с воз­
буждением керновым постоянным магнитом.
Разрез головки н ее общий вид показаны на рис. 91,
а некоторые детали — на рис. 92.
Подвижная система головки состоит нз диафрагмы и
звуковой катушки. Диафрагма штампуется'из дюралюмн
пневой фольги толщиной 0,06 мм, звуковая катушка намо­
тана на бумажном каркасе, приклеенном клеем БФ к диа­
фрагме (рнс 92).
Куполообразная часть диафрагмы является излучаю­
щей поверхностью, а плоский воротник с нанесенным
на нем тангенциальным гофром — подвесом подвижной
системы.
137
Подвижная система 5 (см. рис SI) размещается на верх­
нем фланце 4 магнитной цепи после ее сборки н намагничи­
вания Калька 7 служат для правильного размещения зве­
новой катушки ь воздушном зазоре магнитной цепи и выдер
жнванпя заданной высоты предрупорпой камеры (ннжнес
кольцо), а также для закрепленвя подвижной системы
(верхнее кольцо)
Предрупорная камера образована зазором между внут­
ренней поверхностью купола диафрагмы и сферической
поверхностью керна 2 и спешшлыюго вкладыша 6 вазы
вас.мого ласпределителем
Входное отверстие рупора представляет собой две кон­
центрические щели, образованные дзумя конусами, состав­
ляющими вкладыш Таким образом, излучение звука про­
исходит через керн 2, а короткое коническое отверстие внут­
ри магнитной пени является входной частью рупора Сам
рупор крепится к скобе магнитной кепн /
Центрирующее кольцо 8, закрепленное на верхнем
фланце 4, обеспечивает соосность керна 2 н отверстия в
этом фланце, то есть заданную ширину воздушного зазора
Конусный вкладыш У соединяет керн 2 магнит 3 н скобу
магнитной цепи /.
Диафрагма подвижной системы 5 защищена пластмассо­
вой крышкой 10, а стальные крышки 17 замыкают магнит­
ную цепь н одновременно защищаю- от пыли внутреннюю
се часть.
Изготовление- деталей н сборка узлов головки произво­
дятся на точных приспособлениях, обеспечивающих по­
садку н смену подвижной системы без дополнительной
юстировки
Н и з к о ч а с т о т н ы ! ) громкоговоритель имеет че­
тыре головки 2А-9. нагруженные па прямой экспонепцпальиый рупор, который вместе с головками встроен втрапецендальныЛ ящик Конструкция оформления низкочастотного
громкоговорителя нами ранее разбиралась (гм рис 80).
Для использования заднего излучения внутрегршй объем
яшнка соединен отверстиями с внешней средой, за счет
вается отдача па частотах
ниже 100 гц. Выходное отверстие рупора обрамлено
жестко с ним связанными приставными щитами
Н и з к о ч а с т о т н а я г о л о в к а 2А-9 (рис 93),
за исключением веса и размеров, ничем не отличается от
головки прямого излучения Имея диффузор весом 31 г
с диаметром излучающей поверхности 285 мм. мощную
звуковую катушку 25 г и гибкий подвес, головка 2А-9
обеспечивает хорошее воспроизведение низких частот, на­
чиная с 45 гц
Громкоговоритель ЗОА-ЗО (рнс. 94) входит в состав ком­
плекта стереофонической аппаратуры типа КЗВС-З
Низкочастотный громкоговоритель представляет собой
относительно небольших размеров прямой экспоненциаль­
ный рупор с двумя головками тина 2А-9. Рупор встроен
в ящик, внутренний объем которого через два отверстия.
139
верхним 4 н нижним / фланцами, а также керном 2. Рас­
точка внутри керпа образует начало рупора, сам же рупор
крепится к нижнему i|cnaimy /, то есть в головке 1А-17
излучение также происходит через керн
Громкоговорители ЗОА-14, ЗОЛ-15, 30А-32 и ЗОА-42
(рнс. 97 и 98) являются, по существу, модификацией одной
и той же модели
Низкочастотным громкоговорителем в нем является
фазоннверсный ящик с головкон 2А 9, а высокочастот­
ным — рупорный громкогово­
ритель нормального типа с головкой 1A-I7.
В громкоговорителях ЗОА-14 н ЗОА-15 рупор имеет
рассеивающую звуковую линзу н все высокочастотное
звено встроено в ящик-фазоннвертор (рис 97). Громко­
говорители 30А-32 нЗОА-42 уже применяют рупор цилинд­
рического фронта волны* вместо экспоненциального ру­
пора с линзой. Как видно нз рнс 98, высокочастотное звено
наполовину врезано в фазоннверсный ящик, остальная кон­
струкция громкоговорителя осталась без изменений
тушкТ"' % *u’'lw
...
Громкоговорителям» ЗОЛ-15 п 30А-32 комплектовались
одпиканальные комплекта КУСУ-52С п поэтому в их со­
став входят разделительные фильтры
Громкоговорители ЗОЛ-М и ЗОА 42 используются в ка­
честве вспомогательных в комплектах КЗВТ-Ю (канал
я|х|юктов. с|юйе. контроль) н разделительных фильтров
Громко!оворнтели 25ГЛД-1 являются основными в ком­
плекте 25УЗС-1 в но конструкции повторяют громкогово-
рнтелн ЗОА 15 (рнс. 99).
отличаясь лишь видом декоративной крышки Здесь также низкочастотное звено
есть фаэоинверснын ящик с головкой 25ГДН-4, в которое
встроено высокочастотное звено — рупор с рассеивающей
линзой н головкой 5ГДВ-8
Низкочастотная головка прямого излучения 25ГДН-4
по своим данным очень близка к головке 2А-9 Ее подвижная
система изготовляется на основе диффузора 2А-9 Основное
отличие заключается в применении штампованного диффузородержателя вместо литого в 2А-9 н кольцевого магнита
из кобальтового сплава, что уменьшило габариты магнит­
ной цепи. К сожалению, из-за мелких несоответствий в раз­
мерах подвижные системы 2А-9 и 25ГДН-4 не вэаимоэаме142
Рупор с линзой также не литой, а имеет детали, штам­
пованные нэ листовой стали, которые затем сварены между
собой.
Высокочастотная головка 5ГДВ-8 внешне и по внутрен­
нему устройству весьма напоминает головку IA-17, имея
несколько меньшие габарнты за счет магннта нэ кобаль­
тового сплава Однако диафрагма подвижной системы
(рнс. 100) и распределитель не подверглись той модерни­
зации, которая была произведена в головке IA-I7, н по
этой прнчине головка 5ГДВ-8 имеет верхнюю граничную
частоту только 8 кгц вместо 12 кгц у 1A-I7.
Краткое описание конструкций кинотеатральных двух­
полосных громкоговорителей, которые были перечислены
выше, относится к комплектам аппаратуры, с, нмаемым
в 1968 году с производства в связи с освоением нового ряда
унифицированной звуковоспроизводящей аппаратуры се­
рии «Звук» мощностью 25, 50 и 100 am в канале
Как можно было уже заметить из описания, примени­
тельно к громкоговорителям некоторая унификация суще­
ствовала, но мелкие недоработки приводили к положению,
когда принципиально одинаковые головки, выпускаемые
разными заводами, не были взаимозаменяемы.
В связи с этим обстоятельством для аппаратуры «Звук»
были выбраны наиболее удачные решения из довольно бо­
гатого арсенала предыдущих разработок и главное внима­
ние было уделено улучшению головок, а также такой уни­
фикации, при которой головка данного типа или ее подвиж­
ная система вне зависимости от эавода-нэготооптеля были бы
взаимозаменяемы. Точно так же жестко унш|жцнрованы
посадочные размеры и методы крепления головок к их
акустическим оформлениям.
143
я п горизонтально
Громкоговоритель у комплектован Ю о.н раз
i| нльтром о /pjJ — 1200 гц и 60-е согласующим
тором 50 вт.
Громкоговорители .ЮЛ-66 м ЗОЛ-62 (рик.
предназначены для комплектования пюстпканалы
рсофоннческой
аппаратуры
«Зву к 6х 50. «Зву к 6 • 100к. Из
приведенных рисунков внлно.
что громкоговоритель .ЮА-62
практически являетоп удг
нон комплектацией гром
говорптеля .ЮЛ-66
Двухполоспый |ромко
ворнтель 30А-66 (pile. 1'
состоит нз шнкочастотш
Рис 102.Двухголосный,гром
коговсритсть ЗОУ-GG
Рас 10.1. ДвчхпплосиыП гром
когшюрпте.ц, 30\ 62
рупора с дпумя головками 2Л-П в |]|лзоннперсном ниш
ке Констру кння низкочастотного громкоговорителя та же,
что и ранее описанная (.ЮЛ-6-1).
Высокочастотный громкоговоритель состоит нз цилинд­
рического рупора и двух голопок 1Л-16. работающих на
него через V образную горловину. Он укреплен на низко­
частотном ру поре н имеет приспособление для изменении
наклона своей осп Громкоговоритель укомплектован со
1-13
гласующнм 50-вт транс<|юрматором для включения в ли­
нию напряжением 60 в н 30-о.н разделительным фильтром
с /р*. = 1200 гц
Сдвоенный комплект низкочастотных и высокочастотных
громкоговорителей образует 100-в/н громкоговоритель
ЗОА-62. Из рнс. 103 ясен принцип монтажа этого громко
говорнтеля — два низкочастотных рупора на две головки
2А-11 каждый, монтируются друг на друга на верхнем нэ
них смошнрованы два высокочастотных рупора па две
головки 1A-I6 каждый. Громкоговоритель укомплектован
100-em согласующим трансформатором н 15-ом раздели­
тельным фильтром с /р., = 1200 гц
Сравнивая между собой все 4 типа новых громкоговори­
телей, нетрудно заметить, что они имеют: только два типа
низкочастотного акустического оформления (фазониверсный ящик и прямой экспоненциальный рупор, встроенный
в фазоннвсрсный ящик), одни тип высокочастотного акус­
тического оформления (цилиндрический рупор), три типа
согласующих трансформаторов (25, 50 п 100 вт), два типа
разделительных фильтров с единой частотой разделения
(15 и 30-ом), комплектуются двумя тинами низкочастотных
(2А-9 и 2А-11) и высокочастотных головок ( I А-17 и 1А-16).
Если сравнивать с ранее применявшейся линейкой кино­
театральных громкоговорителей, то станет очевидным нали­
чие явного прогресса в проектировании громкоговорителей
и появление дополнительных удобств обращения с ними
в эксплуатации.
Так как почти все головки, примененные в громкогово­
рителях аппаратуры «Звую, нами были описаны ранее,
то в заключение кратко опишем лишь новую низкочастотную
головку.
Головка 2А-11 (рнс. 104) была разработана для аппара­
туры Кремлевского Дворца съездов и впоследствии вошла
в состав низкочастотных громкоговорителей КЗТУ для
киноконцертных залов Головка 2А-11 имеет больших раз­
меров диффузор с диаметром излучающей поверхности
366 мм и весом 55 г, звуковую катушку диаметром 79 мм
и весом 25 г. Частота основного резонанса 25+40 гц и боль­
шие размеры излучателя обеспечивают эффективное излу­
чение низких частот Несмотря на большую массу подвиж­
ной системы, головка обеспечивает номинальный диапазон
частот до 3 кгц, тогда как 2А-9 — только до 1 кгц. Маг­
нитная цепь головки 2A-1I аналогична цепи головки
1А-16 н возбуждается керновым магнитом из кобальтового
146
сплава. Головка имеет массивны!) лито!) лиффузородерНизкочастотная головка такого класса, как 2A-1I,
впервые введена в комплектацию серийной кинотеатраль­
ной аппаратуры, и полученный качественный выигрыш
вполне оправдал некоторую большую стоимость ее в срав­
нении с 2А-9
Мы ) же >называли, что за прошедшее десятилетне
в стране ведется проектирование и строительство залов
вместимостью от 2000 до 6000 зрителей, сочетающих показ
кинофильмов с концертной, а иногда и более сложной
театральной программой Опыт Кремлевского Дворца съез­
дов, этого уникального сооружения, а также киноконцерт­
ных залов в Ташкенте, Ленинграде. Свердловске и других
городах показал жизненность таких сооружений.
Для обеспечения комплексной работы такого рода
залов с наиболее высоким уровнем качества звукоусиления
н звуковоспроизведения созданы два комплекта многока­
нальной стереофонической аппаратуры- КЗТУ-1 мощностью
400 вт в канале и КЗТУ-3 мощностью 200 вт в канале
Так как такие залы из-за их объема и сложности решае­
мых задач проектируются индивидуально, а наибольшие
трудности, естественно, возник ют в размещении громко­
говорителей и получении нужных характеристик направлен­
ности, то на основе опыта проектирования первой группы
залов были созданы некоторые наборы конструкций. Таким
образом, проектировщики в каждом индивидуальном слу­
чае из предлагаемого ассортимента громкоговорителей
147
сообразным ниже дать краткое описание конструкций гром­
коговорителей. в пей применяемых.
В аппаратуре КЗТУ различают три >руппы двухиолоспых 1ромкоговорнтелей:
1) э к р а н н ы е , обеспечивающие нятпкапалыюе сте­
реофоническое звуковоспроизведение кинофильмов:.
2) п о р т а л ь н ы е , обеспечи­
вающие также пятнкапалыюс сте­
реотипическое звукоусиление кон­
цертной н иных программ со сиены;
3) з а л ь н ы е — для четырехканальной системы стереофонии и
звуковых эффектов в зале (степы
II потолок).
Двухполоспые экранные гром­
коговорители ЗОА-17 (рис 105)
обычно монтируются в раму экра­
на или устанавливаются за ним
как и в обычном кинотеатре. Низ­
кочастотный
громкоговоритель
представляет собой линейную груп­
пу из четырех головок 2А-11 на­
груженную на прямой экспонен­
циальный рупор, встроенный в
большого объема фазоинверспый
ищнк. Выходное отверстие рупо­
ра — сильно вытянутый прямо­
угольник с соотношением сторон
1 . 4,4. При таком соотношении
низкочастотный рупор Обеспечивает Рис. 105 Портальный
характеристики
направленности, двухполоспый грочкоговокак и у звуковой колонны. Кои- Р,|,ель 30/V18 комплекта
структивно рупор представляет
собой металлический каркас (из двух половин, па рис. 105
хорошо видно место соединения половин конструкции),
обшитый фанерной плитой толщиной 30 .и.и.
Высокочастотные громкоговорители, каждый из которых
состоит из двух головок 1А-16, работающих через V-образ­
ную горловину па экспоненциальный рупор с линзой или
цилиндрический рупор, расположены двумя енммегрнчпыми
группами в верхней части низкочастотного громкоговорителя.
Громкоговорителем ЗОА-17 комплектуется КЗТУ-З
(200 вт в канале). Для него же может быть рекомендовано
использование в качестве экранных громкоговорителей
нэ рнс. 106 п 107 Каждый в. ч. громкоговоритель снабжен
устройством поворота в горизонтальной н наклоном в вер­
тикальной плоскостях для точной юстировки по залу.
В -ч громкоговоритель также состоит пт двух головок
IA-I6 нагруженных через Vобразную юрловнну на экспо­
ненциальный рупор
Основные стенные i ромкоговорителн ЗОА 19 (КЗТУ 1)
н 30А-34 (КЗТУ-З) представ­
ляют собой сочетание низко
частотной звуковой колонны и
группы высокочастотных гром­
коговорителей. Из рис. 108
хорошо виден принцип н.\
устройства, а также сле­
дует, что громкоговоритель
30А-34 есть половина от
30A-I9 Н. ч головки и в-ч
громкоговорителя те же. что
н в предыдущих типах. Прин
цнн конструкции низкочас­
тотного акустического офор­
мления, как и в портальных,
тот же, что и для ЗОА-17
Так как в больших залах
всегда будет один нлп дна
балкона, то па стенах в подбалконных пространствах в
дополнение к основным стен­
ным громкоговорителям комп­
лектов КЗТУ раэмещакп не­
большого размера двухполос­
ные громкоговорители 30А-20 рнс 109) В закрытый
ящик, заполненный поглотителем, вмонтированы головки
2A-II и высокочастотный pjnop с одной головкой IA-I6
В канале потолка зала в комплектах КЗТУ-1 и КЗТУ-З
применяются двухполосные громкоговорители ЗОА-21
(рис. 110), представляющие собой с|>азониверспый ящик
с головкой 2A-II в который вмонтирован рупорный
высокочастотный громкоговоритель с двумя юловкамн
IА-16
Заканчивая описание двухполосных громкоговорнтс
лей нельзя не уномян)Т1> еще об одном случае нх неноль
151
ЗОВЛППЯ В |ф(х|)есСНО|
таклеп драматически
ныл целях — звуксх]111кацпн спек
еатров Подобное нспотьэованне
" ” ""счедние пять лет находит
все более широкое при­
менение как средство
обогащения эмоциональ­
ного воздействия спек­
такля. К указанному
следует добавить все
участившиеся случаи ис­
пользования звучащих
диапозитивов и фраг-
спсниальны.х киносюже­
тов в качестве дополни­
тельных средств оформ­
ления постановок
Для указанных пе­
лен была
с
та спросктирова
■ 1963-1965 гг
выпускается специальная аппарату ра театрального звуко­
усиления. Учитывая exнови) ю задачу — звукофнкацню
существующих театральных залов,— а также экономичес­
кие соображения, в состав
этих комплектов вошли простеншего типа дву хполосные
громкоговорители 35ГД-3 и
37ГД-1 (рис III) Принци­
пиально оба типа одинаковы
и отличаются лишь неболь­
шими констру ктивнымн осо
бенностямн — громкоговори­
тель 37ГД I имеет приспо­
собления, необходимые для
удобства транспортировки
Двухполосные громкогово­
рители 35ГД-3 и 37ГД-1 пред­
ставляют собой закрытый
ящик небольшого объема, за-
25УЗС-1, в которым установлены дополнительно две го­
ловки 2ГД-19 (до 1965 г. в нем использовалась головка
2ГД-7)
Вообще говоря, юловка 25ГДН-5 ранее выпускалась
под шифром 5ГДН-10 в качестве низкочастотной головки
малогабаритного двухполос ною громкоговорителя ЮГДД-1
комплекта звуковоспроизведения типа 10УДС-1. Впослед­
ствии эта головка, после модернизации (короткозамкнутый
виток на керне и у велнчение верхней i раннчпой частоты
до S000 гц), применялась в качестве широкополосной в ка­
нале эс|х|)ектов стер«»|юнического комплекта 25УЗС-1 Так
как из всех низкочастотных головок она наименьшая но
габаритам, а нижняя граничная частота в -ч. звена теат­
рального громкоговорителя была выбрана 2 кгц, то нсиоль153
зовлине находящейся в номенклатуре Самаркандского за­
вода «Кинана юлонки 25ГДН-5 было вполне оправдано
Головка 2ГД-19 имеет диаметр излучающей поверхности
основного диффузора 110 .мн и второй малый конус, возбуж­
даемый общей звуковой катушкой. Магнитная цепь —
с кольцевым прессованным магнитом из феррит-бария 2БА
(головка 2ГД-7 имеет все те же данные, только магнит
кернового типа из кобальтового сплава ЮНДК-24). Головка
2ГД-19 излучает диапазон частот до 10 кгц, основной резо­
нанс довольно высок - порядка 100 ец\ максимальная мощ­
ность головки — 2 вт
Проделанный нами краткий обзор конструкций двухполоспых громкоговорителей, применяемых в аппаратуре
звуковоспроизведения кинофильмов и в универсальных
комплектах, показывает характерную особенность, связан­
ную, во-первых, с продолжением практически оправдав­
шей себя линии на закопченное конструктивное оформле­
ние каждого звена, в результате чего каждый из них явля­
ется самостоятельно работающим узкополосным громко­
говорителем.
Во-вторых, в новой аппаратуре продолжена линия уни­
фикации основных элементов громкоговорителей и расши­
рение ряда достигнуто лишь изменением комбинации не­
большого числа основных модулей.
Наконец, в-третьих, жесткие требования к качеству
и запасу надежности позволили расширить область приме­
нения кинотеатральных громкоговорителей и вполне удов­
летворительно решить наиболее сложную задачу — звуко­
усиление естественных источников звучания.
§ 7. О м о и ы о данные
вронышлоииой анаратуры
Промышленный выпуск кинотеатральных громкогово­
рителей характеризуется несколькими этапами. Так,
с 1948 г. было начато производство двухполосиых громко­
говорителей, которые в течение последующего пятилетия
стали основным видом продукции, изготовляемой для
профессиональной стационарной аппаратуры.
Период с 1958 по 1968 г. характерен совершенствованием
выпускаемых моделей, полного внедрения высококаче­
ственных постоянных магнитов, сокращения типов громко­
говорителей и расширением сферы их применения.
