Прылада дынаміка: схема, памеры, прызначэнне

Электрадынамічны гучнагаварыцель - гэта прылада, пераўтваральнай электрычны сігнал у гукавы пасродкам руху шпулькі з токам у магнітным полі пастаяннага магніта. З гэтымі прыладамі мы сутыкаемся паўсядзённа. Нават калі вы не вялікі прыхільнік музыкі і ня праводзіце ў слухаўках па паўдня. Дынамікамі абсталёўваюцца тэлевізары, радыёпрыёмнікі ў аўтамабілях і нават тэлефоны. Гэты звыклы для нас механізм на самай справе з'яўляецца цэлым комплексам элементаў, а яго прылада - гэта сапраўдны твор інжынернага мастацтва.

У гэтым артыкуле больш падрабязна разгледзім прыладу дынаміка. Абмяркуем, якiя складаныя часткi складаецца гэты прыбор і як яны працуюць.

гісторыя

Дня пачатку невялікі экскурс у гісторыю вынаходкі электрадынаміка. Гучнагаварыцелі падобнага тыпу выкарыстоўваліся яшчэ ў канцы 20-х гадоў мінулага стагоддзя. Тэлефон Бэла працаваў па падобным прынцыпу. У ім была задзейнічана мембрана, якая перамяшчалася ў магнітным полі пастаяннага магніта. У гэтых дынамікаў было мноства сур'ёзных недахопаў: частотныя скажэнні, страты гуку. Каб вырашыць праблемы, звязаныя з класічнымі гучнагаварыцелямі, Олівер Лордж прапанаваў выкарыстоўваць свае напрацоўкі. Яго шпулька рухалася папярок сілавых ліній. Ледзь пазней двое яго калег адаптавалі тэхналогію для спажывецкага рынку і запатэнтавалі новую канструкцыю электрадынамікі, якая задзейнічана і па гэты дзень.

прылада дынаміка

Дынамік мае даволі складаную канструкцыю і складаецца з мноства элементаў. На схеме прылады дынаміка (гл. Ніжэй) намаляваныя ключавыя дэталі, дзякуючы якім гучнагаварыцель функцыянуе правільна.

Прылада акустычнага дынаміка ўключае ў сябе наступныя складовыя часткі:

• подвес (або краёвай гофр);
• дыфузар (або мембрана);
• каўпачок;
• гукавая шпулька;
• керн;
• магнітная сістэма;
• диффузородержатель;
• гнуткія высновы.

У розных мадэлях дынамікаў могуць быць выкарыстаны розныя унікальныя элементы канструкцыі. Класічнае ж прылада дынаміка выглядае менавіта так.

Разгледзім кожны асобны элементы канструкцыі больш падрабязна.

краёвай гофр

Гэты элемент таксама называюць «каўняром». Гэта пластыкавая або гумавая акантоўка, якая апісвае электрадынамічны механізм па ўсёй плошчы. Часам у якасці асноўнага матэрыялу ўжываюць натуральныя тканіны з адмысловым, аслабляць ваганні пакрыццём. Гофры дзеляцца не толькі па тыпу матэрыялу, з якога яны выраблены, але і па форме. Самы папулярны падтып - полутороидальные профілі.

Да «каўняры» прад'яўляюць шэраг патрабаванняў, выкананне якіх кажа аб яго высокім якасці. Першае патрабаванне - высокая гнуткасць. Рэзанансная частата гофра павінна быць нізкай. Другое патрабаванне - гофр павінен быць добра замацаваны і забяспечваць толькі адзін тып ваганняў - паралельны. Трэцяе патрабаванне - надзейнасць. «Каўнер» павінен адэкватна рэагаваць на перапады тэмпературы і «нармальны» знос, захоўваючы сваю форму доўгі час.

Для дасягнення найлепшага балансу гучання ў нізкачашчынных калонках выкарыстоўваюць гумовыя гофры, а ў высокачашчынных - папяровыя.

