Акустические системы
Для преобразования звуковых сигналов в акустические применяются акустические системы (АС). Излучателями акустических колебаний являются громкоговорители, осуществляющие два последовательных преобразования: 1) электрических сигналов в механические колебания диффузора громкоговорителя; 2) колебаний диффузора в акустические волны в воздушной среде.
Преимущественное распространение в акустических системах получили динамические диффузорные громкоговорители (рис. 5.12).
Основными составными частями громкоговорителя являются: магнитная система, подвижная система, устройства ее крепления. Магнитная система состоит из кольцевого магнита 6, магнитопровода 5 с центральным керном 4 и магнитопровода 3 с центральным отверстием, в которое входит керн 4. В образованном магнитном зазоре с помощью подвеса 7 размещена звуковая катушка 8, прикрепленная к коническому диффузору 2. Диффузор крепится к основанию 9 с помощью гофрированного гибкого воротника 1. Звуковая катушка при подаче на нее напряжения колеблется в постоянном магнитном поле, увлекая за собой диффузор. Колеблющийся диффузор возбуждает в воздушной среде акустические волны.
Кроме динамических громкоговорителей, существуют и другие типы излучателей акустических волн. Наиболее распространены электростатические, пьезокерамические, ленточные, изодинамические. Сведения о них можно найти в специальной литературе.
Громкоговорители характеризуются рядом параметров: номинальной мощностью, номинальным электрическим сопротивлением, номинальным диапазоном частот, неравномерностью частотной характеристики, стандартным звуковым давлением, резонансной частотой.
Номинальная мощность — мощность, рассеиваемая иа сопротивлении, равном номинальному сопротивлению громкоговорителя при подведении к нему максимального напряжения, определяемого тепловой и механической прочностью, а также допустимыми нелинейными искажениями.
Номинальное электрическое сопротивление — активное сопротивление, которым замещают громкоговоритель при измерении мощности.
Номинальный диапазон частот — диапазон частот, в котором определяются параметры громкоговорителя. Неравномерность частотной характеристики — отношение максимального звукового давления к минимальному в диапазоне частот, выраженное в децибелах.
Стандартное звуковое давление — среднеквадратичное значение звукового давления, развиваемое громкоговорителем в заданной точке пространства. Точка размещена на оси громкоговорителя на расстоянии в 1 м. Подводимая мощность соответствует одной десятой номинальной мощности. Резонансная частота — частота механического резонанса подвижной системы громкоговорителя.
В качестве непосредственного излучателя громкоговорители не применяются. Обычно громкоговорители помещают в закрытый или открытый ящик.
Современная акустическая система и представляет собой закрытый ящик определенного объема с размещенными в нем двумя или тремя громкоговорителями: обычно низкочастотным, среднечастотным и высокочастотным.
Акустические системы характеризуются такими же параметрами, как и громкоговорители: номинальной и паспортной мощностью, диапазоном воспроизводимых частот и неравномерностью частотной характеристики.
Номинальная мощность акустической системы определяется нормируемым уровнем нелинейных искажений, паспортная — тепловой и механической прочностью АС и проверяются при подведении к системе в течение 100 ч специально сформированного сигнала.
Диапазон воспроизводимых частот и неравномерность частотной характеристики совпадают с аналогичными определениями для громкоговорителей.
Создать динамический громкоговоритель, хорошо работающий в диапазоне 20—20000 Гц (диапазон восприятия звука человеком) —очень сложная задача. Для реализации требуемого диапазона акустическую систему делают двух- или трехполосной, при этом для каждой полосы частот используется отдельная головка. Выпускаемые промышленностью громкоговорители можно разделить по частотному диапазону на широкополосные, низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные.
Для подведения к динамическим головкам электрической мощности в соответствующей полосе частот применяют разделительные фильтры различной конфигурации. В качестве примера приведем электрическую схему акустической системы 35АС-218 (рис. 5.13). Для улучшения воспроизведения низких частот эта акустическая система снабжена фазоинвертором и переключателями, позволяющими осуществлять коррекцию амплитудно-частотной характеристики системы, добиваясь наиболее естественного звучания в разных помещениях.
Неисправности акустической системы выявляются при внешнем осмотре и прослушивании музыкальной фонограммы. При внешнем осмотре можно выявить поломку корпуса АС, деформацию диффузора громкоговорителя и т. д. Если при прослушивании программ наблюдаются значительные искажения звука, то значит повреждена звуковая катушка одного из громкоговорителей, что связано с прохождением чрезмерного сигнала. При неправильной центровке катушка «заедает* в зазоре магнитной системы громкоговорителя. Обрыв звуковой катушки и замыкание иа корпус определяется с помощью омметра.
Дребезжание, прослушиваемое при работе акустической системы, может быть вызвано ослаблением крепления головок громкоговорителей, нарушением центровки звуковой катушки громкоговорителя и др. При наличии графика полного электрического сопротивления акустической системы для выявления неисправности определяют зависимость сопротивления от частоты и сравнивают ее с требуемой. Так же устанавливаются неисправности элементов фильтра. Схема для снятия частотной зависимости полного электрического сопротивления АС показана на рис 5.14.
Последовательность действий для построения зависимости следующая: 1) подается низкочастотный сигнал с 600-омного выхода генератора через добавочное сопротивление 1 кОм на акустическую систему; 2) устанавливается выходное напряжение генератора равным 10 В и поддерживается постоянным при перестройке генератора по диапазону; 3) подключается вольтметр переменного тока к акустической системе и фиксируется показание вольтметра при перестройке генератора. Показания вольтметра в 10 мВ соответствуют значению сопротивления в 1 Ом. Заменяя неисправный громкоговоритель в АС, следует помнить о фазировке.
При ремонте усилителей низкой частоты и акустических систем необходимо соблюдать следующие рекомендации: 1) обнаруженные неисправности устраняют при отключенном от сети усилителе и без подачи на него сигнала; 2) включение усилителя для контроля производят, поставив регулятор усиления в положение минимального усиления, а регуляторы частотных характеристик — в среднем положении; 3) избегают включения мощных усилителей без акустических систем или их эквивалентов; 4) лапмовые усилители низкой частоты опасны из-за используемых в них высоких напряжений; 5) предохранители в усилителях и в целях защиты акустических систем должны быть рассчитаны на номинальный ток.