Наконец, с 1968 г. происходит полная смена моделей
и реализуется крайне важная для эксплуатации идея уни­
фикации ряда выпускаемых громкоговорителей
Поскольку второй этап производства завершен, а тре­
тий только начинает практическую реализацию, нам ка
'— ШПТП
J — пптп
о
О
Е р
нСТ«
JXгромкоговорителей
1
залось целесообразным дать в прилагаемых таблицах сумму
основных сведений как по выпущенным двухполоспым
громкоговорителям, так и по новому ряду.
Для удобства пользования в табл. 4 приведены сведе­
ния только о двухполосных громкоговорителях, выпускав­
шихся промышленностью с 1958 г., и нового ряда «Звук»,
предназначенных для комплектации аппаратуры звуко­
воспроизведения в стационарных кинотеатрах профессио­
нального показа.
Кннотсирыыше дауд
» л « .|
25
12
1
1
25
12
золе,
золы
золы
золы
ИГДД 1
2Л-И
IA 15
2Л-9
1Л 17
2Л-11
)Л 10
2Л9
П |7
25ГДН 4
5ГДВ8
25
25
12
25
12
25
12
25
14
50
24
1
1
25
■
2
25
14
4
*
100
4Й
2
50
44
1
1
•Зв>к>
КУСУ- кзвт-ю
25УЗС 1
52С
Сх 100 | 4x50 | 6v50 | х50|4х25
1
Зальный.
фойе
30
2
Экранный
5
3
5
Экранный
4“ 3
50+
40- 55 — 12ООО 60-*-8000
Й+
60+
■
*-12000 -12000 -4|°4000 - I200C - 1400С
550
850
15
1200
00
| 1904 | 1900
1967
800
15
1957
тех звуковоспроизведения
тотной характеристики в иемннальном знапазоне частот составляет
167
Изготовитель
В табл. 5 выделены двухполосные громкоговорители
универсальных комплектов КЗТУ длп киноконцертных
залов н залов многоцелевого назначения вместимостью от
2000 до 6000 зрителей, а также аппаратуры звукофикацнн
Если внимательно проанализировать содержание этих
двух таблиц, то станет очевидным факт неуклонного соблю-
158
депня основного принципа проектирования кинотеатраль­
ных громкоговорителей: минимум типов используемых
головок и максимум в использовании готовых конструкций
в целом пли в основных элементах.
Поэтому, на первый взгляд, большое количество типов
громкоговорителей на деле сводится к мелкой модифика­
ции небольшого числа основных типов или комбинации
Таблица 5
основных, ранее использовавшихся элементов с целью
удовлетворения особенностей данного комплекта аппара­
туры или ус.'овнй эксплуатации. Для пояснения сказан­
ного приведем несколько условных схем.
Схема на рнс. 112 показывает изменения, происходив­
шие с наиболее массовым двухполосным громкоговорителем.
Продолжение табл 5
левых залов вместпиостью от 2000 до 6000 зрителей.
ров («II» —передвижной)
чсство ) точннются при проектировании зала.
у которого низкочастотный громкоговоритель не менялся,
а все остальные элементы не вносили принципиально новых
различий.
Аналогичная схема для двушолосных громкогово­
рителей крупных н средних залов приведена на
рис. ИЗ.
Рнс 113. Схема изменений двухполосных громкогооорн
телсА для средних и крупных кинотеатров
В заключение упомянем, что кинотеатральные двухполосные громкоговорители используются в каналах кон­
троля аппаратуры записи н перезаписи фонограмм на кино­
студиях (табл. 6), а именно: громкоговоритель 30А-32 ис­
пользуется в комплектах КЗМ-8, КЗМ-10, КЗМ-11. КЗМ-15;
КМП-8; КМП-9; КПЗ-16; КПЗ-18 и КПЗ-20 (в комплектах,
выпускавшихся до 1967 г., для тех же целей использовался
громкоговоритель 30A-I5). Кроме того, в комплекте КПЗ-15
d качестве экранного громкоговорителя применяется двухполоспын громкоговоритель 30А-38, являкхциПся прото­
типом громкоговорителя ЗОА-66, но имеющий вместо согла­
сующего трансформатора н разделительного фильтра па
1200 гц только разделительный фильтр па 900 гц.
Ряд дополнительных сведений по электрическим, элек­
троакустическим и конструктивным данным двухполоспых
громкоговорителей будет приведен ниже.
Таблица 6
Двуднолоснме громдоговорители студийной аппаратуры________
Гипгромкоговорителя
Продолжение табл 6
Частота разделения
частотной характеристики 16 дб.
5
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ
Все кинотеатральные громкоговорители, как н вообще
вся кинотеатральная аппаратура, по условиям эксплуата­
ции могут быть разделены па две группы:
Характерным для них является работа в одном н том же
помещении, обычно в зале кинотеатра, н в одинаковых
условиях, в частности при относительно малых колебаниях
температуры и влажности воздуха, что особенно важно для
громкоговорителя.
2. Г р о м к о г о в о р и т е л и п е р е д в и ж н ы е .
Работают они чаще всего в случайных помещениях, при­
чем значительный процент из общего времени нахождения
в эксплуатации передвижных громкоговорителей падает
па перевозки нэ одного места установки в другое. Поэтому
передвижные громкоговорители подвержены о значитель­
ной степени воздействию атмосферных условий и тряске.
Таким образом, разные условия работы этих двух групп
громкоговорителей вызывают различные правила эксплуа­
тации, соблюдение которых обеспечивает длительную без­
аварийную раооту громкоговорителя при максимальном
использовании его качественных показателей.
Конечно, время вносит свои коррективы. Так, если в пер­
вое послевоенное десятилетне передвижная киноаппара­
тура составляла очень большой объем в общем хозяйстве
кинофикации, то в последующие годы неуклонно возрас­
тала первая группа. Более того, значительное количество
киноаппаратуры передвижной по назначению стацноннровалось, то есть закреплялось для работы в одном п том же
помещении. Поэтому в настоящее время группа стационар­
ной и стациопнроваппой аппаратуры существенно преобла­
дает над передвижной. Однако особенности пашей страны
и неуклонный курс на кпнообслужнванне во всех случаях
(полевые станы, отгонные пастбища, Дальний Север и т. п )
делают и вторую группу аппаратуры необходимой и нема­
лой по количеству.
Рассмотрим эти правила применительно к каждой из
указанных групп.
§ 1. Стационарный гроакоговорнш н
Весь период работы громкоговорителя, от момента его
установки до момента снятия для ремонта пли замены более
совершенным типом, можно разделить на два этапа- уста­
новка и эксплуатация.
Правильная установка стационарных громко! оворитслей является основным условием для обеспечения каче­
ственной работы всего комплекта аппаратуры при ее даль­
нейшей эксплуатации.
Проверка громкоговорителей
До установки громкоговорителей необходимо произнес [н
их проверку, так как небрежная упаковка и транспорти­
ровка могли вызвать повреждения. Проверка заключается
во внешнем осмотре голэвок н того оформления, в котором
они размещены (ящик, фазоинвертор, рупор и т. п.). Если
громкоговоритель транспортируется вместе с установлен­
ной в нем головкой, внешнему осмотру подвергают громко­
говоритель в целом.
После вскрытия упакованных громкоговорителей н го­
ловок необходимо внимательно их осмотреть н установить:
166
1) отсутствие повреждений о оформлении громкоговори­
телей: трещины, расслоение фанеры стенок, разошедшиеся
соединения конструкции, прочность декоративных накла­
док и т. п.;
2) целость и состояние клемм для подключения внешнего
монтажа;
3) целость декоративной материн, закрывающей головку
громкоговорителя (на это надо обращать особое внимание,
если доступ дзя осмотра головки затруднен);
4) состояние головок громкоговорителя: не расцентрнрована ли подвижная система, нет ли повреждений диффу­
зора или диафрагмы и т. д. Следует обратить внимание не
только на явные повреждения, но и на качество подвижных
систем, в частности на отсутствие вмятин, трещин и наплы­
вов па дш|х|)узорс;
5) отсутствие в зазоре магнитной системы опилок, стру­
жек и прочего мусора;
6) отсутствие коррозированных деталей.
Плохо прикрепленные детали оформления, расслоение
фанеры и т. п. не всегда могут быть обнаружены простым
осмотром. В то же время эти недзетаткн часто являются
причиной возникновения дребезжаний при работе громко­
говорителя, воспринимаемых как искажения при звуко­
воспроизведении.
Скрытые дефекты обнаруживаются при простукивании
деревянного оформления легкими отрывистыми ударами
кулака. Слышимое при этом дребезжание укажет на неис­
правности, при повторном простукивании уточняют, какая
деталь является причиной этого. Устранение замеченных
недостатков следует производить до установки громко­
говорителя в зале.
При обнаружении дефекта -лерезянные части конструк­
ции оформления проклеивают столярным или казеиновым
клеем и, если необходимо, стягивают их шурупами или
болтами. Ьслн оформление сварное металлическое (напри­
мер. высокочастотный рупор), то разошедшийся шов или
соединение спаивают или сваривают. Мелкая трещина
или раковина в литом рупоре может быть после очистки
от краски зашпаклевана пнтрошпаклевкой и нрокраI- При осмотре клемм, к которым хрепятся провода внеш­
них линий, необходимо обращать внимание, не попала ли
на контактные поверхности ннтрокэаска Краску смывают
растворителем, в который обычно входят */э ацетона и
7а амилацетата, пли в крайнем случае осторожно соскаб­
ливают. Краска па токопроводящих поверхностях может
резко увеличить переходное сопротивление контакта и ка­
чество звуковоспроизведения сильно ухудшится из-за на­
рушения согласования между усилителем и громкоговори­
телем.
Особенно тщательно проверяется состояние контактов
в пулевых, то есть общих клеммах двухполосного громко­
говорителя. При плохом контакте в нулевом проводе н.-ч.
и п.-ч. громкоговорители оказываются включенными после­
довательно на широкую полосу, что вызывает сильные иска­
жения и может привести к выходу нэ строя высокочастотных
головок.
При проверке головок необходимо осторожно обращаться
с ними, так как можно легко повредить подвижную систему.
Поэтому проверка должна производиться только квалифи­
цированным работником, лучше всего мастером кнпоремонтной мастерской.
Расцептрнрованпе подвижной системы головки и чис­
тота зазора магнитной системы проверяются па слух при
смещении подвижной системы рукой, так как за исключе­
нием высокочастотных рупорных головок зазор обычно за­
крыт от прямого наблюдения пылезащитным колпачком,
вклеенным в вершину диффузора.
Смгщение диффузора производится одновременным и
периодическим нажатием на него обеих рук проверяющего.
При этом руки должны быть расположены точно по диа­
метру диффузора, а трн-четыре пальца располагаются на
внешней поверхности дн<||фуэора, ближе к воротнику, то
есть гофрированному плоскому кольцу в его основании.
Амплитуда смещения не должна превышать 1,5—2 мм.
Смещение диафрагмы высокочастотной головки дости­
гается одновременным нажатием четырех пальцев правой
рукн (большим, указательным, безымянным, средним),
расположенных по краю купола диафрагмы. Нажатие
должно быть равномерным и небольшим, чтобы амплитуда
смещения не превышала 0,5 мм. В противном случае купол
диафрагмы, толщина которого 0,06 .и.и, может быть продав­
лен, и головка тем самым повреждена.
Рашентрнрованне головки вызывает хорошо слышимый
шорох, длящийся все время, пока подвижная система на­
ходится в движении. Наличие в зазоре мусора, в частности
опилок, вызывает прерывистый шорох, потрескивание и
царапание.
168
Все обнаруженные недостатки должны быть занесены
d дефектную ведомость, прилагаемую к рекламации. Эти
сведения помогают заводу-нэготовнтелю вести борьбу за
качество продукции, устранять дефекты сборки и упаковки.
Мелкие недостатки могут быть устранены па месте, сред­
ние — в кппорсмоптных мастерских, а при крупных —
аппаратура должна быть заменена эаводом-нэготовптелсм.
Следует особо подчеркнуть, что в настоящее время
в рамках повои системы экономического планирования
и стимулирования промышленности роль рекламации,
как средства борьбы за высокое качество продукции, очень
сильно возросла. Более того, в конце 1967 г. Постановле­
ние Совета Министров СССР определило, что при наличии
рекламации завод-поставщик не только обязан бесплатно
заменить неисправную аппаратуру, но и возместить заказ­
чику все убытки, понесенные от момента получения аппа­
ратуры до замены на кондиционную.
В заключение заметим, что общую проверку громко­
говорителя лучше всего производить прослушиванием вос­
произведения нм плавно скользящего тона всего диапазона
звуковых частот на поминальной мощности. Такая про­
верка обязательна также для головок до общей проверки
комплекта, внешний осмотр подвижных систем которых
обнаружил в нем мелкие вмятины, наплывы и т. л Если
прослушивание головки не зафиксировало появления до­
полнительных призвуков и дребезжания, такая система
может быть оставлена на головке.
Установка громкоговорителей
Правильная установка громкоговорителей гарантирует
надежность работы и максимальное использование прису­
щих данному типу громкоговорителей качественных пока­
зателей. Установка громкоговорителей в зале кинотеатра
начинается с электромонтажных работ и закапчивается их
декоративным оформлением, если последние не маскиру­
ются экраном или деталями стен зала.
Электромонтажные работы, связанные с прокладкой
.ПИШ1Й0Т усилительного устройства, расположенного в аппа­
ратной, к громкоговорителям, находящимся у экрана или
за ним, проводятся на основании действующих норм и
правил. Основные требования следующиеI)
малое в сравнении с нагрузкой, то есть с входным со­
противлением громкоговорителей, сопротивление звуковых
лшшП. Это необходимо для исключения потерь звуковой
мощности и для обеспечения сомасовання выхода усили­
теля н нагрузки,
2)
электрическая и механическая надежность всех пере­
ходных контактов.
Звуковые линии, идущие нэ аппаратной, должны окан­
чиваться распределительным щитком, к которому и подклю­
чаются громкоговорители. Щиток изготовляется нэ изоли­
рующего материала хорошего качества: гетннакс, тексто­
лит и т. п.; контактные болты, гайки и шайбы должны
быть латунными при диаметре болта не меньше 4 jk.ii .
Для удобства эксплуатации щиток маркируется, а со­
единительные провода к громкоговорителям должны нахо­
диться в общем шланге или быть эажгутовапы Разделку
и маркировку проводов надо особенно тщательно провести
при установке двухполосных громкоговорителей, где число
линий и соединений резко возрастает.
Концы всех проводов должны быть облужены, лучше
на них иметь наконечники. Особое внимание должно быть
обращено на нулевой провод, сечение которого всегда лучше
брать выше, чем у остальных проводов.
Необходимые данные для подбора сечения проводов
линий приведены в таблицах промышленной аппаратуры.
Размещение громкоговорителей около экрана опреде­
ляется типом последнего. Громкоговорители размещаются
за экраном, по его центральной оси, если экран звукопро­
ницаемый, то есть на полотно экрана нанесены перфора­
ции в виде мелких круглых дырочек. Такие экраны создают
более благоприятные условия звуковоспроизведения в зале
кинотеатра по всей его площади.
Однако их изготовление требует сложного оборудова­
ния и специальных материалов, вследствие чего производ­
ство таких экранов в настоящее время еще не развернуто
в должном количестве. Поэтому такими экранами в обяза­
тельном порядке снабжаются только все стереофонические
киноустановки, а обычные — пока в ограниченном коли­
честве.
Если экран звуконепроницаемый, то громкоговорители
размещаются у его боковых сторон, для чего стационарные
киноустановки комплектуются двумя громкоговорителями.
Расположение громкоговорителей должно в условиях
данного зала обеспечить: 1) равномерное распределение звуко­
вой энергии по всей площади зрительских мест; 2* значи­
тельное преобладание прямой звуковой энергии, пришедшей
17U
непосредственно от громкоговорителей, над отраженной;
3)
слитность зрительного н слухового восприятия, то есть
для зрителя звук должен ощущаться идущим только от
экрана, а источник звучания — совпадать с его нэображеПрактнка показала, что для удовлетворения этих усло­
вий громкоговорители должны находиться в плоскости
экрана на такой высоте, чтобы их акустические центры рас­
полагались в пределах от */з до */э высоты экрана. Под аку­
стическим центром широкополосного громкоговорителя по­
нимается, с достаточным для практики приближением,
геометрический центр отверстия в ящике, через которое
работает головка прямого излучения, а для двухполосного—
геометрический центр выходного отверстия высокочастот­
ного рупора. При более сложном случае (два нлн более
в.-ч. рупоров) акустический центр определяется как сред­
няя точка относительно акустических центров рупоров.
Помимо правильного положения громкоговорителей по
высоте должны быть установлены углы поворота (горизон­
тальный) и наклона (вертикальный) в соответствии с осо­
бенностями расположения зрительских мест в зале.
Дать рекомендации, точно указывающие углы наклона
н поворота, трудно, так как в каждом конкретном случае
вопрос сочетания характеристики направленности громко­
говорителя и особенностей конфигурации зала должен
быть решен применительно к создавшимся условиям.
При нормальных соотношениях ширины, длины и вы­
соты зала и отсутствии акустических дефектов хорошие
результаты получаются, если наклон громкоговорителей
таков, что продолжение его акустической оси* приходится
примерно на вторую половину средних рядов зала, что
составляет примерно */,—*/, длины партера.
В этом случае громкоговорители должны быть развер­
нуты по отношению один к другому.на такой угол, чтобы
акустические оси их сходились в центре зала (рис. 114).
Повторяем, что эта рекомендация нуждается в уточнениях
в соответствии с местными условиями.
При выборе правильной установки громкоговорителей
необходимо добиваться следующих результатов:
• Акустической осью громкоговорителя называется ось симмет­
рии излучающей поверхности громкоговорителя Для однополосных
громкоговорителей она чаще всего совпадает с его геометрической осью;
для двухполосных —с осью высокочастотного громкоговорителя
171
1) при перемещении по зрительному залу вдоль сред­
него прохода от первого до последнего ряда не должно
наблюдаться изменения уровня воспроизводимого громко­
говорителем звука, в частности тембр звучания должен
сохраняться неизменным;
2) при перемещении по ширине зала, которое следует
начинать со средних мест партера, проверяющий не дол­
жен различать, с какой из боковых сторон экрана слышен
звук; ощущение расположения громкоговорителей в центре
экрана свидетельствует о правильном нх положении.
В случае нарушения этого впечатления (слышна работа
левого или правого громкоговорителя) угол поворота
должен быть изменен.
Так, если положение наблюдателя н слышимое нм на­
правление источника звука совпадают (например, наблю­
датель находится в левой стороне зала и слышит работу
только левого громкоговорителя), то громкоговоритель
надо разворачивать в направлении экрана.
Если место наблюдения и направление источника звука
противоположны, то это свидетельствует о слишком боль­
шом повороте громкоговорителей, н они должны быть раз­
вернуты в обратную сторону.
172
Выбор правильного расположения громкоговорителей
производится при воепронзведении ими фонограмм хоро­
шего качества н разнообразного содержания- оркестр,
оркестр с хором нлп солистом, речь и т. п Для облег­
чения работу надо организовать таким образом, чтобы
производящий проверку мог, не сходя с места, руково­
дить изменением углов наклона н поворота громкогово­
рителей.
В практике мо|ут быть отступления от указанных при­
емов. В каждом отдельном случае вопрос должен быть ре­
шен так, чтобы получить наилучшес звучание для гсех
Например, в очень длин­
ном, узком н высоком зале
с сильно выдающимися впе­
ред балконами, простираю­
щимися до половины длины
партера, приходится один нз
громкоговорителей направ­
лять главным образом на пар­
тер, а второй — па балкон.
В этом случае неизбежно по­
явление эффекта локализа­
ции, то есть установления Рнс. 115 Неправильное размс
места работы громкоговори­
телей, но зато будет обеспе­
чено одинаковое качество
звуковоспроизведения в партере и па балконе, что бо-
Т1 Г П
Одпако такое решение не является панлучшнч. Более
правильной была бы установка двойного комплекта громко­
говорителей, одна пара которых была бы направлена только
па партер, а другая — на балкон. В громкоговорителях
30А-13 или ЗОА-62, например, для данного случая необхо­
димо одно в.-ч. звено ориентировать на партер, а второе —
на балкон.