дыфузар

Асноўным выпраменьваць аб'ектам у электрадынаміцы з'яўляецца дыфузар. Дыфузар дынаміка ўяўляе сабой нейкі поршань, які рухаецца па прамой уверх-уніз і падтрымлівае амплітудна-частотную характарыстыку (далей АЧХ) у лінейным выглядзе. Пры павышэнні частоты ваганняў дыфузар пачынае выгінацца. З-за гэтага з'яўляюцца так званыя стаялыя хвалі, якія, у сваю чаргу, прыводзяць да правалаў і пад'ёмам на графіцы АЧХ. Для мінімізацыі гэтага эфекту канструктары выкарыстоўваюць больш жорсткія дыфузары, вырабленыя з матэрыялаў меншай шчыльнасці. Калі памер дынаміка складае 12 цаляў, то дыяпазон частот у ім будзе вар'іравацца ў межах 1 кілогерц для нізкіх частот, 3 кілогерц для сярэдніх і 16 кілогерц для высокіх.

• Дыфузары могуць быць жорсткімі. Яны зроблены з керамікі або алюмінія. Такія вырабы забяспечваюць найменшы ўзровень скажэнні гуку. Дынамікі з жорсткімі дыфузарамі каштуюць значна даражэй аналагаў.
• Мяккія дыфузары робяць з поліпрапілена. Такія ўзоры забяспечваюць найбольш мяккае і цёплае гучанне за кошт паглынання хваляў мяккім матэрыялам.
• Паўцвёрдыя дыфузары ўяўляюць сабой кампрамісны варыянт. Яны робяцца з кеўлару або шклотканіны. Скажэнні, якія правакуе такім дыфузарам, вышэй, чым у жорсткіх, але ніжэй, чым у мяккіх.

каўпачок

Каўпачок ўяўляе сабой абалонку з сінтэтыкі або тканіны, асноўная функцыя якой - абарона дынамікаў ад пылу. Акрамя гэтага, каўпачок гуляе немалаважную ролю ў фарміраванні пэўнага гучання. У прыватнасці, пры прайграванні сярэдніх частот. З мэтай найбольш жорсткага замацавання каўпачкі робяць круглявай формы, надаючы ім невялікі выгін. Як вы напэўна ўжо зразумелі, разнастайнасць матэрыялаў як раз-такі звязана з тым, каб дасягнуць пэўнага гучання. У ход ідзе тканіна з розным насычэннямі, плёнкі, кампазіцыі цэлюлозы і нават металічныя сеткі. Апошнія, у сваю чаргу, выконваюць яшчэ і функцыю радыятара. Алюмініевая або металічная сетка адводзіць лішкі цяпла ад шпулькі.

шайба

Часам яе таксама называюць «павуком». Гэта важкая дэталь, размешчаная паміж дыфузарам дынаміка і яго корпусам. У задачы шайбы ўваходзіць падтрыманне стабільнага рэзанансу для нізкачашчынных дынамікаў. Гэта асабліва важна, калі ў памяшканні назіраюцца рэзкія перапады тэмпературы. Шайба фіксуе становішча шпулькі і ўсёй рухомай сістэмы, а таксама закрывае магнітны зазор, прадухіляючы трапленне пылу ў яго. Класічныя шайбы ўяўляюць сабой круглы гафрыраваны дыск. Больш сучасныя варыянты выглядаюць трохі інакш. Некаторыя вытворцы наўмысна змяняюць форму гофр так, што павысіць лінейнасць частот і стабілізаваць форму шайбы. Такая канструкцыя моцна ўплывае на кошт дынаміка. Шайбы вырабляюць з нейлону, бязі або медзі. Апошні варыянт, як і ў выпадку з каўпачком, выконвае функцыю міні-радыятара.

Гукавая шпулька і магнітная сістэма

Вось мы і дабраліся да элемента, які, уласна, і адказвае за ўзнаўленне гуку. Магнітная сістэма размяшчаецца ў невялікім зазоры магнітнага ланцуга і разам з шпулькай пераўтворыць электрычную энергію. Сама магнітная сістэма - гэта сістэма з магніта ў выглядзе кольца і Керна. Паміж імі ў момант прайгравання гуку перамяшчаецца гукавая шпулька. Важная задача канструктараў - стварэнне раўнамернага магнітнага поля ў магнітнай сістэме. Для гэтага вытворцы дынамікаў дасканала вывяраюць полюса і абсталёўваюць керн медным наканечнікам. Ток у гукавую катушку паступае праз гнуткія высновы дынаміка - звычайную дрот, наматляную-над сінтэтычнай ніткі.

