3.2 Устройство катушечной электродинамической головки громкоговорителя
Принцип устройства электродинамической ГГ показан на рис. 1. Головка громкоговорителя состоит из трех основных частей: магнитной цепи 3, подвижной системы 2 и диффузородержателя 1.
Рис. 1. Устройство электродинамической головки громкоговорителя: 1 — диффузородержатель; 2 — подвижная система; 3 — магнитная цепь
Магнитная цепь ГГ может быть выполнена в двух вариантах: экранированном или неэкранированном,в зависимости от требований к аппаратуре, в которой применяется ГГ. Различные варианты экранированных керновых, кольцевых с литыми магнитами и кольцевых с дополнительным экраном и неэкранированных цепей показаны на рис. 2.
Магнитная цепь ГГ состоит из элементов магнитопровода: верхнего фланца 2, стакана 4, керна 1 и постоянного магнита 3 с наконечником 6 (рис. 2.2, а) или верхнего и нижнего фланцев 2 и 4, керна 1 и постоянного магнита 3 (рис. 2.2,б). Иногда она помещена в экранирующий стакан (рис. 2.2,в). Постоянный магнитный поток, создаваемый магнитом с помощью магнитных фланцев и керна, направляется в воздушный рабочий зазор, имеющий вид кольцевой цилиндрической щели между керном и верхним фланцем.
Рис. 2. Конструкция магнитной цепи головки громкоговорителя: а — экранированная цепь с керновым магнитом; б — неэкранированная цепь с кольцевым магнитом; в — цепь с кольцевым магнитом и внешним экраном;
В качестве постоянных магнитов в неэкранированных цепях обычно применяются кольцевые ферритбариевые магниты (25БА170, 28РА180), в экранированных — используются литые кобальтосодержащие (ЮН13ДК24) или редкоземельные магниты. Для изготовления деталей магнитопровода обычно применяют мягкую электротехническую или конструкционную сталь.
Эффективность работы ГГ как электромеханического преобразователя характеризуется произведением индукции магнитного поля в зазоре на длину проводника (т. е. длину провода звуковой катушки). На величину индукции и структуру распределения магнитного поля влияет ширина и высота рабочего зазора, конфигурация фланцев и керна, а также объем и ширина постоянного магнита.
На рис. 3 показана подвижная система ГГ. Она включает в себя подвес 4, конический диффузор или купольную диафрагму 5, центрирующую шайбу 2, пылезащитный колпачок 6, звуковую катушку 1, гибкие выводы 3.
Рис. 3. Конструкция подвижной системы головки громкоговорителя: а — с коническим диффузором; б — с купольной диафрагмой;
Подвес 4 имеет вид гофрированной кольцевой оболочки, обладающей большой гибкостью в осевом направлении, что позволяет диффузору совершать осевые колебания с большой амплитудой смещения. Подвес отливается вместе с диафрагмой из бумажной массы или изготавливается из специальных мягких материалов (резины, пенополиуретана и др.)
Диафрагма (диффузор) 5 представляет собой упругую оболочку вращения (конусную, купольную или плоскую), которая под действием осевой механической силы со стороны катушки колеблется, возбуждая колебания воздушной среды и излучая звук. В настоящее время в большинстве ГГ используются диффузоры из естественных целлюлозных материалов, обладающих удачным сочетанием физико-механических параметров. В последние годы применяются в качестве материалов для диафрагм (диффузоров) полимерные, сотовые, металлические и композитные материалы.
Центрирующая шайба 2 представляет собой гофрированную мембрану, которая обеспечивает центровку звуковой катушки в зазоре, препятствует возникновению круговых колебаний, позволяя совершать диафрагме большие смещения в осевом направлении. Центрирующие шайбы обычно изготавливаются из хлопчатобумажной ткани, батиста или шифона, пропитанных бакелитовым лаком.
Пылезащитный колпачок 6 — купольная или плоская мембрана, которая предохраняет зазор от попадания пыли, выполняя роль дополнительного ребра жесткости на диафрагме. Изготовляется обычно из бумажной массы, ткани или металлической фольги.
Звуковая катушка 1 представляет собой цилиндрический каркас с намотанным в несколько слоев изолированным проводником. Как правило, количество слоев звуковой катушки четное, чтобы ее выводы выходили в одну сторону. При протекании по звуковой катушке, помещенной в радиальный цилиндрический зазор магнитной цепи переменного тока,на нее будет действовать механическая сила, под воздействием которой возникают колебания звуковой катушки и связанной с ней диафрагмы. Каркас катушки обычно изготавливается из кабельной бумаги или металлической фольги, в качестве проводника используется медный или алюминиевый провод в эмалевой изоляции.
Гибкие выводы 3 соединяют проводник звуковой катушки с выходными соединительными клеммами ГГ.
Диффузородержатель служит для соединения магнитной цепи, подвижной системы ГГ и обеспечивает крепление в корпусе той аппаратуры, где она используется. Диффузородержатель обычно изготавливают методом штамповки из стали или методом литья из силумина. Все элементы подвижной системы и магнитной цепи оказывают существенное вляние на электроакустические характеристики и качество звучания ГГ.