При установке широкополосных громкоговорителей пря­
мого излучения, например, или двухполосных с фиксиро­
ванным положением высокочастотного громкоговорителя
(30A-I5, 30А-32, 25ГДД-1) нужные углы получают пово­
ротах
аклопом всего громкоговорителя. Для мощных
двухполоспых громкоговорителей (ЗОА-13, ЗОА-62. ЗОА-66)
нужный горизонтальный угол получают поворотом всего
громкоговорителя, а вертикальный угол— только накло-
пом зысо кочастотного i ромкогевормтеля с помощью имею­
щегося у него приспособления
В двухполосных громкоговорителях нельзя раздельно
помещать высокочастотный и низкочастотный громкогово­
рители (рис. 115), стремясь выполнять рекомендацию о вы­
соте центра излучения В этом случае резко ухудшается
качество звуковоспроизведения вследствие частотных иска­
жений в полосе совместной работь н появления эффекта
раздельности звучания низкочастотного и высокочастот­
ного громкоговорителей
Однако могут встретиться случаи, когда невозможно
устаговнть громкоговорители но бокам экрана. Чаще всего
это мажет быть при установке двухполосных громкоговори­
телей, габариты которых зпачптелыо превышают габариты
одноголосных.
При таком затруднении следует руководствоваться ре­
комендациями, приведенными ниже:
1) экран расположен высоко и расстояние от пола до
экрана больше максимального размера громкоговорителя.
В этом случае громкоговорители размещаются под экраном
в нормальном положении одни рядом с другим по централь­
ной ап экрана Надо обращать вннмапне, чтобы верхняя
часть громкоговорителя не срезала нижнюю чпеть проецн
руемого на экран кадра для зрителей, ендящнх в первых
рядах партера,
2) высота до нижнего края экрана не позволяет помес­
тить громкоговоритель в нормальном положении. В этом
случае громкоговорители можно поставить боком (рядом
или слип на другой). Обязательным является перенесение
высокочастотного громкоговорителя на верх низкочастот­
ного, считая верхом действительное положение соответ­
ствующей стенки ящика по отношению к полу.
Если низкочастотные громкоговорители поставлены один
на другой, то оба высокочастотных громкоговорителя уста­
навливаются рядом на верхней стенке верхнего низкочас­
тотного громкоговорителя;
3) громкоговорители неудобно ставить около экрана,
так как сцена используется для других целей. Если экран
поднимается вверх на кулисы, то громкоговорители можно
ставить на боковые площадки авансцены при соблюдении
двух условий:
а)
ширина сцены такова, что при опущенном экране
просвет между громкоговорителем и краем экрана не пре­
вышает ширину громкоговорителя;
Г>
) экр
юлпешон тлк, что громко'онормтслн оклитс" выдвинутым" вперед от экрана па расстоянии пе
се чем глубина громкоговорителя
Во всех остальных случаях громко'оворителн иеобхоо устанавливать обычным образом, предусматривая
ложность леткой сьемкн их н установки обратно Для
•о громкоговорители надо включать через надежные
ьемы. например типа I11P.
х (например, |ромк<гопо-
Для последующей правильной установки громкоговори­
телей при первой ориентировке направления от них звука
в зал нужно положения громкоговорителей отметить на
пату краской.
На piic. 116 даны примеры расположения громкоговори­
телей. Правила выбора нужных углов поворота и наклона
во всех случаях остаются неизменными.
При установке громкоговорителей необходимо преду­
смотреть возможность доступа к задней его стенке, до­
ступа к клеммам и для открывания дверцы на сю стен­
ке. Обычно расстояния в 0,5—0,75 ,н вполне доста­
точно. Однако юли это сопряжено со слишком батьшнм
выдвижением громкоговорителя вперед в зал от экрана, то
лучше всего иметь приспособление для откатывания его
вперед от стенки (ролики, катки).
Установленные открыто громкоговорители должны быть
задрапированы, иначе они неприятно выделяются на об­
щем фоне архитектурного о<|юрмлсния зала. Кроме того,
драпировка предохраняет головки от попадания ныли.
Выбор цвета материн и характер исполнения драпировки
решаются в соответствии с общим оформлением зала.
Опыт показал, что замаскнрованность громкоговори­
теля благоприятно сказывается на неразрывности восприя­
тия зрителем звука и изображения.
Сточки зрения акустики важно, чтобы материя, исполь­
зуемая для драпировки, была не плотная, иначе резко
ослабляется излучение высоких частот н звучание громко­
говорителей приобретает неприятный бубнящий характер.
Для драпировки можно рекомендовать материю типа майи,
вуали, легких сортов крепдешина, тюля н т. п
Практически для определения пригодности данного
сорта материн для драпировки просматривают ее на про­
свет. Если контуры предметов хорошо видны, то плотность
материн мала н она пригодна для драпировки Применять
нлюш и бархат нельзя.
Материю для драпировки не следует собирать мелкими
складками или сборками, так как это равносильно приме­
нению плотной материн н только ухудшает качество звуко­
воспроизведения.
Если оформление собирается на каркасе, надо просле­
дить за плотным соединением его с корпусом громкоговори­
теля, иначе возможно появление дребезжания Во избежа­
ние этого надо также следить, чтобы каркас обрамления
экрана не нчслслабозакрсплснныт детален.
176
Соблюдение рекомендаций, перечисленных выше, обес­
печивает падежную и качественную работу громкоговори­
телей. Для сохранения первоначального качества звуча­
ния в процессе эксплуатации необходим профилактический
уход за громкоговорителями н их периодическая проверка.
Для этого следует:
а) не реже одного раза в шесть месяцев проверять состоя­
ние контактов в местах перехода: клеммные ишткн, выход­
ные клеммы громкоговорителя:
б) регулярно проводить полную проверку качества зву­
ковоспроизведения тест-фильмом.
Такая проверка обязательна каждый раз после замечен­
ных при демонстрации картины недостатков. При отсутствии
тсст-фнльма необходимо иметь контрольную фонограмму,
качество звучания которой известно и оценивается как
хорошее;
в) периодически очищать пылесосом громкоговоритель
от пыли в частности чистить о<|юрмленне;
I)
обязательно проверять состояние громкоговорителей
после аварийных случаев, вызывающих появление мощ­
ного сигнала на выходе усилителя, так как искаженный
сигнал в этом случае может соответствовать 2—3-кратной
тепловой перегрузке головок громкоговорителей;
д) немедленно заменять дефектную головку, даже если
дефект небольшой, и своевременно ремонтировать ее.
При отсутствии запасной головки, чего, как правило, не
должно допускаться, временный переход на уменьшен­
ное число головок должен сопровождаться включением
балластного сопротивления взамен выбывшей головки.
§ 2. Передвижные греяиоговоритеяи
Особенности работы передвижного комплекта звуковос­
производящей аппаратуры влияют и на эксплуатацию гром­
коговорителей. В стационарной аппаратуре качество ра­
боты комплекта громкоговорителей в основном зависит от
правильной установки их, в передвижной аппаратуре, на­
оборот, основными являются вопросы правильной эксплуа­
тации громкоговорителя.
Связано это с тем, что передаижной громкоговоритель
часто приходится приспосабливать к установке в случай­
ных помещениях В то же время очень важна сохранность
громкогопорнтеля, обеспечивающая безотказность его ра­
боты.
177
Эксплуатация громкоговорителей
Для безаварийной и хорошей работы громкоговорителей
необходим контроль за его состоянием перед выездом и
после окончания рейсовой поездки.
Такой двойной контроль, во-первых, создает у киноме­
ханика уверенность в исправности громкоговорителя, с ко­
торым он готовится выехать, и повышает ответствен­
ность за создание нужных условий при транспортировке
громкоговорителя; во-вторых, дает возможность опреде­
лить качество возвращаемого громкоговорителя и позво­
ляет своевременно устранить мелкие повреждения, воз­
никшие в громкоговорителе, обеспечивая тем самым посто­
янную готовность аппаратуры к эксплуатации.
Контроль заключается прежде всего во внешнем осмот­
ре громкоговорителя н проверке его центрирования.
Одновременно проверяется, не попали ли в зазор магнит­
ной системы мусор, опилки и т. п. Порядок осмотра та­
кой же, как и для стационарных громкоговорителей.
Второй этап проверки — контроль качества работы
громкоговорителя. Для этого прослушивается воспроизве­
дение громкоговорителем плавно изменяющейся частоты.
В этом случае генератор включают на гнезда звуко­
снимателя. При малом напряжении на выходе генератора
его можно включать на фотоэлементный вход усилителя.
Выходной уровень должен соответствовать нормальной мощ­
ности громкоговорителя.
В практяке обычно приходится прибегать к более прос­
тым способам проверки, заключающимся в прослушивании
тест-фильма или фонограммы хорошего качества Такое
прослушивание комплекта, то есть усилителя с громко­
говорителем, позволяет судить о его исправности в целом.
Однако если замеченные дефекты вызывают сомнение
в их источнике, необходимо громкоговоритель проверить
вторично, включив его в заведомо исправный усилитель.
Такая дополнительная проверка необходима, так как при­
чиной появления дребезжания могут быть возросшие вслед­
ствие неисправности усилителя нелинейные искажения при
пашой исправности громкоговорителя.
Надо твердо помнить, что нельзя оставлять без внима­
ния даже сравнительно небольшие дефекты, рассчитывая,
что они сами устранятся или будут мало зачетны в работе.
Как правило, последнее влечет за собой быстрое ухудше­
ние качества громкоговорителя и аварию.
Особенно внимательно надо следить за транспортиров­
кой громкоговорителя.
Готовясь к перевозке, прежде всего прннниают меры,
обеспечивающие невозможность попадания на громкогово­
ритель влаги, так как она вызывает разбухание диффузора,
потерю им механической прочности, резкое уменьшение
общей отдачи и ухудшение воспроизведения высоких час­
тот. Кроме того, проникновение влаги в воздушный зазор
магнитной системы вызывает появление коррозии и в даль­
нейшем — выход громкоговорителя из строя.
Лучше всего укрывать громкоговоритель влагонепрони­
цаемым плотно закрывающимся чехлом: брезентовым, кле­
енчатым и т. п. Г.слн вся перевозимая аппаратура имеет
дополнительное общее покрывало, то при укладке надо
особенно тщательно закрывать громкоговоритель. Лучше
всего оборудовать съемный легкий кузов, обтянутый непро­
мокаемой тканью.
Громкоговоритель, как и всю аппаратуру, следует обе­
регать также от излишней тряски, следствием которой мо­
жет быть расцентрнрованне громкоговорителя. Для этого
под громкоговоритель подкладывают мягкую подстилку,
выполняющую роль амортизатора, например сено, уложен­
ное на дно повозки или автомашины, пли лучше специально
набитый сенник.
Так как головка передвижною грочкоговорателя уста­
новлена в чемодане, то для большего сопротивления тряске
его надо укладывать на широкую сторону на переднюю или
заднюю стенку. Ставить его вертикально или па узкую
боковую сторону нежелательно, так как при таком поло­
жении головка более чувствительна к сотрясениям.
При малой вместимости кузова громкоговоритель лучше
класть па самое дно. Все эти советы относятся не только
к подготовке к выезду с базы, но и к перевозкам но марш­
руту. Приведенные выше рекомендации могут быть изменены
в зависимости от погоды и времени года.
Так, осенью и весной особое внимание следует обращать
па защиту от осадков. Зимой надо иметь дополнительную
теплозащиту: войлок, кошму, ватный чехол и т. п. Надо
оберегать громкоговоритель от резкого изменения темпера­
туры и не допускать перенесения аппаратуры сразу с мо­
роза в теплое помещение или наоборот. Поздней осенью,
когда грязь уже замерзла, а снега нет нлн еще мало, особое
внимание надо обращать на защиту громкоговорителя от
тряски.
179
Установка громкоговорителей
Правильная установка громкоговорителей в большин­
стве случаев осложняется специфическими условиями экс­
плуатации передвижной аппаратуры. К числу этих особен­
ностей относятся:
1) наличие в большинстве комплектов передвижной аппа­
ратуры одного громкоговорителя;
2) недостаточно хорошая акустика помещений, в кото­
рых происходит демонстрация картин, в частности малая
их высота, не превышающая чаще всего высзты обычного
жилого дома.
Рассмотрим отдельные случаи установки громкооворнК о м п л е к т КУУП-56
с громкоговори­
т е л е м 25A-I7. В комплекте имеются фактически два
громкоговорителя. Так как чемодан раскрывается на две
самостоятельные половины, то в этом случае применимы
те же рекомендации, что н для установки стационарных
громкоговорителей. Напомним, что наилучшим разме­
щением громкоговорителей является подвешивание их на
такой высоте, чтобы центр отверстия в чемодане приходился
на '/,+*/, высоты экрана.
Громкоговорители могут быть размещены по бокам
экрана н на подставках, минимальная высота которых
должна обеспечивать высоту акустического центра громко­
говорителя от пола не менее 1,8 м.
Угол поворота каждого громкоговорителя должен быть
отмечен на подставке краской.
К о м п л е к т ы КУУП-56 с г р о м к о г о в о р и ­
т е л е м 25A-I3, КПУ-52. Нанлучшнч размещением гром­
коговорителя этих комплектов была бы установка его над
экраном по его центральной осн. В этом случае надо обес­
печить крутой угол наклона так, чтобы акустическая ось
громкоговорителя пересекала центр зала.
Хоэошне результаты дает установка громкоговорителя
н под экраном. Однако это возможно только в том случае,
если центр излучения громкоговорителя буде- находиться
не ниже 1,8 м от пола.
Обычно это условие нельзя выдержать, так как высота
помещения не позволяет вешать экран достаточно высоко.
Так, например, при минимальной высоте экрана 1,5 м вы­
сота пэмещення должна быть не менее: 1,5 + 1,8 + 0,2 =
= 3,5 м.
180
В обычных условиях громкоговоритель чаще всего при­
ходится устанавливать сбоку экрана, сохраняя неизмен­
ными все приведенные выше рекомендации в отношении
высоты его подъема. Следует только отметить, что угол
разворота громкоговорителя здесь увеличивается, так как
он должен обеспечить равномерное распределение звуко­
вой энергии (рис. 117).
S
Рис 117. Примерные схемы распо­
ложения громкоговорителя кино­
передвижки:
При установке передвижных громкоговорителей необ­
ходимо соблюдать следующие правила:
1) нельзя устанавливать громкоговорители прямо на
полу, ибо в этом случае из-за поглощения сидящими в пер­
вых рядах зрителями высоких частот резко ухудшается
качество звуконередачн и, в частности, падает разборчи­
вость речи для зрителей, сидящих в последних эядах;
2) следует хорошо закреплять шланг, соединяющий
громкоговорятель с усилителем для того, чтобы при слу­
чайном задевании шланга не свалить громкоговоритель
или усилитель.
§ 3. Особенности эксплуатации
многоканальных систем
Рассмотренные в предыдущих параграфах вопросы от­
носились к обычным кинотеатральным трактам, звуковос­
произведение в которых осуществляется одним каналом,
состоящим нэ усилителя и громкоговорителя. В настоящее
время все шире и шире внедряется в практику новый вид
кнноэрелнша — широкоформатное кино на 70-мм пленке,
одной нэ отличительных сторон которого явилось исполь­
зование многоканальных трактов, позволяющих осуще­
ствить стереофоническое, то есть объемное, звучание.
Наряду с широкоформатным кинематографом в практику
кинопоказа прочно вошел н широкоэкранный кинофильм.
Большое число стационарных киноустановок в свое время
было оснащено четырехканалыюЛ стереофонической аппа­
ратурой звуковоспроизведения, что позволяет на них де­
монстрировать широкоэкранные копни широкоформатных
фильмов со стереофонической фонограммой*.
Стереофоническое звуковоспроизведение не только позво­
ляет обеспечить перемещение источника звучания в преде­
лах большого экрана и даже вынести его в зал, но явля­
ется единственным средством виенринзведепни простран­
ственной картины звукового поля многих источников звука.
В качестве примера можно привести оркестр или хор,
в которых не только много источников звучания, но и рас­
положение их вполне определенное.
Многократно ставившиеся опыты сравнения одпоканальпого монофонического звучания со стереофоническим
всегда убедительно показывали, что при одинаковых объек­
тивных качественных показателях трактов стереофониче­
ское звучание слушателем оценивалось на класс выше
мошхроннческого.
Таким образом, стереофония есть средство подъема ка­
чества звуковоспроизведения на более высокую ступень при
использовании той же аппаратуры, что и для монофоничес­
ких трактов. Эта причина является основной для объяснения
бурного расцвета и прогресса даухканалыюй любительской
* Вначале и широкоэкранные фильмы выпускались в ряде случаев
со стереофонической фонограммой. Однако по ряду причин я производ­
стве кинофильмов такой вид фонограммы практически был вытеснен
одноканальной фотографической фонограммой. На наш взгляд, это
явление временное, и стереофония в широкоэкранном кинематографе
еще найдет широкое применение
182
стереофонии индивидуального пользования (магнитофоны,
грампластинки).
Широкоформатный кинематограф использует для зву­
кового сопровождения фильма шестнканальную стереофо­
нию, для чего на 70-мм пленке помимо изображения распо­
ложены шесть магнитных дорожек с записанными на них
фонограммами.
“1
1
1
—hi—j
1
Соответственно комплект звуковоспроизводящей аппа­
ратуры имеет шесть каналов: громкоговорители пяти кана­
лов размещаются за экраном, а шестого капала — на стенах
зала цепочкой с определенным шагом (схема рис. 118).
Заэкранныс громкоговорители являются основными ка­
налами, несущими всю смысловую звуковую информацию
фильма, а зальные громкоговорители — вспомогательным
каналом, или, как его часто принято называть, каналом
звуковых эффектов. Само название канала хорошо указы­
вает на его назначение — увеличивать силу воздействия
звукового сопровождения фильма путем выноса в отдель­
ные моменты звучания в зал или добавления различных
эффектов, сюжетно связанных с развертывающимся на
экране действием: шум дождя, гром, выстрелы, пение
птиц н т. п.
Размещаемые за экраном громкоговорители принято
нумеровать /, 2, 3, 4 и 5 слева направо, если смотреть на
них из зрительного зала.
Громкоговорители эффектного канала обозначаются
«Левый», «Правый» и «Задний», исходя из того же условия,
что наблюдатель расположен в зале и лицом обращен
к экрану.
Напомним, что широкоформатные киноустановки ком­
плектовались аппаратурой КЗВТ-10, в состав которой
входили заэкранные громкоговорители 30А-13 и зальные
ЗОА-14. С 1968 г. такие установки будут оснащаться ком­
плектами «Звук 6x50» и «Звук 6х 100» с экранными громко­
говорителями типа ЗОА-66 н 30А-62 и зальными ЗОА-46
соответственно.
Эксплуатация такой многоканальной системы звуковос­
произведения во многом требует соблюдения тех же правил,
что и обычная однокангльная система, однако отличается
от нес некоторыми особенностями. Их мы и коснемся ниже,
опуская все ранее рассмотренные вопросы.
Как уже говорилось, основные громкоговорители дол­
жны устанавливаться за экраном, для чего он должен быть
звукопроницаемым, то есть перфорированным. Громкогово­
ритель 3 устанавливается по центру экрана, громкоговори­
тели / и 2, 4 н 5 должны быть установлены в центре соот­
ветствующих его зон, каждая из которых должна состав­
лять '/, ширины экрана (см. рис. 118, а).
Передней стороной громкоговорители должны стоять
возможно ближе к полотну экрана, однако говорнтелн ка­
налов /, 2, 4 ч 5 развертываются дополнительно так, чтобы
их акустические оси перекрестились примерно в половине
Положение боковых по отношению к центральному
громкоговорителю 3 громкоговорителей уточняется в зави­
симости от особенностей зрительного зала, с тем чтобы
каждый из них при самостоятельной работе обеспечил рав­
номерное распределение звуковой энергии от всей площади
зрительских мест.
164
Наличие высокочастотных громкоговорителей в ука­
занных выше типах с разнесенными акустическими цент­
рами и раздельной регулировкой угла наклона облегчает
выполнение основных требований, приведенных в гл. 5 § 2.
При регулировке наклона высокочастотных громкогово­
рителей в залах без балконов или с балконом малых разме­
ров следует нижний рупор направить на середину перед­
ней части партера, а верхний — на середину задней его
части. При балконе больших размеров нижний рупор ори­
ентируется на середину партера, а верхний — на переднюю
часть балкона.
Так как суммарная мощность всех пяти одновременно
работающих громкоговорителей заметно выше, чем в одноканалыюм тракте, следует в процессе установки и опробо­
вания громкоговорителей обращать особое внимание на
ликвидацию в зале источников дребезжания: плохо закреп­
ленные стекла в арматуре осветительных приборов, рама
Каждый экранный громкоговоритель должен иметь свой
индивидуальный распределительный щиток и соединитель­
ный кросс с соответствующей маркировкой концов
Поскольку высота широкого экрана обычно существенно
больше обычного, то под громкоговорители должен быть
изготовлен специальный помост для нужного подъема их
акустического центра, то есть центра плоскости, в которой
размещаются выходные отверстия акустических линз.
