Конструкція та характеристики динамічних гучномовців (динаміків)

Розглянемо конструкцію та характеристики типового динамічного громкоговорителя (динаміка). Зовнішні розміри - зазвичай від 5 до 30 см у перерахунку на діаметр дифузора, маса відповідає розмірам.

Дифузор – ця річ відтворює звук. Матеріал дифузора - найчастіше, пресована бумага (целюлоза) з просоченням для широковживаних моделей. Головне - щоб дифузор не піддавався деформаціям під час роботи. Для моделей, призначених для роботи в автомобілях, часто використовують спінені пластмаси, як матеріал, що не гігроскопічний і має достатню жорсткість. Для дорогих моделей вибір матеріалу дифузора ширший і визначається, в основному, «крутизною» розробника. Війшло в моду виготовлення дифузора з алюмінію, нерідко використовуються комбіновані матеріали (сендвіч).

Гофр - через нього дифузор кріпиться до рами - корпусу (дифузородержателю). Може формуватися разом з дифузором у процесі його формування, а може виготовлятися окремо з іншого матеріалу - латексу, пенополиуретану. Головне - повинен чинити мінімальний опір переміщенню дифузора під час роботи. Часто паперовий гофр просочують спеціальними складами для більшої гнучкості і в той же час гасять паразитні резонансні коливання. Зазвичай гофр приклеюється до дифузородержателю, але раніше зустрічалися конструкції з кріпленням прижимним кільцем.

Магнітна система – створює магнітне поле, в якому переміщується котушка. Очевидно, що чим сильніше це поле, тим голосніше «гуде» динамік, тому конструктори прагнуть використовувати високоефективні магнітні матеріали. При ударах, самостійній розбиранні магнітної системи, високій температурі – характеристики можуть необоротно погіршитися. Іноді магнітна система зверху екранується (наприклад, для динаміків, вбудованих у телевізори та монітори). Раніше зустрічалися конструкції, де для посилення магнітного поля на магнітну систему намотувалася додаткова котушка, живлена від допоміжного джерела.

Керн – передає магнітне поле всередину котушки, але не повинен сам намагнічуватися, тому виготовляється з магнітом'якого матеріалу.

Каркас котушки - «носій» котушки, виготовляється з тонкого міцного матеріалу, не екрануючого магнітне поле і з мінімальною масою. У старих конструкціях - виключно електрокартон, у нових - алюміній.

Звукова котушка – до неї і підводиться потужність, що розвивається підсилювачем. Активний опір котушки (по постійному струму):
від 2 Ом (для автомобільних динаміків);
4 - 6 - 8 Ом (найбільш поширені);
16 - 32 Ома (для економічних або спеціальних цілей).

Котушка найчастіше намотується в два шари звичайним проводом в лакова ізоляції, але в особливо потужних конструкціях провід може бути і прямокутного перетину - для збільшення ефективного заповнення зазору. Котушка приклеюється до каркасу. При неякісній проклейці, або при перевантаженні динаміка частина витків може «бовтатися» всередині і створювати звукові ефекти, що не відносяться до категорії високоякісного звуковідтворення. У минулому столітті радіолюбителі самостійно перемотували звукові котушки, тим більше, що конструкція багатьох динаміків це дозволяла.

Центруюча шайба – призначення зрозуміле з назви. Головне - не створювати перешкод переміщенню звукової котушки, і бути повітропроникною, інакше всередині магнітної системи, де знаходиться котушка, утворюється замкнутий об'єм. Але про його шкоду ми згадаємо далі, коли будемо розглядати акустичне оформлення громкоговорителів. Матеріал шайби - щось на кшталт просоченої марлі - для широковживаних товарів, і що завгодно - для ексклюзиву.

З-за підвищеної вологості або інших нехороших впливів може порушуватися центрування, дефект не усунути без розбирання динаміка. Перевірити центрування можна, обережно натискаючи на дифузор та прислухаючись до звуків всередині - їх бути не повинно!

Виводи котушки - виконуються спецпроводом «мішурою» з перемішаних тонких мідних і шовкових ниток. Виводи не повинні заважати переміщенню дифузора. З-за постійних переміщень мають схильність до обривів біля контактних пятачків, де припаюються до виводів звукової котушки. Хорошою альтернативою є провід МГТФ зі знятою ізоляцією. Занадто довгі виводи можуть тертися об дифузор і створювати цікаві звуки, що надають неповторний колорит звучанню вашої акустики, але не цінуються іншими слухачами.

