УДК 534.232
В книгата са разг лед ани основните въпроси, отнасящи се за
внсокоговорителите и озвучителниге тела. Даденн са определе-
ния на основните понятия, използувани при елекгроакустичните
преобразуватеяи, и кратки сведения за човешкия слух. Разгле-
дана е основната теория на елекгроакустичните преобразува-
тели от двигателей тип, съставени са еквивалентнчте им заме-
стите дни схеми на база!а на електромеханичната и електроаку-
стичната аналогия. Пссочени са основните параметра на
внсокоговорителите и озвучителните тела, нринциггът на действие
и устройството им. Подробно са разгледанп факгорите, опреде-
лят.!! качествепите им показатели, както и методите за подобря-
взието им.
Дадени са пълни сведения за показателите на произвежда-
ните от българската радвоелектронпа промишленост високогово-
рители и озвучнтелни тела, както и конструкция™ па значите-
лен брей озвучнтелни тела, конто могат да се изработят с
български високоговорители.
Книгата е предназначена за широк кръг читатели, конто
желаят да осыцествят качествен© озвучаване на жилището си.
Тя коже да бъде полезна и на сиециалистите, зянимаващи се с
производство и експлоатаиия на високоговорители и озвучнтелни
ж
; ТЪИ'ОР.МШР I /
С ДНМИТЪР Ф. ПОПЯМЕВ, 198Э
с/о Jusautor, Sofia
621.3
ПГ ЕДГОВОР
Книгата nva за цел да запизнге широкия кръг читатели с
едва ~ст ci зву коизлъчващнт е електрсакустични преобразува-
те.-.у -тсокоговорателите и озвучад елните тела. Дефинирани са
ocioBi/..е елек’роакусгичои понятия, отнасящи се за високогово-
рителите и оззучителните тела, както и основните параметра на
тези чреобразуватели, като са спажени нрепоръките на МЕК и
СИВ и пзпеквапнята па БДС. Разгледани са основните свойства
на човешкия слух, определящи в значителна степей изискванията
към «ъзпронзвеждащата електроакус гична апаратура. Даден е
принцилът на действие и основиата теория, евързана с високого-
воритетнте и озвучителните тела. Посоченн са никои методи за
позшна ано качеетвеиите им показатели. Книгата съдържа до-
статт ... • пълни сведения за почти всички високоговорители и
озвучитилип тела, произвеждани о г българската радиопромишле-
носг. Посоченп са редица комбинации от български високогово-
piiT&j.n, с конто може да се реализират висококачествеин озвучи-
телня тела, като са дадени и необходимее даппи за разделител-
ните фвлтри.
В книгата е използувана Международната система за измерва-
телии единиц» СИ. Величините са означени съгласпо изисква-
нпята на БДС.
Изказвам своята гореща благодарное! на трудолюбивия ко-
лектив на секция „Електроакустика" от Института по радиоелек-
гроника — София, конто мп оказа неоценимо съдействие за напи-
сването па тазп книга.
Много съм благодарен на рецепзентпте доц. Иван Вълчев и
инж. Аганас Пачевуров, както и на иаучпия редактор инж. Ва-
силка Петрова за проявеното старание при рецензпрането и ре-
дактирзпето на книгата, с което допринесоха за значителното й
подобряваие.
С благодари о ст ще приема всички критики и бележки, конто
читателите изпратят на адреса на нздателството.
Авторът
Гласа първа
основни понятия
1.1.	Въведение
Осповпите понятия, свьрзани с високоговорш едите и озвучи-
телннте тела, са основии понятия за слек гроакустиката изобщо.
В средняя курс на обучение по физика се изучават, макар и бегло,
принципите, па конто се изгражда електроакустиката, Дават се и
определения па никои от осповпите понятия. В бига на хората
са получили широко распространение термипитс, конто се изпол-
зуват при описване па явлснията, свързани с пъзниквансто, въз-
произвсждапето и разпространепието па звукови картиип. Следо-
вателно може да се смята, че термипологията на електроакусти-
ката сс ползува с широка популярного.
Развитие го на всяка наука води до непрекъснато ус ьвършеп-
ствуване на нейната терминология, изразяващо се предпмно в
прецизирапето, уточпяването и обогатявапето й. С оглед да се
избегне влияпието, което могат да окажат никои неиравилно
усвосни п ти възприетп термины, тук щс бъдат дефиниранп ос-
новнпте понятия, конто ще се изиолзуват в следващия текст.
Дефпяициитс ще бъдат дадени в съотвстствие с препоръкпте на
Международната електротехпическа комисия (МЕК) и с действу-
ващите Вьдгарски държавни стандарт (БДС).
1.2.	Звук
Акустичното трептене е движение па частиците на една
еластичпа среда около едпо равновесно положение. Същото опре-
деление важи и за понягието вибрация. В зависимост от гова,
дали акустичните трептения могат или ие мо**ат непосредствепо
да се приема г от човека чрез неговия слухов орган, те сс раз-
делят на звук, инфразвук, ултразвук.
а.	Звук— акустичио трептене, което можс да прсдизвика слу-
хово възприягие у човека или може да възбуди чувство па чу-
ваке.
б.	Инфразвук—акустично трептене, чиято честота е пэ-няска
от долната гранична честота на звука, която се камира в интер-
вала от 16 до 20 Hz.
в.	Ултразчук— акустично трептене, чиято честота е по-зи-
сока от горната гранична честота на звука, която за човек с
нормален слух се памира в интервала от 16 030 до 20 00} Hz. Тя
зависи от възрастта на човека (за хора с напреднала вы.раст
може да памалее дори до 8000 Hz). Прието е за границт между
звука и ултразвука да се смята акустично трептене с частота
20009 Hz. Трептения с много висока честота се наричат хнпер-
звук.
Освен това звукът може да бъде:
а.	Чист звук (тон) — звук, създаван от спнусоидалн.г акус-
тично трептене.
б.	Сложен (съставен звук) — звук, съставен от два или псвече
чисти звука.
в.	Виещ звук (виещ тон) — звук, чиято честота се пэмепя перио-
дично около една средне стойност. Понякога у пас се пзл^лзува
и терминът вобел звук.
Съгласио определения™ на МЕК понятието звук е общо по-
нятие, съвпадащо по съдържание с понятията акустично треп-
тене и вибрация, като се раздели на чуваем звук, инфразвук и
ултразвук. У нас понятието звук включва само оизи спектър от
акустичнитг грептения, конто може да се възпрпема слухово от
човека. Когато се каже звуков спектър, се има пред вид честот-
ният спектър от 20 Hz до 20 000 Hz. Като обобщаващо понятие се
използува термин ът акустично трептене.
Първоначално понятието звук е включвало всичко снова, кое-
то може да се чуе, т. е. пернодични и пепериодични трептения
на въздуха в обхвата от честоти, възпрнемапи от човешкого ухо.
Обаче трябва да се има пред вид, че не само във вьздуха,
но и във всяко вещество независимо от агрегатното му съсгоя-
иие (твърдо, течно или газообразно) могат да възникнат акустич-
ии трептения, ако веществото в съответното агрегатно состояние
притежава еластични свойства. Тези трептения могат да се въз-
приемат като звук непосредствен© от човешкого ухо яла чрез
въздуха като свързваща среда, ако се извършват с честота от
звуковия спектър. Ако честотата на трептене се намира лзвън
звуковия спектър, не се възбужда чувство на чуваке — трсптене-
то представлява инфразвук или ултразвук. Практически инфразву-
кови трептения са получени с честоти, клонящм към пула. Ул-
6
тразвукови трептения при лаборатории условия са получени до
10* AlHz. Трептенията на кристалните решетки също представля-
ват ултразвукови акустичпи трептения, чиято честота достпга до
108 MHz.
1.3.	Шум
Шумът представляла непостоянно, статистически случайно
акустично трептене. Той може да бъде определен още и като
неприятен, нежелателен звук или друго смущение със случаен
характер.
Шумът може да бъде:
а.	Случаен шум — акустично трептене, дължащо се на съв-
купността на голям брой елементарии смущения със случайно
разпределение във времето.
б.	Бял шум—шум, чиято спектралпа плътност на звуковото
налягане е независима от честотата.
в.	Розов шум—шум, чиято спектрална плътност на звуковото
налягане е обратно пропорционална па честотата. Това означава,
че при повншаване на честотата звуковото налягане трябва да се
понижава с постоянна стръмност, равна на 3 dB на октава.
1.4.	Звукова вълна и звуково поле
От даденото определение се вижда, че звукът представлява
състояние на средата, състояние на веществото, характеризиращо
се с това, че частиците му трептят около едко равновесно поло-
жение. Всяка частица при трептепето си привежда в трептене
съседните си частици; тя предава своего състояние и па съсед-
иите си частици. Така звукът се предава, разпространява в опре-
делена посока или във всичкм потоки. Предаването на трептения-
та от частица на частица в едва среда се нарича механичен
вълнов процес или механично вълново движение. Казна се още,
че в средата се разпространява механична вълна. Когато треп-
тенията са акустичпи, се говор» съответно за акусгичен вълнов
процес и за разпространение на акустичпи вълни. В пастоящата
книга ще бълат разгледани внсокоговорители и озвучителни тела,
конто работят във въздушна среда; поради това разглеждането
на акустичните явления ще се ограничи салю за газова среда.
Предаването на звука в газова среда се осъщестэява посредством
сгъстяване и разреждане на газа.
7
Разпространението на сгъстяването и разреждаието на една
газова среда, предизвикаии от акустичпо трептене, се нарича
звукоза вълна.
Областта от пространството, в която се разпространяват зву-
кови вълнн, се нарича звуково поле. Казва се още, че областта
е средпще иа звуково поле.
1.5.	Характеристики на звука и звуковото поле
а.	Статично налягане в дадена точка на средата — иаля-
гането, което ще съществува в тази точка в отсъствие на зву-
кова вьлна (или на акустичпо трептене).
б.	Моментно звуково налягане в дадена точка на среда-
та— разлнката между палягането, съществуващо в разглеждания
момент в дадената точка, и статичного налягане.
Звуково налягане съществува само ако съществува звуково
поле, поради което се казва моментна стойност на звуковото на-
лягане в дадена точка на звуковото поле вместо в дадена точка
на средата.
Сьгласно Международната система за измерителни единици
(СП) едпчицата за звуково налягане се нарича ласкал (Ра). Зву-
ковото налягане се означава с р. Един ласкал е равен на нютон
иа квадратен метър (N/m2). В системата CGS звуковото налягане
се изразява в микробари (pb), като един микробар е равен на
дина на квадратен саптиметър (dyn/cm2).
Връзката между двете единици е
1 Ра=10 pb.	(1-1)
Звуковото налягане в дадена точка на звуковото поле завися
и от времето. На фиг. 1.1 е показана една производна функция
на моментного звуково налягане от времето, отнасяща се за опре-
делена точка от звуковото поле. За разгледания интервал от
време в точката се извършва само сгъстяване на частиците на
средата.
Макснмалната абсолютна стойност на моментното звуково
налягане в даден интервал от време се нарича максимално зву-
ково налягане—ртък.
Мипималната абсолютна стойност на моментното звуково на-
лягане в даден интервал от време се нарича .иинимално звуково
налягане Pmin-
в.	Ефектиена стойност на звуковото налягане — средно-
квадоатичната стойност на моментното звуково налягане за даден
8
интервал от време. Ако се разглежда чист звук (чист тон), ефек-
тивната стойност се определи за един период.
13 следващия текст терминът звуково налягане ще се изпол-
зува в смисъл на неговата ефективна стойност, освен ако из-
рично не е спомепат друг смисъл.
Р,Ра
Фиг. 1.1. Изменение на звукоссто налягане в дадена точка
от пространство™ във функции на времето
г.	Скорост на звука — пътят, конто измипава звуковата вълна
в едпородна среда за единица време. Изразява се в метри за
секунда (m/s) и се бележи с с. Дефинираната скорост на звука
в същпост е скорост на разпространение иа звуковата нълна. Тя
трябва да се различава от скоростта на трептене на частиците
на сретата, в която е възбудепо звуково поле. Скоростта па
звука е постоянна величина и нейната стойност зависи само от
параметрите на средата. За въздух със статично налягане ps —
= 10® Ра, плътност ро =1,276 kg/m3 и температура 0°С скорост-
та на звука е 331,7 m/s. При температура 20°С скоростта на зву-
ка е 343,7 m/s. Зависимостта на скоростта на звука с във възду-
ха от темиературата t се дава с нзраза
с=331,7+0.6 t.	(1.2)
Скоростта па разпространение на звука слабо зависи от отно-
сителната влажност на въздуха — при промяната й от Одо 100%
скорое па на звука се пзменя само с 0,5 m/s.
В кислородна среда при 0°С звуковите вълни се разпростра-
няват със скорост 316 m/s, в азотна среда — с 338 iri;S, а във
водородна среда — с 1261 id's.
д.	Фронт на звуковата вълна — повърхиостта, конто се по-
лучава от съединяването па всички съседни точки на дадспо зву-
ково поле, в конто звуковото налягане и фазата в дадек момент
са равпи. При падлъжнн звукови вълни фронтът им е вцчаги
перпендикулярен на посоката на разпространение.
е.	Звукова енергия— енсргията, конто сс препася о г ззуко-
вите вълни. Измерва се в джаули (J).
ж.	Звукова мои- ноет — звукова енергия, пренасяиа от звуко-
вите вълни за единица време. Измерва се във ват (W).
з.	Интензивност на звуковата вълна—звукова мощност,
конто преминава през площ 1 ш9 от фронта на звуковата вълна.
Измерва се във ват па квадратен метьр (W/m2). Доскоро вместо
интензивност се казваше сила на звука.
и.	Плътност на звуковата енергия- количество™ пвукова
енергия в единица обем. Измерва се в джаул на m3 (J/m3).
к.	Интерференция — взаимодействие между две или новече
звукови вълни, разпространяващи се в ладен момент през опре-
делена точка на звуковото поле.
1.6.	Чист звук
Ако звуковото поле се поражда от разпространението па чист
звук, моментного звуково налягане в дадена точка на това поле
ще представлява едка синусоидална функция от времето (фиг. 1.2).
Такава звукова вълна се характеризира със следиите велячини
{параметри):
а.	Фаза на звуковото налягане стадий на изменение съ-
стоянието на средата (налягането) в разглежданата точка по
-отношение на което и да е нейно състояние (налягане), условно
прнето за начално. Изразява се с единиците за пзмерване на рав-
нинен ъгъл — радиан (rad) или градус (°). Обикновено за начално
състояние на средата се приема състоянието, при което меняйте
частици се иамират в равновесното си положение, т. е. в средата
не се разпространява звукова вълна и частиците й не иззър'лзат
трептения. В този случай налягането в разглежданата точка е
равно на атмосферното налягане, моментната стойност на звуко-
вото налягане е равно па пула. Точките А и В от фиг. 1.2 ппи-
тежават еднаква фаза—те се характеризират с максима ава мо-
ментна стойност на звуковото налягане, съответствуващо на мак-
10
симално сгъстяване па частиците па средата, установено след
ровни иптервзли от време спрямо момента на пулевата стойност
на звуковото налягане. Фазата па звуковото налягане придзбиза
съществено значение, когато в дадено пространство се създава
звуково поле, породено от два или повече източпици.
Фиг. 1.2, Изменение на звукового налягане в дадена точка
от пространството във функция на времето при разпрссгране-
ние на чист звук
б.	Период 7 — най-малкият интервал от време, в края па
конто звуковото налягане в разглежданата точка нма сьщата
фаза, както и в началото. На фиг. 1.2 е показан периодът Т.
Измерва се в секунди (s) или нейните кратна.
в.	Честота f—броят на периодите за едва секунда. Едини-
цата за измерване на честотата е херц (Hz). От кратните й ве-
личины в електроакустиката се използува главно килохерц (kHz).
В математическите зависимости, дадени в тази книга, честотата е
изразена в Hz.
Между честотата и периода съществува зависимостта
/7=1;	(1.3)
г.	Амплитуда рт—максима лиата стойност на звукового па-
лягане за време един период.
11
Моментната стойност на звуковото налягане р се определи с
израза
p«pwsin(<o/4-?o),	(1.4>
Фиг. 1.3. Изменение на звукового налягане по посока
на разнространеиието на чист звук
къде га
е ъгловата честота;
— началната фаза, конто може да бъде равна и
на нула.
д. Дължина на звуковата вълна — разстоянпе, което измина-
ла рячгространяващата се звукова вълна за един период. Дължи-
ната на звуковата вълна е пространствен параметър. На фиг. 1.3
е показано изменението на моментната стойност на звуковото на-
лягане в различии точки на звуковото поле, разположени върху
едва права линия по посока па разпространение на звукова-
та вълна. На същата фигура е означена и дължината на вълна-
та Л.
Среща се и друго определение за дължината па звуковата
вълна—разстоянието между две най-близки точки на звуковото
поле по посока на разпространение на звуковата вълна, конто се
характеризират с еднакви фази на звуковото налягане.
Между дължината на звуковата вълна Л, скоростта на раз-
пространенмс па звука с, честотата f и периода Т съществува
следната зависимост:
л сТ-‘.	(1.5)
12
Тъй като скорое гта на разпространение па звука е постоянна
величина при дадени условия, дължината на вълната зависи само
от честотата. В табл. 1.1 са дадени дължините па авуковите въл-
ни за различии честоти при скорост па разпространение hl звука
с=340 m/s.
Таблица 1.1
Честота /. Hz	20	50	100	500	1000	5000	1СООО	2«Х,0
Дължина на вълната X, m	17	6,8	3,4	0,68 1	0,34	0,668	0,034	0,017
е.	Ефективната стойност на звуковото налягане р^— _
определи се чрез амплитуд ната стойност рт посредством зависи-
мо стта
Аф=у^'	(1-6)
ж.	Хармоник (обертон) — звукова вълна (чист звук), чиято
честота е цяло число пъти по-висока от честотата на основпата
звукова вълна.
з.	Субхармоник (унтертон)—звукова вълна (чист звук), чия-
то честота е цяло число пъти по-ииска от честотата на основяа-
та звукова вълна.
1.7.	Други термини
а.	Тембър на звука — характерна особеност (окраска) на сло-
жен звук, конто се определя от количеството и иптепзивността
на хармониците.
б.	Октава—интервал z-(честоти о разстояние) между две че-
стоти, чието отношение ё равно на две, т. е. 2. Казва се,
че честотата /2 е с една октава по-висока от честотата ft или
честотата Дес едва октава по-ниска от честотата /£.
Броят п па оставите между две произвол ни честоти /тах и
се определя със зависимостта
Ушах
ИЛИ	(1.7)
«=	3,33 1g
“	•'rain	'mln
13
He e трудно да се определи, че звуковият спектър (от 20 до
20003 Hz) съдържа 10 октави.
Ако се пзнолзува логаритмуваие при основа 2, получава се
" = log,(1.8)
•'min
Една октава включва твърде широк честотен спектър — на-
пример от 10 000 до 20 000 Hz. Музикалните тон иве се памврат
на честотно разстояние една осма от октавата.
В електроакустиката се използува твърде често една трета
от октавата (терцоктава или само терца). Съгласно (1.7) отпоше-
нието на честотнте, конто ограпичават една трета от октавата, е
А з
2 ' =}'2 =1,26.	(1.9)
За провеждане на електроакустичните измервания е стандар-
тизнрана порелпца от честоти, конто отстоят една от друга на
разсгояние една трета от октавата. Тези честоти са следпите: 16;
20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 2С0; 250; 315; 403; 500;
630; С'СО; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000; 5000; 6300;
80иО; 10 000; 12500; 16000 и 20 000 Hz.
в.	Честотен обхват — всички честоти, съдържащи се меж-
ду две дадепп честоти, конто се наричат границ» на честотния
обхват или съответио дол на /д и горна /г гранична честота па
обхвата.
г.	Честотен спектър на звука — съвкупността от всички чис-
ти звукове (тонове), на конто може да се разложи даден сло-
жен звук.