Эффектные громкоговорители размещаются па боковых
и задней стенах зрительного зала, расположение их во мно­
гом определяется формой зала и его архитектурной отдел­
кой и задаются проектом.
Для залов с нормальным соотношением размеров и про­
стой отделкой можно сформулировать следующие требова­
ния к размещению эффектных громкоговорителей:
1) громкоговорители размещаются равномерно на всех
трех стенах зала;
2) расстояние между двумя соседними громкоговорите­
лями может меняться в пределах от 3 до 8 м, однако приня­
тое расстояние должно быть одинаковым для всей це­
почки;
3) громкоговорители должны быть размещены возможно
выше (высота подвеса в среднем допускается в пределах
4— 6 л);
4) громкоговорители всшаютси прямо на стену или
укрепляются в нише без наклона к зрителям и драпнру185
ются легкой ткаимо, если архптскт\ рное оформление степи
не содержит элементов, маскирующих громкоговоритель,
5)
первая пара боковых громкоговорителей (один на
левой, другой на правой стене от экрана) устанавливается
на расстоянии от экрана, равном удвоенному расстоянию
от него до первого ряда партера.
По поводу последней рекомендации следует дать допол­
нительное разъяснение. В практике работы широкоэкран­
ных кинотеатров возникает необходимость обеспечить зву­
коусиление речи (торжественные премьеры фильмов, встре­
чи с творческими работниками кино, конференции зрителей
и в ряде случаев торжественные собрания н митинги). Ком­
плект аппаратуры позволяет использовать для этих целей
шестой канал, на который подается сигнал от микрофонов,
установленных на эстраде перед экраном.
Рекомендованное расположение первой пары громкого­
ворителей боковых стен позволяет, с одной стороны, обес­
печить достаточный уровень в передних рядах партера,
а с другой, избежать акустической обратной связи
в цепи микрофон — громкоговоритель (ее иногда называют
«завязка»), которая проявляется в сильном подэвоне, пере­
ходящем в непрерывный тональный сигнал. Чтобы избе­
жать такого неприятного явления, можно рекомендовать
применять динамические микрофоны с кардиопдной харак­
теристикой типа МДО-1 или 82А-5М.
Совершенно естественно, что данные рекомендации яв­
ляются общими и должны уточняться в связи с особенно­
стями места установки, что должно делаться на стадии
исполнения проекта. Для примера можно указать, что если
длина зала значительно превышает его ширину, то ко­
личество громкоговорителей, установленных на боковых
стенах, должно быть увеличено, а на задней — умсньЕсли проектом предусмотрены ниши для установки
громкоговорителей, закрываемые декоративными элемен­
тами (перфорированная плита, рейки), то следует помнить
о следующих дополнительных правилах: диаметр отвер­
стия перфорации по крайней мере в два раза должен быть
больше толщины материала и общая площадь пср<|юраниГ(
должна занимать от 30 до 50% поверхности плиты, толщину
рейки желательно выбирать минимальной и не шире поло­
вины просвета между двумя соседними рейками, а высота
рейки не должна превышать ширину просвета. Следует
обращать особое внимание на жесткость декоративных
186
элементов с целью избежать их возбуждения при работе
грохщоговорителя.
В КЗВТ-10 низкочастотные и высокочастотные звенья
зальных громкоговорителей соединяются последовательно
на каждой стене н тремя группами включаются параллель­
но на соответствующие выводы согласующих автотрансфор­
маторов панели управления усилительных стоек. Транс[|юрматоры имеют следующие выводы:
высокочастотный (ТР-1) — 7,5; 10; 15; 20; 24; 30; 40 ом\
низкочастотный (ТР-2) — 5; 6; 7; 10; 12; 15; 20; 30 ом.
Целесообразно линии от в.-ч. и н.-ч. групп каждой стены
завести на самостоятельный распределительный щнток,
а с него подать к стойке КЗВТ-10. В зависимости от установ­
ленного на стенах количества громкоговорителей, общее
сопротивление групп может быть подсчитано по формуле:
где /I — число головок в группе.
В комплектах «Звук» номинальное выходное напряже­
ние равно 60 в. громкоговорители имеют согласующие
трансформаторы и прямо включаются в линии. Все транс­
форматоры имеют обмотки с отводами, позволяющие вклю­
чать громкоговорители на полную мощность или вводить
затухание 3 и 6 дб, то есть подводить к ним половину нлн
четвертую часть мощности*.
Для экранных громкоговорителей в процессе наладки
установки может встретиться случай, когда целесообразно
уменьшить подводимую к ннч мощность путем переклю­
чения обмотки транс<|юрматора. Для зальных громкоговори­
телей такая операция обязательна, если суммарная поми­
нальная мощность всех установленных громкоговорителей
превышает мощность шестого канала — канала э<|х|)сктов.
В противном случае на пиках передачи из-за перегрузки
выходного усилителя могут возникнуть искажения.
В заключение в самых общих чертах приведем некото­
рые соображения, касающиеся универсальных комплектов
КЗТУ.
Как уже говорилось, в этих комплектах пять основных
стереофонических каналов используются для звуковос­
произведения кинофильмов и звукоусиления сцены.
Первый род работы обеспечивается комплектом экран­
ных громкоговорителей, к установке которых и регули­
ровке предъявляются те же требования, что и в обычном
шнрока|хзрматном кинотеатре.
Второй род работы обеспечивается комплектом других
пяти громкоговорителей, устанавливаемых над порталом
сцены за акустически прозрачной передней частью потолка
зала. Нумерация портальных громкоговорителей соответ­
ствует принятой нумерации для экранных громкоговорнВвнду высокого расположения портальных громкогово­
рителей они должны быть заметно наклонены, с тем чтобы
их акустические оси также попали на центр зала. Ориен­
тация высокочастотных громкоговорителей должна подчи­
няться ранее приведенным соображениям об обеспечении
равномерного покрытия прямой звуковой энергией всей
площади зрительских мест.
Вторая стереофоническая система образована четырьмя
каналами, громкоговорители которых расположены на сте­
нах и потолке зала. При показе широкоэкранных фильмов
сигнал с шестой фонограммы распространяется на три
стенных канала зала
Установка стенных громкоговорителей производится
по тем же рекомендациям, что II для кинотеатральных
громкоговорителей. Громкоговорители потолка устанавли­
ваются также с шагом до 8 -иравномерно по его поверхности
Для залов до 4000 мест, в которых устанавливается аппа­
ратура КЗТУ-3, зальные каналы используются также для
усиления речи во время торжественных заседаний, мнтннДля залов с числом мест 4000 и выше усиление речи
осуществляется распределенной системой кресельных гром­
коговорителей, головки которых вмонтированы в спинки
кресел, размещенных в зале. Эти громкоговорители пита­
ются от своих каналов.
Многоцелевое использование зала (речь, кинофильм,
усиление концертов различного жанра, театрализованных
постановок и т. п.) вызвало появление в этих комплектах
еще одной системы — а м б и о ф о и и ч е с к о й, питае­
мой от своих каналов и имеющей свою систему громкогово­
рителей.
188
В зависимости от рода работы зала, резко меняются
требования к ею акустике, а удовлстворить их средствами
строительно-архитектурной акустики практически невоз­
можно Система амбиос|юпин является в зтом тупике выхо­
дом из положении, так как позволяет средствами электро­
акустики • менять в широких пределах н быстро акустиче­
ские условия в зале (подробнее см Приложение VI).
Небольшого размера амбпо«|юннческне громкоговори­
тели тина 25/V24 (рис 119) состоят нэ широкополосной
ближайшем к сцене, преобладали громкоговорители пер­
вого канала и небольшое количество громкоговорителей
второю канала Во втором поясе преобладают громкогово­
рители второго канала, есть некоторое количество их нэ
первого и появляются громкоговорители третьего канала
и т. д. В пятом поясе — в основном громкоговорители пя­
того капала н пскоторсю количество четвертого.
Каждый амбн<х|юпнческин капал характеризуется вре­
менем задержки, то есть запаздывания сигнала по отноше­
нию к сигналу прямого звука со сцепы. Чем выше помер
канала, тем больше время задержки сигнала в нем.
Закон перемешивания с убыванием одних источников
189
Примерная схема расположения громкоговорителей
не G000 зрителей
и нарастанием других необходим для создания естествен­
ной картины как бы отраженных сигналов с различным вре­
менем запаздывания в различных точках зала, характер­
ной для «разглашенного» помещения.
Приведенное нами краткое описание даст лишь общее
представление о принципах работы н назначениях различ­
ных громкоговорителей в таких сложных комплексных устаВсе эти вопросы достаточно сложны, полому как сами
залы, так и размещение громкоговорителей в них, а также
схемы и т. п. документация тщательно прорабатываются
в процессе индивидуального проектирования каждого зала.
Точно так же после монтажа каждый зал н аппаратура
в нем тщательно отлаживаются и юстируются группой спе­
циалистов различного профиля.
Для закрепления общего представления о комплексных
системах на рнс. 120 приведена схема расположения гром­
коговорителей Д1Я наиболее сложного случая — многоце­
левого зала на 6000 зрителей.
§ 4. Фазирование г р е м е г ш р и т ш й
Фазирование громкоговорителей улучшает качество зву­
ковоспроизведения.
Несфаэнроаанность широкополосных громкоговорите­
лей приводит к явно заметному на слух резкому падению
отдачи на низких и средних частотах (рнс. 121). Одновре­
менно несколько уменьшается отдача и высоких частот,
а частотная характеристика громкоговорителей в этой облас­
ти имеет резко выраженные пики и провалы, то есть боль­
шую неравномерность. Голоса и инструменты приобретают
резкий, неприятный тембр. На слух заметно нарушение
баланса низких и высоких частот в звуковом материале,
речь становится «лающей».
У двухнолосных громкоговорителей при отсутствии
фазирования низкочастотных и высокочастотных громко­
говорителей между собой наблюдается та же картина.
При расфазкрованин низкочастотного громкоговори­
теля по отношению к высокочастотному появляется провал
частотной характеристики в полосе совместной работы обоих
громкоговорителей. Ширина этого провала будет опреде­
ляться свойствами разделительного фильтра (см. главу 4).
Наличие провала может привести к явно ощущаемому на
191
слух раздельному звучанию низкочастотного п высокочас­
тотного громкоговорителей.
Для выявления причин, вызывающих ухудшение каче­
ства громкоговорителей при неправильном фазировании
их, надо вспомнить работу излучателя, разобранную ранее.
Нами было установлено, что при колебаниях подвижной
системы головки громкоговорителя происходит периодиче­
ское изменение давления воздуха, находящегося впереди
нее*.
Так, при движении системы вперед происходит увеличе­
ние давления, при движении назад — уменьшение. Происхо­
дящее изменение давления вызывает колебание частиц
воздуха, то есть распространение звуковой волны. Совер­
шенно очевидно, что если колеблются две подвижные сис­
темы, то они должны колебаться в фазе (движение вперед
п назад у обеих систем должно происходить одновременно).
В противном случае одна из них будет создавать увеличение
давления, а другая — уменьшение. Таким образом, произой­
дет взаимная полная пли частичная компенсация избыточ­
ного давления.
* Напомним, что передней стороной подвижной системы громко­
говорителя мы называем поверхность дкфруэорв, обращенную к зрн102
Одновременность, или снифазность, колебаний подвиж­
ных систем обеспечивается, сели направление тока в зву­
ковой катушке и полярность магнита у обеих головок
одинаковы.
Так как заводы наматывают катушки и намагничивают
постоянные магниты определенным образом, то весь вопрос
сводится к правильному включению концов обмоток звуко­
вых катушек. При последовательном соединении головок
между собой должны соединяться конец одной и начало
другой обмотки; при параллельном включении начало
п конец обмоток соединяются вместе.
Для облегчения определения начала и конца обмоток
завод-нзготовнтель применяет специальную расцветку вы­
водных концов.
Фазирование головок громкоговорителей можно произ­
водить как на слух, так п наблюдением за смещением под­
вижной системы.
Сказанное выше относится к громкоговорителям, не
содержащим дополнительных элементов (фильтр, согласую­
щий трансформатор). В последнем случае процесс фазиро­
вания усложняется, так как для этого требуется некоторый
набор специальной измерительной аппаратуры. Рассмотрим
примеры фазирования громкоговорителей.
Фазирование однополосных громкоговорителей
В комплектах звуковоспроизводящей аппаратуры,
громкоговорители которых не имеют дополнительных эле­
ментов (например, КУУП-56), проверка правильности фа­
зирования может производиться испытанием <на фон».
Для этого к громкоговорителю подводится напряженке
низкой частоты 50 или 100 гц.
Наиболее просто такое напряжение на клеммах громко­
говорителей может быть получено при засветке фотоэле­
мента от обычной осветительной лампы, питаемой пере­
менным током. Низкочастотный фон можно получить
также, поднеся руку к открытым входным цепям усили­
теля. Наконец, в качестве источника напряжения низкой
частоты можно использовать генератор звуковых частот,
тест-кольцо 70 пли 100 гц.
Прослушивая уровень воспроизводимого громкоговори­
телем низкочастотного колебания, меняют подключение
звуковых концов одной из головок па обратное. Если гром­
кость воспроизводимого тона падает, то первое включение
193
громкоговорителей было правильным и должно быть остав­
лено. Если уровень возрастет,— правильным будет второе
включение.
Для большей уверенности в полученном результате сле­
дует произвести трн-четыретаких переключения, следующих
одно за другим. Окончательное положение звуковых кон­
цов необходимо замаркировать, лучше всего прямо на вы­
ходных клеммах громкоговорителя.
Фазирование двухполосных громкоговорителей
В этом случае требуется проверить фазирование низко­
частотных и высокочастотных головок между собой, если
их несколько в эвене, затем проверить фазирование звень­
ев по отношению друг к другу и, наконец, сфаэнровать
низкочастотные звенья по отношению к высокочастотным.
Из перечисленных операций видно, что фазирование
двухполосных громкоговорителей с помощью обычно упо­
требляемого метода «на слух» является сложным и сомни­
тельным по результатам.
В промышленности обращают особое внимание на кон­
троль за правильным и однообразным расположением кон­
цов обмоток, цветной маркировкой выводных концов и по­
лярностью магнита Для предотвращения ошибок при вклю­
чении головок при монтаже громкоговорителя на месте
установки они снабжаются специальными соединительными
колодками или вилками
Поэтому вновь полученные громкоговорители, как пра­
вило, не требуют проверки сфаэированности головок, кото­
рая должна производиться, только если прослушивание
их вызывает сомнение в правильной фаэнровке.
Основное внимание в процессе монтажа должно быть
обращено иа правильное включение внешних соединений
(схемы даны в Приложении V II) Однако головки, пришед­
шие из ремонта или подвергнутые переборке, должны обя­
зательно проверяться
'
Во всех случаях, когда требуется провести проверку
сфаэнрованиостн головок двухполосных громкоговорите­
лей, может быть рекомендован только одни надежный спо­
соб — визуальный. У головок проверяется направление
смещения подвижной системы при подведении к звуковой
катушке постоянного напряжения 3—4 в. источником кото­
рого могут быть батарея карманного фонаря, накальная
батарея или аккумулятор: если оно одинаково для всех го-
трансформаторами, собирают измерительную схему согласно
рис. 122.
Из схемы измерений следует, что от генератора звуко­
вой частоты к входным зажимам громкоговорителя, то есть
клеммам на его задней стенке, его переходной плате для
подключения внешнего монтажа и т. п., подводятся два
конца так, чтобы «горячий» конец был включен на марки­
рованную клемму пли лепесток, а «земляной» (имеющий
обозначение * = ») — на второй.
Напомним, что в выпущенных ранее или выпускаемых в
настоящее время до введения в действие Норм-кино 220—67
маркированным зажимом следует считать зажим с пометкой
«I», «3». «н.-ч.» или «в -ч.».
Одновременно от выходных концов генератора подаются
соединительные концы на клеммы гориэонтальнойразвертки
осциллографа X в порядке, указанном на рис. 122. Там же
показано, что выходные зажимы, то есть зажимы, к кото­
рым присоединяются головки громкоговорителя, соединя­
ются с клеммами У вертикальной развертки осциллографа
При этом маркированный зажим соединяется с верхней
клеммой входа вертикальной развертки
В двухполосноч громкоговорителе второе соединение
вначале делается для низкочастотной головки, а затем
концы входе У осциллографа переносятся на высокочас­
тотную головку, соблюдая тот же порядок подключения.
На генераторе устанавливается частота, равная 400
или 1000 гц для широкополосных громкоговорителей, или
среднегеометрическая частота соответствующего иониминального диапазона каждого из его звеньев — н -ч или в.-ч.
Ручка регулятора выходного напряжения генератора ста­
вится в такое положение, чтобы иа экране осциллографа
получить четкое изображение эллипса.
Если большая ось эллипса наклопена-вправо от верти­
кального положения, то фазирование правильное. Если же
эллине наклонен влево от вертикали, фазирование непра­
вильное. В последнем случае, ие меняя измерительных кон­
цов, следует в удобном месте поменять местами провода
схемы (например, на выходе фильтра или у клемм головки).
Подав вновь напряжение с генератора звуковой частоты,
следует убедиться, что эллипс наклонен вправо и переклю­
чение проводов сделано правильно.
§ 5. Сегласввание гр ев кегев ер к тш
с уеш теяев
Для пониманий необходимости согласования между
выходным каскадом усилителя и громкоговорителем вспом­
ним принцип действия выходного каскада усилителя.
Известно, что важным параметром, определяющим ре­
жим работы выходного каскадв усилителя, является ве­
личина анодной нагрузки оконечных ламп, которая выби­
рается при расчете оконечного каскада.
Фактической анодной нагрузкой ламп этого каскадв
будет пересчитанное нэ вторичной в первичную обмотку
выходного трансформатора сопротивление реальной на­
грузки, то есть сопротивление громкоговорителя. Зная
сопротивление нагрузки, которой в данном случае является
полное электрическое сопротивление громкоговорителя,
н имея нужную для данного режима величину анодной на­
грузки, проектировщик выбирает коэффициент трансфер
машш выходного трансформатора.
Значит, всякое изменение величины сопротивления
громкоговорителя приводит к изменению величины анодной
нагрузки, так как коэффициент трансформации готового
выходного трансформатора неизменный.
В результате нарушается режим работы выходного кас­
када, вызывая падение отдаваемой усилителем мощности
и рост искажений. Следует добавить, что почти во всех
кинотеатральных усилителях, за исключением КЗВТ, в ка­
честве выходных ламп применяются электроннолучевые
тетроды, сохраняющие постоянство режима только при
определенной величине анодной нагрузки.
197
На рис. 123 приведена типовая нагрузочная характе­
ристика такого усилителя, из которой видно, что при изме­
нении нагрузки мощность усилителя падает особенно
резко в сторону уменьшения сопротивления нагрузки Ra.
Поэтому принято в качестве
величины нагрузки выбирать
минимальную величину поми­
нального электрического со­
противления громкоговорите­
ля, которое заметно меняется
в рабочем диапазоне частот,
как уже было показано в гла— ар J ЛР 1w l ш
Зазнсичость искажении в
усилигелс при изменении иаРнс. 123 Нагрузочная “ ракте- груэкн показана на рис. 124.
ршлина усилителя «Звук 1*26. Из црцвоЦ ВИДНО, ЧТО при
днт увеличение искажений, причем изменение j?„ при­
мерно па ±30% вызывает уже пятикратное увеличение
коэффициента гармоник.
Из приведенных соображений кг »л
ясис, что нельзя допускать про­
извольных изменений в комплек­
товании громкоговорителей с усн- (0 лнтелем, не убедившись предвари­
тельно в сохранении неизменной
общей величины сопротивления,
выбранной в качестве нагрузки.
Для пояснения сказанного раз­
берем конкретные примеры.
П( ред
ро й с
В " т * п а е КУУП-56,
гое*,,*
имеющее два громкоговорителя
(25А-17) или две головки в одном
ящике (23A-I3). При выходе из ----- _ усилителе
стрся одной нэ головок и невоз­ «Звук 1x25» от величины
можности ее замены, например сопротивл< ... 1агрузки
перед началом или во время сеан­
са, необходимо прежде всего переключить шланг громко­
говорителя па 15-ом выход усилителя, то есть включить
его в усилителе 90У-5 комплекта в гнезда «Телефон».
Кроме того, необходимо отключвть неисправный громко­
говоритель (25А-17) либо замкнуть накоротко звуковую ка198
тушку иепсправпоЛ головки (25A-I3). При этом согласова­
ние между усилителем и громкоговорителем не нарушается,
хотя весь комплект начинает работать па пониженной мощ­
ности, равпоЛ 6 am вместо 12.
