Вопросы для самопроверки. 1. Что представляют собой интегральные микросхемы?

1. Что представляют собой интегральные микросхемы?

2. Какие преимущества и недостатки интегральных микросхем по сравнению с электронными устройствами на отдельных радиодеталях?

3, Что называется элементом микросхемы?

4, Что называется компонентом микросхемы?

5. Какие ИМС называются полупроводниковыми?

6. Какие ИМС называются пленочными?

7. Какие ИМС называются гибридными?

8. Из каких элементов состоит условное обозначение интегральных

микроэлектронных усилителей? Дать примеры.

9. Какие ИМС используются в звуковоспроизводящей аппаратуре

кинотеатров, и какие функции они выполняют? Привести примеры.

РАЗДЕЛ 9 ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Тема 9.1. Основные технические характеристики громкоговорителей

Громкоговорителем называется пассивный электроакустический - преобразователь, предназначенный для излучения звука в окружающие пространство. Он может содержать одну или более головок, необходимое акустическое оформление и пассивные электрические устройства (фильтры, трансформаторы, регуляторы).

Головка громкоговорителя — самостоятельный узел, предназначенный для преобразования сигнала звуковой частоты из электрической формы в акустическую, и содержащий для такого преобразования все конструктивные элементы.

Чтобы судить о качестве преобразования энергии громкоговорителем, вводят ряд характеристик и параметров.

Назовем основные электрические и электроакустические показатели громкоговорителей.

1. Номинальное электрическое сопротивление — активное сопротивление, которым замещают громкоговоритель при измерении электрической мощности, потребляемой от источника сигнала.

Номинальное электрическое сопротивление определяется наименьшим значением модуля полного электрического сопротивления в диапазоне частот выше частоты основного резонанса. Напомним, что частота основного резонанса определяется собственной частотой механической (или акустико-механической) системы громкоговорителя, которая определяет его нижнюю граничную частоту.

2. Электрическая мощность - мощность, рассеиваемая на сопротивлении, равном номинальному электрическому сопротивлению громкоговорителя, при напряжении, равном напряжению на зажимах громкоговорителя.

Номинальная мощность — электрическая мощность, ограниченная возникновением искажений, превышающих заданное значение.

Паспортная мощность — наибольшая неискаженная электрическая мощность усилителя, от которого громкоговоритель может длительное время удовлетворительно работать на реальном звуковом сигнале без тепловых и механических повреждений. Паспортная мощность не может быть меньше номинальной мощности.

3. Частотная характеристика звукового давления - зависимость от частоты звукового давления, развиваемого скорость громкоговорителем в точке свободного поля, находящейся разрежений, расстоянии от рабочего центра, при постоянном напряжении на зажимах громкоговорителя. Звуковым полем называется область звукового поля, в которой влияние отражающих поверхностей пренебрежимо мало. Рабочим центром для головок прямого излучения называется геометрический центр симметрии излучающих отверстий головок. Рабочим центром рупорных громкоговорителей является геометрический центр симметрии излучающего отверстия рупора. Прямая, проходящая через рабочий центр громкоговорителя и перпендикулярная плоскости излучающего отверстия, называется рабочей осью громкоговорителя.

4. Неравномерность частотной характеристики звукового давления — отношение максимального значения звукового давления к минимальному в заданном диапазоне частот, выраженное в децибелах.

5. Номинальный диапазон частот - диапазон частот, в котором указаны параметры и характеристики громкоговорителя.

6. Эффективно воспроизводимый диапазон частот — диапазон частот, в пределах которого уровень звукового давления, создаваемого громкоговорителем на рабочей оси, понижается по отношению к уровню, усредненному в октавной полосе частот в области максимальной чувствительности, на 10 дБ.

7. Среднее звуковое давление — среднеквадратичное значение звукового давления, развиваемого громкоговорителем в заданном диапазоне частот в заданной точке свободного поля. Усреднение производят по значениям звукового давления на частотах, распределенных равномерно в логарифмическом масштабе.

Среднее стандартное звуковое давление — отношение среднего звукового давления, развиваемого громкоговорителем в эффективно воспроизводимом или номинальном диапазоне частот (указывается в технических условиях) на рабочей оси, приведенное к расстоянию 1 м от рабочего центра, к корню квадратному из десятикратной подводимой электрической мощности:

где Р_ст — среднее стандартное звуковое давление, Па; Р_ср — среднее звуковое давление, П_а; Р_эл — электрическая мощность, подводимая к громкоговорителю, Вт.

8. Характеристика направленности — зависимость звукового давления, развиваемого громкоговорителем на частоте или в полосе частот со средней частотой в точке свободного поля, находящейся на определенном расстоянии от рабочего центра, от угла между рабочей осью громкоговорителя и направлением на указанную точку.

Характеристика направленности строится в полярной системе координат. С этой целью измеряется величина звукового давления Р, создаваемого громкоговорителем на данной частоте в точках свободного поля, равно удаленных от рабочего центра громкоговорителя, но находящихся под различными углами б к его рабочей оси. При построении характеристики направленности на графике принято откладывать величину относительного звукового давления, которую вычисляют по формуле

где Р_о — звуковое давление, измеренное под углом к рабочей оси громкоговорителя;

Р_п — звуковое давление, измеренное на том же расстоянии на рабочей оси громкоговорителя.