Зазор – зазор між магнітною системою і керном, де переміщується звукова котушка. Чим менший зазор, тим вищою в ньому індуктивність, і тим вищою ефективність роботи динаміка.

Були неодноразові спроби збільшити індуктивність без збільшення зазору шляхом введення туди магнітної рідини. Але це призводило до збільшення опору переміщенню дифузора і підвищення нижньої межі відтворюваних частот. Поява сміття в зазорі загрожує спотвореннями звуку, тому зазор зазвичай закривають ковпачком (на малюнку відсутній). Заодно ковпачок покращує відтворення верхніх звукових частот.

Рама - вона ж каркас, вона ж дифузородержатель. У дешевих конструкціях - з пластмаси, у широковживаних - з штампованого листа, у більш дорогих конструкціях - лиття з алюмінієвих сплавів. Зазвичай у рамі присутні «вікна» для вільного переміщення повітря, але у високочастотних динаміках це не обов'язково. Рама повинна бути дуже жорсткою, не резонувати, бути зручною при установці динаміка в корпус і радувати погляд щасливого володаря пристрою.

Про характеристики, безпосередньо впливають на звук, розповімо в наступній статті.

Ми розглянули загальні питання конструкції динаміків, тепер розглянемо деякі екзотичні конструкції.

Форма дифузора динаміка - правильне коло, як найбільш технологічний елемент.

Еліптичні форми - тільки для зменшення габаритів, і не мають якихось достоїнств. А японці спромоглися зробити навіть квадратний, який дуже красиво вписується в прямокутний корпус. Матеріал дифузора - тончайший зріз берези, витриманої в саке*****. Істинні гурмани, безумовно, по достоїнству оцінюють цей пристрій.

НАСА (яка в США) для випробування спускаються апаратів «Джеміні» збудувала динамік більш метра в діаметрі з МЕХАНІЧНИМ ПРИВОДОМ. В подальшому його передали дискотеці в Атланті. Звучання цього монстра вражало до глибини душі в прямому сенсі цього слова.

Для високочастотних динаміків (пищалок) дифузор як поняття практично відсутній, звук відтворюється сферичним ковпачком, приклеєним до котушки. Для зменшення маси ковпачок роблять із шовку, іноді - з берилію, наносять керамічне або навіть алмазне напилення з метою отримання прозорого, як діамант, звучання.

Дуже обмеженим тиражем випускаються ЕЛЕКТРОСТАТИЧНІ випромінювачі звуку, які вже не можна назвати динаміками. У них роль дифузора виконує тонка плівка з напиленою фольгою, і все це поміщено в гігантський конденсатор, поляризований напругою 1000 Вольт. Подібна конструкція не вимагає спеціального акустичного оформлення і прекрасно звучить на частотах вище 100 Гц.

У нас в країні вироблялися ІЗОДИНАМІЧНІ випромінювачі - теж плівка з напиленими провідниками, але все знаходиться між двома багатополюсними магнітами. Ідеальний випромінювач частот вище 5 кГц.

П'єзокерамічні випромінювачі та динаміки - екзотика поширена (див. бумбокси з двох-трьохполосними випромінювачами). Моєму коту не доводилося чути жодного п'єзоелектричного випромінювача, що претендує на Hi-Fi звуковідтворення. Всі їх можна віднести до категорії Hi-Hi.

І найекзотичніший випромінювач - іонофон. Демонструвався на всесоюзній виставці творчості радіолюбителів десь у 50-х роках минулого століття. Потік іонів повітря модулирувався звуковою частотою. Якість звучання - вище всяких похвал. Недоліки - великі габарити і шкідлива іонізація повітря. Схоже, закордон час від часу намагається відродити подібні випромінювачі, але в серію вони не підуть - звичайні динаміки набагато простіше і дешевше, а для вловлювання різниці в звучанні потрібні натреновані вуха. Про комплекс вправ, що розвивають вуха, намічується спеціальна стаття.

Джерело: www.radiokot.ru