Такой режим работы может допускаться как ава­
рийный с обязательным устранением неисправности
и восстановлением нормальной комплектности в даль­
нейшем.
Для установления возможных вариантов замены сле­
дует твердо знать электрические данные головок громко­
говорителей, приведенные ниже, в табл. 8.
Не рекомендуется заменять кинотеатральную головку
одним из типов головок, применяемых в радиовещании,
так как они имеют номинальное сопротивление звуковых
катушек от 2,5 до 4,5 он вместо 15—16 ом у первых, мало­
мощны и не приспособлены для работы в передвижных
устройствах
М а с с о в а я с т а ц и о н а р н а я аппаратур' а
КУСУ-52, «Звук-25». В кинотеатрах, работающих с полной
нагрузкой, как правило, имеется полный резерв звуко­
воспроизводящего тракта в виде второго комплекта, на ко­
торый переходят при возникновении неисправности в рабо­
тающих громкоговорителях.
Однако в этом случае опыт эксплуатации показал, что
необходимо чередование работы на комплектах. Только
тогда достигается равномерное старение деталей и ламп
обоих комплектов и появляется уверенность в постоянной
готовности резервного комплекта к работе.
В кинотеатрах, где стоит один комплект аппаратуры,
в аварийном случае возможно окончание сеанса иа одном
громкоговорителе при соответствующем ограничении уси­
ления, с тем чтобы не швести из строя оставшийся громко­
говоритель. Неиспрввная головка должна быть немедленно
заменена запасной, имеющейся в резерве, так как в аварий­
ном режиме вдвое умеиьшвется излучаемая громкоговори­
телем мощность, а также ухудшаются условия распреде­
ления звуковой энергии по залу из-за односторонней
(с одной из боковых сторон экрана) его работы. Неисправ­
ная головка должна бьть отправлена в ремонт.
В многоканальной аппаратуре (К.ЗВТ, K.3BC-3, «Звук
6x50» и «Звук 6х100>) громкоговорители из-за больших
габаритов и достаточного запаса прочности работвюг без
резерва, а в комплект входят запасные головки дтя замены
неисправных.
199
Для предотвращения случаев, когда неисправность
громкоговорителей обнаруживается во время сеанса, сле­
дует рекомендовать производить периодическую их про­
верку Для этого прослушивается звучание тест-фильма
или фонограммы хорошего качества при поочередной работе
каждой из групп громкоговорителей.
Такое раздельное прослушивание позволяет заметить
неисправность в самом начале, так как при работе всех
головок небольшие дефекты могут не выявляться. Неис­
правную головку следует немедленно заменить запасной.
Для безаварийной эксплуатации громкоговорителей лю­
бого типа звуковоспроизводящей аппаратуры необходимо:
1) систематически проверять работу громкоговорителей;
2) заменять неисправную головку, даже если обнару­
женный дефект является небольшим. В большинстве слу­
чаев незначительная неисправность очень быстро переходит
в значительную, приводящую порой к срыву сеанса;
3) ремонт неисправной головки производить в минималь­
ные сроки, для чего всегда должен быть готов к эксплуата­
ции весь запасной комплект;
4) пришедшую из ремонта головку при наличии в запас­
ном комплекте заводских головок использовать во вторую
очередь;
5) при первичной установке комплекта аппаратуры на­
ряду с рабочими головками опробовать и запасные.
6
РЕМОНТ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ
Качество проведенного ремонта должно соответствовать
основному требованию — сохранению первоначальных ка­
чественных и эксплуатационных показателен громкогово­
рителя. Для проведения ремонтных работ необходимы спе­
циалисты, имеющие представление не только об общих во­
просах работы громкоговорителя, но и четко понимающие
назначение н важность отдельных его узлов н деталей.
Совершенно необходимо соблюдение правильной техно­
логии ремонтных работ, определяемых применением нуж­
ных материалов, выработкой соответствующих приемов
работы, контролем качества проводимых работ.
Ремонтные работы по громкоговорителям относятся
главным образом к их головкам и их можно разделить на
две группы К первой относятся работы, связанные с про­
филактикой головок и устранением в них мелких дефектов
(например, удаление мусора из зазора), центрирование под
внжныт систем, ликвидация мелких неисправностей в диф­
фузоре. Ко второй группе относятся работы, связанные
с восстановлением вышедшей из строя головки: перемотка
201
зпукопых катушек, замена подвижных систем, ликвидация
неисправностей отдельных деталей подвнжноП системы.
Капитальный ремонт поврежденной головкн возможен
только прн наличии запасных деталей н узлов, поставляе­
мых заводом-изготовителем, так как даже крупные киноремонтные мастерские не могут располагать оборудованием,
требующимся для нх изготовления.
У стационарных громкоговорителей необходимость мел­
кого ремонта акустического оформления может возникнуть
только на этапе установки нового комплекта в кинотеатре,
если его осмотр обнаружил наличие дефектов из-за транс­
портировки н плохой упаковки.
В передвижных громкоговорителях возможны случаи,
когда при транспортировке ящик или его фурнитура по­
вреждаются и требуют ремонта или замены.
Прогресс технологии заводского производства и улучше­
ние контроля в производстве за последнее десятилетие при­
вели к общему росту эксплуатационной надежности громко­
говорителей. Киносеть в достаточном количестве получает
запасные подвижные системы. Вследствие этих причин
в подавляющем большинстве случаев ремонт головок гром­
коговорителей в настоящее время сводится к замене подвиж­
ных систем.
Однако, учитывая все разнообразие условий, в которых
находятся эксплуатационники, можно предположить на­
личие случаев, когда ремонтная мастерская или особенно
пункт вынуждены восстанавливать подвижную систему.
Это прежде всего касается необходимости перемотать звуко­
вую катушку или устранить мелкие повреждения диффу­
зора. Поэтому ниже мы рассмотрим только основные и
принципиально важные вопросы с целью дать основу, ко­
торая поможет в сочетании с опытом и инициативой испол­
нителя найти правильное решенне задач, возникающих на
практике и изменяющихся в зависимости от местных
условий.
§ 1. Нонструитквяые и электроакустические
данные кинотеатральных
грониоговоритолон
Основные конструктивные п электроакустические дан­
ные современных типов отечественных кинотеатральных
громкоговорителей могут служить справочным материалом,
необходимым и для ремонта громкоговорителей.
202
Конструктивные данные головок кинотеатральных гром­
коговорителей приведены в табл. 7. Из нее следует, что
только широкополосные головки 4А-28 и 4А-27 имеют
одинаковые подвижные системы, а отличаются типом маг­
нита. Крепление подвижной системы на днффузородержателе и магнитной цепи такое же, что у головки 4A-I8, II
специального описания не требует.
Низкочастотные головки 2А-9 и 25ГДН-4 имеют очень
близкие по размерам подвижные системы, так как в основе
их лежит одни н тот же диффузор. Однако простой пере­
становкой замена их друг на друга произведена быть не
может, главным образом из-за различного рабочего диа­
метра центрирующей шайбы.
Точно такое же положение и с высокочастотными голов­
ками IA-I7 и 5ГДВ-8. Их подвижные системы очень близки
друг к другу, но переставляться с одной головки на другую
не Moi ут.
С введением аппаратуры «Звук» такой разнобой с уни­
фикацией прекращается, и отныне подвижные системы ioловок одного типа, вне зависимости от места изготовления,
становятся полностью взаимозаменяемыми. При этом оста­
ются только два типа широкополосных головок: 4А-32
и 4А-28, два типа низкочастотных: 2А-П и 2А-9 и два типа
высокочастотных. О конструктивных их особенностях мы
расскажем ниже, в параграфе об особенностях некоторого
вида ремонтных работ.
Электроакустические данные однотипных головок
(табл. 8) ближе друг к другу, н здесь унификация практи­
чески осуществлена. Необходимые сведения о конструкции
самих громкоговорителей приведены в табл. 9 и 10*.
§ 2. Материалы для роаюатных работ
Для ремонтных работ, проводимых в кпморемонтных
мастерских, количество материалов невелико и сводится
к следующей номенклатуре: клей, обмоточные провода,
бумага, провода для выводов, припой, разный подсобный
материал.
* Конструктивные данные громкоговорителей аппаратуры КЗТУ,
•КЭТ-1 н Э7КЗТП-1, а также головок, поставляемых радиоп
лромыш
игромкоговорителях.
203
Конструктивные данные головок
204
Таблица 7
кинотеатральных громиогоаорителей
Дб
i!
1
—
««,
.АВ
333к„5
ЗЗ.К*
\*Лг
вак,»
—
В" го»». «
10
15
10
Днаистр керна, мм
44.01
25,2’
25.0
Днаметр
отвсрстна
в верхней фланце, мм
46.2
Габариты воздушного за
1 вора (шнркна х высотах
1,1X11
1 Тип нматериал* мвгннта
Литой
юЕдк^м
I
1
Вес магнита, «
1,275
263
273
I.3X5.0
03X4,0
Литой ктерновый
вой^2БА
0.6
0,45
0.068
Размеры магнита (дка 65-75*X 90х 15 44—50*х 23—Э0*х
Х50
Х34
х24
каркас —керк
Заюсы (мм)
M*)Ki>
'
катушка фланец
Дкффуэоро
1С[
ОД
0,15
0,15
0.15
Литой
материал
Количество крепежных от
верстий X аиаиетр от
метр, мм
0.3
0,25
Силумин
4X6,ОХ
ХЭ62
Штампованный
Стать ЮКП-П
4x6,0x246
4х55х
X 192
Продолжение тайл 7
Литой, кольцевой
126x 60 106x47
207
Изготовитель
Примечании-
' Магнитная цепь IA 16—прямоугольной
** Размеры аополнительного конуса:
••• 4А-32 имеет иоробчатую форму шайбы
•••• Каркасом яаляется цилиндрический край
1 На керне медный колпачок (коротко
0.4 мм - для 25ГДН 5)
* ЮНДК-24 ракее имел шифр АНКО-4;
* Керновые магниты имеют форму усечен
« .MS. —отверстия с резьбой 5 мм.
К л е й . Выбор сорта клея имеет важное значение при
ремонте головок громкоговорителей. Так как все детали
подвижной системы — диффузор, центрирующая шайба,
звуковые катушки — скреплены с каркасом клеем, то ста­
нет ясным, что от его качества зависит прежде всего эксплуа­
тационная надежность головки громкоговорителя.
208
Продолхснис табл 7
Слмар
кайл
«Ккнап.
пя работыв тропической кл
с высотой цилиндрической части 7,5 мм
купола диафрагмы.
ааиккутый виток толщиной 0,34 мм для головок '4А-32 и 4А-28,
ЮНД-4 ранее ниел шкфр АН-3 или АН.Ч (АЛИИ).
кого конуса, указано днаыетр вершины —диаметр основания
Практика показала, что из промышленных сортов клея
наиболее пригоден для ремонта головок нитроклеП марки
АК-20 II клей БФ-4.
Применение суррогатных клеев-приводит к заметному
ухудшению механической, а иногда н электрической (с точ­
ки зрения изоляционных свойств) надежности отремонти209
Основ»* в.»»*
4А-32 | 4А-2» | 4А*27т" | tAUl
Широкополосная
Назначение Головин
Максимальная мощность,
Номинальный диапазон час-
.2
6
3
70-г70-115(4-ьКНЮО -■-НООО -Н0 000 -10 000
.6
.2
Частота собственного резо­
нанса подвижной системы, гц
40
50-1-70
70-T-I25
Индукция в воздушном за­
зоре магнитной цели, к
11000
8000
6000
0,18
416
0,12
130
158
2
12
1
Неравномерность, дб
Марка провода
Диаметр провода, мм
Звуковая катушка
Число витков
Число слоев
11ЭД’
88
«
2
Высота намотки, мм
13,5
8
6,5
Вес обмотки, а
5,8
2.5
2.3
Номинальное сопроткв-
16
15
13
Сопротивлеиие постоян­
ному току, ом
12
П.5
12
• Провол°медный.
•• Провод алюминиевый
ЗЗГДИ-1 игдн-s
Низкочастотная
35-3000 «М-1000
17000
|
240
I1
8
■■■* I
18000
17000
ровамиого громкоговорителя. Следует также предостеречь
от использования бакелитовых и шеллачных клеев. Первые
из них пригодны только в случае, если произошел процесс
полимеризации клея, что требует высоких темпервтур и
давлений. Вторые вообще не могут быть рекомендованы, так
как кроме высоких изоляционных свойств не удовлетворяют
всем остальным требованиям, особенно механической прочНсльзя применять карбимольные клеи, так как обычно
в их состав вводится 1—2% азотной кислоты для убыстре­
ния процесса застывания.
Ремонт акустического оформления громкоговорителей,
изготовленных из фанеры, требует применения глютнновых
или казеиновых клеев.
Глютнновый клей, мездровый и костный, известный
в продаже пол названием желатины или столярного клея,
выпускается пяти сортов: экстра, высший, первый, второй
и третий. Три первых сорта дают нанлучшие результаты
при склеивании древесины.
Казеиновый клей — обезжиренный сушеный творог,
обработанный щелочами и окисями,— в сравнении со сто­
лярным клеем имеет существенный недостаток — большую
гигроскопичность Поэтому использование его может быть
рекомендовано только при ремонте оформления стационар­
ных громкоговорителей.
О б м о т о ч н ы е п р о в о д а . Обмоточные провода
в громкоговорителях применяются только в эмалевой изо­
ляции круглого сечения, номенклатура диаметров их срав­
нительно небольшая (см. табл. 8).
Во всех головках, широкополосных и низкочастотных,
применяется медный обмоточный провод; в высокочастот­
ных головках для звуковых катушек используется алюми­
ниевый провод. Марки обмоточных проводов должны соот­
ветствовать данным табл. 8.
В ы в о д н ы е п р о в о д а . В головках громкоговори­
телей может встретиться необходимость замены двух раз­
новидностей выводных концов:
а) выводные провода от концов провода звуковой ка­
тушки к клеммной колодке головки или неподвижной
опорной точке на ней;
б) выводные проводя от клеммной колодки головки или
опорной точки к внешним клеммвм громкоговорителя
Для всех указанных типов выводов следует рекомендо­
вать марки проводов, приведенные в табл. II.
212
Ооюаные даяние
Тип акустического оформле-
тя,, г,.«т М н,к.1.
2SA-13 | 2SA-17" |
2SA21 |
25AW | ^V-eOr"
Экранный ящик —фанера 10 мм толщиной
Отделка корпуса громхогоI абарнты громкоговорителя.
Вес громкоговорителя, кг
Диаметр отверстия в ящике.
Окрашен,
ребраоканто-
окрашен
иым уголком
47.0Х I 56.2х
39.0X
48,ох
54.2Х
Х55.5х24.8| х 46,2x 25,2 X 38.4x 22.0 X6I.0X23.6 х39.3х29.8
185 I
14,6
9.4
22.0
13,5
,
,8,
232
Способ крепления головки
громкоговорителя
371Д.1фанера 10 лл
шен нитроэмалью
50.5x43.0x30.5
17
зио
торец магнитной
тами к передней
Количество крепежныхотвер­
стий: диаметр центров, мм
Диаметр крепежных отвер­
4: 246
Ь.о
| 4. 192 |
|
55
|
4: 24Ь
8. 307
ь.0
4.3
m — В тропическом исполнении.
* Ящик громкоговорителя 37ГД-1 внутри заполнен поглотителем—базальтовой ватой (стекловолокно).
*’ Ящик состоит из двух половин, разнимаемых по дивгонали боковых сторон.
ЭОЛ13
Общие габариты гроыко 246х2|0*х
хаю
Вес громкоговорителя, ы
370
ЭОЛ14 |ЭОЛ15
Ювх73х
60
Тил акустическогоэфоры Прямойэкс Ящик фазопонеициаль ннвертор
иый рупор.
300
Экслонен
Деревянный каркас, обшитый
Конструкция и материал
1ипакустическогоофоры
I.II громко
ЭОЛ30
170х 136,5x91
11ряыой экспоненциальны) р>пор
с акустической линзой
Нв н.-ч, эвене
Способ раэыещенш • -ч.
На н -ч.
Метод крепления и.-ч.
Прижимным
аннтоы Накладными
•торец ыагннтнойцепи: обод днффу
положение головки за­
фиксировано угловыми
.5 Т 2 £ к
Днаыстр отверстия • i
Диаистр центров кре
пежпык отверстий, и*
диаистр (си); количество
Болтаин к офланцованной п
головки к рупору
Диаистр крслежпы)
М5 х 4; 8.4
М5хЗ:
иетр центров, см
вкустнческ
Соединение головки с
* Первая цифра — количество >
ав гроикогово
Продолжение табл !0
ЭОА-68 | МГДД1
30,
0,7; 2
р>пора
6.0
41.0
32,0
32.0
41,
42.4;
34.1; 42.4. 54.1;
32.6;
0,6; 4 0.65; 2 0.7; 2 0.65; 2 0.7; 2
-
Болтами к офлаицоаанноА горловине р>пора
-
2.73
-
2.7
2.73
2.7
М5 X М5х М5х М5хЗ,
х4; 8,4 хЗ, 6,1x4; 8,4 0,
2.8
М4х 4; 8.4
рнтеля равна 130 см.
Выводы первого типа, закрепленные одним концом на
подвижной системе, а другим на неподвижной клеммной
колодке, испытывают наиболее тяжелую деформацию. В то
же время их прочность обеспечивает экспл>атацнонную на­
дежность головки громкоговорителя. Поэтому указанные
марки проводов и их данные должны строго выдержнЕдннственно допустимым отклонением для днфф^эорных головок может быть применение так называемого ще­
точного провода при условии, если выдержаны указанные
в таблице число и диаметр жилок. Следует особое внимание
обращать на хорошее скручивание или сплетение такого
самодельного выводного конца.
П р и п о и. В громкоговорителях, как н вообще в радио­
аппаратуре, нельзя пользоваться суррогатными припоями
н так называемыми паяльными смесями, так как они,
как правило, содержат кислотные примеси и не обсспечн
вают надежности контакта.
Для надежной пайки алюминиевых проводов звуковой
обмотки высокочастотных головок с выводными медными
217
концами необходимо использовать специальные сорта
припоя.
В табл. 12 приведены основные данные по промышлен­
ным маркам припоя. Во всех случаях в качестве флюса
может использоваться только канифоль
Б у м а г а . При ремонте громкоговорителей может
применяться бумага следующих сортов:
а)
оклеенная (иепропнтаиная) конденсаторная бумага
толщиной от 0,007 до 0,024 мм для изоляции провода зву­
ковой обмотки н выводных концов от металлического кар­
каса звуковой катушки;
б)
кабельная бумага типа К-12 (толщиной 0,12 мм)
или пропиточная бумвга (толщиной 0,12 мм) для каркасов
звуковой катушки. Пропиточная бумага предпочтительнее,
так как имеет малый допуск на изменение толщины
(±0,01 мм вместо ±0,07 для кабельной бумаги), потребует
пропитывания бакелитовым лаком;
218
d)
лиффуэориая бумага или промокательная (толщиной
0,15—0,25 мм) для восстановления порванных диффузоров.
Р а з н ый подсобный материал:
а)
цветные нитки № 10 (бумажные или шелковые) для
расцветки выводов;
б)
цветная линокспновая или полнхлорвнннловая трубка
различного сечения для изоляции выводов;
d)
крученая пряжа малых номеров для бандажей;
г)
крепежные изделия.
Перечисленные подсобные материалы далеко не исчер­
пывают того ассортимента, который должен иметься в мас­
терской, ведущей крупные ремонтные работы. Этот пере­
чень является тем минимумом, который необходим для каче­
ственного ремонта и наличие которого обязательно даже
в мелких мастерских.
Отступления от рекомендованных сортов материалов
в практике могут допускаться, однако при этом необходимо
обращать внимание на соответствий между качеством мате­
риала-заменителя и требованиями к той детали, которая
должна быть из него изготовлена.
Если замена ухудшит качественные показатели и экс­
плуатационные свойства громкоговорителя, она не может
бьнь допущена.
§ 3. Особенности р ею нта
грониеговеритеяей
Кнноремоитные мастерские накопили достаточно боль­
шой опыт по ремонту головок прямого излучения. Поэтому
ниже мы разбираем лишь общие, принципиально важные
вопросы, имеющие решающее значение в обеспечении высо­
кого качества работы.
Ремонт головок рупорных громкоговорителей изложен
более подробно, так как они более сложны и имеют ряд
конструктивных особенностей, отличающих их от громко­
говорителей прямого излучения.