д.	Реверберация. След прекратяваие действието на звуковия
източиик звуковото поле в закрито (затворено, заградено) поме-
щение не изчезва веднага, тъй като звуковите вълни се отразя-
ват от ограждащите поверхности, при което губят само част от
енергпята, конто носят. Необходими са многократни отражения,
за да се иамали звуковата им енергия до нула. Продължаващото
звучене в закрито помещение след прекратяваие действието на
звуковия източник се иарича реверберация.
Времето, в течение на което иитеизивността иа звука се нама-
лява един милпон пъти (10е) спрямо началната й стойност, се на-
рича време на реверберация.
14
1.8.	Ниво и логаритмични единици
Сетивинте органи на човека преценяват съответните дразип-
тели чрез съпоставянето им, чрез сравнявапето им. Невъзможно
е човек да даде количествен а оценка за светлината, конто му въз-
действува, но той може да прецени, че тя се увеличава или иа-
малява. По същия начин човек реагира и на въздействието на
звуковите вълни — не може да определи количествено звуко-
вото налягане, но може да прецени кога то е променяло своя-
та стойност. Поради тази особеност на човешките сетивни орга-
ни и в частност иа ухото в електроакустиката е вьведено поня-
тието ниво на физичиите величини L — логаритъм от отношението
иа две стойкости А и Д, на дадена физичка величина:
i=10g^-.	(1.10}-
Необходимо е добре да се знае. че понятието ниво може да
се въяежда само при сравняване на еднородни физични величи-
ни— може да се логаритмува число, което няма размерност.
За улеснение нивото на физичиите величини се определи спря-
мо една стойност, условно приета за иулева или реперна.
В електроакустиката за реперна (нулева) стойност на интен-
зивността на звуковото поле 10 е приета стойността му, съответ-
ствуваща на прага ва чуваемост при 1000 Hz, конто е равна иа
10“12 W/m2. Нивото на дадена интензивност на звуковото поле I
ще се определи от зависимостта
<1Л1>
Възприет е десетичен логаритъм за улесиение.
При отношение /:10= 10, А«=1. Тази единица се иарича бел
(bell) и се означава с В. Единицата бел е твърде голяма, поради
което в практиката се използува дробиата единица децибел, кон-
то представлява едиа десета част от бела и се бележи с dB. Ни-
вото на интензивиостта на звуковото поле в децибели се опре-
дели от зависимостта
L = 101g2-, dB.	(1.12)
Реперната стойност на звуковото налягане рс, съответствува-
ща на Прага на чуваемост при 1000 Hz, е 2.10-5 Ра. Тъй кати
пнтензпвността на звуковото поле зависи от квадрата иа звуко-
15
сото налягане, нивото па дадено звуково налягане р се определя
от зависимое гта
L=10Ig4-=20 dB.	(1.13)
А)
Ако с известно нивото на звуковото налягане L в dB, стой-
ността му може да се определи от зависимое гта
Г-Ю ро, Ра.	(1.14)
1.9.	Честотен спектър на звуковите източници
Честотният спектър, създаван от звуковите източницк, трябва
да се излъчва от високоговорителите или от озвучителпите тела.
Този спектър трябва добре да се познава както от конструкто-
рите, така и от слушателите. Осповни или първични източници па
звук са човешкият глас (говор, пеепе и пр.) и различпите музпкал-
пи инструмента. Разбора се, към първичните източници на звук
спадат и различпите машипи, технически съоръжения, прпроднн
звукоизточници (шумът на листата па дърветата, шумът па пада-
ща вода, шумът на морските вълни) и др. Звуковите картами,
конто се създават от първичните звукови източници, се наричат
първичпи звукови картами. Високоговорителите и озвучителпите
тела представляват вторични звукоизточници, тъй като от тях не
се излъчва производна звукова картина, създадена от самите тях,
а се излъчва строго определена звукова картина, конто е била
създадена от първичните звукоизточници. Вторнчиите звукоизточ-
ници трябва да повторят първичната звукова картина. За да из-
пълият предиазначението си, те трябва да могат да излъчват сиг-
наля с всичките честоти, конто се съдържат в първичната
звукова картина, без да внасят изкривявамия. Следователе конст-
рукторите трябва да конструират озвучителпите тела (високого-
ворителите), а слушателите—да ги избират съобразно преднаена-
чението им, така че да се получи вярно възпроизвежда«е на
звуковата картина. При гова трябва да се има пред вид, че че-
стотният спектър иа дадена ггьрвичпа звукова картина се опре-
деля от честотпите спектри на звуковите изгочпици, конто взе-
мат участие при създаването й.
16
Глава втора
КРАТКИ СВЕДЕНИЯ ЗА ЧОВЕШКИЯ СЛУХ
2.1.	Въведение
Основните изисквания, на конто трябва да отговарят високо-
говорителите и озвучителпите тела, се определят от свойствата
на слуховото възприятие на човека. Проектирането на електро-
акустичната апаратура се основава иа задълбочепото изучаване
па свойствата на човешкия слух, с което се цели да се получи
количествен израз за реакцията на човека към слухови дразни-
тели. Само като се познават количествените характеристики на
слуха, може да се дефинират техническите изисквания към ви-
сокоговорителите и озвучителпите тела по отношение на често-
тен обхват на възпроизвеждане, характеристична чувствителност,
допустили иелинейни изкривявания при определена стойност на
звуковото налягане и др.
Разглеждането на устройството на човешкия слухов орган —
ухото — е излишне за целите на тази книга. То е извършено в
редица специализирани курсове [4], [17]. Тук ще бъдат дадени
само основните му свойства, усгановени в резултат на експери-
ментални изеледвания, конто трябва да се вземат пред вид при
анализа на високоговорителите и озвучителпите тела.
2.2.	Праг на чуваемостта
Човешкото ухо е устроено така, че човек ие реагира на без-
крайно малки звукови палягания. В противен случай неговият
живот би бил кошмарен — денем и нощем той би възприемал
различии звукови ефекти, например топлинния молекулярен шум
и др. под., конто не биха му позволили иито да се труди съсре-
дотбчено, нито да си почина пълноценно.
У човека се възбужда чувство за чуване едва когато звуко-
вото налягане придобие една определена стойност. За различни-
те индивиди тя е различна. Номиналната стойност може да се
получи само в резултат на статистическо усреднявапе, като при
определена условия се пзмери (определи) за много хора. По този
лът е установено, че за да се чуе в напълно тихо помещение
чист ввук с честота 1000 Hz, амплитудата на звуковото налягане,
създавано в точка от звуковото поле, конто се намира в арпо-
19
средствена близост до човешкото ухо, трябва да има стойност
2,84.10~s Ра. Ефективната му стойност е 2.10-5 Ра. Това зву-
ково налягане се нарича праг на чуваемостта. Интензивността на
звука, съответствуваща на Прага
Фиг. 2.1. Зависимост на прага на чу-
ваемост 1 и прага на болезненото усе-
щане 2 от честотата
чуваемостта е твърде нисък; едва
на чуваемостта, е равна на
10~12W/m2. Звуковото наля-
гане 2.10-5 Ра представлява
едва 2.10-10 от атмосферно-
то налягане. Интересно е да
се отбележи, че случайните
флуктуации на налягането
върху човешкото ухо, дъл-
жащи се на топлинните мо-
лекулярни движения, са само
5—10 пъти по-малки от на-
лягането, съответствуващо на
прага на чуваемостта. За чо-
век с остър слух случай-
ните флуктуации са съв-
сем близо до собственна му
праг на чуваемост. Тези Дан-
ии показват, че прагът на
ли бихме могли да искаме по-
сполучливо решение на проблемата за възприемане на слаби
сигналы, без да се приемат смущенията, конто съществуват не-
прекъснато в природата.
Прагът на чуваемостта силно зависи от честотата. В резултат
на многобройни изследвания, експериментиране и статистически
усредняване с международно съглашение е утвърдена една кри-
ва на зависимостта на прага на чуваемост от честотата за чист
звук, конто е приведена на фиг. 2.1—крива I. От фигурата се
вижда, че звукове с честота от 2000 до 4000 Hz предизвикват
чувство за чуване даже и ако създават звуково налягане, по-мал-
ко от 2.10~5 Ра. С увеличаване или намаляване на честотата
прагът на чуваемост се измества към по-големите звукови наля-
гания. Това е напълно естествено—човек не може да чува
звук с честота, по-висока от 20000 Hz пли по-ниска от 20 Hz.
При това не е възможно да чува звук с честота 19 999 Hz
или 21 Hz при нисък праг на чуваемост (близък до 2.10~5 Ра),
а да не чува звук с честота 20000 Hz, съответно 20 Hz, незави-
симо от звуковото налягане, което създава той. В природата всич-
ко се изменя плавно. Прагът на чуваемост в зависимост от че-
стотата също се изменя плавно — той има най-ниска стойност в
областта 2000—4000 Hz и постепенно нараства както към област-
16
та на ниските честоти, така и към областта на високите честоти.
При 50 Hz прагът на чуваемост е 500 000 пъти, а при 20 000 Hz —
1000000 пъти по-висок, отколкото при честота 1000 Hz. Под
20 Hz и над 20000 Hz прагът на чуваемост клони към безкрай-
ност или по-точно тук прагът на чуваемост не съществува.
2.3.	Праг на болезненото усещане
Ако амплитудата на звуковото налягане на сигналя с честоти
от звуковия спектър се увеличава постепенно, чувството за чува-
не се изменя -— едва доловимият звук вече звучи по-ясно. Казва се,
че гръмкостта на звука се е увеличила. При известно достатъчно
голямо звуково налягане чувството за чуване се смесва с чувст-
во за болка в ушите. Звуковото налягане, при което настъпва
болезнено усещане, се нарича праг на болезненото усещане.
По-нататъшното увеличаване на амплитудата на звуковото наля-
гане води само до засилване на чувството за болка в ушите, а
при достатъчно големи стойности на звуковото налягане, респ.
на интензивността на звука, човешкият слух се травматизира
с опасни последний за здравето и живота на човека. Сред-
ностатистическата крива за прага на болезненото усещане в за-
висимост от честотата на сигнала е дадена на фиг. 2.1 — крива
2. Вижда се, че прагът на болезненото усещане също записи от
честотата, но в по-малка стелен от прага на чуваемостта. Разли-
ката между звуковите налягания, съответствуващи на прага на
чуваемост и на прага на болезненото усещане, за средните често-
ти на звуковия спектър е много по-голяма, отколкото за гранич-
ите честоти. Това е също напълно естествено. За честотите
извън звуковия спектър (под 20 Hz и над 20000 Hz) чувство за
чуване изобщо не възниква, а при определена интейзивност на
звука направо- възниква едно болезнено чувство, т. е. в инфра-
звуковия и ултразвуковия спектър може да се говори само за
праг на болезненото усещане. Явно е, че съществуват честоти,
за конто прагът на чуваемост почти се слива с прага на болезне-
ното усещане. Тези честоти се намират на границата на звуко-
вия с инфразвуковия и ултразвуковия спектър.
2.4.	Зона на слуховото възприятие
Стойностите на звуковото налягане, конто се намират между
прага на чуваемост и Прага на болезненото усещане и се създа-
19
ват от сигнали с честоти от звуковия спектър, образуват зона на
слуховото възприятие. Отношението между стойностите на зву-
ковите налягания, съответствуващи на прага на болезненото усе-
щане и прага на чуваемостта за дадена честота, представлява
динамичният обхват на слуховото възприятие или динамичният
обхват на човешкото ухо. От казаното следва, че този обхват
има различна стойност за различайте честоти —за 1000 Hz стой-
ността му е 3.106.
Прагът на чуваемост в областта на високите честоти се из-
мества към по-големите стойности на звуковите налягания при
увеличаване възрастта на човека. За хора с напреднала възраст
сливането на прага на чуваемост с прага на болезненото усеща-
не става още при 10000 Hz, а дори и при по-ниски честоти.
2.5.	Височина на тоновете
Устройство™ на слуховия орган на човека спомага за възприе-
мане по различен начин на звуковите вълни с различии честоти.
При сравняване на два звука се казва, че звукът с по-висока
честота се възприема като по-висок тон. В резултат на продъл-
жителни експерименти е установено, че чувство за промяна на
възприеманата височина на тона възниква при определено отно-
сително изменение на честотата, а не при определена абсолютна
промяна на нейната стойност. Звук с честота 100 Hz се възприе-
ма спрямо звук с честота 80 Hz с такава разлика във височина-
та на тона, с каквато се възприема звук с честота 500 Hz спря-
мо звук с честота 400 Hz, тъй като отношението и в двата слу-
чая е 1,25, макар че разликата в честотите е съответно 20 Hz и
100 Hz. Разстоянието по височина на тона се нарича музикален
интервал или само интервал. Като основна степей за изменение
на височината на тоновете в музиката, а също и в електроаку-
стиката е възпрпет интервалът, чиито честоти се намират в от-
ношение 2:1. Този интервал се нарича октава.
Необходимо е да се знае, че човешкото ухо е много чувст-
вително към относителните изменения на честотата. В областта
на средните звукови честоти (от 500 до 4000 Hz) човек може
да различи два тона, различаващи се по честота само с 0,2°/0,
т. е. звук с честота 501 Hz човек различава от звук с честота
500 Hz. Именно тази голяма чувствителност по отношение висо-
чината на тона налага високите изпсквания, на конто трябва да
отговарят лентодвижещите механизми на магнетофоните по отно-
шение на относителните изменения на скоростта (детонациите).
20
Поради свойството на човешкия слух да реагира на относи-
телното изменение на честотата при графично изобразяване на
честотните характеристики на електроакустичните преобразуватели
честотата се нанася по абсцисната ос в логаритмичен мащаб.
2.6.	Гръмкост. Ниво на гръмкостта
Субективното възприятие, свързано с усещането за различен
интензитет на звуковото поле (за различна сила на звука), се на-
рича гръмкост. Обективен определител на гръмкостта е звуково-
то налягане, респ. интензитетът на звука. Известно е, че колкото
е по-голяма интензивността на звука с дадена честота, толкова
по-гръмко звучи той на слух. В средата на миналия век Вебер
установил, че най-малкият прираст на звуковата интензивност,
конто може да се различи слухово, представлява около 10% от
нейната стойност. По-важен е фактът, че субективното възприя-
тие се измени в резултат на изменение на дразнителя в опреде-
лено отношение, а не с определена стойност. Почти по същото
време Фехнер дал математическата формулировка на съотноше-
нието, установено от Вебер, съгласно конто нивото на субектив-
ното възприятие е пропорционално на логаритъма от отношение-
то на интензивностите на звуковото поле. Тази зависимост носи
название™ психофизичен закон на Вебер — Фехнер. Съгласно
определенията за логаритмични единици на изменение на ни-
вото с 1 dB съответствува изменение на стойността на звуковото
налягане с 12,2%. Следователно човек може да различи на слух
изменението на дадено звуково поле едва когато нивото му се
измени поне с 1 dB. Слуховото възприятие е субективен процес
и не се поддава на точно математизиране, така че законът на
Вебер — Фехнер е само приблизително верен, като най-малки са от-
клоненията за сигнали с честота 1000 Hz. Единицата за гръмкост
се нарича сон (sone). Един sone съответствува на гръмкостта на
звуков сигнал с честота 1000 Hz и ниво на звуковото налягане
40 dB с прямо 2.10~5 Ра.
За възприемане на два звукови сигнала с различии честоти
като сигнали с еднаква гръмкост е необходимо те да създават
различно ниво на звуковото налягане. Като се съпоставя гръм-
костта на сигнал с честота 1000 Hz с гръмкостта на сигнали с
различии честоти, се определят стойностите на нивото на звуко-
вото налягане, за конто гръмкостта е еднаква. Така се получават
кривите на еднаква гръмкост за хармоничен сигнал, дадени на
фиг. 2.2. Баркхаузен е предложил понятието ниво на гръмкост-
21
та — изразеното в децибели ниво на звуковото налягане на сигнала
с’,честота 1000 Hz за дадена крива с еднаква гръмкост. Едини-
цата за ниво на гръмкостта е фон (phone). На фиг. 2.2 за кри-
вите с еднаква гръмкост е означено нивото на гръмкостта във
phone. Например кривата, конто
Д02 0ft5~0,i 0,г~0£ I ~г
се получава при ниво на звуко-
вото налягане 60 dB за честота
1000 Hz, има ниво на гръмкост-
та 60 phone. Равенство между
phone и dB съществува само
за честота 1000 Hz. За сигнали с
твърде ниски или твърде високи
честоти нивото на звуковото на-
лягане в dB има значително
по-голяма числова стойност от
Фиг. 2.2. Криви на еднаква гръмкост
гръмкостта 60 phone сигналът
дава ниво на звуковото налягане
с ниво на гръмкостта 60 phone.
нивото на гръмкостта във phone.
Например за кривата с ниво на
: честота 40 Hz трябва да съз-
около 76 dB, за да се възприеме
2.7.	Маскировка на звукови сигнали
Прагът на чуваемост за звуков сигнал с дадена честота е оп-
ределен в напълно тихо помещение. Всички сигнали със същата
честота, конто създават по-високо ниво на звуковото налягане,
би следвало да се възприемат от човека. Но това е вярно само
в условия на запазване на тишината. Ако едновременно с дадения
звуков сигнал се появи друг чист тон или някакъв шум, прагът
на чуваемост за дадения сигнал се измества към областта на по-
високите нива. Това явление се нарича маскировка на звуковите
сигнали. Маскировката на даден маскиран сигнал от друг маски-
ращ сигнал се оценява количествено с разликата на прага на
чуваемост на маскирания сигнал в присъствие на маскиращия и
в негово отсъствие. Например, ако за сигнал с дадена честота
прагът на чуваемост е 30 dB в тихо помещение и 40 dB в също-
то помещение, но при въздействието на друг сигнал (маскиращ),
маскировката М е равна на
7И=40 —30=10 dB.
Маскировката зависи от съотношението на честотите на два-
та сигнала и от нивото на маскиращия сигнал.
22
Маскиращото влияние на сигнал с определена честота съ-
гласно изследванията на Цвикер и Фельдкеллер [22] се илюстрира
с кривите за прага на чуваемост, дадени на фиг. 2.3. Крива 1
представлява абсолютният праг на чуваемост (в напълно тихо
Фиг. 2.3. Криви на прага на чуваемост
/ — абсолютен праг на чуваемост;
2 — праг на чуваемост при маскиращ сигнал
помещение), а крива 2 —прагът на чуваемост при маскиращ сиг-
нал с честота 1000 Hz и ниво на звуковото налягане 80 dB.
Вижда се, че за честоти, конто се намират на 1 октава по-ниско
•от маскиращия звук (под 500 Hz), прагът на чуваемост остава
непременен. За честоти, конто лежат в октавата 1000 до 2000 Hz,
прагът на чуваемост е повишен в най-голяма степей. В обхвата
от 2000 до 10000 Hz изменението на прага на чуваемост нама-
лява с увеличаване на честотата, като над 10 kHz остава непре-
менен. За честоти, равни на основната, на удвоената и утроена-
та честота на маскиращия сигнал се чува биенето (разликата от
двата сигнала) за широк обхват на изменение нивото па маски-
ращия сигнал (на фиг. 2.3 тези зони са защриховани). Вижда се,
че чист тон оказва силно маскиращо влияние върху други чисти
тонове, намиращи се в обхвата на по-високата октава на маски-
ращия звук. В случая 1000 Hz и октавата от 1000 до 2000 Hz.
В обхвата на по-ниската октава (от 1000 до 500 Hz) маскиращо-
то влияние рязко намалява. За високите честоти (над 2000 Hz)
маскировката намалява по-плавно. С намаляване нивото на маски-
ращия сигнал се намалява и изменението на прага на чуваемост,
като в същото време се стеснява и честотният обхват, в конто
се проявява маскиращият ефект.