При построении характеристики направленности в направлении данного угла откладывают радиус-вектор, численно равный величине для данного угла, конец радиус-вектора отмечают. Через отмеченные точки проводят кривую, являющуюся характеристикой направленности громкоговорителя.

Принято рассматривать направленность громкоговорителей в пределах углов

от 0° до ±90°.

Направленность громкоговорителя зависит от частоты излучаемых колебаний, поэтому при ее построении указывают, какой частоте (или полосе частот) она соответствует. Обычно исследуют характеристики направленности для нескольких частот, взятых в различных участках номинального диапазона частот.

9. Приведенный КПД — отношение излучаемой громкоговорителем акустической мощности к электрической мощности на частоте f или в полосе частот со средней частотой f.

Акустическая мощность — средняя по времени мощность излучаемого громкоговорителем в окружающее пространство сигнала на частоте / или в полосе частот со средней частотой f.

КПД громкоговорителя зависит от частоты. Опытное определение КПД громкоговорителя затруднено, так как сложно измерить акустическую мощность.

10. Коэффициент нелинейных искажений — отношение спектральных компонентов излучаемого громкоговорителем сигнала, отсутствующих в спектре электрического входного сигнала и обусловленных нелинейностью громкоговорителя, к спектральным компонентам излучаемого громкоговорителем сигналу, присутствующим в спектре электрического входного сигнала.

Определения всех приведенных характеристик соответствуют действующему ГОСТу. Следует отметить, что ГОСТ нормирует величину среднего стандартного звукового давления для громкоговорителей не менее 0,2 Па, неравномерность частотной характеристики в номинальном диапазоне частот (не более 14 дБ), величину номинального электрического сопротивления головок, номинальные мощности головок, выбор граничных частот, величину нелинейных искажений, основные размеры.

Тема 9.2. Классификация громкоговорителей

Громкоговорители классифицируют по ряду признаков:

- по способу излучения звука,

- по ширине диапазона частот излучаемых колебаний, исходя из способа электромеханических преобразований.

Возбуждение звука происходит при колебании диафрагмы. Если диафрагма громкоговорителя излучает звук непосредственно в окружающую среду, то это громкоговорители прямого излучения. Обычно их называют также диффузорными, так как диафрагме сообщается форма усеченного конуса. Такая диафрагма называется диффузором. Если диафрагма излучает звук через рупор, то громкоговорители называются рупорными. Причем рупорные громкоговорители бывают двух видов:

а) нормальные рупорные громкоговорители, в которых применяются специальные головки рупорного типа, нагруженные на узкогорлый рупор (у него сечение входного отверстия значительно меньше площади излучателя, коэффициент акустической трансформации достаточно высок);

б) громкоговорители с направляющим рупором, которые состоят из головки прямого излучения, нагруженной на широкогорлый рупор (это рупор, у которого площадь входного отверстия немного меньше площади диффузора, коэффициент трансформации составляет 1,5—2).

Помимо этого существуют громкоговорители комбинированного излучения, у которых одна сторона излучателя нагружена на рупор (обычно широкогорлый), а другая сторона работает как диафрагма прямого излучения.

По широте излучаемого диапазона частот громкоговорители можно разделить на широкополосные (или однополосные), которые рассчитаны на передачу всего диапазона частот, воспроизводимого трактом звукопередачи; многополосные, состоящие из нескольких узкополосных громкоговорителей, каждый из которых воспроизводит лишь часть колебаний передаваемого диапазона частот.

В аппаратуре звукового кино широкое распространение получили двухполосные громкоговорители.

Возможно несколько способов преобразования электрических колебаний в механические. Наиболее распространенными являются электродинамические, электростатические, пьезоэлектрические, электромагнитные преобразователи.

Рассмотрим принцип действия электродинамических громкоговорителей, используемых в кинотеатральной аппаратуре, бытовых радио- и телевизионных приемниках. Преобразование электрических колебаний в механические у этих громкоговорителей возникает за счет взаимодействия проводника с током и постоянного магнитного поля.

Постоянное магнитное поле создается постоянным магнитом, не изображенным на рисунке, между пластиной, имеющей круглое отверстие, и входящим в это отверстие круглым стержнем 2. Между пластиной и стержнем образуется кольцевой зазор, в который вводится виток 3 с током.

Результатом взаимодействия магнитных полей проводника с током и постоянного магнита является электродинамическая сила Р, приложенная к витку и вызывающая его движение. Величина этой силы определяется формулой: Р = В•l•I, где

В — индукция в зазоре магнитной цепи, Тл; l — длина провода, м; I — величина тока в витке, А; Р — электродинамическая сила, Н.

Изменение тока в витке приводит к изменению величины и направления силы, в результате чего виток, закрепленный подвижно, приходит в колебания, которые передаются диафрагме 4, излучающей звук.

Преимуществом электродинамических громкоговорителей является их эксплуатационная надежность. Они допускают значительные перегрузки, могут работать в широком диапазоне температур и влажностей, обладают значительной механической прочностью. Эти достоинства и обусловливают их применение.

Дата добавления: 2014-12-10