Моточные работы
Перемотка звуковых катушек связана с рядом специфи­
ческих особенностей. Основная нз них — правильное прокленвапне клеем, обеспечивающее механическую и элек213
трнческую надежность. Так как клей АК-20 и БФ-4
быстро сохнут, при пользовании ими следует:
а) хранить клей в посуде с герметической крышкой
в темном месте при нормальной комнатной температуре —
не выше 20°. Крышку следует дополнительно заливать
вязкой массой (сургуч, битум, компаунд, парафин или
воск);
б) рабочая посуда должна иметь небольшой объем и
плотно закрывающуюся пробку;
в) количество клея, которое берется из рабочей посуды,
должно быть точно рассчитано на время непрерывной ра­
боты;
г) остаток клея, если он не загустел, должен быть слит
обратно в рабочую посуду, а стаканчик или чашечка,
которыми пользуются в момент проведения работ, вымыты
растворителем.
На рабочем месте желательно иметь бюретки (химиче­
ский стаканчик с притертой крышкой), в этом случае оста­
ток клея можно не сливать: следует лишь следить за чисто­
той крышки и краев бюретки.
При пользовании клеем АК-20 надо помнить, что он
токсичен, то есть вреден. Поэтому открывать стаканчик
надо только при намотке, а помещение должно хорошо про­
ветриваться.
При намотке звуковой катушкн нельзя пользоваться
загустевшим клеем; на каркасе не должно быть кусочков
сухого клея, так как в этом н другом случаях механиче­
ские свойства клея заметно ухудшаются. Из этих же со­
ображений не следует накладывать клей толстым слоем.
При подготовке самой мотки и проведении ее необходимо
соблюдать следующие правила:
а) каркас звуковой катушкн должен быть тщательно
очищен растворителем от старого клея;
б) сматывание провода должно вестись аккуратно, при­
чем старый клей лучше размягчить растворителем, чтобы
не повредить каркас;
в) старая изоляционная прокладка должна быть смыта
н подклеена новая;
г) клей для проклеивання наматываемой обмотки дол­
жен быть жидким, в сравнении с заводской концентраци­
ей степень разжижения его должна быть увеличена почти
вдвое. Практически степень разжижения клея можно
определить по характеру скатывания капель его с кисти:
они должны отрываться сразу, не вытягиваясь;
220
д) намотка катушки ведется непрерывно от начала до
конца; задержка при переходе от слоя к слою зависит
только от времени, необходимого для смазывания клеем
намотанного слоя;
е) клей наносится тонким слоем, примерно в половину
диаметра провода, по всей поверхности каркаса или намо­
танного слоя. Слишком толстый слой клея вытесняется
наматываемым проводом и собирается в крупные капли,
которые затрудняют наблюдение за моткой п могут при­
вести к пропускам;
ж) после мотки конец провода закрепляется, м вся по­
верхность обмотки при непрерывном вращении болванки
покрывается еще раз ровным слоем клея.
В течение 2—2,5 мин после покрытия клеем болванка
должна еще вращаться, так как за это время происходит
первая фаза застывания клея, в противном случае образу­
ются подтеки;
з) снимать звуковую катушку с болванки при клее
АК-20 следует не раньше, чем через 45—60 мин после конца
мотки, в течение которых происходит вторая фаза застыва­
ния клея, иначе можно нарушить прочность склеивания.
Застывание клея должно происходить в условиях естествен­
ного испарения летучих примесей, ускорение подогрева­
нием ухудшает качество клея. При клее БФ-4 болванку
с катушкой надо термостатнровать, то есть выдержать в
среде с температурой 35—40 в течение 3—4 час\
и) для того чтобы не повредить катушку при снятии
ее с болванки, удаляют растворителем клей, попавший
с края каркаса иа болванку. Для уменьшения сцепления
клея с болванкой перед моткой ее смазывают автолом, ма­
шинным маслом н т. п.
К числу особенностей перемотки звуковой катушки
относятся:
а) необходимость произвести мотку проводом такого же
диаметра, что и у старой обмотки. Это связано с тем, что
габариты катушек и их электрические данные должны быть
строго выдержаны;
б) невозможность использования старого, то есть ранее
смотанного, провода;
в) мотка на старом каркасе, то есть на собранной подвиж­
ной системе. Намоточный станок должен позволять за­
креплять на нем различные подвижные системы с диффузо­
рами разного диаметра;
г) возможность перемотки только таких подвижных
систем, которые не приклеиваются к днффузородержателю;
д) необходимость заделки концов звуковой катушки
строго на старое место.
Во всех подвижных системах спайка концов обмотки
с многожильным выводным проводником укрепляется па
диффузоре. Поэтому во избежание порчи диффузора при
панке, вследствие прожигания паяльником, необходимо:
снять старые выводы, отмочив растворителем и разрезав
нитки, произвести пайку и вновь пришить по старым отвер­
стиям, хорошо проклеить с обеих сторон диффузор в этом
месте.
При перемотке звуковой катушки важно строго сохра­
нить ее габаритные размеры.
Высота катушки задается шириной, нанесенной па кар­
касе профилированной канавки. Величина внешнего и внут­
реннего диаметров определяется диаметром болванки для
мотки н толщиной звуковой катушкн. Нарушение этих
размеров приводит к невозможности центрирования сис­
темы в зазоре магпитопровода, так как просветы между
катушкой и стенками зазора бывают не более 0,25—0,35 мм.
Поэтому необходимо особо тщательно подбирать мате­
риал для изготовления болванок, с тем чтобы избежать
изменений величины их размеров при хранении.
Для этой цели болванки должны изготовляться из ме­
талла, эбонита или твердых пород дерева (дуб, самшит).
Дерево должно предварительно тщательно пропитываться
парафином или маслом.
Поверхность болванки должна быть хорошо обработана,
а размеры ее выдерживаются с максимально возможной
точностью (величину их см. в табл. 7). Кроме того, для
облегчения снятия катушки после намотки болванка долж­
на иметь одностороннюю прорезь, а чтобы при мотке
не происходило самопроизвольного, из-за прорези, сжима­
ния болванки вследствие давления со стороны провода,
се следует выполнять по схеме рис. 125.
Следует помнить, что диаметр болванки с затянутой
гайкой должен быть равен внутреннему диаметру звуковой
катушки.
Практика показала, что наиболее пригодны для работы
с клеем колонковые кисти, затем кисти из суслнка-песчаника; при необходимости использовать беличьи кисти надо
следить, чтобы не оставалось в клее п на детали волосков
от кисти. Щетинные кисти применять нельзя.
222
Важно иметь хороший зажим кисти в мундштуке, кото­
рую можно дополнительно укрепить нитками у основания
Для работы удобны кисти малых номеров (до № 7),
более широкими кистями работать неудобно.
Перемотка звуковых катушек является тонкой опера­
цией, требующей навыка, спокойной обстановки и хоро­
шею освещения рабочего места. Для уменьшения утомляе­
мости зрения следует применять линзы диаметром 60—
100 мм с 2—3-кратным увеличением или головные биноку­
лярные лупы типа БЛ-1.
Ремонт диффузоров
Ремонт диффузоров заключается в устранении трещин,
небольших отверстий, вмятин. Во всех более серьезных
случаях порчи диффузора подвижная система должна
заменяться новой.
При проведении мелкого ремонта диффузоров необхо­
димо придерживаться следующих правил:
а) для заделки небольших отверстий употреблять тон­
кую мягкую непроклеенную бумагу: диффузорная, филь­
тровальная или промокательная. Хорошие результаты
получаются при использовании кусков от старых диффузо­
ров Обычно эти куски расслаиваются на две-трн части;
б) рваные края отверстия должны быть сближены, при­
чем края н всю ремонтируемую поверхность покрывают
клеем Степень разжижения клея такая же, как н при про­
клейке звуковой катушки;
в) если отверстия очень малы н края примыкают, зап­
латку можно ставить с одной стороны, во всех остальных
случаях ее ставят с обеих сторон;
223
г) при небольшой вмятине необходимо ее н прилегающий
\ частик дшрфузора пропитать клеем, причем степень про­
питывания должна уменьшаться к краям вмятины,
д) заделка сквозной трещины или небольшого отверстия
в гофре должна производиться возможно более тонким
слоем бумаги. Надо внимательно следить за тем, чтобы
наклеенный кусочек бумаги нигде не нарушал профиля
гофра;
е)еслн вершина диффузора смята, необходимо тщательно
прогладить ее, а затем пропитать очень жидким клеем
до насыщения; степень насыщения клеем должна посте­
пенно уменьшаться от пропитанного участка к остальной
части дн(|>фузора.
В практике бывает, что ненсправшхть диффузора вы­
звана не механическим повреждением, а провисанием гофра.
При этом звуковая катушка сильно смещается в зазоре
магнитной системы, что приводит к росту искажений и
уменьшению отдачи головки при ее работе. Провисание
возникает либо при неудачном профиле гофра, приводящем
к возникновению внутреннего папряження, создающего
провисание, либо при храпении головки в сыром месте.
Ремонт такой головки должен сводиться к замене подвиж­
ной системы.
Переборка диффузориых головок
Переборка диффузориых головок может быть необхо­
димой либо при замене подвижной системы, либо при
очистке зазора от попавших туда частиц.
Как уже указывалось, большинство головок, выпускае­
мых заводами киноаппаратуры, имеет подвижную систему,
которая прикреплена к диффузородержателю. Поэтому
съем подвижной системы сводится к освобождению ее от
крепежных устройств, необходима лишь аккуратность,
чтобы сорвавшийся ключ нлн отвертка не повредили диф­
фузор.
Для съема подвижной системы вначале освобождают
центрирующую шайбу, а затем воротник диффузора. При
установке се операции производят в обратном порядке,
следя за тем, чтобы при закреплении воротника диффузора
звуковая катушка не касалась стенок зазора. Окончатель­
ное центрирование производят при закреплении центри­
рующей шайбы, что требует навыка, так как зазор закрыт
пылезащитным колпачком При правильном положении
224
катушкн при покачивании подвижной системы равномер­
ным давлением трех пальцев на вершину диффузора или
на края высокочастотного конуса не должно слышаться
шорохов.
При установке запасной подвижной системы, колпачок
которой придается не вклеенным, центрирование произво­
дят на глаз или по шаблону (обычно два-три слоя пленки),
а затем тщательно вклеивают колпачок.
Для очистки зазора м а г н и т н у ю ц е п ь р а з ­
б и р а т ь и е л ь з я, так как после ее сборки необходимо
вновь намагнитить магнит на мощной установке постоян­
ного тока, какой в мастерских нет. Обычно вначале в зазор
вводят тонкий щуп, обернутый липкой лентой (изоляцион­
ная, медицинский пластырь), н круговыми движениями
собирают застрявшие в нем частицы, меняя два-трн раза
ленту. Убедившись, что они удалены, па щуп натягивают
тонкую чистую не ворсистую ткань или два-трн слоя марли,
промывают зазор ацетоном и слегка смазывают жидким
машинным маслом.
В отличие от всех ранее выпускавшихся головок новая
высококачественная широкополосная головка 4А-32 имеет
существенные конструктивные отличия.
Во-первых, подвижная система центрирующей шайбой
и воротником склеена с диффузородержателем на специаль­
ном приспособлении, обеспечивающем правильное и со­
осное положение звуковой катушки в воздушном зазоре
магнитной системы при последующей сборке.
Во-вторых, совсем по-иному и оригинально решена за­
дача центрирования. Для этой цели в литом днффузородержателе сделана калиброванная проточка высотой 10 мм,
в которую при сборке головки входит заранее собранная
магнитная система (рис. 126).
Так как точность приспособлений и допуск на расточку
высокий, то при соединении двух узлов звуковая катушка
автоматически центрируется. После соединения днффузороДержатель свинчивается с верхним фланцем.
В связи с такой конструкцией в качестве запасной де­
тали к головкам 4А-32 будут поставляться не подвижная
система, а весь узел в сборе, то есть днффузородержатель
плюс подвижная система.
В готовящийся к производству в настоящее время новой
модели низкочастотной головки 2А-12 принцип сочетания
Двух заранее юстированных основных узлов без последую­
щего юстирования развит еще дальше (см. Приложение V).
225
В заключение заметим, что если по каким-либо причи­
нам в мастерской возникнет необходимость в дальнейшем
оргЕннэопать сборку узла днффузоролержатель — подвиж­
ная система головок 4А-32, то необходимо заказать Ленин­
градскому оптнко-меланическому объединению (ЛОМО)
весь комплект приспособлений для исполнения этой опера­
ции или по крайней мере получить чертеж? на ннх.
Ремонт рупорных высокочастотных головок
Особенности ремонта рупорных высокочастотных голо­
вок связаны с резким отличием их конструкции от конструк­
ции головок прямого излучения, а также различием в мате­
риалах, идущих на изготовление подвижной системы.
В настоящее время в эксплуатации находится три типа
рупэрныт головок — высокочастотные головки 1А-16, 1А-17
н 5ГДВ-8 Конструкции этих головок подробно разобраны
в главе 4, а конструктивные и электрические данные при­
ведены в табл. 7 и 8.
Рассмотрим особенности проверки и ремонта этих го
ловок
1ров ерка
цент риров ания
подвиж­
ной с и с т е м ы и ч и с т о т ы з а з с р а . При такой
проверке необходимо обеспечить доступ к подвижной си­
стеме. Для этого в головках надо отвинтить четыре винта.
которыми защитная пластмассовая крышка Ю прикреплена
к верхнему фланцу 4 магнитной системы (рис 91 н 95).
Для проверки центрирования подвижной системы надо
осторожно принести диафрагму в движение периодическим
легким нажатием четырех пальцев на сс купол. Пальцы
должны быть расположены равномерно по поверхности
(.форы купола и возможно ближе к периферии.
Надо помнить, что диафрагма изготовлена из фольги
толщиной 0,06 мм, поэтому при сильном нажатии купол
можно продавить. Если при покачивании диафрагмы не
слышно шороха, а края звуковой обмотки равномерно дви­
жутся по отношению к краю отверстия в верхнем фланце
магнитной системы, то подвижная система отцентрирована.
При нарушении центрирования будет слышен иорох
от трения диафрагмы о керн либо край диафрагмы вообще
не будет двигаться. При движении подвижной системы мо­
гут быть слышны потрескивания, царапанье или преры­
вистый шорох. Это свидетельствует о том, что в зазоре мусор
и опилки.
В головках 1А-16, 1А-17 и 5ГДВ-8 для осмотра зазора
необходимо снять с верхнего фланца подвижную систему.
Во всех головках диафрагма приклеена к металличе­
скому кольцу, которое ее центрирует н задает требуемую
величину предрупорной камеры, а сверху прижимается
пластмассовым кольцом на винтах (поз. 7, рис. 91 а 95).
Для того чтобы снять подвижную систему, прежде всего
надо отпаять выводные концы от входных клемм головок.
Отпаивать эта концы на переходных лепестках, запрессо­
ванных в пластмассовое кольцо, не рекомендуется, так
как при этом может быть нарушен контакт выводов, прихо­
дящих на эти же лепестки от звуковой катушкн.
После отпайки концов отворачивают прижимные винты
и снимают пластмассовое кольцо. Затем подвижную систему
осторожно подают вверх, пока не отпустят ее центрирую­
щие приспособления, а затем ее снимают.
В головках 1А-17 и 5ГДВ-8 первое движение системы
производится обычно отверткой, упирающейся одним краем
в выступающую часть центрирующего кольца (рнс. 65),
а другим — d поверхность верхнего фланиа. Операция
эта производится осторожно, с тем чтобы не повэеднть
купол диафрагмы или звуковую катушку.
В головке 1А-16 нижнее металлическое кольцо плотно
сидит па центрирующих шпильках. Поэтому вначале между
кольцом н верхним <
(танцем у основания одной из шпилек
227
надо ввести тонкпЛ прочный предмет (лезвие ножа, конец
остро эаточенноЛ отвертки или специальный съемник).
Затем зафиксировав щель прокладкой или щупом, ту же
операцию надо проделать на остальных шпильках. Такие
манипуляции проделывают несколько раз. пока трепне
кольца о шпильки уменьшится настолько, что кольцо
с диафрагмой может быть поднято вверх вручную.
Снятую подвижную систему не рекомендуется класть
прямо на стол, лучше иметь специальную подставку с внеш­
ним диаметром, равным диаметру воротника диафрагмы,
внутренним диаметром, несколько большим внешнего диа­
метра звуковой катушки и высотой порядка 8—10 мм.
На эту подставку кладут подвижную систему куполом
диафрагмы вверх.
Для чистки зазора с помощью щупа, в качестве которого
может быть использован кусочек кинопленки или плотной
бумаги, частицы собирают в одно место круговым движе­
нием по зазору, а затем осторожно извлекают на край его;
для удаления частиц можно пользоваться пластырем или
изоляционной лентой. После чистки зазор необходимо
протереть вначале ацетоном, а потом хорошего качества
машинным маслом.
Еще раз следует напомнить, что разбирать магнитную
систему с постоянным магнитом нельзя.
После чистки зазора подвижную систему ставят обратно
на головку, а операции проводят в обратном порядке по
отношению к описанным выше. То же самое проделывают,
если подвижная система заменялась.
В головках 1А-17 и 5ГДВ-8 центрирование подвижной
системы обеспечивается специальной выточкой в верхнем
фланце магнитной системы, в которую входит нижнее
металлическое кольцо. В головке 1А-16 те же функции вы­
полняют металлические шпильки, запрессованные во фланец
Расцентрнрованне головок может произойти в резуль­
тате сильного удара ребром магнитной цепи при падении.
В этом случае попытка спять подвижную систему может
вывести из строя звуковую катушку. Положение можно
пытаться исправить ударами киянкой — деревянным мо­
лотком — по торцевой стороне верхнего ijuiaima После
приведения головки в нормальное состояние подвижная
система должна быть снята и внимательно осмотрена
Поврежденную систему заменяют запасной.
Если причиной ремонта головки явилось наличие в за­
зоре металлических опилок, то осмотру подвергается обя226
зателыю звуковая катушка, так как провод ее может быть
поврежден. Подвижную систему с такой катушкой заме­
няют.
Вмятнну на куполе устраняют легким нажимом на иее,
после чего надо тщательно прогладить поверхность купола
так, чтобы следы вмятины стали почти незаметны. Такую
головку обязательно нужно внимательно испытать на вос­
произведение скользящего тона, так как исправленная
пчятнна может быть причиной дребезжания.
Перемотка звуковых катушек
Перемотка звуковых катушек подвижных систем вы­
сокочастотных головок значительно более сложна, чем
в обычных громкоговорителях, требует высокой квалифика­
ции намотчика и специальных приспособлений. Это объяс­
няется рядом следующих особенностей:
1) необходимостью применения только алюминиевого
провода; замена медным проводом приводит к резкому сни­
жению отдачи высоких частот и не может быть донущепа;
2) меньшей механической прочностью алюминиевого
проводя в сравнении с медным, требующей особой аккурат­
ности в работе;
3) необходимостью специальной заделки выводных кон­
цов, связанной с переходом от одножильного топкого алю­
миниевого провода к многожильному выводному концу
Поэтому вряд ли можно рекомендовать производить
перемотку звуковых катушек высокочастотных головок
в условиях кнноречонтных мастерских, тем более что полу­
чение заводских подвижных систем в достаточном количе­
стве вполне реально в существующих сегодня условиях.
§ 4. Контроль начоства
рошонтных работ
Контроль качества ремонтных работ является обяза­
тельным и призван обеспечить надежность работы отремон­
тированной головкн громкоговорителя в эксплуатации.
В качестве контролера должен использоваться наиболее
опытный работник мастерской, имеющий достаточный стаж
работы п хорошо знакомый со всеми особенностями различ­
ного вида ремонта громкоговорителей.
229
На рис. 127 приведена схема контроля отремонтирован­
ной головки громкоговорителя, состоящая нэ четырех
следующих друг за другом этапов
Проверка должна начинаться с внешнего осмотра отре­
монтированной головкн, который необходим для опреде­
ления качества произведенного ремонта (состояние паек,
заделка концов, устранение повреждений н т. п.), а также
для установления отсутствия пропущенных мелких дефек­
тов При внешнем осмотре проверяется центрирование
подвижной системы п от­
сутствие посторонних час­
тиц, в частности металли­
ческих опилок в зазоре.
Электрические намере­
ния имеют целью проверку
сопротивления постоянно­
му току моточных дета­
лей. Для этих измерений
используются те же самые
приборы, что н при ана­
логичных проверках в уси­
лительной аппаратуре.
Кроме того, обязатель­
на проверка сопротивления
Рнс 127 Схема операций контроля изоляции с помощью мег­
отремонтированной головки
гера; она целесообразна
даже тогда, когда моточ­
ные детали не ремонтировались, чтобы иметь полную уве­
ренность в электрической надежности головки.
Прослушивание скользящим тоном — наиболее падеж­
ный метод проверки головки для установления, возникает ли
дребезжание и другие посторонние призвуки. Он заключа­
ется в подаче на испытываемую головку непрерывно изме­
няющегося по частоте синусоидального напряжения в диа­
пазоне 10—10 000 гц.