23
На фиг. 2.4 е показано маскиращото влияние на цигулка с
основен тон 195 Hz за различии нива на създаваното маскиращо
звуково поле, а на фиг. 2.5 — маскиращото влияние на високите
честоти на цигулка. Изводът, конто се налага от анализа на тези
Фиг. 2.4. Изменение на Прага на чуваемост
при маскиращо влияние на цигулка
Фиг. 2.5. Изменение на Прага на чуваемост при
маскиращо влияние на висонНте честоти на ци-
гулка
зависимости, е, че гръмките тонове с ниска честота маскират ви-
соките тонове с ниско ниво, докато високите тонове с високо
ниво не маскират ниските тонове с ниско ниво. Този извод е
твърде съществен. С него може да се обясни преобладаването
на броя на женските гласове в един смесен хор, а в симфоничен
оркестър — преобладаването на музикалните инструмента, конто
24
създават високочестотни сигнали. В резултат на анализа на маски-
ровката се установява и следната, особено важна, зависимост:
ако се възпроизвежда дадена музикална картина при ниско ниво
съдържащите се в нея високи тонове ще се възприемат ясно-но
ако се повиши нивото на
създаваното звуково поле,
ниските тонове (вече с по-ви-
соко ниво) ще маскират ви-
соките тонове. В крайна смет-
ка музикалната картина обе-
днява значително. Ако
искаме да възприемем дадена
музикална картина така, как-
то бихме я възприели в кон-
Фиг. 2.6. Влияние на равномерно маски-
раш шум върху прага на чуваемост
цертната зала, възпроизвеж-
дането на тази картина в
домашни условия трябва да
се реализира при същото зву-
ково ниво, каквото се създава при възпроизвеждането й в
концертната зала. Това изискване трудно може да се реализира
па практика. Затова, ако слушаме при по-ниски нива, се ^налага
възпроизвеждането да става при повдигане нивото на ниските-
честоти.
Ако за маскиращ сигнал се използува шум, чиято спектрална
плътност е постоянна от 20 до 500 Hz, а от 500 до 20000 Hz
намалява пропорционално на увеличаването на честотата, прагът
на чуваемост става честотно независим в областта на зоната на
чуването. Такъв шум се нарича равномерно маскиращ шум. На.
фиг. 2.6 е показано изменение™ на прага на чуваемост при маски-
ровка с равномерно маскиращ шум.
2.8.	Бинаурален ефект
Нормално човек слуша с двете си уши. При това положение
той може да определи посоката на източника на звука. Тази спо-
собност е твърде важна особеност на човешкия слух и се дължи
на т. нар. бинаурален ефект. Ако звуковият източник се намира
точно фронтално срещу слушателя, звуковата вълна пристига ед-
новременно до двете му уши, звуковото налягане в двете точки
на звуковото поле, конто се намират в непосредствена близост
до двете уши, ще бъде с еднаква амплитуда и еднаква фаза.
Всяко изменение на взаимното разположение на звуковия източ-
25
пик и главата на слушателя (освен преместване по правата, конто
ги съединява) ще доведе до промяна както на амплитудата, така
и на фазата на звуковото налягане, действуващо на двете уши.
Към ухото, което е разположено по-далече от звуковня източник,
звуковото налягане пристига с известно закъснение, което запи-
си от диаметъра на главата и ъгъла на завъртане на главата
«прямо посоката на разпространение на звуковата вълна. При
определени условия разликата във фазата може да бъде 180°, т.е.
звуковата вълна попада в двете уши с разлика във времето от
половин период. Тогава не може да се определи в кое ухо зву-
ковата вълна е попаднала по-късно (закъснение и избързване с
половин период дават един и същи ефект). Обаче нивото на зву-
ковото налягане в двете уши е различно и посоката иа звуковия
източник може да се определи достатъчно точно. Тези две явле-
ния, конто позволяват да се определи слухово посоката на зву-
ковия източник, се наричат съответно фазов и амплитуден бин.-
аурален ефект. Благодарение на бинауралния ефект ние можем
да съсредоточим своето внимание към определен звуков източник
и да възприемаме само него. Например в компания ние без за-
труднения разговаряме с даден събеседник независимо от нали-
чието на значителен околен шум, дължащ се на разговорите на
останалите присъствуващи.
Благодарение на бинауралния ефект човек може да определи
ле само посоката на звуковия източник, но и приблизително раз-
стоянието му от слушателя.
Бинауралният ефект играе съществена роля при прослушване
на музикални пли говорни програми чрез стереофонични акустич-
ни системи.
2.9.	Възприятие за тембър на звука
Още Ом изказал мисълта, че просто слухово усещане възник-
ва само при въздействие на звуково поле, представляващо чист
звук. Ако към основното синусоидално трептене се прибави вто-
ро, трето и т. н. синусоидални трептения с друга честота, ведна-
га се изменя слуховото възприятие, възниква впечатление за
окраска на звука. Възприятието, дължащо се на въздействието
на един и същи основен тон, но в съчетание с различен брой и
различно ниво хармоници, ще бъде различно. То се нарича въз-
приятие за тембър на звука. Според Ом и Хелмхолц човешко-
то ухо като че ли разлага сложния звук на прости синусоидални
звукове, конто предизвикват отделяй усещания.
26
Благодарение на възприятието за тембър на звука ние можем,
•без да наблюдаваме ораторите, да ги определим персонално (раз-
бира се, ако предварително ги познаваме) дори и когато произ-
насят едва и съща фраза.
Трябва да се има пред вид, че всяко изменение на честотнпя
•спектър на даден сложен звук или изменение на съотношението
на нивата на съставящите чисти звупи води до промяна на тем-
•бъра на звука.
•
Глава трета
ЕЛЕКТРОАКУСТИЧНИ ПРЕОБРАЗУВАТЕЛИ
3.1.	Електромеханична и електроакустична аналогия
а.	Механична трептяща система
Възниквавето на звукова вълна и съответно на звуково поле
винаги е предшествувано от трептенията на някаква механична
•система. Принципът на работа на високоговорителите се основа-
ва на трептенията на подвижната им система, конто пораждат
звукови вълни в околното пространство. Разпространението на
звуковите вълни също е съпроводено с механични трептения на
средата. Познаването на основните закономерности, на конто се
подчинява трептенето на една механична система, ще спомогне в
значителна степей за възприемане специфичните особености на
високоговорителите и озвучителните тела.
На фиг. 3.1 а схематично е показана една механична трептяща
система със съсредоточени параметри и една степен на свобода.
Масата т на цялата трептяща система е съсредоточена само
в движещото се тяло (масата на пружината се пренебрегва). Тя
се измерва в единиците за маса (kg).
Гъвкавостта с на системата е съсредоточена само в пружи-
яата (тялото се приема за идеално твърдо тяло). Измерва се в
метър на нютон (m/N).
Силите на триене г възникват само в мястото, където движе-
щото се тяло опира до неподвижната опора. Тези сили пораждат
активни механични загуби в системата. За отразяване на загубите
се приема, че в мястото на триене съществува активно механич-
27
но съпротивление г/щоето се измерва в Ns/ш (нютон по секунда
на метър).
Трептящата система е с една степен на свобода, ако движе-
щото се тяло може да трепти само в едно направление.
4 иг. 3.1. Механична трептяша система
а — схематично представшие;
б — механична заместите/ на схема
Ако се приложи външна сила F върху тялото с маса т, съ
гласно законите на динамиката тялото ще започне да седвижи-
Действието на хармонична сила F~ ще приведе тялото в хармо"
нично трептене. Закономерностите, на конто се подчинява това
трептене, може да се получат в резултат на решаване на систе-
мата. Да се реши една механична трептяща система, означава да
се намерят онези зависимости между приложената сила и елемен-
тите на системата, конто позволяват да се определи положение™
на всяка точка от системата във всеки момент от времето. Ре-
шението може да се осъществи по два начина: чрез използуване
законите на динамиката и чрез използуване законите на електро-
техниката след прилагане на електромеханичните аналогии.
б.	Механична екьивалептна заместителна схема на механнчната
трептяща система
Решаването на механнчната трептяща система изисква да се
състави нейната механична еквивалентна заместителна схема. За
целта физическите елементи се заменят със символи:
28
. .1—•	— активно механично съпротивление;
гъвкавост;
—L-XJ-	— механичен импеданс, съдържащ паса, гъв-
кавост и активно механично съпротивление
или само някои от тези елементи.
За трептящата система от фиг. 3.1 а външната сила F~ прео-
долява инерцията на масата т, възвръщащата сила на пружината
с гъвкавост с и силата на триенето. Съгласно законите на дина-
миката (принципа на Даламбер) сумата от всички сили, действу-
ващи на системата, е равна на нула, т. е. силата F~ е равна по
големина и обратна по посока на сумата от силите, действуващи
върху отделяйте елементи F,„, Fc и Fr. Въз основа на този прин-
цип може да се състави еквивалентна механична заместителна
схема, конто за системата от фиг. 3.1 а има вида, даден на
фиг. 3.1 б. Този начин на свързване на механични елементи се на-
рича свързване във възел. При такова свързване елементите на
трептящата система се характеризират с това, че скоростта на
трептене във всеки от тях е една и съща. Решението на систе-
мата се извежда от зависимостта
F^Fm+Fc+Fr.	(3.1У
в. Електрически трентящ кръг
На фиг. 3.2 е показана еквивалентната заместителна схема на
един последователен електрически трептящ кръг със съсредото-
чени параметри: индуктивност
тивление /?. От основните
закони на електротехника-
та е известно, че токът,
който протича през трите
елемента, е един и същи,
а сумата от напреженията
върху тях к£, ис и uR е
равна на приложеното
въишно напрежение и, т. е.
L, капацитет С и активно съпро-
Фиг. 3.2. Последователен електрически
трептящ кръг
II — uLFac-\-^R- (3.2)
29
Ако външното напрежение е синусоидално:
и= Uт sin со/1,
(3.3)
напреженията върху елементите на кръга са също синусоидални.
От (3.2) може да се получи решението на електрическия трептящ
кръг — да се намери стойността на тока I в зависимост от еле-
ментите R, L, С и напрежението и. Получава се
i = Im sin (со/+<р),	(3.4)
където
II
1т	(3.5)
„	/	7 ГА2
Ze = у ЯЧ- — "wC ) — нарича се модул на електрическия
импеданс на трептящия кръг; (3.6)
R — активната съставяща на Ze;
I coi--I — реактивната съставяща на Ze;
tf	— фазовата разлика между тока I и напрежението
и в даден момент.
При
^ = 7г	Р.7)
За Ze се получава
Ze=Zeroin=₽.	(3.8
Честотата, за която е изпълнено (3.7), се нарича резонансна
честота соо и съгласно (3.7) се определи от параметрите на кръга
Юо= w
За соо токът през кръга е максимален:
[ — I —	.
лт — *т шах —
(3.9)
(ЗЛО)
30
Обикновено в практиката се използуват не максималните, а
ефективните стойност» на тока I и на напрежението U, като-
/=#-; <ЗЛ1>
(ЗЛ2>
г. Електромеханична аналогия
От сравняването на еквивалентната механична заместители»
схема на механичната трептяща система и еквивалентната елек-
трическа заместителна схема на електрическия трептящ кръг,
както и на зависимостите (3.1) и (3.2), се вижда, че между тях
съществува пълна аналогия, която се изразява в следното:
— сумата от силите върху механичните елементи е равна на
приложената сила; сумата от напреженията върху електрическите
елементи е равна на приложеното външно напрежение. Следова-
телно силата и напрежението са взаимноаналогични величини;.
—скоростта на трептене на механичните елементи е една и.
съща; токът, който протича през електрическите елементи, е един
п същи. Следователно скоростта на трептене и електрическияг
ток са взаимноаналогични величини.
Посочената аналогия дава достатъчно основание за механич-
ните трептящи системи да се съставят електрически еквивалентни
заместителни схеми, конто да се решават със законите на елек-
тротехниката. В получените зависимости електрическите елементи
се заместват със съответните им механични елементи и се полу-
чава решението за механичната система. Стремежът да се работи
с електрически заместителни схеми е продиктуван от факта, че
решението на електрическите вериги е значително по-леко от ре-
шението на механичните системи.
От зависимостите (3.1) и (3.2) не става ясно на дадена вели-
чина от механичната система коя величина от електрическата
система съответствува. Но ако съответните сили (или напрежения)'
се изразяват чрез елементите на системите и скоростта на треп-
тене (токът през елементите), ще се получат диференциални урав-
нения, от конто аналогията се определи еднозначно. До същия
резултат може да се достигне и чрез следните разсъждения:
— Инертността на механичната трептяща система се определя
от нейната маса т, докато индуктивността L определя инертност-
31
та на електрическия трептящ кръг. Следователно т и L са взаим-
ноаналогични величини.
—Активните загуби на енергия и в двете системи се опреде-
лят от активните съпротивления—механичното г и електрическо-
то|/?. Следователно те също са взаимноаналогични величини.
— В пружината на механичната система се съхранява механична
енергия, а електрическата енергия се съхранява в кондензаторите.
Следователно механичната гъвкавост с и електрическият капаци-
тет С са взаимноаналогични величини.
Определепието „взаимноаналогични величини" показва, че ана-
логията е обратима и от електрическите заместителни схеми мо-
же да се премине към еквивалентните им механични заместителни
«хеми, а оттам — към механични трептящи системи. Това е много
полезно при синтезиране на трептящи системи с предварително
определени изисквания.
Таблица 3.1
Механични		величини	Електрически величини		
наименование	означение	символ	наименование	означение	символ
Маса Гъвкавост 1 Активно ! механично  съиротивле- ! ние 1 j Механичен : импеданс Сила Скоро:т	т с i г Z F V	,	—(/77^..	Индуктив- ност Капацитет Активно електрическо съпротивле- ние Електриче- ски импе- данс Ел гктриче- сю напре- жение Електриче- ски ток	L с R Z и I	—J— Ч	J— 4J	
32
Фнг. 3.3. Електрическа заместителна схе-
ма на механична трептяша система *
Разгледаната аналогия между механични и електрически ве
личини е само една от възможните аналогии, конто най-често се
използува. Ако механичната трептяща система от фиг. 3.1 а (съот-
ветно нейната еквивалентна схема от фиг. 3.1 б) се сравнява с
паралелен трептящ кръг, ще
се установи аналогия, при
конто на силата съответству-
ва електрическият ток, и т. н.
В табл. 3.1 са дадени ана-
логичните величини за елек-
тромеханичната аналогия си-
ла— напрежение.
Аналогията между елек-
механичните
да изглежда
трическите и
величини може
случайна или формална. В
същност това не е така. Раз-
гледаната аналогия само пот-
върждава единството на материалния свят. В епохалния си труд
„Материализъм и емпириокритицизъм" Ленин пишет „Единството
на природата се открива в поразителната прилика на диферен-
циалните уравнения, отнасящи се към различии области на явле-
нията.“
Решението на механичната трептяща система от фиг. 3.1 мо-
же да се получи сравнително леко, ако се приложи електромеха-
ничната аналогия и се състави еквивалентната електрическа заме-
стителна схема, дадена на фиг. 3.3. За скоростта v съгласно
фиг. 3.3 се получава
v~
1 z
.	1 I	М
ют — — |
а>с I
(3.13)
По аналогия и тук гм се нарича механичен импеданс на
трептяща система:
г,
Г (	1 \2
г+ шп---------1
I	Ь)С I
(3.14)
където г е активыата съставна на zH, а Iwi
пата.
‘3 Високоговорители и озвучнтелни тела
—— реактив-
ах: J
33
При
се получава
г», =г;	(3.16)
F
V—.	(3.17)
Тук v и F са ефективни стоимости.
Честотата, за конто е изпълнено изискването (3.15), се нарича
резонансна честота:.
(3.18)
\тс
Резонансните явления възникват твърде често при електро-
акустичните преобразуватели и оказват много голямо влияние
върху качествените им показатели.
д. Електроакустична аналогия
В електроакустиката основна величина е звуковото налягане.
Известно е, че то представлява силата, конто действува па еди-
ница повърхност (1 т2). Във връзка с тази величина се оказва
по-удобно да се използуват и величините: акустична маса, акус-
тична гъвкавост и пр. Връзката между механичните и акустични-
те величини е следиата:
=	с. -cS*	(3.19)
Величините m,, ct, ra са съответно акустичната маса, акус-
тичната гъвкавост, акустичното активно съпротивление, 5 е екви-
валентната звукоизлъчваща повърхност на акустичната трептяща
система, a q— звуковият поток.
Между акустичните и електрическите величини съществува
същата аналогия, каквато съществува между механичните и елек-
трическите величини, като на налягането съответствува електри-
ческо напрежение, на звуковия поток съответствува електрически
34
ток, вл акустичната маса съответствува индуктивност и т. и.
Символите за елементите на акустичната трептяща система са
същите, като означенията носят индекс „а“.
3.2. Електромеханичен преобразувател
Енергията на звуковото поле по своята същност представлява
механична енергия. В практиката носителят на информацията за
дадена звукова картина притежава определена електрическа енер-
гия. Следователно, за да може от пренасяната информация да се
възбуди звуково поле, е необходим някакъв преобразувател, кон-
то да превърне електрическата енергия в механична. Устройствата,
конто вреобразуват електрическата енергия в механична, се нари-
чат електромеханичхи преобразуватели. Основен принцип на
тези преобразуватели е тяхната обратимост, т. е. те могат да
преобразуват и механнчната енергия в електрическа.
Преобразувателите па електрическата енергия в механична се
наричат преобразуватели- двигатели. Понятието двигател показ-
ва, че в резултат на процесите, конто протичат в дадено устрой-
ство, полученият краев резултат се изразява в това, че опреде-
лена част от устройство?© се прнвежда в механично движение.
Типичен представите.? на такива устройства е електродвигателят.
Високоговорителите, озвучителните тела, слушалките, телефонните
капсули и др. представляват преобразуватели-двигатели.
Г^зеобразувателите на механична енергия в електрическа се
наричат преобразуватели-генератори. Понятието генератор оз-
начава устройство, в което нещо се поражда, нещо се произвеж-
да. В електротехниката се има пред вид устройство, в което се
поражда, възниква електрическа енергия като резултат от про-
цесите, конто протичат в него. Преобразуватели-генератори са
микрофоните, звукоотнемателите и др.
За целите на книгата е достатъчно да се извърши кратък ана-
лиз на преобразувателите от двигателей тип.
Условного изобразяване на една механична система е дадено
на фиг. 3.4, а на електрическа система — на фиг. 3.5. Механична-
та система се характеризира с действуващата сила и скорост-
ча на нейния вход, съответно сила F2 и скорост на нейния
чзход. Двата лоста (на входа и на изхода) са свързани вътрешно
с някаква динамична система. При действие на сила върху еди-
ння от тях същият се привежда в движение с определена ско-
Рост, а посредством вътрешната връзка привежда в движение и
Другия .тост. Названията вход и изход в случая са условии
35
тъй’.като системата е обратима. ЕлектрическатаТ система се ха-
рактеризира с действието иа определено напрежение и протича-
нето на електрически ток в едната страна, конто пораждат съот-
ветно напрежение и ток в другата страна. Изобразената на
Фиг. 3.4. Механична система
фиг. 3.5 електрическа система в електротехниката се нарича чети-
риполюсник.
Ако се замени едната страна на механичната система с елек-
трическа или едната страна на електрическата система с механич-
на, ще се получи смесената електромеханпчна система, показана
на’ фиг. 3.6, конто има електрически вход и механичен изход.
Разбира се, системата може да бъде и с механичен вход и елек-
трически изход, но за нас такава система не представлява инте-
рес. Системата от фиг.
3.6 се нарича електро-
механичен четирипо-
люсник. Той се характе-
ризира с напрежението
U, което е приложено
фиг. 3.5. Електрически четириполюсник
Фиг. 3.6. Електромеханична система
на входните му клеми,
и големината на проти-
чащия входен ток /.
Изходът на този чети-
риполюсник се характе-
ризира със силата F,
конто действува върху
пръта, и скоростта на
трептене на пръта v.
Приема се, че прътът
няма собствена маса и
представлява недеформируемо (абсолютно твърдо) тяло.
