Страница:Радиофронт 1935 г. №22.djvu/44

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


В различных областях частотного спектра мембрана будет вести себя следующим образом: при самых низких частотах, лежащих ниже собственной частоты w0, частотная характеристика будет завалена, излучаемая мощность на этих частотах увеличивается пропорционально четвертой степени частоты. Далее, начиная с собственной частоты и выше, на колебательную мощность начинают влиять два противоположных фактора. С одной стороны, увеличение колебательной мощности пропорционально четвертой степени частоты, с другой стороны, оно пропорционально квадрату амплитуды, которая сама обратно пропорциональна квадрату частоты. Таким образом эти величины компенсируют друг друга, и в итоге мощность не зависит от частоты. Все сказанное поясняется формулами:

ттр (2)

2 С

тде We — излучаемая мощность, R — радиус мембраны, А — амплитуда колебаний мембраны, р — плотность воздуха, С — скорость звука и

(3)

Где F—сила, действующая на мембрану, т—-масса мембраны.

Если подставить уравнение 3 в уравнение 2, то со сократится, и, следовательно, в конечном результате излучаемая мощность не будет зависеть от частоты. Эго явление компенсации будет продолжаться до тех пор, пока длина волны будет больше радиуса мембраны, затем, когда это соотношение нарушится, излучаемая мощность будет падать обратно пропорционально СО* и кроме того в •окружающем пространстве появятся зоны интерференции. Физическое объяснение этих процессов следующее: все точки колеблющейся мембраны

излучают звуковые волны; если размеры мембраны малы по сравнению с длиной волны, то разность хода волн, излучаемых наиболее удаленными друг от друга точками мембраны, также мала (по сравнению с длиной волны) и явления интерференции между ними не наблюдается вблизи громкоговорителя. При коротких во/нах, для которых диаметр мембраны такого же порядка, как и длина волны,

Рис. 1

разность хода становится сравнимой с длиной волны, и наступает явление интерференций, вследствие которого в пространстве появляются зоны с максимальной и минимальной слышимостью.

Благодаря интерференции в разных точках пространства будут разные частотные искажения. Чтобы эти явления не наблюдались, размеры порщ- ревой мембоаны не должны быть велики- Но ■рк малых мембранах наступает другое неприятное явление — выпадание низких частот. Надо отметить еще одно явление: колеблющаяся мембрана всегда создает одновременно две волны с противоположными фазами. Действительно, если с одной стороны мембраны создается разрежение воздуха, то с другой, наоборот, сгущение. Если размеры мембраны малы по сравнению с длиной волны, то воздух будет „успевать** обтекать мембрану и выравнивать разность давлений с обеих сторон; в окружающем пространстве не будет возникать звуковых волн Чтобы устранить это явление, нужно разделить пространство с обеих сторон мембраны. Для этого мембрану помещают в отверстие экрана достаточных размеров. Чтобы получить наибольшую отдачу на низких частотах, экран должен представлять стену бесконечной протяженности. Практически, как показывают расчеты в случае квадратного экрана, излучение низких частот будет вполне удовлетворительно, если длина его стороны будет не менее половины длины наибольшей ввуковой волны. Однако на практике размеры экрана берут значительно меньшие; считается, что сторона хорошего экрана должна быть порядка 1 м.

Благодаря этим свойствам мембраны частотная характеристика репродуктора приобретает следующие особенности: низкие частоты ниже 300 пер/сек и высокие выше 3 000 пер/сек обычно заваливаются. В начале развития радиовещания для увеличения излучаемой энергии применяли рупор, но последний вносил в передачу значительные искажения, зависящие от акустических свойств самого рупора.

Вследствие этого в дальнейшем пришлось снесем отказаться от рупора в громкоговорителях малой мощности, комнатного типа. Рупор употребляется теперь только в мощных громкоговорителях, предназначенных для озвучения круовых площадей. Рупорам свойственно заваливание низких частот. Причина этому кроется в следующем: в правильно рассчитанном рупоре колебательная энергия частиц воздуха, созданная мембраной, должна равномерно передаваться от одного слоя воздуха к следующему иа всем протяжении рупора, от входного отверстия к выходному и в выходном отверстии вся звуковая энергия должна излучаться в окружающее пространство. При неправильно выбранной форме рупора эта равномерность будет отсутствовать вследствие отражения энергии от выходного отверстия. Для того чтобы этого отражения не было, необходимо диаметр выходного отверстия выбирать больше полоаииы самой длинной волны, _ X

т. е. а0 ^ и кроме того длина рупора должна быть больше длины волны lp ^^тах ^ 2 dp .

Из сказанного видно, что в наиболее худших условиях находятся низкие частоты. Чтобы обеспечить их неискаженную передачу, рупор должен иметь весьма значительные размеры: так, если задаться наиболее низкой частотой 60 пер/сек, то диаметр выхода рупора должен быть не менее 2,75 м и соответственно его длина не менее 5,5 м.

Кроме конструктивных соображений геометрические размеры рупора не совсем хорошо брать та'