Для проведения такого испытания используются звуко­
вой генератор н усилитель контрольного тракта. Прослуши­
вание ведется при подведении к звуковой катушке головки
громкоговорителя сигнала, соответствующего его номи­
нальной мощности.
Напряжение, соответствующее поминальной мощности,
контролируется прибором типа ТТ-1, АВО-5, ЛВ-9М
па выходе усилителя. Величина его устанавливается по
частоте 400 гц для однополосных головок, 200 гц — для
230
низкочастотных и 2000 гц — для высокочастотных го­
ловок
Изменение частоты на генераторе производится от руки
медленным и непрерывным вращением рукоятки конденса­
тора с такой скоростью, чтобы весь цикл прослушивания
(40—10000 гц и обратно) занимал 1—2 мин.
При прослушивании следует внимательно фиксировать
появление посторонних призвуков, отмечая их частоту
и интенсивность; в сомнительных случаях лучше сравни­
вать с контрольной или эталонной головкой.
Высокочастотные головки должны прослушиваться на
частотах от 500—600 гц и выше, так как на более низких
частотах может произойти повреждение диафрагмы из-за
роста амплитуд колебаний.
При таком прослушивании следует помнить, что при­
звуки могут появиться не из-за дефекта громкоговорителя,
а вследствие возбуждения колебаний в тех или иных пред­
метах, находящихся в комнате. Поэтому при появлении
призвука нужно прежде всего убедиться, действительно ли
его источником является громкоговоритель.
t Если прослушивание выявило плохое звучание при
воспроизведении тонального (синусоидального) сигнала,
то головку возвращают на повторный ремонт, угтанппнв
причину, вызывающую появление призвука. Весьма часто
мелкие дефекты (вибрация выводных концов, плохое за­
крепление крепежных деталей, неплотное прикрепление
воротника диффузора к диффузородержателю и т. п.)
могут быть легко устранены контролером.
Последний этап контроля — субъективная оценка ка­
чества (см. рис. 12, глава I) — является весьма ответствен­
ным, так как заменяет собой измерение электроакустиче­
ских характеристик. Организация последних в >словиях
мастерских невозможна, поскольку требует наличия парка
сложной измерительной аппаратуры и создания специаль­
ных акустических звукомерных камер или полигонов на
открытом воздухе. Поэтому к организации этого этапа
необходимо отнестись со всей серьезностью, понимая,
что ошибки суждения оцениваемого качества могут ди­
скредитировать рвботу громкоговорителя в эксплуата­
ции.
Наиболее правильным является создание специального
контрольного звуковоспроизводящего тракта, смонтиро­
ванного стационарно и используемого только по своему
прямому назначению.
231
Такой тракт должен состоять нэ хорошо отъюстирован­
ного проектора или магнитофона, усилительного устрой­
ства мощностью 20—40 вт, имеющего хорошие качествен­
ные показатели, и набора эталонных головок, соответствую­
щих по типам ремонтируемым.
Сложнее обстоит дело с акустическим а|юрмлеписм.
Обязательным условием прослушивания является сравне­
ние головок, работающих в одинаковых акустических
оформлениях. В то же время практически нереально реко­
мендовать мастерской набор типов оформления, применяе­
мых в кинотеатральных громкоговорителях.
В качестве компромиссного выхода можно рекомендо­
вать для целей прослушивания использовать фаэоинверсные
ящики от громкоговорителей 30A-I5, 25ГДД-1 или же
изготовить аналогичные по объему. Заводские ящики или
изготовленные силами мастерской должны быть приспособ­
лены для размещения головок различного типа, а именно'
1) отверстие для н.-ч. головки увеличивают до таких
размеров, чтобы в него входила снаружи голоока 2A-1I,
не цепляясь ребрами днф|>узородержателя за его края;
2) изготовляют сменные щитки с отверстиями под ши­
рокополосные и низкочастотные головки различных типов
и средствами их крепления;
3) в передней стенке ящика заделывают четыре болта
для последующего закрепления на них сменных щитков
с вмонтированными в них головками;
4) высокочастотный рупор демонтируют;
5) иа ящиках устанавливают однотипные высокочастот­
ные рупоры, оборудованные сменными переходными
приспособлениями для присоединения головок всех трех
типов.
Такое комбинированное оформление позволяет однотип­
ные головки сравнивать в одинаковых акустических уело-
ПРИЛОЖЕНИЯ
I.
Т е р и и ы , определения, попптип
1. Головка громкоговорителя — самостоятельный конструктивный
злеыснт громкоговорителя. предназначенный для преобразования
сигналов заукопой частоты из злсктрнчсской формы а акустическую
Головка прямого излучения излучает звуковые колебания непосред­
ственно а окружающее пространство. Рупорная головка излучает
звуковые колебания через акустический трансформатор и рупор.
2. Рабочий центр головки — точка, лежащая в плоскости основа­
ния конуса диффузора для головок прямого излучения или в плоскости
устья рупора для рупорных головок
3. Рабочая ось голован — воображаемая прямая, перпендикуляр
ная плоскости излучающего отверстия н проходящая через рабочий
центр головки.
Рабочая ось широкополосного громкоговорителя совпадает с рабо
чей осью головки, если она одна. При двух н более головках рабочая
ось также перпендикулярна плоскости излучающих отверстий головок,
но проходит через центр симметрии, то есть через точку, равноудален­
ную от рабочих центров головок.
Для даухполосных громкоговорителей рабочая ось совладает с ли­
нией, проходящей через центрсимметрии высокочастотных излучателей,
перпендикулярной плоскости нх излучающих поверхностей.
4. Часто!» основного (механического) резонанса гааовнн— час­
тота, на которой модуль полногоэлектрического сопротивления головки
имеет первый по частоте основной максимум
5. Номинальное сонрогнвяеннс громкоговорителя (голоаян) — вели­
чина активного сопротивления, которым замещается громкоговоритель
(головка) при измерении электрической мощности, потребляемой им
от источника питания. В качестве номинального сопротивления прини­
мается наименьшее значение модуля латного электрического сопротив­
ления громкоговорителя (гатовкн) в диапазоне частог ваше частоты
основного резонанса.
6. Частотная характеристика громкоговорителя (головки)— пред­
ставленная в анде графика частотная зависимость звукового давления,
которое громкоговоритель (головка) создаст в условия! свободного
поля при подведении синусоидального электрического сигнала с неиз­
менным по частоте напряжением
7 Номинальный (аосвроизаодимый) диапазон частот громкогово­
рителя (головки) — диапазон частот, который может эффеклгвно вос­
производиться громкоговорителем (головкой)
а пределах которых измеренная на рабочей оси частотная характерис­
тика имеет спад не более 10дб относительно среднего значения в той
октавной паюсе, в которой средняя чувствительность наксимальна.
у основания не более '/• октавы, не учитываются.
Для головое прямого излучения в качестве нижней границы номи­
нального диапазона частот принимается частота основного резонанса.
8 Нормированный рядчастот — частоты или средние частоты паюс
шумового сигнала, принятые в качестве обязательных длх разработчи­
ков измерителыюй аппаратуры и для испытателей громкоговорителей,
являющиеся опорными точками слышимого спектра звуковых частот.
Нормированный ряд составляют следующие частоты 16,20,23, 31,5;
40. 50. 63. 80, 100, 125, 160; 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800. 1000;
1250. 1600. 2000. 2500, 3150, 4000, 5000, 6300, 8000, 10000, 12 500.
16000, 20 000 «4.
9. Среднее стандартное звуковое д
из значений звукового д
(головкой) на рабочей оси нв расстог
влехтрнческой мс
234
Электрическая мощность может быть вычислена ло номинальному
сопротивлению громкоговорителя (головки) и среднеквадратичному
значению >апряження на зажимая
11. Номинальная мощность громкоговорителя (головки) — алектрнчсская мощность, при которой'обеспечена его длительная работа
без механических или электрических повреждении н при которой общий
коэффициент нелинейных искажений (или нх общий уровень) не пре­
восходит значений, допускаемых техническими условиями (ТУ) или
другими нормативными документами.
12. Мшсимальиля мощность громкоговорителя (головки) — элек­
трическая мощность, указываемая в его (се) паспорте.
Максимальная мощность — наибольшая неискаженная мощность
усилителя, при питании от которого громкоговоритель (головка) может
длительное время работать на обычном программном материале без
механических или электрических повреждений.
13 Срсяняа акустическая мощность громкоговорителя (головки) —
среднее арифметическое из значений излучаемой акустической мощ­
ности в тех из палое со средними частотами нормированного ряда,
которые входят в номинальный диапазон частот громкоговорителя
(головки) Акустические мощности во всех полосах должны соответ­
ствовать одинаковым электрическим мощностям.
14. Номинальный коэффициент полезного действия громкоговори­
теля (голован) — отношение излучаемой им(ею) акустической мощности
к подведен!ой электрической мощности а заданной полосе частот
15 Средний номинальный коэффициент полезногодействия громко­
говорителя.(головки) — среднее арифметическое из значений номиналь­
ного кпд на тех из полос со средними частотами нормированного
ряда, которые входят а его (ее) номинальный диапазон частот.
16 Общий коэффициент нелинейных искажений— выраженный
в процентах квадратный корень из отношения акустической мощности
создаваемого громкоговорителем (головкой) продукта нелинейных иска­
жений при данной электрической мощности к средней акустической
мощности, развиваемой громкоговорителем (головной) при той же
электрической мощности.
17. Общий уровень нелинейных искажений — общий коэффициент
нелинейных искажений, выраженный в децибелах.
18. Окпва — интервал, отделяющий одну частоту от вдвое боль­
шей (или алаое меньшей) другой частоты. Частоты, заполняющие этот
Октава является основной принятой а музыке ступенью изменения
высоты тоне. Все слышимые частоты охватывают диапазон пркблнзи
Наряду с онпвной полосой в измерениях широко используются
V,-октавные полосы, или терцполосы.
235
19. Среднее арифметическое значение — часлюе от деления суммы
слагаемых величин на их количество
20. Среднее геометрическое значение — корень квадратный из про­
изведения всех величин, для которых находится средняя геометриче­
ская величина
21. Среднейвиратичное значение напряжения (тока) — значе­
ние постоянного -ока, выделяющего в проводнике такое же килнчесн»
теплоты, что н переменный ток (за одно н то же время). Среднеквадра­
тичное значение часто принято называть аффективным значе­
нием напряжения (тока) Для синусоидального переменного тока
среднеквадратичное значение напряжения (тока) в )/!= 1,41 раз
меньше амплитудного (максимального) Простейшим прибором для
измерения среднеквадратичных значений является тепловой прибор,
в котором поворот стрелки выэыпастся удлнненнем'ннти, которая нагре­
вается проходящим через нее током.
22 Программный материал — записанный на люГой носитель
(фотографическая или магнитная фонограмма, грачпласлшка) или при
нятый микрофоном тракта звукоусиления звуковой сигнал натураль­
ных источников звучания. Характеризует реальные условия работы
громкоговорителя в отлнчне от режима испытательного, при котором
к нему подводится синусоидальный Или шумовой (см. Пряложенне IV)
23. Децибел— относительная логарифмическая единица, принятая
для оценки уровней алехтрнческнх сигналов, отображающих акустиче­
ские процессы к основные акустические величины — интенсивность
звука, звуковое давление и плотность звуковой энергии. Равна лога­
рифму соотношения искомых величин, умноженному на коэффициент
10— для мощности, интенсивности н плотности или 20—для напря­
жения, тока н дсалення.
По международным соглашениям в качестве нулевых уровней приа) интенсивность звука /0= 10 *•вт/я\
б) звуковое давление р, =■2 10“ * н!м'\
в) плотность звуковой энергии е,, = 3 10 * дх!м1\
г) электрическая мощность Рт = 10” * am= 1мят, что при стан­
дартном сопротивлении Z = 600 ом определяет (/„ = 0775 « н /, =
- 1,29 ш.
Измеряемые в децибелах величины называются уровнями
н вычисляются по формулам
а) уровень интенсивности звука N = 10lg j- дб,
б) уровень звукового давления N = 20 lg —дб;
в) уровень плотности эвуково! энергии N = 10lg — дв\
'1
г) уровень электрнческо модности N = lOlg^- дв,
д| уровень напряжения Л/ = 20 lg —- Об.
е) уровень юное N = 20 lg — 00
Заыепш, что нулевые уровни /«, Ро н Во определены порогом чувстви­
тельности человеческого уха н называются стандартный ворогом слы­
шимости В акустике встречаются еще две единнць — фон я сон.
Фон — единит измерения уровня громкости, совпадающая с чис­
лом децибел, измеряющим уровень звукового давления равногроыкого эталонного тона:
L = 20 lg j —flp f фон.
Методика измерений состоит я том, что субъективно сравниваются
измеряемыйзвук с эталонным, уровень последнего наблюдатель меняет
до тех пор, пока оба звука — измеряемый н вталонный — не будут
казаться равногромкнмн.
По международному соглашению в качестве эталонного звука
выбран синусоидальный тон частотой 1000гц. приходящий прямо к на­
блюдателю • виде плоской волны
Практика показала, что наряду с уровнем громкости желательно
установить в такое измерение громкости, которое соответствовало бы
способности слуха определять соотношение громкостей различных
звуков или иумов Было замечено, что довольноуверенно наблюдатели
оценивают нтмененне громкости вдвое, когда уровень громкости меня­
ется на 10 фон.
Сон — единица измерения громкости, громкость в 1сон имеет звук
с уровнем громкости 40 фон. Величина громкости определяется как
функция уровня громкости по формуле:
S = 2_!5 _ СОН.
24 Сястша единиц СИ — принятая по мелгдунадоным соглаше­
ниям система измерений всех физических величин, в основе которой
лежит метр, килограмм нсекунда, вместоранее принятойсистемыСГС—
сантиметр, грамм, секунда Ниже в табл. 1—1приведенынаименования,
условные обозначения некоторых величин я системе СИ н соответствую­
щее значение их в системе СГС.
237
i
i
'
Магнитная нндук-
it [Ц in
1■
Напряжениость магОсвещенность
Световой поток
5 2.
Индуктивность
МагнитныА поток
Электрическое со
противление
Электрическая еы-
СS
£
Мощность
Давление
свеча**
) в секунду
) в секунду
нлограыы
1
i
i
I
Масса
Время
Ток
Сила света
Скорость
9 10“ см
1/300
1/9 10“ “
10* дин
10' зрг/сек
1
0 бар
10* см/сек
10* см/сек
3 10»
10* C
M (СЛНТНметр)
10* г (грамм)
1
5ь
и
*й
f
V 11
&в 2
“
п
* 88вв|| 43. -8 -в-*4 | 1 318
II.
Переведы в п р о п и ты зиачеиий в. п. д.
и уровия м ш е й и ы х мсмажвиий,
выражввиых в дввибвлах
100.00
89.13
79,43
70,79
63.10
56.23
50.12
44.67
39.81
35,48
31,62
28.18
25.12
22,39
19.95
17.78
15,85
0,501
0.398
0,316
0,251
0.200
0.159
0.126
0.100
0,079
0.016
0,013
0,010
III.
Постояииыв вагн и ты
Появление специальных сплавов, обладающих высокими магнит­
ными свойствами, позволило реализовать ряд преимуществ, возникаю­
щих при замене а громкоговорителях электрического возбуждения по­
стоянными магнитами.
Основные нэ них увеличение надежности всей конструкции; умень­
шение веса магнитной цепи; улучшение теплового режима, облегчение
и удешевление стоимости всего комплекта аппаратуры и монтажных
Из различных сортов специальных магнитных сплявов вначале
самое широкое применение для изготовления постоянных магнитов полу­
чил сплав Ю11Д-4 (ранее он назывался АЛИИ или АИМ).
239
Спляв ЮНД-4 является сплавом желая, никеля, ыедн н алюминия
с небольшим процентом других прнмесеА Свойства сплава зависят глав­
ным образом от процентного содержания никеля н алюминия. Однако
принеси других злементов также алняют на свойства сплава. Например,
медь улучшает качество сплава, а углерод — ухудшает. В сплаве
ЮНД-4 содержится 25% никеля, 15,5% алюминия н 4% ыедн, осталь­
ной состав — железо.
Вт определяют рабочую точку на кривой
размагничивания для правильно рассчитанной ыагннтиой системы.
Кроме кривой размагничивания важное значение для характерис­
тики магнитных материалов имеют следующие факторы: зависимость
их свойств от изменений температуры окружающей среды; структурное
старение — изменение структуры материала от времени, приводящее
к изменениям его магнитных свойств; магнитное старение — изменение
свойств под действием удпров, толчков, вибраций и т. п.
Сплаа ЮНД-4 отвечает всем этим требованиям, оставаясь относи­
тельно дешевым. Однако его существенным недостатком является не­
большая величина магнитной энергии, что приводит к необходимости
для получения нужной величины ыагннтиой индукции в воздушных
зазорах головой кинотеатральных громноговорнтелсА использовать
нрупногабарнтные магниты весом до б и . Прн этом качество сплава
твкнх магнитов ухудшается, вырастают габариты н вес головок Освое­
ние промышленностью кобальтового магнитного сплава ЮНДК-24
(ранее называвшегося АНКО-4), позволило решить задачу переводя
высокочастолиях головок на магнил|Ые цепи с постоянными магннтаын,
я также оказалось технически целесообразным н экономически допус­
тимым применить этот сплав н в целом ряде других типов кинотеатраль240
яых головок. В состав сплава ЮНДК-24 входят кроме железа 24%
кобальта, 14% никеля, 9% алюминия, 4% меди и 0,3% титана
Магнитная энергия этого сплава в сравнении с ЮНД-4 примерно
в 3,5 раза больше Из диаграммы рнс III—2 видно, что при равных маг­
нитных энергиях объем магнита нэ сплава ЮНДК-24 в четыре раза
меньше, чемдля магнита нз сплааа ЮНД-4. В последнее время в произ­
водственном освоении находятся еще два вида сплавов — ЮНДК-25
н ЮНДК-25БА, магнитная энергия которых в 5,2 раза выше сплава
ЮНД-4 и почти в два раза выше, чем у ЮНДК-24. Применение этих
сплавов еще больше позволит епкратнтъ вес н габариты головок.
Рассмотренные краткие сведения олюсилнсь к литым магнитам,
то есть к отливаемым в заданную форму (кольцо, керн) нэ расплавлен­
ного в специальных электрических индукционных печах исходного мате­
риала и добавон к нему. Характерной особенностью кобальтовых спла
вов является технологическая особенность их производства, при кото,
рой остывание сплава должно происходить в магнитном поле с целью
получения так называемой анизотропной структуры, то есть максимума
магнитных свойств только в одном определенном направлении.
Высокая стоимость кобальта и сложность технологии изготовления
лигах магнитов делают магниты дорогими.
Возникала задача получить магннтаый материал с более высокой,
чем у ЮНД-4, магнитной энергией, но более дешевый в сравкеннн
с ЮНДК-24. Такое решение было найдено при разработке магнитов,
прессованных нз смеси порошка окислов железа с окислами бария
(BaOfFeaO,). Прессованные феррито-бариевые магниты 2БА н ЗБА по
стоимости оказались близкими к сплаву ЮНД-4, а по величине маг­
нитной энергии первый — несколько и второй — в два с лншнкм раза
превосходящими этот сплав.
Технологически изготовление их оказалось также проще, так нак
сводилось к прессованию на мощном прессе смеси порошков в специаль­
ной пресс-форме, являющейся одновременно электромагнитом. При
этом магниты получают в конце изготовления анизотропные свойства
подобно кобальтовый сплавам.
В отлнчне от литых прессованные магниты имеются только кольце­
вого типа, причем характерным для них является малая высота при
относительно большом диаметре. Это связано с характером их кривой
размагничивания, имеющей относительно небольшую величину В,
н очень большую величину Нс.
К спжаленню, практического применения магниты второго типа
(ЗБА) не нашли, так как они очень критичны к минусовым температу­
рам. Магниты 2БА широко применяются в радиовещательных головках
и головках 4А-28 и 4ГД-28 для кинотеатральной аппаратуры.
Сравнительные данные перечисленных магнитов хорошо видны
из кривых рнс. Ill—2.
9 Гроыкоговоршслн
241
Для магнитных еноты с постоянными ыагннтаии существенно важ-
чкяы воздушного зазора, вшивающее увеличение размагничивающего
поля полюсов Нц Вследствие этого упадет величина иидуиции Вд,
рабочая точна переместятся в точку д ка кривой, уменьшится акергия
Так как этот процесс необратим, то при вновь кадетом верхнем
фланце прежние условия могут быть получены только при восполнении
утраченной магнитаой экергкк; это и происходит при повторном иамагНамагничивающее устройство представляет собой катушку с разомкнутам железом, между полюсами которой вставляется намагничивае­
мая система Расчет такого устройства относительно прост. Основное
затруднение при выполнении намагничивающей катушкн — необходи­
мость иметь мощный источник постокнного тока для ее пнтлния.
