Электродинамический динамик - Electrodynamic speaker driver
Динамик является индивидуальным громкоговорителем преобразователем , который преобразует электрический звуковой сигнал для звуковых волн . Хотя этот термин иногда используется взаимозаменяемо с термином громкоговоритель ( динамик ), он обычно применяется к специализированным преобразователям, которые воспроизводят только часть слышимого диапазона частот. Для высокоточного воспроизведения звука несколько громкоговорителей часто устанавливаются в одном корпусе , каждый из которых воспроизводит разные части слышимого диапазона частот. В этом случае отдельные динамики называются драйверами, а весь блок называется громкоговорителем . Драйверы, предназначенные для воспроизведения высоких звуковых частот, называются высокочастотными динамиками , драйверы для средних частот - драйверами среднего диапазона , а драйверы для низких частот - низкочастотными динамиками , а драйверы для очень низкого диапазона низких частот - сабвуферами . Менее распространенными типами драйверов являются супертвитеры и вращающиеся вуферы .
Механизм, наиболее широко используемый в динамиках для преобразования электрического тока в звуковые волны, - это динамический или электродинамический драйвер, изобретенный в 1925 году Эдвардом У. Келлогом и Честером У. Райсом , который создает звук с помощью проволочной катушки, называемой звуковой катушкой, подвешенной между ними. полюса магнита . Есть и другие, которые используются гораздо менее широко: электростатические драйверы , пьезоэлектрические драйверы , планарные магнитные драйверы , драйверы воздушного движения Heil и ионные драйверы , среди прочего.
Компоненты
Динамики включают в себя диафрагму, которая перемещается вперед и назад для создания волн давления в воздушном столбе впереди и, в зависимости от области применения, под некоторым углом в стороны. Диафрагма обычно имеет форму конуса для низких и средних частот или купола для высоких частот или, реже, ленты, и обычно изготавливается из мелованной или немелованной бумаги или полипропиленового пластика. В некоторых драйверах используются более экзотические материалы, такие как тканое стекловолокно , углеродное волокно , алюминий , титан , чистый кросс-углерод, и очень немногие используют полиэтиленовую пленку , полиимид, полиэтиленовую пленку, пластиковую пленку в качестве конуса, купола или радиатора.
У всех динамиков есть средства электрического возбуждения возвратно-поступательного движения. Обычно к шейке диффузора динамика прикреплена туго намотанная катушка изолированного провода (известная как звуковая катушка ). В ленточном динамике звуковая катушка может быть напечатана или приклеена к листу очень тонкой бумаги, алюминия, стекловолокна или пластика. Этот конус, купол или другой излучатель крепится по внешнему краю с помощью гибкой рамки к жесткой раме, которая поддерживает постоянный магнит в непосредственной близости от звуковой катушки. Для повышения эффективности относительно легкие звуковая катушка и диффузор являются движущимися частями динамика, тогда как более тяжелый магнит остается неподвижным. Другими типичными компонентами являются крестовина или демпфер, используемые в качестве элемента задней подвески, простые клеммы или зажимные стойки для подключения аудиосигнала и, возможно, подходящая прокладка для герметизации стыка между шасси и корпусом.
Корпуса и акустическая изоляция
Драйверы почти всегда устанавливаются в жесткий корпус из дерева, пластика или иногда металла. Этот корпус громкоговорителя или коробка громкоговорителя изолируют акустическую энергию с передней части диффузора от акустической энергии с задней стороны диффузора. Рог может быть использован для повышения эффективности и направленности. Решетка , ткань сетки , или другой акустически нейтральный экран , как правило , предоставляется косметически скрывающих драйверов и аппаратных средств, а также для защиты водителя от физических повреждений.
Операция
Во время работы сигнал доставляется на звуковую катушку с помощью электрических проводов, от усилителя через кабель динамика , а затем через гибкий медный провод к подвижной катушке. Ток создает магнитное поле, которое заставляет диафрагму попеременно сжиматься в ту или иную сторону магнитным полем, создаваемым током, протекающим в звуковой катушке, против поля, созданного в магнитном зазоре неподвижной магнитной структурой в качестве электрического сигнала. меняется. Возникающее возвратно-поступательное движение приводит в движение воздух перед диафрагмой, что приводит к перепадам давления, которые распространяются в виде звуковых волн .
Крестовина и окантовка действуют как механизм возврата пружины для движения от сбалансированного положения, установленного при сборке динамика на заводе. Кроме того, каждый из них способствует центрированию звуковой катушки и диффузора, как концентрически внутри магнитного узла, так и спереди назад, восстанавливая звуковую катушку в критическом положении в магнитном зазоре, ни к одному концу, ни к другому.
Звуковая катушка и магнит по существу образуют линейный двигатель, работающий против центрирующего «натяжения пружины» крестовины и окантовки. Если бы не было ограничений на расстояние перемещения, налагаемое пауком и окружением, звуковая катушка могла бы быть выброшена из узла магнита при высоких уровнях мощности или перемещаться внутрь достаточно глубоко, чтобы столкнуться с задней частью узла магнита. Большинство динамиков работают только против центрирующих сил крестовины и окружающего звука, и не отслеживают активно положение элемента динамика и не пытаются его точно позиционировать. В некоторых конструкциях динамиков для этого предусмотрены средства (обычно называемые сервомеханизмами ); они обычно используются только в низкочастотных динамиках и особенно в сабвуферах из-за значительного увеличения отклонения конуса, необходимого на тех частотах в драйвере, размер конуса которого значительно меньше длины волны некоторых звуков, которые он призван воспроизводить (т. е. низкие частоты ниже возможно 100 Гц или около того).
Тактико-технические характеристики
Драйверы громкоговорителей могут быть предназначены для работы в широком или узком частотном диапазоне. Маленькие диафрагмы плохо подходят для перемещения большого объема воздуха, необходимого для получения низкочастотной характеристики. И наоборот, большие динамики могут иметь тяжелые звуковые катушки и диффузоры, которые ограничивают их способность двигаться на очень высоких частотах. Драйверы, выходящие за пределы своих проектных ограничений, могут иметь высокие искажения . В многополосной акустической системе предусмотрены специальные драйверы для создания определенных частотных диапазонов, а входящий сигнал разделяется кроссовером . Водители могут быть суб-разделить на несколько типов: полнодиапазонный , твитеры , супер твитеры , среднечастотные драйвера, низкочастотные и сабвуфер .
Приложения
Динамики являются основным средством воспроизведения звука. Они используются, среди прочего, в аудиоприложениях, таких как громкоговорители, наушники , телефоны , мегафоны , инструментальные усилители , телевизионные и мониторные динамики, системы громкой связи, портативные радиоприемники , игрушки и во многих электронных устройствах, которые предназначены для излучения звука.