Страница:Радиофронт 1934 г. №20.djvu/37

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


ПАРАЗИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ

В ГРОМКОГОВОРИТЕЛЯХ

Е. П.

Наметившаяся за последнее время за границей, тенденция по улучшению использования громкоговорителей, выразившаяся главным образом в изучении возможностей увеличения их коэфициента полезного действия, привела к более тщательному изучению акустического спектра динамиков.

Исследование динамических громкоговорителей с конусообразными мембранами, произведенное германской фирмой «Тслефункен», показало наличие в некоторых участках акустического спектра паразитных акустических колебаний, сильно снижавших чистоту воспроизводимой передачи, а также отдачу динамика. Измерение частот паразитных колебаний показало, что эти частоты всегда в точности равны половине основной частоты, воспроизводимой громкоговорителями. Иначе говоря, это означает, что при пропускании через обмотку динамика электрического тока частоты п громкоговоритель воспроизводит акустическое колебание частоты п и паразитное колебание частоты «2. причем оба колебания получаются за счет энергии задаваемого на громкоговоритель электрического тока, что безусловно должно вызвать уменьшение отдачи на основной частоте, а следовательно, понизить коэфициент полезного действия громкоговорителя.

Кпд определяется как отношение акустической энергии основной частоты, излучаемой громкоговорителем, к той электрической энергии, которая на него задается.

С этой точки зрения описанное явление получило особый интерес, который и побудил лабораторию «Телефункен» предпринять специальное исследование условий возбуждения этих колебаний половинной частоты.

Мембрану динамического громкоговорителя, находящегося под действием переменного электрического тока, можно себе представить как некоторую механическую систему, периодически меняющую свое натяжение под действием внешней силы известного периода. Однако еще в 1788 г. итальянский физик Савар показал, что в такого рода системах, в частности в призматических стержнях, находящихся под действием внешней периодически действующей продольной силы, при некоторых условиях, могут возбуждаться .поперечные колебания, как раз с вдвое меньшей частотой, чем частота внешней силы. Эти колебания он обнаружит по особому «хрипящему» звуку (son rauque), который при этом издавал стержень.

Впоследствии Мельде повторил этот опыт со струной и также получил в ней поперечные колебания половинной частоты Теоретическое обоснование этих опытов впервые пытался дать английский физик Рэлей. Это обоснование изложено в I томе его классического труда «Теория звука»1. Однако строго математического решения задачи Рэлей все же не дал, хотя полученные им выводы указывают на

возможность существования колебаний и ало- винной частоты в такого рода системах в известном интервале частот.

Пример такого колебания струны в очень увеличенном по вертикали масштабе показан на рйс. 1. С правой стороны струна закреплена. Слева к ней приложена сила F, периодически

М

Рис. 1.

меняющая натяжение струны. При этом, согласно Рэлею, оказывается, что в случае если частота внешней силы лежит в 'Некотором небольшом интервале частот, внутри которого находится частота вдвое большая, чем собственная частота струны, то под действием периодической силы струна начнет давать поперечные колебания на частоте вдвое меньшей, чем период внешней силы, т. е. приблизительно «а собственной частоте Практически это означает, что при первом уменьшении натяжения струны она примет положение, показанное на рис. 1а, т. е. ее середина отклонится вверх, в то время как через период' внешней силы, т. е. тогда, когда внешняя сила уменьшает напряжение струны, она примет положение, показанное на рис. 1с, т. е. отклонится вниз. Таким образом за то время, пока внешняя сила совершит один период колебания и, следовательно, точка Т совершит одно полное колебание в продольном направлении, т. е. в направлении горизонтальном, точка М за это время только лишь опустится из верхнего положения (рис. 1а) в нижнее (рис. 1с), т. е. совершит половину одного поперечного колебания. Вторую половину колебания она совершит за время второго периода внешней силы. Таким образом за один период внешней силы, действующей продольно, совершается пол- периода поперечного колебания, и, следовательно, можно утверждать, что поперечные колебания будут совершаться с частотой вдвое меньшей, чем частота внешнего воздействия.

Строго математическое обоснование этого явления впервые дали советские физики А. А. Андронов и М. А. Леонтович в 1927 г. *, которые показали, что такого рода явление может происходить как в механических, так и в электрических системах при наличии некоторого периодического изменения параметра, т. е. натяжения либо момента инерции в механиче-

1 Lord Rayleigl, „Theory of Sound", т. I, стр. 81—85, изд. » Журнал русского физико-химического общества, часть 1926 г. физическая, 1927, т. IX, вып. 5—6.