На фиг. 3.7 е дадена друга схема на електромеханичен преоб-
разувател от двигателей тип, конто по-ясно изобразява неговите
елементи и тяхното взаимодействие. Характерно за тази схема е
36
означеното влияние между електрическия товар на системата и
нейния механичен изход. При протичане на определен ток I през
товара Zo под действието на приложеното напрежение U или
е. д. н. Е се поражда определена механична сила F в елемента
Фиг. 3.7. Електромеханичен преобразувател
z0. Под действието на тази сила елементът z0 се привежда в
движение със скорост V, която зависи от силата F и механично-
то натоварване на системата. Ако елементът z0 е обединен по
някакъв начин с електрическия товар Zo, привеждането на zQ в
движение със скорост v ще доведе до поява на обратна реакция
от елемента zQ върху елемента Zo. На фиг. 3.7 тази реакция е
означена с пунктир от движещата се точка към елемента Zo,
като е отбелязана с Е. Необходимо е да се има пред вид, че
скоростта на трептене на механичната система на преобразува-
теля и скоростта на трептене на механичния товар на систе-
мата са винаги равни.
Общата енергия W, която притежава един електромеханичен
преобразувател, винаги е равен на сумата от електрическата
енергия We и механичната енергия U7M :
U7=U7e+lTM.	-	(3.20)
Електромеханичните преобразуватели трябва да преобразуват
електрическите трептения в механични линейно, без да внасят
пзкривявания. Това е възможно само ако зависимостите между
електрическите и механичните величини на системата представ-
ляват линейни уравнения. Линейната зависимост между електри-
ческите величини U и I и между механичните величини F и v
при установен режим на трептене на системата се дава с уравне-
нията:
U ZI+k^v и F=kJ+zv.	(3.21)
Коефициентите на уравненията могат да се определят по
следния начин:
37
При застопорена механична трептяща система скоростта на
трептене е равна на пула (v=0). От първото уравнение се полу-
чава
Z=IU.-)	.	(3.22)
\ 1 /®=о
Следователно Z е входният електрически импенданс на елек-
тромеханичния преобразувател от двигателен тип при застопорена
механична трептяща система. Входният електрически сигнал за-
виси по принцип от честотата на приложения електрически сиг-
нал, но не трябва да записи от неговата амплитуда, за да бъде
преобразуването линейно.
При прекъсната електрическа верига на входа входният ток
е равен на нуля (/=0). От второто уравнение на (3.21) се полу-
чава
(3-23)
Отношението от силата и скоростта на трептене на нейната
прилежна точка в механиката се нарича механичен импеданс.
Следователно z представлява механичният импеданс на трептя-
щата система па преобразувателя при отворена електрическа ве-
рига на входа. Този импеданс също може да зависи от честотата,
но не бива да зависи от големината на приложената сила F, за
да бъде линейно преобразуването.
Коефициентите kx и k2 изразяват връзката между разнородна
физични величини. От зависимостите (3.21) се вижда, че произ-
ведението k^v трябва да има размерност волт (V), а пропзведе-
нието А2/—размерност нютон (N). Поради тази си същност и
k2 се наричат коефициенти на електромеханичната връзка. Коли-
чествепо те могат да се определят от следните зависимости:
“)_<3-24>
*2= (2'1	.	(3.25)
\1 А=о
След известии преобразуванпя на размерностите на величините
от (3.24) и (3.25) може да се покаже, че за електродинамичен
електромеханичен преобразувател размерността и на двата кое-
фициента е една и съща — Вебер на метър (Wb/m). Освен топа
се доказва и тяхното количествено равенство [4] или по-точно
k^-k^k^Bl.	(3.26)
38
Коефициентът на електромеханична връзка k не зависи от
електрическите и механичните импенданси на преобразувателя.
При увеличаване на механичния импеданс до безкрайност (засто-
порена подвижна механична система) скоростта на трептене v
става равна на нула. Ако се определи при това условие силата,
която действува върху механичния товар и тока, протичащ във
входната верига на преобразувателя, от (3.25) ще може да се
определи и големината на коефицпента на електромеханичната
връзка. По аналогичен начин, ако се определи скоростта на
трептене на механичната трептяща система и напрежението U
на входните клеми на преобразувателя при прекъсната входна
верига, от зависимостта (3.24) също може да се определи голе-
мината на коефицпента на електромеханичната връзка.
3.3. Механична и електрическа еквивалентна заместителна
схема на електромеханичен преобразувател-двигател
На фиг. 3.8 е дадена схемата на един електромеханичен пре-
образувател от двигателен тип [4]. Той се захранва от източник
на електродвижещо напрежение Е с изходен електрически импе-
данс Zi. Външна механична сила не е приложена върху преоб-
разувателя, а механичните импеданси на трептящата система z0
и на товара zT определят общия механичен импеданс:
z=z0+zT.	(3.27)
Фиг. 3.8. Електромеханичен преобразувател от двигателен тип
При тези условия състоянието на преобразувателя се описва
от следните линейни зависимости:
U^ZI+kv,
kl-j-(z0-f-Zi )v.
(3.28)
39
а.	Механична еквивалентна заместителна схема
Съгласно схемата от фиг. 3.8 може да се напише
U=E—Zi I.	(3.29)
Като се замести (3.29) в първото уравнение на (3.28) и се ре-
ши спрямо тока /, получава се
/=		(з.зо)
Замества се (3.30) във второго уравнение на (3.28) и след
известии преобразования се получава
р / м	\
Л-т^г=(^-7-|-г0+гт U	(3.31)
Зависимостта (3.31) изразява връзката между електрическите
и механичните величини в един линеен електромеханичен преоб-
разувател-двпгател.
Изразът в лявата страна на (3.31) има характер на механична
сила F:
F— k -7~-г7- .	(3.32)
Трите събираеми в скобите от дясната страна на (3.31) имат
характер на механичен импеданс. Първото събираемо представ-
лява внесеният механичен импеданс в механнчната част на преобра-
зувателя, дължащ се на електродинамичното взаимодействие в
електрическата част на преобразувателя:
2»—Г+2- 	<333>
Другите две събираеми са известии.
От зависимостта (3.31) се вижда, че трите механични импе-
данса се намират под действието на сили, чиято сума е равна на
силата, определена с (3.32). При това и в трите механични импе-
данса движението на елементите се осъществява с една и съща
скорост V. Това дава достатъчно основание да се смята, че три-
те импеданса са свързани във възел. Еквивалентната механична
заместителна схема ще има вида, даден на фиг. 3.9.
Ако се използува електромеханичната аналогия сила — напре-
жение и скорост—ток, може да се получи електрическият екви-
40
валент на механнчната заместителна схема на преобразуватели’
даден /на фиг. 3.10.
Схемата от фиг. 3.10 е построена като електрическа схема,,
но елементите, конто я изграждат, са залазили своя механичен
Фиг. 3.9. Еквивалентна механична за-
местителна схема на електромеханичен
преобразувател от двигателей тип
Фиг. 3.10. Електрически еквивалент на-
схемата от фиг. 3.9
характер. Това се прави за удобство — по законите на електро-
техниката направо се получават зависимостите между механични-
те величини. Йзползуването на електрически величини води само
до излишни затруднения — да се заместват механичните величини
с електрически, да се намерят зависимостите между тях и отно-
во в тези зависимости да се £заместят електрическите величини
с механични.
При съставянето на електрическа заместителна схема на да-
дена механична система винаги ще трябва да се запазва механич-
ният характер на величините.
б.	Електрическа еквивалентна заместителна схема
От второто уравнение на (3.28) за скоростта v се получава;
го+г-1
(3.34}
Замества се (3.29) и (3.34) в първото уравнение на (3.28) и
като се реши получената зависимост спрямо Е, се получава
(3.35)
41
Изразът (3.35) показва, че трите събираеми в скобите трябва
да имат характер на електрически импеданс. Третото събираемо
зависи само от механичния импеданс на трептящата система и
коефициента на електромеханична връзка. Следователно то пред-
Фиг. 3.11. Еквивалеитна електрическа схе-
ма на електромеханичен преобразувател
от дьигателен тип
ставлява внесеният импеданс в електрическата част па преобра
зувателя, дължащ се на електродинамичното взаимодействие в
механичната част на преобразувателя:
'	(3.36)
От зависимостта (3.35) се вижда, че през трите електрически
импеданса протича един и същи ток /, а сумата от напреженията
върху тях е равна на приложеното външно напрежение Е. Сле-
дователно трите импеданса са свързани последователно. Еквива-
лентната електрическа схема на електромеханичен преобразува-
тел-двигател е дадена на фиг. 3.11.
Необходимо е да се правя разлика между електрическата ек-
вивалентна заместителна схема на електромеханичния преобразу-
вател (фиг. 3.11) и електрическия еквивалент (фиг. 3.10) на меха-
ничната му еквивалеитна заместителна схема (фиг. 3.9).
Схемата от фиг. 3.9 (пли фиг. 3.10) е заместваща схема за
изхода иа преобразувателя. Влиянието на входа се изчерпва със
създаването на електродинамичната сила Е и внасянето на им-
педанса, определен с (3.33).
Схемата от фиг. 3.11 се отпася за входа на преобразувателя.
Тук влиянието на изхода се изразява във внесения импеданс,
определен с (3.36).
42
При разглежданр на изходните величини на преобразувателя
се използува заместващата схема от фиг. 3.10 и по-рядко тази
•от фиг. 3.9, а при разглеждане па входнмте величини — схемата
от фиг. 3.11.
Глава четвърта
КЛАСИФИКАЦИЯ И ССНОВНИ ПАРАМЕТРИ
НА ВИСОКОГОВОРИТЕЛИТЕ
4.1. Общи сведения
Високоговорителите са електроакустични преобразуватели, кон-
то могат да преобразуват подадената на входа електрическа енер-
гия в механична енергия на звуковото поле, т. е. в акустична
енергия. Те са такива устройства, в конто възникват механични
трептения като резултат от въздействието на електрически треп-
тения на входа им. Следователно високоговорителите представля-
ват електромеханични преобразуватели от двигателей тип.
Съгласно определението, дадено в препоръките на МЕК, ви-
сокоговорителят е електроакустичен преобразувател, позволяващ
да се получат акустични трептения от страна (в резултат на въз-
действието) на електрически сигнали и предназначен да излъчва
в пространството акустична мощност в областта на честотите от
звуковия спектър.
Високоговорителите възпроизвеждат звуково определена музи-
кална или говорна картина, която съществува като електрически
сигнал. Те трябва да възпроизведат съответната картина без
изкривяване, т. е. напълзо вярно да повторят звуковэ снова, кое-
то им се подава като електрически сигнал. Това изискване е твър-
де високо, твърде строго. Обикновено електрическият сигнал е
възникнал като резултат от въздействието на определена съв-
купност от източници на акустични сигнали, например оркестър,
включващ определен брой музикални инструмента. Цялата тази
картина трябва да се възпроизведе от един единствен високого-
ворител.
Приложением на високоговорителите е твърде разнообразно —
вграждат се в радиоприемы! устройства, в телевизионни прием-
43
ници, в магнетофони, използуват се за създаване на по-сложни
акустични преобразуватели, като озвучнтелни тела, звукови коло-
ни и пр.
4.2. Класификация и приложение на високоговорителите
Съществуват различии начини, основаващи се на различии фи-
зични закономерности, за преобразуване на електрическата енер-
гия в механична. По-точно казано, съществуват различии начини
за възниквапе на механичната сила, конто привежда в движение
механичната трептяща система на високоговорителя. В зависимост
от начина на преобразуване на електрическите трептения в меха-
нични, от взаимодействието, в резултат на което възниква меха-
нпчната сила, високоговорителите се класифицират, както следва:
а.	Електромагнитни високоговорители, — функционирането
им се основава на промените на магнитното сьпротивление на
една магнитна верига. Механичната сила възниква в резултат на
взаимодействието на магнитното поле, създавано от прэтичането
на ироменлив ток през бобината (намотката) на един електромаг-
нит, с една метална пластинка, наричана котва, конто оказва мал-
ко съпротивление на магнитния поток. Протичащият през намот-
ката ток е носител на информацията, на конто трябва да съот-
ветствува създаваното звуково поле.
б.	Електродинамични високоговорители — функционирането
им се основава на движението на проводник или бобина, здраво
свързани с една мембрана, през който протича променлив ток, в
постоянно магнитно поле. Механичната сила възниква в резултат
на взаимодействието на постоянното магнитно поле с протичащия
през проводника електрически ток, носител на информацията, на
конто трябва да съответствува създаваното звуково поле.
в.	Електростатични високоговорители — функционирането
им се основава на електростатични сили. Механичната сила въз-
никва в резултат на електростатичното взаимодействие между
електрически заряди, съществуващи върху плочите на един кон-
дензатор. По принцип тази сила е Кулонова сила. Количество™
на електрическите заряди върху плочите на кондензатора се оп-
ределя от големината на електрическото напрежение, носител на
информацията, на конто трябва да съответствува създаваното зву-
ково воле.
г.	Пиезоелектрически високоговорители — функционирането
им се основава на пиезоелектрическите свойства на даден мате-
риал. Механичната сила възниква в резултат на обратния пиезо-
44
електрически ефект — приложеното електрическо напрежение вър-
ху материала предизвиква механично напрежение в него или из-
менение на геометричните му размери. Приложеното върху мате-
риала електрическо напрежение е носител на информацията, на коя-
то трябва да съответствува създаваното звуково поле.
д.	Термойонни високоговорители—функционирането им се ос-
новава на взаимодействието между йонизирана плазма и обкръ-
жаващия я въздух. Механичната сила възниква в резултат на
взаимодействието между Йоните на йонизиран въздух и високо-
честотно електрическо поле, създавано от амплитудномодулирани
сигнали. Модулиращият сигнал е носител на информацията, на кон-
то трябва да съответствува създаваното звуково поле.
В радиотехническите апаратури и за озвучаване на открпти и
закрити пространства се използуват предимно електродинамични
високоговорители. Повечето от произвежданите високоговорители
в световен мащаб също са от електродинамичен тип. Предпочи-
танието, проявено към тези високоговорители от производители
и потребители, не е случайно — те притежават редица експлоата-
ционни и технико-икономически предимства пред останалпте ти-
пове. Преди всичко в експлоатационно отношение електродина-
мичните високоговорители задоволяват изискванията на потреби-
телите. Техническите им показатели съответствуват на възмож-
ностите за качествено възпроизвеждане на звукови картини. По-
ради високата надеждност на тези високоговорители в много
редки случаи радиотехническите изделия, в конто са употребени
електродинамичните високоговорители, проявяват отказ по тяхна
вина. Устойчиви са на въздействието на механични и климатични
фактори. Не без значение е и фактът, че те издържат значителни
краткотрайни претоварвания.
Производството на електродинамичните високоговорители е
твърде технологично. В модерните съвременни заводи за произ-
водство на високоговорители по-голямата част от производствени-
те операции са автоматизирани или механизирани. Поради това
тяхната себестойност е доста ниска.
Електростатичните високоговорители намират ограничено при-
ложение, и то предимно като високочестотни високоговорители в
битовата радиотехническа апаратура. Съществуват и високока-
чествени електростатични високоговорители за възпроизвеждане
на целия звуков спектър, но техните размери са много големи
(от порядъка на 1 ша), а цената им е много висока.
Електромагнитните високоговорители намират също ограниче-
но приложение, и то предимно в служебни апаратури, предназна-
чени да възпроизвеждат говор.
45
Пиезоелектрическите високоговорители почти не се използу-
ват в радиоапаратурнте за битови цели. Те намират приложение
предпмно като ултразвуковп излъчватели за промишлени цели —
в различии ултразвуковп устройства от областта на промишлена-
та електроника.
Термойонните високоговорители засега нямат практическо
приложение.
Предназначение™ на настогщата книга е да запознае читате-
ля с електроакустичнпте излъчватели (високоговорители и озву-
чителпи тела), конто намират приложение в неговия бит. Поради
това в следващото изложение ще бъдат разгледани предимно
електродинамичните високоговорители.
В зависимост от начина, по конто се осъществява връзката
между трептящата система на внсокоговорителя и пространство-
то, в което се възбужда (създава) звуково поле, високоговорите-
лите се класифицират, както следва:
а.	Високоговорители с директив излъчване. Трептящата си-
стема на тези високоговорители е свързана непосредствено с про-
странството, в което се възбужда звуковото поле, или трептяща-
та система се намира в самото звуково поле.
б.	Рупорни високоговорители. Трептящата система на тези
високоговорители е свързана с пространството, в което се въз-
бужда звуково поле посредством акустичен рупор.
В завгсимост от разположението на магнитната система спря-
мо посоката на излъчване на звукова енергия високоговорителите
се класифицират, както следва:
а.	Нормално излъчващи високоговорители — магнитната им
система се намира зад излъчващия елемент.
б.	Инверсно излъчващи (инверсии) високоговорители — маг-
питната им система се намира пред излъчващия елемент.
4.3.	Геометрични определения за електродинамичните
високоговорители
Основните технически параметри на високоговорителите са
свързани с определен!! специфични геометрични понятая, конто
ще бъдат пояснени, преди да се дефинират самите параметри.
а.	Излъчващо отвърстие на високоговорителите. При електро-
динамичните високоговорители с директно излъчване под излъч-
ващо отвърстие се разбира частта от равнината, мпнаваща през
точките, в конто трептящата система е закрепе на (залепена) към
носещия я корпус, заградена от тези точки.
46
При електродинамичните рупорни високоговорители под излъч-
ващо* отвърстие се разбира частта от равнината, конто минава
през широкий край на рупора и е заградена от контура на рупо-
ра. Или излъчващо отвърстие на рупорния високоговорител е от-
ворът на самия рупор.
От дадените определения е ясно, че излъчващото отвърстие
е част от равнина, конто се явява като връзка между излъчва-
щия високоговорител и звуковото поле.
б.	Работен център1 на високоговорителите. Това е точката,
от конто се измерва разстоянието от високоговорнтеля до слуша-
теля пли до измервателния микрофон. Работният център се по-
сочва от производителя на изделието в техническата му доку-
ментация. Но твърде често в документацията няма давни за ра-
ботния център. В тези случаи геометричният център га симетрия
на излъчващото отвърстие на високоговорнтеля се приема за ие-
гов работен център.
в.	Работна ос1 на високоговорителите. Правата, конто минава
през работник център на високоговорнтеля в направление па пре-
имущественото му излъчване, се нарича иегова работна ос. Пре-
доставено е на производителя правоте да определи направлението
на работната ос. Ако в техническата документация на високого-
ворителя няма данни за работната му ос, тя се определи като
права, минаваща през работния център и перпендикулярна на рав-
нината, в конто се намира излъчващото отвърстие на високого-
ворителя.
4.4.	Електрически характеристики на високоговорителите
Високоговорителите като преобразуватели-двигатели пмат елек-
трически вход и акустичен изход. Във връзка с това технически-
те им параметри се подразделят на входни и изходни. Входните
параметри характеризират преобразуватели като консуматор на
електрическа енергия и се наричат етектрически характеристики.
Те са следните:
1 В иякои литературни източници вместо термините работен център и ра-
ботна ос се използуват термините реперна точка и реперна ос. Дадените в на-
стоящата книга термини съответствуват на възприетите от международните ор-
ганизаци по стандартизация и на утвърдените от българските държавни стан-
дарт» определения за високоговорителите.
47
а.	Пълно сходно електрическо съпротивление (входен електрически
импеданс) и номинално пълно електрическо съпротивление (номинален
импеданс)
гия, като отношение
Фиг. 4.1. Включване
на високоговорител
към напрежение
Входният електрически импеданс ZBX на високоговорителите
се определя, както при всички консуматори на електрическа енер-
на приложено™ към високоговорителя елек-
трическо напрежение UBX. към протичащия
през него електрически ток /,х:
ZBX= .	(4.1)
ВХ
На фиг. 4.1 е показан схематично един
високоговорител и са означени входното
напрежение UBX и входният ток /вх.
Входният електрически импеданс на
преобразувателите-двигатели винаги е че-
стотнозависим, защото се определя от
импеданса на електрическата част на пре-
образувателя, конто в по-малка или по-голя-
ма степей е честотнозависим, и от влияние-
то, което оказва механичният изход на преобразувателя върху него-
вия електрически вход. Това влияние се определя от механичните
параметри (механичният импеданс) на преобразувателя и от кое-
фициента на електромеханична връзка. Механичният импеданс ви-
наги е честотнозависим, а в някои случаи и коефициентът на
електромеханична връзка зависи от честотата, така че влиянието
на механичния изход върху електрическия вход на преобразувате-
ля е честотнозависимо. Поради това честотнонезависим входен
импеданс на високоговорителите не може да се постигне.
Зависимостта на входния импеданс от честотата се нарича
импедансна характеристика на високоговорителя.
Номиналното пълно входно електрическо съпротивление (но-
миналният входен импеданс) представлява стойността на активно-
го съпротивление, с което се замества високоговорителят при
измерване на електрическата мощност, която той черпи от за-
хранващия го източник. Стойността на номиналния импеданс на
всеки конкретен тип високоговорител се посочва от производителя.
Но.миналният импеданс на електродинамичните високоговори-
тели се определя като минималната стойност на модула на пъл-
ното им електрическо съпротивление в честотния обхват над че-
стотата на основния резонанс на преобразувателя. Измерените
стойности на модула на входния импеданс на високоговорителите
48
за която и да е честота не трябва да бъдат по-малки от 80%
от обявената стойност на номиналния импеданс.
Номиналният импеданс на електроакустичните преобразуватели
от двигателей тип е твърде важен техен параметър. Той не е ка-
чествен показател, неговата стойност не определя качествата на
преобразувателя. Номиналният импеданс е важен съгласуващ па-
раметър. При избор на усилвател, с който ще се захранва даден
високоговорител, обезателно трябва да се има пред вид както
стойността на номиналния импеданс на високоговорителя, така и
видът на неговата честотна характеристика. При конструиране на
крайни мощни усилватели също трябва да се взема пред вид
честотната характеристика на импеданса на високоговорителя, към
който ще бъде свързан усилвателят. Много са факторите, конто
определят взаимната зависимост между усилвател и високогово-
рител. Тук ще бъдат изтъкнати само онези зависимости, конто
се обуславят от импеданса на високоговорителя като товар на
усплвателя.
В съвременните нискочестотни усилватели с цел да се подоб-
рят качествените им показатели са въведени дълбоки отрицател-
ни обратим връзки по напрежение. В резултат на това изходното
съпротивление е много малко, а изходното напрежение е почти
постоянно и не се влияе или се влияе слабо от стойността на
товарното съпротивление. Честотната характеристика на уснлва-
телите е равномерна в целия честотен обхват, включващ звуко-
вите честоти. Изходната мощност, в рамките на която се гаран-
тират високите качествен!! показатели на усилвателя, се определя
при една зададена стойност на товара, която е номинална за
усилвателя. Включването на товар с по-малка стойност би довело
до токово претоварване на активните елементи на усилвателя, в
резултат на което биха се появили нелинейни изкривявания и е
възможно активните елементи да дефектират, да излязат от строя.
Освен това при постоянно изходно напрежение включването на
товар с по-малка стойност от номиналната за усилвателя означа-
ва да се консумира по-голяма мощност от номиналната, при кое-
то съществува опасност от превишаване на допусгимата мощност
на разсейване за активните елементи. Понастоящем нискочестот-
ните усилватели се произвеждат предимно с транзистори. При
тях превишаването па допустимата мощност на разсейване бързо
води до дефектиране на транзисторите (ако не е предвидена за-
щита против претоварване). Затова даден високоговорител може
да се включи към определен усилвател само ако номиналният
товар на усилвателя е равен или по-малък от номиналния импе-
данс на високоговорителя. В тази връзка е и изискването вход-
4 Високоговорители и озвучителпи тела
49
ният импеданс на високоговорителя за конто и да е честота да
не е по-малък от 80% от обнвената номинална стойност на им-
педанса. При това не се поставят строги изисквания по отноше-
ние на превишаване стойността на номиналния импеданс.
Фиг. 4.2. Честотиа характеристика на входния импеданс
на високоговорител
Честотната характеристика на модула на входния импеданс
на един електродинамнчен високоговорител с директно излъчване
има вида, даден на фиг. 4.2. Вижда се, че стойността на входния
импеданс в областта на резонансната честота на високоговорите-
ля и в областта на високите честоти е значително по-голяма от
стойността на номиналния му импеданс. Такава честотната ха-
рактеристика на импеданса е твърде благоприятна за усилвателя.
Само за сигналя с честоти, близки до честотата, за която вход-
ният импеданс на високоговорители е равен на номиналния му
импеданс, от усилвателя се консумира мощност, равна на номи-
налната му (при условие, че номиналният импеданс на високого-
ворителя е равен на номиналния товар на усилвателя). За сигна-
ли с други честоти мощността, която високоговорителят консу-
мира от усилвателя, е значително по-малка от номиналната му
мощност. Следователно за сигнали с твърде виски (около резо-
нансната честота на високоговорителя) и твърде високи честоти
усилвателят работи в облекчен енергиен режим. Но в същото
време трябва да се има пред вид, че в областта на високите че-
стоти входният импеданс на високоговорителя не е активен, а
има комплексен характер, като реактивната съставяща има индук-
тивен характер и може по стойност да превишава активната съ-
50
ставяща. До каква стелен се облекчава усилвателят за високите
честоти и какво ще бъде влиянието на реактивната съставяща на
входния импеданс на високоговорителя върху усилвателя — отго-
ворът на тези въпроси трябва да бъде известен, преди да се ре-
ши дали да се комплектува даден високоговорител към опреде-
лен усилвател.
В последно време придобива известно значение и стойността
на активного съпротивление на високоговорителя (съпротивление-
то му за постоянен ток). Това е свързано със създаването на
усилвателя с безтрансформаторна връзка с товара, при конто не
се използува разделителен кондензатор.
б.	Резонансна честота
Резонансната честота на високоговорителите по принцип не е
електрически параметър, тъй като тя съответствува на състояние
на високоговорителя, при което е настъпил резонанс в механична-
та му трептяща система. Но за механичния резонанс се съди по
големината на електрически величини и затова този параметър се
дефинира в настоящий раздел.
Резонансната честота на високоговорител е честотата, при коя-
то модулът на пълното му входно електрическо съпротивление
получава своя първи максимум при входящо изменение на често-
тата.
Резонансната честота /0 зависи от параметрите на трептящата
система на високоговорителя — масата т и гъвкавостта с:
____1_
2л У тс
(4.2)
в.	Качествен фактор Q
Числото, което показва колко пъти реактивного съпротивление
на елементите на трептящата система при резонанс е по-голямо от
съпротивлението на активните загуби, се нарича качествен фактор.
Определя се от зависимостта
1 д / т <в0 т _____________	1
г	~ Г = В>0Сг'
(4.3)
В (4.3) с г е означено съпротивлението на общите механични
загуби в трептящата система на високоговорителя.
51
г.	Електрическа мощност Рел
Електрическата мощност на високоговорнтеля е еквивалентна
на мощността, конто се разсейва върху съпротивление, равно по
стойност на модула на номиналния импеданс на високоговори-
теля, при напрежение, равно на напрежението на входните клеми
на високоговорнтеля. Тя се определи с израза
/ ;2
(4-4)
където
£/Вх е ефективната стойност на напрежението на входни-
те клеми на високоговорнтеля;
|2Ном| — модулът на номиналния импеданс на високогово-
рителя.
Номиналният импеданс на високоговорителите почти не съдър-
жа реактивна съставяща, така че използуването на модул в из-
раза (4.4) е продиктувано по-скоро от съображения за принцип-
ност.
Понятието електрическа мощност се въвежда с цел да се
дефинира една мощност, конто не зависи от честотата. То се из-
ползува главно при измерване на електроакустичните показатели
на високоговорителите с помощта на синусоидален електрически
сигнал. Ако се поддържа на входните клеми на високоговорнтеля
постоянно електрическо напрежение, високоговорителят ще кон-
сумира мощност, равна на електрическата само за честотата, за
която входният му импеданс е равен на номиналния. За всички
останали • честоти високоговорителят ще консумира по-малка
мощност.
д.	Паспортна мощност
Паспортната мощност на високоговорителите характеризира
тяхната механична здравина. Тя се определи от производителя в
резултат на продължителни изпитвания с помощта на шумов сиг-
нал, съответствуващ по спектрална плътност на средната ста-
тистическа плътност на една музикална или говорна картина. След
продължптелно въздействие на шумовия сигнал (100 h) високого-
ворителят трябва да запази своите електрически качества и ме-
ханична цялост и да не проявява ефекти на звънтене, хриптене
и др., конто пречат на нормалното му функциониране. Ефектив-
52
ната стойност на мощността на шумовия сигнал, конто високо-
говорителят все още издържа, представлява неговата паспортна
мощност. Ясно е, че за определяне на паспортната мощност на
даден тип високоговорители е необходимо да се проведат по-
редица от изпитвания с различии ефективни мощности на шумо-
вия сигнал. При това всяко изпитване трябва да се проведе вър-
ху няколко броя високоговорители от дадения тип. Изпитването
на разлпчните групи от високоговорители при различии стойко-
сти на мощността може да се проведе одновременно или после-
дователно при непрекъснато увеличаване на мощността. Но и в
единия, и в другия случай е необходимо да се използуват значи-
телен бпой високоговорители и да се разполага с усилватели с
твърде голяма обща мощност. При това е желателно след уста-
новяване на паспортната мощност на даден тип високоговорители да
се изпитат няколко партиди от този тип при въздействието на
определена паспортна мощност, за да се получи увереност, че
резултатът от изпитването не е случаен.
е.	Номинал на мощност
Номиналната мощност на високоговорнтеля се определи и обя-
вява от производителя с оглед на предназначението му в екс-
плоатацията. Това понятие е свързано с възможностите на елек-
троакустичния преобразувател да възпроизвежда продължително
време музика и говор. Номиналната мощост на високоговорнтеля
може да се дефинира и като мощност, равна на номиналната из-
ходна мощност на усилвателя, към който високоговорителят мо-
же да работи продължително време, без да настъпят в него
електрически или механични повреди. В този процес усилвателят
у силва, а високоговорителят възпроизвежда музика и говор. В
никакъв случай не бива да се приема, че номиналната мощност
на един електроакустичен преобразувател представлява синусои-
далната мощност, която той може да възпроизвежда продължи-
телио време. Като се има пред вид начинът, по който се опре-
дели номиналната мощност на един усилвател, се установява, че
за да не внася усилвателят изкривявания при усилването на му-
зика и говор, върховата стойност на съответствуващия им елек-
трически сигнал на изхода на усилвателя не трябва да превишава
амплитудата на номиналното му изходно напрежение. Върховата
стойност на напрежението на дадена музикална или говорна кар-
тина неколкократно надвишава нейната ефективна стойност. Мощ-
ността, съответствуваща на върховото напрежение на сигнала, е
53
много по-голяма от ефективната мощност за този сигнал, защото
отношението между мощностите съответствува па квадрата от
отношението между напреженията. Ако се приеме, че ефективна-
та мощност на възпроизвежданата от високоговорителя картина
може да бъде равна на неговата паспортна мощност, ще се стиг-
не до извода, че номиналната мощност на високоговоригеля мо-
же да бъде няколко пъти по-голяма от паспортната му мощност.
Отношението п на мощността, съответствуваща па върховото
напрежение на сигнала, към мощността, съответствуваща на ефек-
тивното напрежение на сигнала, е различно за различните музи-
кални или говорил картини. Зитова не е възможно, след като се
определи паспортната мощност на даден тип високоговорители,
да се определи и неговата номинална мощност като п пъти по-
голяма от паспортната му мощност.
Производителите определят номиналната мощност па високо-
говорителите чрез продължителни изпитвания с усилватели с раз-
лична мощност при възпроизвеждане па разнообразна музика и
говор. И все пак този параметър на електроакустичните преоб-
разувателп е твърде относителен. Той се определя значително
по-трудно от параметъра паспортна мощност. Впрочем последни-
ят е въведен именно поради затрудненията, свързани с точното
определяне на номиналната мощност на високоговорителите. Ни-
кои производители обявяват твьрде малки стойкости на номинал-
вата мощност на произвежданпте от тях високоговорители — рав-
ни или малко по-големи от паспортните им мощности. Други
производители обявяват значително по-големи стойкости на номи-
налната мощност. Твърде често едни и същи високоговорители от
един производится се обявяват с различна номинална мощност
в различии страни. В повечето случаи промяната на обявената но-
минална мощност бива предхождана от допълнителни изпитвания
в съответствие с действуващите в дадената страна стандарта,
но не са изключение и случайте, когато номиналната мощност
се завишава от чисто рекламни съображения.
От казаното дотук следва, че когато се сравняват високого-
ворители по отношение на техните възможности да издържат
електрическо натоварване, като база за сравнение трябва да се
приема паспортната им мощност. Този параметър се определя при
еднакви условия от всички производители. Трябва да се има пред
вид обаче, че понятието паспортна мощност е въведено само от
социалистическите страни, тъй като е дефинирано в препоръка
за стандартизация на СИВ. В препоръката на Международ.чата
електротехническата комисия (МЕК или IEC) № 268, раздел 5, е
въведено понятието Power handling capacity, което е напълно
54
идентично и се определи по сыция начин, както и понятието
паспортна мощност. За съжаление много малко са фирмите, кон-
то обявяват паспортната мощност на произвежданите от тих
електроакустични преобразуватели. Твърде често се обявява ня-
каква мощност, без да се конкретизира за каква мощност става
дума. Параметърът Power handling capacity трудно може да се
прпведе дословно и да се съгласува с възприетите у нас терминп.
Той означава капацитет на преобразувателя по отношение въз-
можностите му да консумира електрическа мощност (да се нато-
варва с електрическа мощност). Във връзка с това е необходимо
да се обърне внимание на същността на параметъра номинална
мощност. 1 (еправилно е да се смята (а това често се правы), че
номиналната мощност е съгласуващ параметър. За високоговори-
телите единственият съгласуващ параметър това е номиналният
импеданс. И то пак относително, защото няма съществени гречки
към даден усилвател да се включи високоговорител с номинален
импеданс, който има по-висока стойност от стойността на номи-
налиото товарно съпротивление на усилвателя. Номиналната мощ-
ност на един електроакустичен преобразувател определя само
неговата гранична възможност да преобразува електрическа енер-
гия в звукова. Ако му се подаде по-голяма електрическа мощ-
ност, преобразувателят може да се разруши, да се прекъсне
електрическата му верига или да пастъпят механични повреди.
Но ако му се подава по-малка електрическа мощност, преобра-
зувателят ще я преобразува в звукова без никаким сътресения
дори с по-малки изкривявания. Така че изказвания от вида „Този
усилвател е с номинална мощност 10 W и не може да се изпол
зува високоговорител с номинална мощност от 50 W за негов
товар" са неправилни инедопустими за технически компетентни лица.
Никои производители вместо номинална мощност обявяват му-
зикална мощност, а паспортната мощност обявяват като номинална.
ж.	Максимална синусоидална мощност
Максималната синусоидална мощност е електрическата мощ-
ност на синусоидален сигнал с честота, съдържаща се в номи-
налния честотен обхват, която високоговорителят или озвучнтел-
ното тяло може да издържи продължително време, без да настъ-
пят електрически или механични повреди. Максималната синусои-
дална мощност може да има различии стойлости в отделяйте
подобхвати от номиналния честотен обхват на електроакустичния
преобразувател-двигател. По принцип в подобхватите, съдържащи
55
по-впсоките честоти от номиналния честотен обхват, се допускат
по-малки стойлости на максималната синусоидална мощност. Това
е свързаио със статистически установения факт, че сигналите с
висока честота на дадена музикална или говорна картина са с
твърде ниско енергпйно ниво. Максималната синусоидална мощ-
ност е въведена, за да се определи една максимална стойност на
синусоидалния сигнал, с която могат да се провеждат продъл-
жителни измервания на високоговорителите. Ако времето, в про-
дължение на което преобразувателят може да издържи тази
мощност, не е посочено, приема се, че то е не по-малко от един
час. Максималната синусоидална мощност има по-малка стойност
в сравнение с паспортната и номиналната мощност. Например за
един високочестотен високоговорител с номинална мощност 40 W
и паспортна мощност 20 W максималната синусоидална мощност
в честотния обхват над 5000 Hz не надвишава 2 W.
Максималният синусоидален сигнал се определя независимо от
честотния обхват, за който се отнася, със следната зависимост:
tAxmsx==yA>,тах|^ном| >	(4.5)
където
Рц1ах е максималната синусоидална мощност за дадения
честотен обхват;
|ZHom! — модулът на номиналния импеданс.
з.	Музикална мощност
Този параметър характеризира нискочестотните високоговори-
тели. Определя се като максимална синусоидална мощност, която
високоговорителят може да издържи за кратко време (не повече
от 2 s) в частта от номиналния честотен обхват под 250 Hz. Па-
раметърът музикална мощност се използува предимно при висо-
коговорителите от Hi — Fi клас.
и.	Работна мощност
Този параметър е свързан с изходните величини на високого-
ворителя, следователно и с неговата ефективност на преобразу-
ване. Работна мощност се нарича онази електрическа мощно ст,
подадена на входа на електроакустпчния преобразувател, под
действието на която създава звуково налягане с определена стой-
ност на определено разстояние от работния си център по работ-
ната си ос. Звуковото налягане може да бъде за една честота или
56
да се усреднява в определен обхват, Параметърът работна мощ-
ност засега се използува при високоговорителите и озвучителни-
те тела от Hi — Fi клас. При тези преобразуватели никои каче-
ствени показатели, като коефицпента на хармониците, се измер-
ват при захрапване с електрическа мощност, равна на работната
им мощност. По всяка вероятност обаче работната мощност ще
се въведе като параметър и за останалите високоговорители. Има
се пред вид, че слушателят никога не се интересува при каква
електрическа мощност слуша възпроизвеждането на дадена про-
грама, а и няма възможност да я измерва или да съди за нея.
Слушателят винагн желае да слуша при определено ниво на зву-
ковото налягане, създавано в мястото, където се намира той.
Безспорно всеки слуша при определено индивидуало звуково ни-
во, но все пак може да се определи статистически една средна сток-
пост на звуковото налягане, която да се приеме за работна. Това
означава да се приеме, че високоговорителят преобразува предим-
но такава електрическа мощност, при която се създава звуково
налягане, Прието за работно. Тази мощност е работната мощност
на високоговорителя. За отбелязване е, че работната мощност
има различна стойност не само за високоговорителите от различен
тип, но и за отделяйте образци от един и същи тип.
4.5.	Електроакустични характеристики
на високоговорителите
Електроакустичните характеристики определят електроакустич-
ния преобразувател-двигател като източник на звуково поле и се
наричат негови изходни характеристики. Някои характеристики
определят връзката между изходна и входна величина, но ще бъ-
дат дефинирани в този раздел. Електроакустичните характеристи-
ки на високоговорителите са:
а.	Честотна характеристика иа звуковото налягане
(честотна характеристика)
Честотната характеристика на един високоговорител представ-
лява зависимостта на създаваното от него звуково налягане от
честотата в точка, намираща се на определено разстояние от ра-
ботния му център, при поддържане на постоянно напрежение
на входните клеми на високоговорителя. Обикновено точката, в
конто се измерва звуковото налягане, се намира върху работна-
57
та ос на високоговорнтеля, но за редица допълнителни изслед-
вания на високоговорителите се измерва звуковото налягане като
функция на честотата в точка, която лежи върху ос, скдючваща
определен ъгъл с работната ос. Например, ако е необходимо да
се знае с колко се различава звуковото налягане, създавано от
високоговорнтеля в отделяй точки на определено пространство,
се определи неговата честотна характеристика в точка, лежаща
по работната му ос, и в точки, лежащи върху лъчите, конто за-
раждат това пространство.
Честотната характеристика на високоговорителите се опреде-
ли с помощта на синусоидален сигнал в пространство™, в което
са изпълнени изискванията за съществуване на свободно звуково
поле. В този случай върху клемите на високоговорнтеля се под-
държа постоянно по стойност входно напрежение £7ВХ. Допуска
се обаче измерването да се проведе при поддържаие на постоя-
нен ток /|!Х, протичащ през високоговорнтеля. Каква е разликата?
При поддържаие на постоянно напрежение 67вх високоговорите-
лят консумира максимална мощност при онази честота, за която
входният му импеданс е равен на номиналния импеданс ZHOm, а за
всички останали честоти консумира по-малка мощност. При под-
държане на постоянен ток е точно обратного — високоговорителят
консумира най-малка мощност за честотата на номиналния си им-
педанс. Това се вижда от зависимостите, конто определят кснсуми-
раната мощност Рел за двата случая:
U2
(4-6)
I ном|
Ал=/вх |ZH0M|. (4.7)
В последно време се препоръчва честотната характеристика
на високоговорителите да се определи с помощта на шумов сиг-
нал в пространство™, в което са изпълнени условията за съще-
ствуване на дифузно звуково поле. Тези условия са по-близки до
реалните и вече са стандартизирани за страните — членки на СНВ,
ио отношение на високоговорители от категория Hi—Fi. При из-
мерването се използува теснолентов шум с широчина една трета
от октавата, чиято ефективна стойност на напрежението се под-
държа постоянна по големина.
Акустичното оформяне (акустичното натоварване) на високо-
говорителя оказва съществено влияние върху формата на честот-
ната му характеристика в областта на ниските честоти, а в някоп
случаи и в областта на средните честоти. Ако високоговорителят
е предназначен да работи в едно дадено акустично оформяне,
58
препоръчва се честотната му характеристика да се определи с
това оформяне. Но в повечето случаи акустичното оформяне не
е предварително известно или е известно, че високоговорителят
в процеса ня експлоатацня ще работи с различии акустичпи
оформяния. Тогава честотната характеристика на високоговорите-
лите се определи, като те се закрепват към акустичен екран (дъ-
ека) с определени в стандартите форма и размера.
Мощността, която се подава на високоговорителите при опре-
деляне на честотната им характеристика, е различна. За най-мал-
ките високоговорители с номпнална мощност до 50 mW тя е
равна на номиналната им мощност. При високоговорители с номи-
нална мощност от 50 до 500 mW измерването се провежда при
мощност 50 mW. При високоговорители с номинална мощност, по-
голяма от 500 mW, измерването се провежда с мощност, равна
на една десета част от номиналната мощност. Все още никои
провеждат измерванията при мощност 0,1 W или при 1 W.
За вида на честотната характеристика оказва влияние и раз-
стоянието, на което се намира точката, в която се определи че-
стотната характеристика. За различните високоговорители то е
различно. Честотната характеристика на високоговорители с мал-
ки размери (най-големият им размер да бъде до 250 mm) се оп-
редели на разстояние 0,5 m от работния им център, а на висо-
коговорители с по-големи размери — на 1 ш.
На фиг. 4.3 е показана честотната характеристика на един
високоговорител, монтиран върху стандартен акустичен екран,
определена с помощта на синусоидален сигнал в условията на
59
свободно звуково поле. Нзмерването е проведено в точка, нами-
раща се на разстояние 0,5 тп от работник център на високогово-
рителя, при поддържане на постоянно входно напрежение, съот-
ветствуващо на 0,1 от номиналната му мощност.
б.	Ефектисен честотен обхват на възпроизвеждане
Този честотен обхват, в който високоговорителят ефективно
преобразува електрическата енергия в енергия на звуковото по-
ле, се нарича ефективен честотен обхват на възпроизвеждане.
Различите високоговорители пресбразуват с различна ефектив-
н.ост енергията от един вид в друг.
За определен тип високоговорител ефективен е онзи честотен
обхват, в който високоговорителят преобразува енергията на сиг-
налите с различии честоти с ефективност, която се различава за
отделяйте честоти с не повече от една определена стойност.
Ефективният честотен сбхват на възпроизвеждане за даден
високоговорител, се определя като обхват от честотната му ха-
рактеристика, определена по направление на работната му ос, в
който звуковото налягане се понижава с не повече от една оп-
ределена стойност по отношение на средната стойност на звуковото
налягане в даден честотен обхват. Честотеният обхват, в който се
определя средната стойност на звуковото налягане, се приема
различен за различните типове високоговорители. За високогово-
рителите. за обща употреба се приема честотен обхват с шнро-
чина една октава, в който средната стойност на звуковото наля-
гане е най-голяма. За високоговорителите от категория Hi—Fi се
приема честотният обхват от 100 Hz до 4000 Hz. Различна е и
допустимата стойност на понижаване на звуковото налягане. За
високоговорителите за обща употреба се допуска понижаване до
10 dB, за високоговорителите от категория Hi—Fi—8 dB, а за
някои високоговорители с по-ниски качествени показатели — по-
нижаване до 14 dB даже до 16 dB.
При определяне на ефективния честотен обхват на възпроиз-
веждане, ако съществуват тесни честотни ленти с широчина, no-
малка от г/8 от октавата, в конто звуковото налягане се пони-
жава със стойност, по-голяма от допустимата, те не се вземат
пред вид.
60
в.	Долна гранична честота
Най-ниската честота от честотната характеристика по работ-
ната ос, за която звуковото налягане се понижава с една опре-
делена стойност спрямо средната стойност на звуковото наляга-
не в даден честотен обхват, се нарича долна гранична честота
(фиг. 4.3). В честотната характеристика могат да съществуват ня-
колко честоти, за конто звуковото налягане спада с определена-
та стойност. При определяне на долната гранична честота се взе-
ма най-ниската от тях. Сбикновено долната гранична честота се
явява като долна граница на ефективния честотен обхват на въз-
произвеждане.
г.	Горна гранична честота
Най-високата честота от честотната характеристика по работ-
ната ос, за която звуковото налягане се понижава с една опре-
делена стойност спрямо средната стойност на звуковото налягане
в даден честотен обхват, се нарича горна гранична честота.
При определяне на тази честота също трябва да се има пред
вид, че в честотната характеристика може да има няколко често-
ти, за конто звуковото налягане спада с определената стойност,
но се приема най-високата от тях. Обикновено тя се явява като
горна граница на ефективния честотен обхват па възпроизвеж-
дане.
• На фиг. 4.3 са определени долната гранична честота /д, гор-
ната гранична честота /г и ефектпвният честотен обхват на въз-
произвеждане. За база е приета средната стойност на звуковото
налягане в октавата с най-голяма чувствителност при допустима
стойност на понижаване на звуковото налягане за граничите че-
стоти 10 dB. С пунктир са показани възможни спадания в че-
стотната характеристика, при конто звуковото налягане може да
се понижи например с повече от 10 dB, но те не трябва да се
вземат пред вид при определяне на долната и горната гранична
честота и ефективния честотен обхват на възпроизвеждане. В
честотната характеристика на измерения високоговорител, дадена
на фиг. 4.3, те в действителност не съществуват.
Д. Номинален честотен обхват
Този параметър е твърде условен. Той се определя от произ-
водителя. Номиналният честотен обхват представлява обхватът
61
от чесготната характеристика, в който производителя!' гарантира
обявенвте параметри на изделието. Той представлява част от
ефектпннпя честотен обхват на възпроизвеждане или най-много
сьЕпала с него. В никакъв случай номиналният честотен обхват
не може да бъде по-широк от ефективния честотен обхват на
възпроизвеждане.
Даден високоговорител може да има твърде широк ефективен
честотен обхват на възпроизвеждане, докато номиналният му об-
хват е твърде тесен, Това се отнася предимно за високоговори-
телите, предназначени да възпроизвеждат отделяй части от зву-
ковия спектър. За определени цели производителят препор ьчва
честотния обхват, в който може да се използува даден тип висо-
коговорител. В никои случаи производителят обявява различии
номпнтлпп честотни обхвати за един и същи тип високоговори-
тели, като за всеки номинален честотен обхват дава различии
параметри на това изделие. Това се дължи на факта, че възмож-
носттз един високоговорител да преобразува ефективно сигнали
в рамките на определен честотен обхват още не означава, че
този високоговорител може да работа продължително време в
този честотен обхват. Например един високочестотен високогово-
рител може ефективно да преобразува сигнали със средни и до-
ри с виски честоти, но той не може продължително време да
възпроизвежда тези сигнали. При възпроизвеждане на сигнали с
ниски и средни честоти трептящата система на високоговорите-
лите пзвършва трептения с по-големи амплитуди, отколкото при
възпроизвеждане на сигнали с високи честоти. Освен това в една
музикална или говорна картина нискочестотните и средночестот-
ните съставящи.са носители на значителна енергия. Високоче-
стотният високоговорител не може да трепти с големи амплитуди,
нито може топлинно да понесе енергията, която носят сигналите
с ниски и средни честота. При воздействие на такива сигнали
високочестотният високоговорител ще се разруши. Затова и не-
говият номинален честотен обхват се определя само като част
от ефективния му честотен обхват на възпроизвеждане. За един
нискочестотен високоговорител номиналният му честотен обхват
може да не включва честотите над дадена честота. В този слу-
чай производителят има пред вид, че за по-високите честоти
нискочестотният високоговорител няма да отговаря на изисква-
нията во отношение на пространствената му характеристика на
излъчване.
Изобщо причините за обявяване на номинален честотен об-
хват, който е по-тесен от ефективния честотен обхват на въз-
произвеждане, могат да бъдат най-различни, но във всички слу-
62
чаи те се основателни. Не бива в никакъв случай впсокоговорп-
телите да се използуват в честотен обхват извън номиналния,
обявен от производителя.
Характерно за номиналния честотен обхват е, че той е посто-
янен за определен тип високоговорител. За да няма голямо раз-
нообразие в номиналните честотни обхвати, стандартизациоинпте
документа изискват за гранъци на тези обхвати да служат числа
от стандартната поредица честоти, дадени в предидещото раз-
глеждаве (вж. гл. I, т. 1.7). Например не е допустимо да съще-
ствува номинален честотен обхват от 47 Hz до 11500 Hz. Пра-
вплно е той да бъде от 50 Hz до 10 000 Hz или от 40 Hz до
10000 Hz. Горната граница може да бъде 12500 Hz, но не
трябва да е междинна честота между 10000 Hz и 12500 Hz.
Ефективният честотен обхват има различна стойност за раз-
личните образци от даден тип високоговорители или озвучител-
пи тела, като граничните честоти могат да бъдат пропзволни
числа. Този обхват може да бъде например от 47 Hz до 11 500 Hz.
е. Неравномерност иа честотната характеристика
Разликата между нивата на максималноти и минималното зву-
ково налягане в даден честотен обхват се нарича неравномер-
ност на честотната характеристика в този обхват. Обикно-
вено неравномерността се изразява в децибели (dB). Определя
се чрез израза
Af«=20 lg 4^=-20 1g 2^__20 lg-^- = £mait-Lmln,	(4.8)
/'min	Ро	Ро
където
М е неравномерността на честотната характеристика за
даден честотен обхват, изразена в dB;
/?шах — максималното звуково налягане в дадения често-
тен обхват, Ра;
Anin —минималното звуково налягане в същия честотен
обхват, Ра;
р0 —реперното звуково налягане, равно на 2.10~5 Ра;
£тах— нивото на /?шах спрямо р0, dB;
/-min — нивото на jPmin спрямо р0, dB.
Допустимата стойност на неравномерността на честотната ха-
рактеристика се определя за номиналния честотен обхват на
високоговорителя. При определянето й върховете и падпните в
63
честотната характеристика, чиято широчина е по-малка от х/8 от
октавата, не се вземат пред вид. Неравномерността на повечето
високоговорители за обща употреба не надвишава 12 dB.
На фиг. 4.3 са отбелязани нивото £тах на максималното зву-
ково налягане ртах, нивото Z,mtn на минималното звуково налягане
/’min и неравномерността на честотната характеристика М.
При високоговорителите от категория Hi—Fi неравномерност-
та на честотната характеристика се определя и нормира ыалко
по-специфично. В случая под неравномерност на честотната ха-
рактеристика в даден честотен обхват се разбира разликата меж-
ду нивата на максималното и средното звуково налягане, съот-
ветпо разликата между нивата на минималното и средното зву-
ково налягане в този честотен обхват. Ясно е, че в този случай
са дефинирани две неравномерности. Те се изразяват по следния
начин:
Л11=20 lg-^-=20 1g ^^- 20 Ig-^ = £max-Acp; (4.9)
ср	/'О
Af2=201 -^- = 20 1g —20 lg-^-=£min-£cP.	(4.10)
Рср	Ро	ро
Новите величини в сравнение с (4.8) имат следното значение:
Mi — неравномерност на честотната характеристика над сред-
ното й ниво, dB;
М2 — неравномерност на честотната характеристика под сред-
ното й ниво, dB;
Ар — средна стойност на звуковото налягане в дадения често-
тен обхват, Ра;
£ср — ниво иа рср спрямо ро, dB.
Не е трудно да се установи, че съществува зависимостта
М=МА—М.2.	(4.11)
Като се има пред вид, че Л42 е отрицателно число, установя-
ва се, че общата неравномерност е сума от двете неравномер-
ности. Все пак нормирането на допустимата неравномерност спря-
мо средното ниво на звуковото налягане е по-строго изискване
от нормирането на общата неравномерност. Разбира се, това е
гаранция и за по-високо качество. За високоговорителите и оз-
вучителните тела се изисква допустимите неравномерности Мг и
М-2 да не надвишават 4 dB в обхвата от 100 до 8000 Hz. В слу-
чая неравномерността е дефинирана не в номиналния, а в по-те-
сен честотен обхват.
64
На фиг. 4.4 е дадена примерпата честотна характеристика на
един високоговорител от категория Hi—Fi. На нея са означени
Фиг. 4.4. Честотна характеристика на високоговорител от катего-
рия Hi-Fi
у.'.. Характеристична чувствителност
Този параметър показва ефектнвността на преобразуване на
електрическата енергия в енергия на звуковото поле. Във връз-
ка с това понятие трябва да се определи и понятпето средно
звуково налягане.
Средноквадратнчната стойност на звуковото налягане, създа-
вано от високоговорителя за определен честотен обхват в дадена
точка на свободното звуково поле, се нарича средно звуково на-
лягане. Определя се с израза
Р1+Р1+4+ • •  +р'п
(4-12)
където
/?!,... ,рп са звуковите налягания за определени честоти;
п е броят на честотите от даден честотен об-
хват, за конто е измерено звуковото наля-
гане.
Усредняването се извършва по стойностите на звуковото на-
лягане за честотите от стандартната честотна поредица, дадена
в гл. I, т. 1.7, конто участвуват в честотния обхват. Както бе по-
° Високоговорители и озвучнтелни тела
65
сочено, тези честоти са равномерно разпределени при логаритми-
чен мащаб на честотата. Обикновено честотната характеристика
на високоговорителите и озвучителните тела се записва автома-
тично върху бланка при логаритмичен мащаб, т. е. по ординатна-
та ос е нанесено не звуковото налягане, а неговото ниво спрямо
налягането /?о=2.10-5 Ра. За да се извърши усредняване на зву-
ковото налягане, е необходимо от стойностите на неговото ниво
в dB за отделните честоти, участвуващи в израза (4.12), да се
намерят стойностите на звуковото налягане в паскали (Ра). Пре-
връщаието на нивото в звуково налягане се извършва с помощта
на таблпци.
За отбелязване е, че средното звуково налягане се намира
като среднеквадратична стойност на звуковите налягания за от-
деляйте честоти. Използуването на средноаритметичната стойност
на отделните звукови налягания за получаване на средното зву-
ково налягане е принципно неправилно, макар че практически
допусканата грешка не е значителна.
Така дефинираното средно звуково налягане се определи с
помощта на синусоидален сигнал. Принципно нищо няма да се
промени, ако вместо сигнал с определена честота се използува
теснолентов шум с широчина 1/3 от октавата и средна честота —
дадената честота. Получените резултати ще бъдат по-близки до
истината, защото се избягва възможността да се попадне на връх
или падина в честотната характеристика.
Средното звуково налягане в даден честотен обхват може да
се определи и директно, като на високоговорнтеля се подаде
шумов сигнал (розов шум), съдържащ само честотите от дадения
честотен обхват.
Средното звуково налягане се определи в паскали (Ра), а не-
говото ниво спрямо налягането /?о = 2.10~5 Ра—в dB.
Характеристичната чувствителност се определи като отноше-
ние на средното звуково налягане, създавано от високоговорнтеля
за определен честотен обхват по работната ос на разстояние 1 га
от работами център, към квадратен корен от стойността на по-
давапата електрическа мощност. Математическата зависимост е
 <4ЛЗ>
където
А е характеристичната чувствителност за даден честотен
обхват;
рср — средното звуково налягане в същия честотен об-
хват;
66
Рея— подаваната на високоговорнтеля електрическа мощ-
ност.
Електрическата мощност се изчислява по израза (4.2).
При определяне на характеристичната чувствителност подава-
ното на високоговорнтеля напрежение UBX се поддържа постоян-
но. Тъй като входният импеданс на високоговорнтеля се изменя
с честотата, изменя се (намалява) и консумираната мощност Рел.
Независимо от това се приема, че за всяка честота високогово-
рителят консумира мощност, равна на определената с израза
(4.4). Има се пред вид, че в процеса на експлоатация високого-
ворителнте и озвучителните тела работят в условия на постоян-
но напрежение, а не в условия на постоянна мощност.
Характеристичната чувствителност може да се определи както
със синусоидален, така и с шумов сигнал — завися как е опре-
делено средното звуково налягане /?ср. Тя се измерва в PaW-0-5.
Нивото на характеристичната чувствителност може да се из-
рази също с нивото на средното звуково налягане на разстояние
1 m при подаване на мощност 1 V/. То се изразява в децибели
(dB) спрямо />с=2.10-5 Ра.
з. Насоченост на високоговорителите
Характеристика на насоченост — зависимостта на звуковото
налягане, създавано от високоговорнтеля за определена честота
f в точки на свободного звуково поле, намиращи се на опреде-
лено разстояние от работния център, от ъгъла между работната
ос на високоговорнтеля и направление™ към посочените точки.
За високоговорителите с кръгла форма е достатъчно да бъде
известна характеристиката на насоченост в една равнина, мина-
ваща през работната ос и през произволен диаметър на излъч-
ващия елемент. За високоговорителите с елиптична или овална
форма трябва да бъдат известии две характеристики на насоче-
ност — в равнините, минаващи през работната ос и съответно
през малката и голямата ос на елипсата (овала).
Характеристиките на насоченост зависят от честотата *и зато-
ва се определят за поредица честоти, равномерно разпределени
в номиналния честотен обхват, например през една октава. За
висодите честоти високоговорителите излъчват твърде насочено.
67
и. Акустична мощност
Представлява средната по време мощност на излъчвания от
високоговорителя сигнал с честота /. Измерва се във VZ
Средната акустична мощност от своя страна представлява
средната стойност на акустичната мощност, излъчвана от висо-
коговорителя в определен честотен обхват. Усредняването се из-
вършва по стойностите на акустичната мощност за честоти, рав-
номерно разпределени в логаритмичен мащаб.
й. Коефициент на полезно действие (к.п.д.) ij
Представлява отношението между излъчеиата от високогсво-
рителя акустична мощност Рак и подаваната електрическа мощ-
ност Рел за честота /:
(4.14)
ел
Среден коефициент на полезно действие yjcp се нарича сред-
ната стойност на к.п.д. в номиналния честотен обхват на високо-
говорителя.
к. Нелинейни изкривявания
Въпреки желанието ни високоговорителите да бъдат линейни
електроакустични преобразуватели те в една или друга степей се
проявяват като нелинейни елементи — изходната величина не се
намира в линейна зависимост от входната.
Под нелинейно изкривяване се разбира появяването на съста-
вящи в излъчвания от високоговорителя сигнал, конто отсъствуват
в спектъра на входния електрически сигнал и се обуславят от
нелинейността на високоговорителя. Появата на сьставящи, дъл-
жащи се на разтрептяване на шасито или други елементи на ви-
сокоговорителя, конто не са предназначен!! да излъчват, не тряб-
ва да се приемат като нелинейни продукта.
Нелинейните изкривявания се оценяват посредством коефици-
ента на нелинейни изкривявания, който представлява отношение
между спектралните съставящи на излъчвания от високоговори-
теля сигнал, отсъствуващи в спектъра на входния електрически
68
сигнал и обусловени от нелинейността на високоговорителя, и
общия (тоталния) изходен сигнал.
Съществуват различии начини за количествена оценка на не-
линейните свойства на високоговорителите. Засега най-широко
разпространение е получил методът на хармоничните изкривя-
вания.
Хармонично изкривяване се нарича нелинейного изкривяване,
което се получава при подаване на високоговорителя на синусо-
идален електрически сигнал с една определена честота /.
Коефициент на хармонични изкривявания от п-ти ред dhn
за сигнал с честота f се иарича отношението между звуковото
налягане р„ с честота п/ и общото звуково налягане р, кое-
то се получава при подаване на високоговорителя на сигнал с
честота / и определена електрическа мощност рел.
dlin = ^- 	(4.15)
Су марен коефициент на хармонични изкривявания (коефи-
циент па хармониците) се нарича ефективната стойност на всички
коефициенти на хармонични изкривявания от л-ти ред при л>2:
• <4Л6>
С достатъчна за практиката точност dh за високоговорители-
те може да се определи само чрез коефициентите на хармонични
изкривявания от втори и трети ред.
Освен със синусоидален сигнал dhn и dh могат да се опреде-
лят и с помощта на теснолентов шумов сигнал, например с широ-
чина на честотната лента 1/3 от октавата. При средна честота на тер-
цата, равна на /, dhn се определя за терци със средни честоти nf.
В последно време придобива популярност един нов метод за
оценка нелинейността на високоговорителите посредством интер-
модулационни изкривявания.
Интврмодулационно изкривяване се нарича нелинейного из-
кривяване, което се получава при подаване на високоговорителя
на два синусоидални електрически сигнала с честоти и /2, от
конто едната (/J е много по-ниска от другата (/2).
Коефициентът на интермодулационните изкривявания от л-ти
РВД din представлява отношението между стойността на спектрал-
ните съставящц на създаваното от високоговорителя звуково на-
л гане с честота /а±(«—l)/i при (л>1) и стойността на звуко-
вого налягане с честота /2 при подаване на високоговорителя на
69
два синусоидални електрически сигнала с честота /х и /2. Коефи-
циентът на интермодулационни изкривявания от втори ред du и
от трети ред dt3 се определи с изразите:
dti =	+р<М-/»> .	(4.17)
ph
d^	s	(4.18)
pf*
където
Pfa e звуковото налягане с честота /2;
P(f.r-fl) и	—звуковите налягания с честоти /2—/г
и /2+Л;
Рц^чр) и Ад+2/,)—звуковите налягания с честота /2—2Д
и /2+2/1.
Сумарният коефициент на интермодулационни изкризявания
di за високоговорителите се определи чрез du и г/,-3 с израза
л-М+^-	(4Л9)
Трябва да се знае, че между хармоничните и пнтермодулацион-
ните изкривявания винаги съществува някаква зависимост, като
в някои случаи тя може да се представи с аналитичен израз, а
в други — не може. Високоговорител, който има голям коефици-
ент на хармонични изкривявания, ще има и голям коефициент
на интермодулационни изкривявания и обратно.
Нелинейните изкривявания на високоговорителите зависят от
електрическата мощност, която им се подава, но тази зависимост
не се подчинява на някаква закономерност. При по-голяма елек-
трическа мощност и изкривяванията са по-големи, но не може да
се каже, че при два пъти по-голяма мощност нелинейните изкри-
вявания ще се увеличат два пъти. Производитслят трябва да по-
сочи при каква мощност се определят изкривяванията на даден
тип високоговорител.
Хармоничните и ннтермодулационните изкривявания на високо-
говорителпте зависят от честотата, но тази зависимост е индиви-
дуална за всеки тип високоговорител и дори за всеки екземпляр
от даден тип; зависимостта няма строго закономерен характер.
Разбира се, за определен тип високоговорители изкривяванията в
дадена честотна облает могат приблизително да се повторят.
Коефициентът на хармоничните изкривявания на високоговорите-
лите може да се определи за отделим честоти, но по-често се
определи за всички честоти от даден честотен обхват, например
70
номиналния. Във вторпя случай върху бланката с честотната ха-
рактеристика на високоговорнтеля се снемат честотните характе-
ристики на втория и третия му хармоник, както това е показано
на фиг. 4.5. Тъй като изкривяванията обикновепо са малки и ни-
Фиг. 4.5. Честотна характеристика на втория /_Л2 и третия /_лз
хармоник на високоговорител
вото на хармониците е ниско, практикува се техният сигнал да
се усилва с 20 или 30 dB, преди да се запише върху бланката.
Казва се, че нивото на хармониците е повдигнато с 20 или 30 dB.
л. Преходни процеси
Преходните процеси са свързани с инертността на високого-
ворителите като електромеханични преобразуватели. Ако даден
високоговорител излъчва сигнал с определена честота и внезапно
се прекрати подаването на електрическа енергия, високоговорите-
лят ще продължи да излъчва още известно време. Именно това
време представлява времето или продължителността на преходни-
те процеси. При включване на високоговорнтеля към даден елек-
трически сигнал той постепенно започва да излъчва, като след
известно време, което е също време на преходните процеси, до-
стига установения си режим.
Продължителността на преходните процеси на високоговори-
телите е много важна тяхна характеристика. При възпропзвежда-
не на музика или говор високоговорителят е подложен на непре-
къснати промени на амплитудата и честотния спектър на подава-
ния сигнал. Може да се каже, че високоговорителят нормално
Функщюнира в преходен режим. Ако преходните процеси на да-
71
ден високоговорител са много продължителни, той ще възпроиз-
вежда много лошо музикалните и говорните картини независимо
от това, че останалите му параметри могат да бъдат много доб-
ри. Не бива да се забравя, че параметрите на високоговорителите
Фиг. 4.6. Възпроизвеждане на пакет от синусоиди
а — форма на входния електрически сигнал;
б — форма на създаденото звуково налягане
се определят при установен режим, след като преходните проце-
си са приключили. Колкото по-кратки са преходните процеси на
високоговорителя, толкова по-естествено ще звучи възпроизвеж-
даната от него музика или говор. Затова стремежът на конструк-
торите е да създават високоговорители с много кратки преходни
процеси.
Обпкновено за преходните процеси при високоговорителите
се съди от начина на възпроизвеждане на сигнал с правоъгълна
форма или на пакет от синусоиди. На фиг. 4.6 е показан електри-
чески сигнал, представляващ пакет от синусоиди (фиг. 4.6«) и
възпроизведеният от високоговорителя сигнал (фиг. 4.6 6').
72
Глава пета
ПРИНЦИП НА ДЕЙСТВИЕ И УСТРОЙСТВО
НА ЕЛЕКТРОДИНАМИЧНИТЕ ВИСОКОГОВОРИТЕЛИ
5.L Принцип на действие на електродинамичните
високоговорители
а.	Бъзникване на електродинамичната сила
В постоянното магнитно поле, което съществува между полю-
си 1 е на един магнит, се поставя проводник с дължина /, равна на
широчината на полюспте на магнита (фиг. 5.1). Проводникът се
свьрзва с източник на електродвижещо напрежение и през него
протича гок, чиято големнна се определя по закона на Ом. Про-
тичащият ток поражда магнитно поле около проводника. Ако
магпитните сплови линии на постоянното магнитно поле и елек-
трпчсският ток през проводника пмат посоките, дадени нафиг. 5.1,•
Фиг. 5.1. Проводник, през който протича електрически ток,
разпсложен в постоянно магнитно поле
1 — магнит; 2 — пружины; 3 — проводник, през който протича елек-
трически ток
магнитното поле над проводника отслабва, а под проводника—
се усилва. Прпчпната за това е, че магнитните силови линии, по-
родени от тока, са противопосочни на тези на постоянното маг-
73
нитно поле, конто са над проводника, а съпосочни на тези под
проводника. В резултат на изменението на магнитного поле въз-
никва силата F, чиято прилежна точка е върху проводника. Тя се
стреми да премести проводника в пространството, където сило-
вите линии са разредени. Тази сила се нарича електродинамич-
на сила. В случая тя се стреми да премести проводника кагоре,
докато го изтласка извън постоянного магнитно поле. Ако токът
през проводника промени посоката си, електродинамичната сила
също променя посоката си на 180°. В този случай отслабване на
магнитного поле се получава под проводника, а усилване—над
проводника. Посоката на силата F се определя по правилото на
лявата ръка, което гласи: Разтваря се лявата ръка така, че пале-
цът да бъде перпендикулярен на останалите пръсти; поставя се в
магнитного поле така, че магнитните силови линии да пробож-
дат дланта; пръстите на ръката сочат посоката на тока; палецът
ще сочи посоката на електродинамичната сила.
Ако през проводника протича променлив ток, електродинамич-
ната сила ще сменя посоката си в такт с честотата на тока; про-
водникът също ще променя посоката си на движение в такт с
честотата на променливия ток.
Големината на електродинамичната сила F зависи право про-
порционално от големината на магнитиата индукция В на посто-
янного магнитно поле, от големината на тока 1 и от дължината I
иа проводника, който се намира в самото магнитно поле:
F=BlI=kI, (5.1)
k = Bl се нарича коефициент на електромеханична връзка.
б.	Създаване на звуковото поле
На фиг. 5.2 е показан проводник в постоянно магнитно поле
към който е свързан източник на променлпво електродвижещо
напрежение. Магнитните силови линии са перпендикулярни па рав-
вината на листа. През проводника протича електрически ток I. В
резултат на взаимодействие™ между магнитного поле и електри-
ческия ток възниква електродинамична сила F. Ако електродвп-
жещото напрежение е се измени по синусоидален закон, електри-
ческият ток i ще се измени по същпя закон:
/==/,„ sin <о/.	(5.2)
74
Оттук и електродинамичната сила F ще се измени по синусо-
идален закон:
BUm sin w t=Fm sin w t;	(5.3)
Fm = BIF,,	(5.4)
в околното пространство е
Фиг. 5.2. Създаване на зкуково поле
I — проводник, през който протича електрически
ток; 2 — пружини; 3 — мембрана; 4 — ззукови
вълни
където
Fm e максималната (амплитудна) стойност на силата.
Под действието на силата F проводникът ще извършва хармо-
нични трептения. Но това не е достатъчно за създаване на зву-
ково поле. Проводникът разтрептява въздушните частици, до кон-
то се допира, но те не са много на брой и енергията, която се
отдава от проводника към въздушните частици е много малка.
За създаване на звуково поле
ходимо да се отдаде значи-
телно по-голямо количество
енергия. Това може да се
постигне, като се разтрептят
по-голям брой от въздушните
частици, т. е. като се изпол-
зува проводник с голяма по-
върхност. По редица причи-
ни такова конструктивно ре-
шение е неприемливо(особено
при излъчване на ниски и
средни честоти от звуковия
спектър). Много по-добри ре-
зултати се получават, ако към
проводника се закрепи непо-
движно диск с малка дебе-
лина, както е показано на
фиг. 5.2. Дискът М ще треп-
ти в такт с трептенията на
проводника и ще разтрептява
въздушните частици, до кон-
то се допира, като им пре-
дана механична енергия. В
резултат от двете страни на
диска се създава звуково
поле. Трептенията на въз-
душните частици се осъще-
ствяват в такт с трептенията
вото електродвижещо напрежение е. Ако напрежението има си-
нусоидален характер и звуковото налягане ще бъде синусоидал-
на диска, т. е. в такт с променли-
75
но. Ако напрежепието съответствува на някаква звукова кар-
тина, звуковото поле ще бъде повторение на тази картина.
По такъв начин трептенията на проводника в магнитното по-
ле предизвикват трептения на въздушните частици — предизвикват
възнпкването на звуково поле.
5.2.	Устройство на електродинамичните високоговорители
На фиг. 5.3 е даден напречният разрез на един електродина-
мпчен високоговорител с директно излъчване.
Магвитната система създава постоянното магнитно поле, в ко-
ето се поставя звуковата бобина. През проводника на звуковата
бобина протича електрическият ток. От неговото взаимодействие
с постоянното магнитно поле възниква електродинамичната сила,
разтрептяваща звуковата бобина. Мембраната е здраво залепена
към звуковата бобина и трепти заедно с нея, при което създава
звуково поле в околното пространство. Трептилката центрова зву-
ковата бобина в работната въздушна междина на магнитната
система, като й позволява да се движи само по направление на
оста си. Гънките служат за окачване на мембраната към корпу-
Фиг. 5.3. Напречен разрез на електродинамичен
с директно излъчване
1 — Магнитка система; 2 — звукова бобина; 3 — мембрана;
гънки (гофър); 6 — корпус (шаси}; 7 — изводи
високоговорител
4 — трептилка; 5 —
са (шасито) на високоговорителя, като също й позволяват само
трептения по оста. Корпусът служи за закрепваие на високогово-
рителя към съотпетното устройство, в което ще се вгражда, и
76
за закрепваие на всички части иа високоговорителя към него.
Изводите служат за осъществяване на електрическа връзка на
източника на напрежение със звуковата бобина.
Съставните части на високоговорителя ще бъдат разгледани
самостоятелно.
5.3.	Магнитки системи за електродинамичните
високоговорители
Предназначението на магнитната система е да създаде едно
постоянно по посока и големина магнитно поле в определен от
нейпите елементи въздушен обем. Както е посочено в (5.1), елек-
тродинамичната сила, която разтрептява мембраната на внсокого-
ворителя, е право пропорционална на магнитната индукция В на
полето, в което се намира звуковата бобина. При постоякни / и
1,„ увеличаването на силата може да се постигпе чрез увеллча-
ване на индукцията В. Следователно магиитните системи на ви-
сокоговорителите трябва да създават магнитно поле с колкото е
възможно по-голяма индукция В в определен въздушен обем.
Стремежът на конструкторите е да проектират така магиитните
системи, че да се получи възможно пай-голяма магнитна индукция
от единица обем на използувания магнитен материал.
Магиитните системи за високоговорители според приложение-
то си се конструират с различна конфигурация.
а.	Магнитна система с пръстеновиден лят магнит
На фиг. 5.4 е показана принципната конструкция на такава
магнитна система. Магнитът 1 има формата на пръстен. Изработ-
ва се по леярски метод от сплав, която след поставян.е в силно
магнитно поле запазва (консервира в себе си) значително коли-
чество магнитна енергия. В миналото се използуваше сплав „Ал-
ии" (алуминий, никел, желязо), която съхранява в себе си енер-
гия И kJ/m3 (килоджаула на кубичен метър). Сега се използува
сплав „Алнико" (алуминий, никел, кобалт, желязо), която съхра-
нява енергия 27 kJ/m3. Горната полюсна наставка (ГПН)— 2 тряб-
ва да бъде от магнитномек материал, който притежава малко
магнитно съпротивление. Изработва се предимно от листова сто-
мана чрез студена обработка, но напоследък съществуват тен-
денции за изработването от феритен прах по метода на прахова-
та металургия. Долната полюсна наставка (ДПН) се състои от
77
Фиг. 5.4. Магнитна система с пръ-
стенввиден лят магнит
1 — магнит; 2 — горна полюсна наставка
(ГПН); 3 —- долей накрайник; 4 — цен-
трален полюсен накрайник (ЦПН)
ната индукция Вё и магнитният
долния накрайник 3 и централен полюсен накрайник (ЦПН) — 4,
конто се свързват чрез занитване. Изискванията са същите, как-
то за ГПН. Централният полюсен накрайник се изработва от кры-
ла стомана (на пръти). По метода на праховата металургия ДГ1Н
представлява един детайл. ДПН
може да се получи и чрез пре-
суване на крыла стомана, за-
грята до 700°С.
Въздушната междина между
вътрешния диаметър Z)2 на гор-
ната полюсна наставка и диа-
метъра на централния по-
люсен накрайник (фиг. 5.4) се
нарича работна въздушна меж-
дина. Тя се характеризира с ши-
рочина 8=£>2 — Dj, височина	,
която е равна на височината на
ГПНиобемУй =-J- (Д2 —Z)|)x
Xhg. Обемът Vs се нарича ра-
ботен въздушен обем. Магнит-
поток Фй в работния въздушен
обем също се наричат работни.
Енергията на магнитного поле Wg в работния въздушен обем
е само част от енергията WM, която притежава магнитът. Оцен-
ката за пзползуваемостта на магнита в дадена магнитна система
се дава с коефициента на използуваемост на магнитния поток а.
Той представлява отношение от работния магнитен поток Фг и
магнитния поток Фм, който преминава през неутралното сечение
на магнита:
ф
з
и
(5.5)
Стремежът е а да има колкото е възможно по-голяма стой-
ност. За различайте конструкции магнитни системи а има различ-
на стойност. При оптимално проектиране за магнитната система
от фиг. 5.4 може да се получи а = 0,4.
Високоговорителят може да бъде линеен електромеханичен
преобразувател, ако възникналата електродинамична сила не за-
вися от местоположение™ на звуковата бобина. Това е възмож-
но само ако магнитната индукция Bg има постоянна стойност по
протежение на височината на горната полюсна наставка.
78
Зависимостта на индукцията Ве от разстоянието х трябва да
има вида, показан на фиг. 5.5. Получаването на такава форма на
практика не е възможно. Обикновено магнитната индукция В в
работната въздушна междина и извън нея се изменя съгласно
графично представената зависимост
от фиг. 5.6. Вижда се, че:
— магнитната индукция в работ- __________[
пата въздушна междина не е по-
стоянна по цялата й височина;
— във вътрешността на магнит-
ната система индукцията спада по-
плавио, отколкото извън магнитната
система.
Асиметричното разпределение на
магнитната индукция влошава каче-
ствените показатели на високогово-
рителя и не е никак желано. Изве-
стно подобряване на симетрията мо-
же да се постигне, като централният
полюсен накрайник на магнитната
система се направи малко по-висок,
така че горният му край да се на-
мира на 0,2 до 0,5 mm над горния
край на ГПН, както това е показано
па фиг. 5.6 с пунктир.
Известно е, че всеки магнитномек
материал оказва малко съпротивле-
ипе на магнитния поток, докато плът-
ността му (индукцията) е по-малка
от една эпределена стойност Вн,
която се нарича индукция на наси-
щане. След достигане на тази стой-
ност увеличаването на магнитодви-
жещото напрежение води до рязко
увеличаване на магнитного съпроти-
вление и до незначително увелича-
ване на индукцията. Правплно кон-
струираната магнитна система не
трябва да има участъци (зони) на на-
спщапе на материала. Най-голяма
плътност на магнитния поток се по-
лучава в мястото, където централ-
ният полюсен накрайник се съеди-
Фиг. 5.5. Зависимост ’на
индукцията от разстоя-
нието (идеален случай)
Фиг. 5.6. Завпснмост иа индук-
цията от разстоянието (реален
случай)
79
нява с долния иакрайник на ДПН. На това място опасността
от насищане на материала е най-голяма. Затова долният накрай-
ник се право почти винаги по-дебел от ГПН. Ако ДПН се изра-
ботва чрез пресуване на феритен прах по метода на праховата
•Фиг. 5.7. Профил на ДПН,
изработеиа по метода на
праховата металургия
металургия, желателно е да се изработва
с профил, както е показано на фиг. 5.7,
така че площта на което и да е иегово
коицентрично сечение да бъде една и
съща.
За наспщането на частите на магнит-
ната система може да се сьди от силата,
с която тя привлича метални предмета.
Магнитна система без насищане трябва
да не привлича с дъпото си дорп и кар-
фица.
С оглед да се получи взаимна заме-
пяемост магнитните системи са унпфици-
рани по размера на диаметъра на централния полюсеп накрай-
кик: 12,00; 13,50; 16,00; 18,95; 24,95; 30,00; 37,00; 52,00; 100,00 шт.
Стойността на работната магнитна индукция и на работния
магнитен поток варира в широки граници в зависимост от пред-
назначението на магнитната система. На табл. 5.1 са дадени гра-
ничите, в конто се изменят тези величини.
Таблица 5.1
В ид високоговорител Величина	Измерение	Маломощни внсокогово- рители	Средномощ- нн високо- говорители	Могцни високогово- рители
Работна магнитна ин- дукция Вй	т	0,5-0,9	0,8—1,1	1—1,5
Работен магнитен по- ток	pWb	150—250	200—500	500-2000
Тенденцията е непрекъснато да се увеличава Вй и Фг, осо-
бено в магнитните системи за високоговорители, предназначен!! за
възпроизвеждане на оркестрови изпълпения.