IV.
0 1
U ljfioibio измришыша ИГМ Ы
льнмй.
При испытаниях громкоговорителей в условиях неограниченной
среды на открытом воздухе или в заглушенной камере широко и теперь
применяется синусоидальный сигнал Однако, если полученные дянные
хорошо характеризовали работу громкоговорителя на открытом про­
странстве, то для оценки его работы в закрытом помещении полученные
>мкоторых явилось бы получение
ценной информации о важнейших качественных показателях громко­
говорителя нлн его головки (акустическая мощность), npi
ннн синусоидального сигнала вообще невозможны или Ж(
ная процедура с последующей обработкой результатов п|
е к.пл.).
Выход нэ положения был найден путем применения шумового сиг­
нала, нлн, как его часто называют, сигнала сплошного спектра, в каче­
стве измерительного сигнала и разработки соответствующих методик
измерения излучаемой акустической мощности, н.п.д. и нелинейных
искажений.
Основным типом сигнала сплошного спектра является так назы­
ваемый белый шум. Вид сигнала представлен кв рнс. 6.
Белый шум представляет собой сложный звук, спектр которого
оказывается непрерывной и однообразной функцией частоты в доста­
точно широком диапазоне. Более строгая формулировка глвент, что
белый шум есть стационарный вероятностный процесс с равномерным
энергетическим спектром
Для понимания этого сложного понятия вспомним особенности
природы света Известно, что определенный цвет соответствует вполне
определенной длине волны и поэтому все цвета располагаются в опре­
деленном порядке друг за другом. Известно такжб, что если смешать
все цвета вместе, то мы получим белый цвет.
На уроках физики часто проделывается опыт расщепления белого
света пропусканием его через призму, когда ка ее выходе получается
целая цветовая Гамма. Подобное явление мы все часто наблюдаем а при
роде, любуясь радугой.
Поскольку ш звуком аналогия полная, то и принято аналогичное
в 1/3 октавы, будем вырезать полосы, а
шения его средней частоты) у[
будет возрастать Паяоыниы, что под уровнен спектральной п.
мощности понимается величина мощности, определенная в пределах
полосы шириной в 1 гц
движение свободных электронов в проводниках электрической цепи.
Тепловое движение свободных электронов в проводниках вызывают
ыикротокн, которые создают на зажинах цели флюктуационное напря­
жение, Это напряжение складывается на очень большого числа импуль­
сов, обусловленное движением отдельных клектроков. В теоркк целей
го движения электронов олре­
случай, когда спектр шума равномерен в заданной (ограниченной)
полосе частот, а закон распределения вероятностей описывается опре­
деленной кривой, называемой гауссовой кривой Белый шум такого
\ схемой (рис. IV—I). По аналогии с генератором
авуковой частоты такое устройство называют генератором белого шума,
или генератором сигнала сплошного спектра.
Для электроакустических измерений (акустическая мощность,
к. п. д., нелинейные искажения) с цельюизбежать последующей коррек­
тировки необходимо иметь шумовой сигнал сплошного спектра, но
м уровня спектральной плотности мощности. Опять же
акой сигнал получат название розовый шум.
пекарный стохастический сигнал с нормаль­
ным (гауссовым) законом распределения мгновенных значений, для
которого уровень спектральной плотности мощности убывает с постоян­
ной крутизной, равной 3 дб на октаву
Шумовые сигналы являются стохастическими. Их отличие от прос­
тых сигналов, например синусоидального, заключается а том, что
а нростоы сягивле выражение или формула, определяющая его поведе­
ние во времени, одновременно определяет н его основные параметры
Дла стохастического сигнала с помощьюсоответствующих математиче­
ских выражений можно определить его вероятность и вреыеннбе рас­
тя яолучнть достаточную информацию
244
Сигнал типа ровоаого шума получают, подключая к генератору
белого шука специально рассчитанные ЯС-фильтры, характеристики
которых обеспечивают указанную выше крутизну спада — 3 йб на
На рнс IV—2 показаны схема фильтра, его характеристика к ха
рактеркстнка спектрально! плотности розового шума
Как мы уже ранее говорили, измерения ка полосах белого и розо­
вого шума завоевывают в алектроакустнке, да и не только в ней, все
более широкое применение, существенно сократив монополию в згой
области техники синусоидального сигнала.
245
V.
Новые разработки
Практика покатала, что принятая в проектировании кннотеатралькых гроикоговорнтелей генеральная линия на использование минималь­
ного количества типов примекяемыл головок, безусловно, правильна,
так как позволяет проводить систематическую работу над совершен­
ствованием этого «сердцаз влектроакустнческой аппаратуры
Техническую политику в совершенствовании головок громкоговори­
телей на ближайшие годы определяет нормаль Норм-кино 127—67
«Громкоговорители кинотеатральные Головки». Срок введения в дей­
ствие этого документа был установлен с 1969 г. Организации, проек­
тирующие и изготавливающие громкоговорители, успешно начали
работу по дальнейшей модернизации существующих головок
Сумма качественных требований, которым должны удовлетворять
головки кинотеатральных громкоговорителей, суммированы в табл.
V—1. Из нее следует, что по-прежнему признано целесообразным со­
хранение трех типов головок- широкополосных, низкочастотных и
высокочастотных. Одновременно сохраняются три класса головок
каждого типа, но вместо ликвидированного третьего класса вводится
высший класс. Подобное изменение свидетельствует, что, во-первых,
возросли требования и качественным показателям кинотеатральных
громкоговорителей, а во-вторых, возрос уровень знаний н опыта
разработчиков.
При разработке новых головок и освоении их производством,
естественно, получают принятый данным предприятием шифр модели.
Однако вдокументации указывается, что головка такая-то соответствует
по классификации нормали, няпрнмер, головке ШП-1.
В нормали помимо качественных требований содержится целый ряд
технических требований на головки, расширенные и уточненные в срав­
нении с существующими в настоящее время. Особое вккманяе уделено
требованиям на механические (вибрации, удары, транспортировка)
н климатические (температура, влажность) испытания.
Как мы уже упоминали, сейчас начата работа по модернизации
существующих в производстве головок гроикоговорнтелей.
Например, начата модернизация низкочастотной головки 2А-11
с задачей доведения ее качественных показателей до высшего класса.
Одновременно начата разработка высокочастотной головки высшего
класса Заканчивается работа над головкой 1А-20, которая заменит
существующие головки 1A-I6 к IA-I7 н по своим показателям будет
соответствовать в -ч. головке первого класса Одновременно начинается
серийное производство новой головки 2А-12, заменяющей ранее выпус­
кавшуюся 2А-9 и являющуюся я.-ч головкой первого класса (и ч -1).
Кратким знакомством с этими дяуыя новыми головками мы закон­
чим описание новостей в области проектирования гроикоговорнтелей
247
Качает
похожа яа головку 1А-17, аа исключение* материаладиафрагмы Выпус­
кающиеся диафрагмы высокочастотных головок изготовляются из тон­
кой дюралюминиевой фольги методом штамповки. Однако фольга не
очень стабильна во своим механическим и физическим свойствам Кроме
того, сама штамповка диафрагм требует строгого соблюдения всех тех­
нологических режимов и является процессом сложным, миогоолерациПозтому в производстве подвижных систем с такой диафрагмой
неизбежен брак, выявляемый лишь при испытании готовой головки.
Использование одного нэ новых полимерных материалов (лавсана)
в данной об/таста техники принесло большой положительнмй аффект.
Лавсановая не ориентированная пленка по прочности и прочим данным
нисколько не уступает дюралюминиевой фольге Но она выгодно отли­
чается от фатьгн сохранением неизменными' физико-механических
свойств вплоть до готового изделия из нес. К тому же процесс штам­
повки сильно упрощается и не требует большого числа специального
инструмента и мощных прессов, что резко сокращает брак
Лавсановая диафрагма головки 1А-20 изготовляется нз пленки
толщиной 200 як (вместо 60 як для фатьгн), соответствуя по размерам,
конструкции н конфигурации тангенциального гофра ка воротнике
дюралюминиевой диафрагме головки 1А-17.
Конструкция подвижной системы и данные звуковой катушки
также практически остаются без изменения, за исключением замены
сплава ЮНД-4 на сплав ЮНДК-24
Низкочастотная головка 2А-12, общий вид которой приведен на
рнс. V—I, по конструкции будет существенно отличаться от конструк­
ции ранее выпускавшихся низкочастотных головок
Подвижная система Головин 2А-12 использует диффузор от головки
2А-9, однако технология его отлива заметно улучшена с целью получе­
ния тонкого гофрированного воротника — гофра, несущего ка себе
яесохкущую акустическую промазку
Заново переработана звуковая катушка и центрирующая шайба
Применена двухслойная звуковая катушка с 164 анткаын медного про­
вода ПЭЛ диаметром 0,21 яя (вместо чстырехслойкой в 2А-9) и ко­
робчатая гофрированная центрирующая шайба (см. рнс. V—I) с дна
метром рабочей поверхности 126,3 яя Шайба такой конструкции
прекрасно себя зарекомендовала а головке 4А-32
Благодаря улучшенному гофру диффузора и новой центрирующей
шайбы достигнута хорошая податливость подвижной системы н низ
кая частота основного резонанса (не батсе 40 гц).
Магнитная цепь выполнена на катьцевоы .магните нэ сплава
ЮНДК-24, на керн ее напрессован медный катпачок — короткаэямк249
центрирует магнитную цель по отношению
* ввуковой катушке. После этого торецстакана закрывается навинчи­
вающейся крышкой, которая стопорится винтами.
Точность изготовления собранный узлов такова, что любая маг­
нитная цепь подойдет к любому днффузородермателю, к наоборот.
VI.
Неиеторыа аопрооы
звуиоусш ш
а закры ты ! яонащакиях
9Тоткрытого про
пой яамеры закрытое помещение отличается тек. что hi
место приходят, во-первых, прямая звуковая знергяя от неточннна
звука, во-вторых, отраженная от стен н потолна. или. как принято ее
называть в акустике, диффузная знергия.
Если стенынпотолоя акустически обработаны, тоотражений меньше
н, наоборот, количество диффузной энергии yi
нет звукопоглощающего материала На рис. VI—1ус
отражений для указанных случаев.
В системе звуковси.
громкоговоритель — выгодной Следователь!»
телыюй схемой второй сигнал есть сигнал обр
Как и а усилителях, если фаза коэффициента обратной связи по­
ложительна, то а системевозникает генерация. При этом для акустиче­
ской системы к фазовому сдвигу, обусловленному аппаратурой звуко­
усиления, добавляется изменение фазы за счет пробега звуковой волной
расстояния от громкоговорителя до микрофона. Следовательно, фаза
обратной связи в диапазоне звуковых частот принимает всевозможные
значения, то есть обратная связь на одних частотах оказывается поло­
жительной, на других — отрицательной. Поэтому коэффициент обрат
[рофону, чем больше расслоячем Уже нх характеристики
звуковое давление от сигнала, пришедшего
во. При злом следует заметить, что микрофон н громкоговорнк направлены, чтобы минимальные воны нх харакостей были обращены друг к другу.
Из опыта эксплуатации систем звукоусиления известие
нне на уровне —6 дб ниже критического (при котором
генерация) обеспечивает стабильность работы. Поэтому э
Строго говоря, вышеприведенные определения упрощены, н енна
картина происходящих сложных процессов всложной системе идеали­
зирована в дозооленных пределах, аименно первичный источник —
микрофон — система звукоусиления, вторичный источник (громхогоао■критерием качества зала, но далеко не единственным. В свое время
ia преувеличения веса и значение зтого критерия весьма часто воа■е обстоятельства, когда вновь построенный зал на
•судовлетаорнтельным.
та акустический расчет требует чет­
кого определения его будущих фуакцнй В практических условиях
далеко не безразлично, чтб а данном зале будет только собрания,
митинги и другие подобные мероприятия или а нем будет вестись только
ннженера-ахустика а четном ответе на зги
не случайной Дело в ■
вия. благоприятные для зала с одними фуик
гопрнятиыми для его других функций.
Для пояснения сказанного вернемся к i
лих условиях для речевого помещения 1
мальной реверберации, н тогда речь сохраняет четкость и разборчивость.
Музыка а током золе будет звучать неестественно, образно говоря,
«без воздуха», то есть звучание отдельных инструментов теряет харак­
терную для них -генеральную окраску.
Следовательно, для хорошего звучания музыки помещение должно
быть раэглушено, а время оптимальной реверберации а нем существенно
аыше речевого. Зато речь оратора в нем заучит не очень разборчиво
н теряет четкость
В подобных случаях зал рассчитывают либо по оптимальному ва­
рианту для случав преобладающего знда его использования, либо на­
ходят таное компромиссное решение, прн котором все проводимые
в нем мероприятия шли бы на удовлетворительном уровне качества
С появлением н распространением многоцелевых н киноконцертных
залов возникла проблема, как обеспечить оптимальные акустические
условия в нем для любого из мероприятий разного характера, следую­
щего порой почти друг за другом
Архитектурная акустика делала попытки строительного решения
данной задачи (например, а студнях радиовещания) путем создания
конструкций злементот
it архитектурной акустики начальных условий.
В честности, если для большого зала средствами архитектурно-строи­
тельной акустики оптимальное «ремя реверберации получено 1.2—
1,4 сек (речевой режим), то системой омбиофонии оно может бить уое
лнчено до 3—5 сек, вплоть до ясно различимого вха Прн зтом переход
двукратного отра
чтобы арена задержки в влектрнче-
Ifl полного эффект увеличения реверберации зала (его разглушення)
ютъ четыре электрических канала с разном временемзадержки в кажм н достаточно большое количество громкоговорителей, равномерно
> определенном порядке
I.
На магнитную ленту а виде кольца записывается ш
нал, а удаление каждой последующей головки воспроизведена
[н записи обусловливает разнос время задержки сигнала hi
иную схему, I
lacmocTH, воз>
о увеличения времени задержки сигнала a buioj
большом времени реверберации (свыше 3 сек), часто применяют еще
одни сносов задержки во времени звуковых сигналов — эхо-камеру
Последняя представляет собой сильно разглушенное помещение типа
реверберацнонной измерительной намеры, но имеющее форму вытя­
нутого параллелепипеда (прямоугольного бруса).
В зхо-камере устанавливаются громкоговоритель н микрофон,
расстояние между ннмн определяет время задержки, а большое время
реверберации необходимо для создания хорошо перемешанного (диф—у микрофона Сигнал с вы-
VII.
C ia iu ш етеа тр а льны х
граниагеаараталей.
Даииые иом лаитаа НЗТУ и НЗТ
Ml КЗТУ-1 я КЗТУ-З. а
мекты звукоусиления спектаклей а театрах
35K3T-1 и 37КЗТП-1 (рис VII—1—VII—7).
3»
Рис.громкоговорителя
VII—1. с«“» *2“
‘Т ИЙ
30А*о2.
..
— ф - рш<
( J in n r y n - " '
Ряс. VII—5 Схема соединенна
Таблица VII - I
аппаратуры КЗТУ. МКЗТ. 37КЗТП и другого применения_________
зол»
ЗОЛ»
зо л .
270х 260х
180х
хПОх х127х х142х
Х80 X 120 ХИО
450
800
300
золы
зо л .
ззгд.з.
З.Л-Г0 37ГД
-1
95х60х 324 х
260х 58.5х
х73х Х44.5 X 138х ХЮОх Х43Х
Х46
X 102 X 120 Х20
65
40
600
750
Пряной Ящих-фазоии-
РУпор”
встроек
Т°рР
тнтелен
инвертор
Металлический Деревянный каркас, об­ Металлический
шивка-фанера 20 яя
каркас, обшив
м “ °30 £ i
Рупор
Рупор
дрнче*
ЗОЙ**
Рупор
Не
Рупор цилин­
дрического
ческнй
Фрои-
С бо- Не и.-ч
эм-
ааерж-
"эвене1
С бо-
Дере­
вянный
Ж:
И
ш°
На пе­
редней
стеику
261
Тап громко
0,—
" “
зоа-17
| зол-is | аол-19 | * л ,о | М* „
|
Метод крепления п -ч. Накладными скобами аа лбоя аиффуаорофихсируется угловыми плапхаяп (2А-9 —
Диаметр
отверстия
в щите для н.-ч голов-
41.0
Диаметр цептров крепеж­
ных отверстий (см); ко
54.1: 0.65;
Метод крепления в.-ч.
головки к рупор)
Дкаметр выходного от­
верстии в.-ч. головки, см
Диаметр хрепежчых от-
Болтани х офлтнцованной
2,73
Мб X 4; 8.4
япаметр центров, см
* Ширина п.-ч. звена 143 ем.
В настоящее время заменяются яя рупоры пиянпдрпческого
'** Прв необходимости в.-ч. авеньн могут быть размещены ппым
262
| Э0Л.Э4 | эод.» | ЗОЛ.» | ЗОЛАО * А<< | ИА-“ | МА
7
0SFfl*
Накладными
держатели, положение головки
2 шт.: 2Л-М-4 шт.)
обод диффуаородержателд;
паюжение горуется
не?
угло-
*жателе хаыи
2
32,0
30
42.4.
32,6;
0.6: 4
горловине эупоря
54.1; 035; 2
28.0
30.7;
0.43; 8
Болтами х оф- Вннланцовааной
горловиае ру­ к стенке
пора
2.7
М5хЗ.
6.0
фроктв волны
деревом.
41.0
“
-
2.73
М5 X 4, 8.4
13,0
Мм*з3,
13
8
Штампованный иэ стали 10 КП-П
14
D расположения хрепежныя отверстий, яя
148
192
148
15
d крепежных отверстий (яя) X количество
4.8x3
6Д:к 4
4,8 х 3
16
D отверстия в передней стенке ящика, яя
130
170
130
17
dt керна магнитной цепи, яя
15
17
18
D отверстия в верхнем флакпе цепи, яя
16,6
19
Размер воздушного зазора (ширинах высота), мм
20
Тип магнита; материал
21
Вес магнита, с
22
0.8 х 3.0
15
18,8
18,6
0.8 X 3.0
0.8 х 3,0
Керноаой. литой ЮНДК-24
168
0.8 х 3,0
Кольпево!..^ссоваииый
35
60
110
75
Размеры магнита (</ х А), мм
20—14x19
27-16x22
60x8
52x8
23
Марка, диаметр проводв звуковой катушки, мм
ПЭЛ; 0,11
ПЭЛ; 0
ПЭЛ, 0,11
24
Число витков X число слое.
47x2
59x2
47x2
1 Головки 2ГД-7 и 4ГД-7 отличаются от головок 2ГД-19 и 4ГД-28 только типом магнита.
• Индекс по означает, что вместо 4,5 ом головка имеет 15 оя.
раиглптелмш фштроя п согласуюпт трапсфор
Ю-48.87.801 Ю-49.12,003
Рсгулхровкя
уровня в в,эвеиефкльтря, с
266
30А-64 130А-66 30А-68 25ГДД-
ЗОА-46 25А-44
’• Номера выводов следуют *
Продоляemit таб.i VII—3
1—270
.Vo-90.
IV6-I80
). Прн наличии секций ж
269
ОГЛАВЛЕНИЕ
2.
Электролинаынче
i 1. Улройлао гол
ныл длалей
f 1. Назначение рупора .
{ 2. Экспоненциальный ру
f 3 Крнтнчесхаа частота
S4. Акул.
J 6 Напраалсиность иалучениа
{ 6 Коилрукциа рупорного гронкоговорнтела i
( 7. Качественные покааателн рупорного гром.
4.
$ 3 Принцип построенияавухполосныз громкоговорителей
J4 Рв
SS А,
§ I Стационарные громкоговорители
§ 2. Передвижные громкоговорители
I.
Переводы в проценты з»
VI Некоторые вопросы звукоусиления в закрытых i
VII Скеш^кхнотел^вльных громкоговорителей Данн!
Болотнико*
Игорь Михайлович
Сдано в набор 10/11 1070г. Подписано к печал
4/111 1071 г. A05I20. Формат наданнл 64x100■/...
Бумага тжп. М 2. Уел печ. л. 14,26. Уч.нид. л
16. Тираж 26000 ла. Иад М 16636. Иадательсло
«Искусство, Москва, К 61. Цвело! бульвар, 26.
Закаа М 75. Цена 63 коя
^ Министров^?Ср Г Харьков! °Данец*
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
4 482 Кб
Теги
gromkogovoriteli, 1bolotnikov
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа