Определение, классификация, параметры. Громкоговоритель (телефон) — прибор для преобразования электрических колебаний в акустические колебания воздушной среды — является последним и одним из наиболее важных звеньев любого акустического тракта, так как его свойства оказывают чрезвычайно большое влияние на качество работы этого тракта в целом.
По способу преобразования колебаний громкоговорители и телефоны разделяются на электродинамические катушечные (подавляющее число типов громкоговорителей), электромагнитные (основное число телефонов), электростатические, пьезоэлектрические и некоторые другие; по виду излучения — на громкоговорители непосредственного излучения, диффузорные и рупорные; по воспроизводимому диапазону — на широкополосные, низко-, средне-и высокочастотные; по потребляемой электрической мощности — на мощные и маломощные.
Стандартом ГОСТ 16122—78 установлены определения параметров громкоговорителей и относящихся к ним терминов. Приведем основные из них.
Номинальная мощность — максимальная подводимая электрическая мощность, ограниченная тепловой и механической прочностью громкоговорителя и нелинейными искажениями, превышающими заданное значение. Обычно оно меньше паспортного. Громкоговоритель не должен выходить из строя при длительном ее воздействии.
Частотная характеристика громкоговорителя по звуковому Давлению — зависимость звукового давления, развиваемого громкоговорителем, в точке свободного поля (находящейся на определенном расстоянии от рабочего центра) от частоты при постоянном напряжении на зажимах громкоговорителя,
Рабочий центр — обычно геометрический центр симметрии выходного отверстия излучателя. Для сложных излучателей рабочий центр указывается в описании громкоговорителей.
Неравномерность частотной""характеристики и эффективно воспроизводимый диапазон частот определяются по частотной характеристике, снятой на рабочей оси, котЪрая обычно совпадает с геометрической осью излучателя, а для сложных излучателей указывается в описании.
Среднее стандартное звуковое давление (отдача) — среднее звуковое давление, развиваемое в диапазоне рабочих частот на рабочей оси на расстоянии 1 м от громкоговорителя и 1 см от телефона при подведении к громкоговорителю электрической мощности 0,1 Вт, а к телефону — 1 мВт.
Входное сопротивление громкоговорителя зависит от частоты, поэтому в справочниках приводится номинальное электрическое сопротивление — минимальный модуль полного электрического со-противления, громкоговорителя в диапазоне частот выше частоты основного резонанса его механической колебательной системы, при которой полное сопротивление достигает максимального значения.
Характеристика направленности — зависимость звукового давления, развиваемого громкоговорителем, в точках свободного поля, находящихся на одинаковом расстоянии от рабочего центра, от угла между рабочей осью громкоговорителя и направлением на выбранную точку. Обычно эту характеристику нормируют к осевому звуковому давлению. Характеристика направленности изменяется в зависимости от частоты, поэтому ее измеряют на ряде час» тот или в заданной полосе частот. Характеристику направленности, снятую в плоскости, называют диаграммой направленности.
Коэффициент осевой концентрации — отношение акустических мощностей ненаправленного и направленного излучателей при равенстве их осевых звуковых давлений.
Коэффициент гармоник — отношение среднеквадратичного звукового давления гармоник к среднему звуковому давлению — измеряют для ряда заданных частот при подведении к громкоговорителю синусоидального напряжения, соответствующего номинальной мощности.
Коэффициент полезного действия громкоговорителя в паспортных данных обычно не приводится. Вместо него указывают стандартное звуковое давление или характеристическую чувствительность, однозначно связанные между собой и с акустической мощностью. Если подвести к громкоговорителю электрическую мощность 0,1 Вт, то (согласно определению стандартного звукового давления) осевое звуковое давление равно стандартному.
Характеристическая чувствительность — отношение среднего звукового давления, развиваемого громкоговорителем в номинальном диапазоне частот на рабочей оси на расстоянии 1 м от рабочего центра, к корню квадратному из подводимой электрической мощности.
Дребезжание — спектральные компоненты излучаемого громкоговорителем сигнала, вызываемые механическими дефектами его . конструкции и слышимые при его работе в номинальном и эффективно воспроизводимом диапазонах частот.
Установлены две категории телефонов: Н (нормальные) — для работы при температурах от —10 до +45° С и влажности до 90± ±3%; У (устойчивые) — при температурах от —50 до +50JC и влажности до 95±3% (ГОСТ 13491—78). Полное электрическое
сопротивление на частоте 1000 Гц должно быть 260±52 Ом, хотя допускаются и другие его значения. Коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц не должен превышать 5% при мощности 1 мВ • А. Габаритные размеры телефона не должны превышать размеров кругового цилиндра с диаметром основания 48 км и высотой 24,5 мм; диаметр слухового отверстия — 13 мм.
Нормы на параметры громкоговорителей изложены в ГОСТ 9010—78, Громкоговорители (головки) должны выдерживать испытания на теплоустойчивость до 60° С, на влагоустойчивость — до 93±2% при 30С, на холодостойкость — от —20 до —40J С, а также на ударную устойчивость, ударную прочность и виброустойчивость. Стандартное звуковое давление на расстоянии 1 м при мощности 0,1 Вт должно быть не менее 0,2 Па, за исключением громкоговорителей, используемых в закрытых акустических системах (см. ниже). Частотная характеристика должна соответствовать типовой с допустимым отклонением ±6 дБ. Если же типовая частотная характеристика не приводится, то допустимая неравномерность в номинальном диапазоне рабочих частот не должна превышать 14 дБ.
Предусмотрены следующие номинальные мощности: 0,1; 0,25; 0,5;- 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 15,0; 20,0; 25,0; 30,0; 50,0 Вт и независимо от этого ряда мощностей ряд номинальных сопротивлений: 2, 4, 8, 15, 25, 50, 100, 400, 800 Ом. Допустимые отклонения от приведенных сопротивлений не превышают +15; — 20%.
Громкоговорители не должны дребезжать при подведении к ним синусоидального сигнала номинальной мощности в диапазоне от минимальной частоты основного резонанса до наивысшей частоты номинального диапазона рабочих частот.
У одного из выводов громкоговорителя иногда наносится знак полярности в виде точки, пукли или знака «+», который помогает правильно осуществить параллельное соединение громкоговорителей. Обозначение громкоговорителя, например 1 ГД-3-100, расшифровывается так: первая цифра (1) — мощность, Вт; буквы «ГД» — громкоговоритель динамический; вторая цифра (3) — порядковый номер разработки; последние цифры (100) — значение резонансной частоты, Гц. При маркировке нестандартных громкоговорителей добавляются буквы, указывающие завод-изготовитель (например: ЗГД-6 ВЭФ, 5ГД-3 РРЗ). Электростатические громкоговорители маркируются тремя буквами: ГСВ (громкоговоритель статический высокочастотный) или ГСШ (громкоговоритель статический широкополосный), характеризующими тип, и цифрами, обозначающими номер разработки (например, ГСВ-1, ГСШ-1).