Прынцып працы

З прыладай дынаміка разабраліся, пераходзім да прынцыпу працу. Прынцып працы дынаміка заключаецца ў наступным: ток, ідучы на катушку, прымушае яе здзяйсняць перпендыкулярныя ваганні ў межах магнітнага поля. Гэтая сістэма захапляе за сабой дыфузар, прымушаючы яго вагацца з частатой падаванага току, і стварае расфуфыраныя хвалі. Дыфузар пачынае вагацца і стварае гукавыя хвалі, якія могуць быць успрынятыя чалавечым вухам. Яны ў выглядзе электрычнага сігналу перадаюцца ў ўзмацняльнік. Адсюль і з'яўляецца гук.

Дыяпазон прайграваных частот напрамую залежыць ад таўшчыні магнитопроводов і памеру дынаміка. Пры большай велічыні магнитопровода павялічваецца зазор ў магнітнай сістэме, а разам з ім павялічваецца і эфектыўная частка шпулькі. Менавіта таму кампактныя дынамікі не спраўляюцца з нізкімі частотамі ў межах 16-250 герц. Іх мінімальны парог частотнасці пачынаецца з 300 Герц і заканчваецца на 12 000 герц. Вось чаму дынамікі хрыпяць, калі вы выкручваюцца гук на максімум.

Намінальнае электрычны супраціў

Провад, які падае ток на катушку, валодае актыўным і рэактыўным супрацівам. Для высвятлення ўзроўню апошняга інжынеры вымяраюць яго на частаце ў 1000 герц і дадаюць да атрыманай велічыні актыўны супраціў гукавой шпулькі. У большасці дынамікаў ўзровень супраціву складае 2, 4, 6 або 8 Ом. Гэты параметр неабходна ўлічваць пры куплі ўзмацняльніка. Важна ўзгадніць ўзровень нагрузкі.

дыяпазон частот

Вышэй ужо было сказана, што большая частка электрадынамікай прайгравае толькі частка частот, якія можа ўспрымаць чалавек. Зрабіць універсальны дынамік, здольны прайграваць увесь дыяпазон ад 16 герц да 20 кілогерц немагчыма, таму частоты падзялілі на тры групы: нізкія, сярэднія і высокія. Пасля гэтага канструктары пачалі ствараць дынамікі асобна для кожнай частоты. Гэта значыць, што нізкачашчынныя дынамікі лепш за ўсё спраўляюцца з басамі. Яны працуюць на дыяпазоне 25 герц - 5 кілогерц. Высокачашчынныя створаны для працы з вішчалі вярхамі (адсюль намінальнае імя - «ціўкалка»). Яны працуюць у частотным дыяпазоне 2 кілогерц - 20 кілогерц. Сярэднечашчынныя дынамікі працуюць у дыяпазоне 200 герц - 7 кілогерц. Інжынеры ўсё яшчэ робяць спробы стварыць якасны шырокапалосны дынамік. Нажаль, цана дынаміка ідзе насуперак з яго якасцю і зусім не апраўдвае яго.

Трохі аб мабільных дынаміках

Дынамікі для тэлефона адрозніваюцца ад «дарослых» мадэляў канструктыўна. Размясціць такі складаны механізм у мабільным корпусе нерэальна, таму інжынеры пайшлі на хітрасць і замянілі шэраг элементаў. Напрыклад, шпулькі сталі нерухомымі, а замест дыфузара выкарыстоўваецца мембрана. Дынамікі для тэлефона моцна спрошчаны, таму чакаць ад іх высокай якасці гучання не варта.

Дыяпазон частот, які здольны ахапіць такі элемент, значна звужаны. Па сваім гучанні ён бліжэй менавіта да высокачашчынным прыладам, так як у корпусе тэлефона няма дадатковага прасторы для ўстаноўкі тоўстых магнитопроводов.

Прылада дынаміка ў мабільным тэлефоне адрозніваецца не толькі памерамі, але і адсутнасцю незалежнасці. Магчымасці прылады абмяжоўваюцца праграмным забеспячэннем. Гэта зроблена для абароны канструкцыі дынамікаў. Многія здымаюць гэты ліміт ўручную, а потым задаюцца пытаннем: "Чаму хрыпяць дынамікі?"

У сярэднестатыстычным смартфоне усталёўваюць два такія элемента. Адзін гутарковы, іншы музычны. Часам іх аб'ядноўваюць для дасягнення эфекту стэрэа. Так ці інакш, дасягнуць глыбіні і насычанасці ў гучанні можна толькі з паўнавартаснай стэрэасістэмай.