80
б.	Магнитки системи с централен лят магнит
Конструкцията на такава системаТе показана на фиг. 5.8. Маг-
ниты 1 е от материал „Алнико", ГПН 2, магнитопроводът 3 и
ЦПН 4 са от магнитномек материал. Диаметърът на ЦПН
Фиг. 5.8. Магнитна система с'централен лят магнит
а — с цнлиндричен централен полюсен накрайник (ЦПН);
б — без ЦПН;
1 — магнит; 2 — ГПН; 3 —• магнитопровод; 4 — ЦПН
Фиг. 5.10. Магнитна си-
стема с централен лят ма-
гнит и профилен ЦПН
Фиг. 5.9. Магнитопровод
J — основа; 2 — тръба
трябва да бъде равен или по-голям от диаметъра на магнита.
Магнитопроводът 3 обикновено е един детайл и има чашковидна
форма. Ако съществува опасност от насищане в основата на маг-
нитопровода, за препоръчване е той да се изработва от два де-
тайла— основа 1 и тръба 2, както е показано на фиг. 5.9. Тако-
ва решение дава възможност да се удебели само основата на
магнитопровода, а тръбата да бъде по-тънка. При оптпмално
проектиране на магнитната система от фиг. 5.8 може да се по-
стпгне с=0,59.
Високоговорители и озвучителпи тела
81
В случай чг магнитът е с по-голям диаметър от необходим™
вътрешен диаметър на работната въздушна междина, се използу-
ва магнитната система, чиято конструкция е дадена на фиг. 5.10.
При тази система разходът на материал се увеличава, а коефи-
циентът на използуваемост а намалява до 0,44. Това налага ней-
' ното ограничено приложение (само при необходимост).
в.	Магнитки системи с пресуван оксиден магиит
Оксидните магнита притежават по-малко енергия в единица
обем и за създаване на един и същи магнитен поток в работна-
та въздушна междина оксидният магнит трябва да има по-голяма
маса от магнита, направен от сплав „Алнико". Оптималният ре-
жим за магиитните системи с оксиден магнит се получава при
значително по-малка височина на магнита в сравнение с неговия
диаметър. Предимството на оксидните магнитни системи е в по-
фиг. 5.11. Магнитна система с пръстенови-
ден магнит
1 — магнит; 2 — ГПН; 3 — делен накрайннк;
4 —ЦПН
Фиг. 5.12. Магнитна система с намалено маг-
нитно разсейване
1 — пръстеновиден оксиден магнит M,; 1' — цмлин-
дрнчен оксиден магнит ЛК; 2 — ГПН; 3 — делен на-
крайних; 4 — ЦПН; 5 — 'магнитопровод
малката им височина и по-
ниската цена в сравнение
със системите с лят маг-
нит. Обаче те притежават
и един съществен недо-
статък —губят магиитните
си свойства при ниски тем-
ператури — при минус 50°С
Bg намалява стойността си
с 15—20%.
Примерната конструкция
па магнитна система с пре-
суваи оксиден магнит е
дадена на фиг. 5.11. Еле-
ментите на системата са
идентични на тези от
фиг. 5.4.
г.	Оксидни магиитии
системи с намалено
магнитно разсейване
Основната част на маг-
нитния поток, създадеи
между полюсите на магни-
та, преминава през магни-
топровода. Но във всички.
82
случаи част от магнитная поток се затваря през въздуха, както
това е показано на фиг. 5.11. Тази част се нарича разсеян маг-
нитен поток. За никои радиоустройства разсеяният магнитен по-
ток се оказва твърде вреден, нежелан. Например в телевизионни-
те приемници той оказва влияние върху отклонението на елек-
тронния лъч на кинескопа. Затова се налага да се пзползуват
Магнитки системи с намалено магнитно разсейване, чиято прин-
ципна конструкция е показана на фиг. 5.12.
Изнолзуват се два оксидни магнита Мх и /И2. Магнитът 7И1 с
ДПН 3 и 4 и ГПН 2 образува една обикновена оксидна магнит-
на система. Разсеяният магнитен поток Фл1 на Мх се затваря през
чашкообразния магнитопровод 5 и през въздуха извън него. Ра-
ботнпят магнитен поток Фг2 на М2 съвпада по посока с този на
и увеличава работната магнитна индукция, но е противопо-
сочен на разсеяния поток Фл1. Разсеяният магнитен поток Фл2 е
също лротивопосочен на Ф51. В крайна сметка сумарният разсеян
магнитен поток е равен на пула пли има пренебрежимо малка
стойност.
5.4.	Звукова бобина
Звуковата бобина изпълнява ролята на проводник в постоянно
магнитно поле. През нея протича електрическият ток, носител на
информацията за звуковата картина. Възникналата електродина-
мична сила има приложна точка върху проводника на звуковата
бобина. Тя има формата на кух цилиндър — представлява плътно
навит проводник върху цилиндрична основа. Проводникът е ме-
дей или алуминиев с кръгло сечение. За предпочитане е да се
използува проводник с правоъгълно сечение, защото се получава
по-добро запълване на въздушната междина с проводник, но все
още има трудности както за изработката на такъв проводник,
така и за навиването на звуковата бобина. На фиг. 5.13 а е да-
депа принципната конструкция на звукова бобина. За основа на
звуковата бобина обикновено се използува здрава хартия. За мощ-
нп високоговорители се използува алуминиево фолио, но може
и месингово фолио или пластмасов материал. Навиването на про-
водника върху основата може да се извърши от едната й страна
(фиг. 5.13 а) или от двете й страви (фиг. 5.13 6). Механичната
здравина на звуковата бобина се увеличава, като в част та, в която
не е навит проводник, се залепва една хартиена лента, наречена
укрепител 3. Залепването й към мембраната се осъществява в
частта с укрепител. Звуковата бобина трябва да отговаря на две
83
основни изисквания— механична здравина и температурка и кли-
матична устойчивост.
Механнчната здравина на звуковата бобина се осигурява
чрез използуването на здрава основа и чрез добро залепване на
навивките на проводника както към основата, така и помежду им
Това изисква основата да не бъде идеално гладка, за да може
да се осъществи по-добро сцепление с лепилото. Едностранно
навитата звукова бобина (5.13 а) притежава по-добра механична
здравина, защото вторият слой проводник не може да се преплъз-
ва, дорп пречи на долния слой да се изплъзне от основата. Тази
звукова бобина е по-технологична—по-лесно се изважда от
устройство™, върху което се навива, особено при голям брой
навивки от дебел проводник. Едностранно навитата звукова боби-
на се центрова по-лесно в работната въздушна междина на маг-
нитната система, защото вътрешният й диаметър, по който се
осъществява цептроването, представлява гладка повърхност и е
по-точен — определи се от устройство™ за навиване.
Почти цялата електрическа енергия, подавана на високогово-
рителя, се превръща в звуковата му бобина в топлина, която
трябва да се разсее в околпото пространство. Звуковата бобина
84
се загрява и може да се разруши. Разбира се, това не става, за-
щото тя се охлажда много добре, тъй като в процеса на функ-
циониране на високоговорнтеля се намира в движение. Освен то-
ва металните части на магнитната система се намират в непо-
средствена близост до нея и пзпълняват ролята на допълнителен
радиатор. Ако се докосне с ръка магнитната система на работещ
мощен високоговорител, ще се установи, че тя е загрята. Добро-
то охлаждане на звуковата бобина позволява да се допуске голя-
мо токово натоварване, голяма плътност на тока Д през провод-
ника, от който е изработена тя — от 50 до 80 A/mm2. Колкото
по-близо до частите на магнитната система се намира проводни-
кът па звуковата бобина, толкова по-добро ще бъде нейното ох-
лаждане. В резултат на прекомерно загряване на звуковата боби-
на изгаря изолационният лак на проводника или лепилото, може
да се запали и да изгори самата основа, но прекъсване на про-
водника трудно може да се получи. Следователно за увелнчаване
температурната устойчивост на звуковите бобини трябва да се
използуват предп всичко лепила, конто издържат високи темпе-
ратуря. За предпочитаие е използуването на епоксидна смола
пред нитроцелулозния лак.
Проводникът на звуковата бобина се избира, като се имат пред
вид допустимата плътност на тока Д, номиналният импеданс Za и
паспортната мощност Р на високоговорнтеля. Токът /, протичащ
през звуковата бобина, се определи от зависимостта
(5-6)
Напречиото сечение 5 па проводника се определи от израза
(5.7)
Стоиността на Д завися от температурата на околната сре-
да и от вида на използуваните лепила. Определи се по преценка на
конструктора.
От каталозите на фирмите-производителки или от друг източ-
нпк [21] се определи най-близкият диаметър d, удовлетворяващ
(5.7). Определи се също съпротивлението Ад за 1 ш от този про-
водник.
Постояннотоковото (активното) съпротивление R на звуковата
бобина се приема с около 20% по-малко от номиналния импе-
85
дане на високоговорителя. Като се знаят /? и се определя об-
щата дължина I на проводника
Z = ^-, m.	(5.8)
Определя се средният диаметър </ср на звуковата бобина, след
което се намира броят на навивките п:
п=4~-	(5-9)
ср
Броят на навивките за един слой ще бъде ~.
Височината АЗВб на намотката на звуковата бобина ще бъде
Лзвб = Лс43-^-,	(5.Ю)
където
А= 1,1 —1,2 е коефициент на разреждане;
dm — диаметър на проводника с изолацията.
В случай че получената височина h3B б е малка, може да се из-
ползува проводник с по-голям диаметър — това ще облекчи ре-
жима на работа на звуковата бобина. Ако за ЛЗВб се получи
нежелано голяма стойност, трябва да се намали диаметърът на
проводника, но с това ще се увеличи токовото му натоварване А
и трябва да се вземат допълнителни мерки за увеличаване топ-
линната устойчивост на бобината или да се премпне към по-го-
лям диаметър на звуковата бобина, съответно и на магнитната
система.
Масата G на намотката на звуковата бобина се определя от
зависимостта
G = GjZ,	(5.11)
където
G1 е масата на проводника за дължина 1 m — дава се в
каталозите или справочниците.
Използуват се проводници с диаметър от 0,05 до 0,5 mm.
5.5.	Мембрана
Звуковото поле в пространството се създава от мембраната
на високоговорителя, поради което тя се нарича пзлъчващ елемент.
Мембраната трябва да може да създаде такова богатство от то-
86
нове, каквото се създава от цял оркестър, при това, без да внася
забележими изкривявания. С право никои специалиста твърдят,
че тя е най-важният елемент на високоговорителя. Наистина как-
ва би била ползата от използуването на голям и скъп магнит,
ако мембраната е с ниски качествени показатели!
Фиг. 5.14. Мембрана за коиусен електродинамичен високоговорител
о — с кръг ла форма; б — с овал на форма
1 — шийка; 2 — конус; 3 — гънки; 4 — периферия
Мембраните имат конична форма и според предназначението си
се изработват с крыла или овална основа (фиг. 5.14). Трябва да
се има пред вид, че съображенията за избора на формата на мем-
браната определят формата на високоговорителя, а не обратното.
Към върха на конуса мембраната винаги има кръгла форма и
завършва с цилиндрична част 1, висока 2—3 mm, която се нари-
ча шпика на мембраната. Вътрешният диаметър на шийката е ра-
вен на външния диаметър на звуковата бобина, тъй като боби-
ната се залепва към шииката на мембраната.
Към основата на конуса мембраната завършва в гофрирана
(нагъната) част 3 с един равнинен пръстен на края 4, който слу-
жи за залепване на мембраната към шасито. Частта 3 се нарича
87
гъвки или гофри на мембраната и служи за гъвкавото й окачва-
не. По-точно гьнките служат да ограничат движението на мем-
браната само в посока по оста, да не позволяват радиални движе-
ния. Освен това посредством гьнките се постига линейна зависи-
мост на изместването на мембраната от приложената сила за
по-големи амплитуди. Това означава също, че посредством гън-
ките гъвкавостта на мембраната остава постоянна при по-големи
амплитуди. Ако окачването се ссъществява посредством равни-
нен пръстен (ненагънат), гъвкавостта ще бъде постоянна само
при малки амплитуди; при големи отклонения гъвкавостта ще на-
малява с увеличаване на отклонението. Такова явление е недопу-
стимо. То води до появата на големи нелинейни изкривявания.
Трябва да се има пред вид обаче, че гьнките не увеличават, а
напротив, намаляват гъвкавостта на окачването на мембраната,
но позволяват тя да извършва по-големи амплитуди.
Мембраните се пзработват от целулоза, смляна до определе-
на степей, което се оценява в градуси по Шопер — Риглер (°ШР).
Различайте видове мембрани се пзработват от различии целуло-
зи, като най-често се използуват целулозни смески с добавка на
никои пълнители — памук, медицинска вата или др. под. Широко при-
ложение в производство™ на мембраните намират сулфитната
белена целулоза, сулфатната небелена целулоза, кабелната целу-
лоза и др. Степента на смилането на целулозата за различии™
видове мембрани е различна, като се измени в границите от 18
до 36°ШР. Начинът на смилане на целулозата е от много голямо
значение — необходимо е смилането да доведе до разцепване влак-
ната по дължина, а не до скъсяването им чрез нарязване по дъл-
жина. Смилането на целулозата се осъществява в холендри, ко-
нични мелници или в ултразвуково поле. В резултат на изслед-
вания е установено, че най-добри резултати се получават при ул-
тразвуково смилане на целулозата.
За мембрани на малогабарптни високоговорители и в никои
специални случаи се използуват пластмасови материали—поли-
карбоватно фолио, полистирол и пр.
Като оценяват важността на мембраните, напоследък много
фпрми търсят нови материали за тях.
Основните електроакустични показатели на високоговори-
телите в значителна стелен зависят от параметрите на мембра-
ните.
Ефективното възпроизвеждане на ииските честоти зависи от
големината на резонансната честота на високоговорителя, която
се определя главно от резонансната честота /ом на мембраната.
Математическата зависимост между параметрите маса ты и гъв-
88
кавост с„ на мембраната и нейната резонансна честота /ом се
дава с израза
= <5Л2>
J 2st рпм см
Възпропзвеждането на ниските честоти е толкова по-ефектив-
но, колкото по-ниска е резонансната честота /см. Намалява-
нето на /ом може да се постигпе чрез увеличаване на масата
тк или чрез увеличаване на гъвкавостта с,... На практика увели-
чаването на масата не представлява проблем, но много рядко се
използува като средство за намаляване на резонансната честота,
тъй като има много отрицателни последний — намалява ефектив-
ността на преобразуването (чувствителността) и увеличава качест-
вения фактор, а с това увеличава и продължителността на пре-
ходните процеси. Трептящата система става по-инертна.
Значително по-трудно се увеличава гъвкавостта на окачването
G,, но за сметка на това влиянието върху параметрите на висо-
коговорителя е много по-благоприятно — почти не се измени чув-
ствителността, а качественият фактор и продължителността на.
преходните процеси се намаляват. Увеличаването на гъвкавостта.
може да се постигне главно по два начина — като се увеличп.
шпрочината на гънките b или като се намали дебелината им Дг..
Съгласно [21] гъвкавостта на кръгли мембрани се определя с
израза
ск =...-	---,	(5.13).
я Е A^(fe+D)aia2
където
а е коефициеитът на Поасон (а = 0,254-0,3);
Е—модулът на еластичността;
<*! — коефициент, конто зависи от профила на гънките;:
а2—коефициент, който зависи от отношение™ -у-.
Увеличаването на шпрочината на гънките при определен вън-
шен размер на мембраната означава да се намали площта на из-
лъчване. При кръглите високоговорители е установено, че за
дадена честота гънките проявяват собствен резонанс. За тази че-
стота те излъчват противофазно на конуса на мембраната, като
създаваното от гънките и основното звуково налягане са от един
порядък. В резултат на това в честотната характеристика на ви-
сокоговорителя се появява една дълбока падина. Освен това.
създаденото от гънките звуково поле съдържа хармоници със
89-
значително ниво. Ето защо не е желателно да се увеличава по-
вече от необходимого широчината на гънките на мембраната. За
предпочитаие е да се намалява дебелината на гънките Дг. Но и
тук трябва да се внимава да не се получи рязка граница в де-
белииата на материала, защото също съществува опасност от
поява на падина в честотната характеристика. В този случай па-
дината би се дължала на отражението на разпространяващата се
по конуса на мембраната вълна.
Гънките на почти всички видове мембрана за високоговори-
тели след изработката им се импрегнират допълнптелно с раз-
личии импрегнанти.
Използуват се различии профили на гънките. Най-широко при-
.ложение са намерили трапецовидните, синусоидалнпте, кръговите
.и трионообразните гънки. Стойностите на коефициента ах за раз-
.личните профили са дадени съгласно [21] в табл. 5.2.
Таблица 5.2
Вид на профила на гън- ките	Плоскссг	Трапеце- виден	Трионооб- разен	Синусо- идален
Стойност на коефипиен- та «1	1	2	3	4
На табл. 5.3 е дадена зависимостта на коефициента а2 от от-
ношеиието — съгласно [21].
Таблица 53
Н Отношение -j—	0	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4
Стойност на коефи- циента а2	1	1.5	2,6	3,4	3,7	4,2
Както се вижда от таблиците, гъвкавостта намалява с увели-
чаване на височината на гънките и на дължината на една гън-
ка. В същото време се увеличава размахът, в границите на кой-
то гъвкавостта не зависи от отклонение™.
Съобразно амплитудите, конто ще извършва мембраната, се изби-
рат профилът, височината и широчината на гънките й. Необходимата
резонансна честота се постига чрез изменение на материала и глав-
но на дебелината на гънките или чрез допълнителна обработка —
импрегнираие. Все пак трябва да се има пред вид, че резонанс-
ната честота на мембрана с определена размери не може да се
направи производно ниска. Например мембрана с диаметър 100 mm
има резонансна честота около 200 Hz. Тя може да се понижи до
около 150 Hz, не и до 50 Hz. Увеличаването на резонансната
честота се осъществява по-лесно, но и то има граници.
Гънките на мембраната са онази част на високоговорнтеля,
която е подложена на огъване при разтрептяване на подвижната
му система. Следователно в тях възникват сили на триене, конто
внасят активни загуби в трезтящата система. Колкото по-големл
са вътрешните загуби на материала, използуван за гънките, тол-
кова по-големи са активните загуби на трептящата система.
Посочено бе, че високоговорителите трябва да имат кратки
преходни процеси, което се постига чрез нисък качествен фактор
на трептящата им система. Съгласно (4.3) големйте активни за-
губи способствуват за намаляване качествения фактор на високо-
говорителите. Оттук следва, че е желателно активните загуби в
гънките на мембраната да бъдат по възможност по-големп. За-
това при изработката на мембраните гънките не трябва да бъдат
силно пресувани; по-добре е да бъдат рехави.
Твърде често гънките на мембраните се изработват отделно и
се залепват към излъчващия конус. Това дава възможност да се
мзползуват други материали за гънките, конто не са подходящи
за излъчващия конус. Като самостоятелен детайл гънките се из-
работват от най-различни материали. За висококачественп ниско-
честотни високоговорители се използуват гънки от микропореста
каучукова смес, от поливинилхлорид, който също може да има
микропореста структура, от гумиран плат и др. За високоговори-
тели, предназначени за вграждане в озвучителни тела за оркестри,
гънките се изработват от хартия, специално импрегниран плат,
пзкуствена или естествена кожа и др.
Горната гранична честота на високоговорнтеля също се опре-
дели от параметрите на мембраната. Колкото по-лек и по-твърд
е излъчващият конус на мембраната, толкова по-гисока е горна-
та гранична честота на високоговорнтеля. Установено е, че в същ-
ност излъчването на иай-високите честоти се осъществява само
от върха на конуса. Следователно той трябва да бъде лек и
твърд. За увеличаване твърдостта на върха на конуса е необхо-
димо ъгълът а да има малка стойност. Това се постига по раз-
личии начини.
а.	Общага височина h на конуса да бъде голяма. Това не е
много желателно, тъй като се увеличават габаритнпте размери
на високоговорнтеля, а освен това високоговорителят излъчва
91
много насочено високите честоти. При праволинейна оо^азуваща
на конуса съществува опасност той да започне да се огъва за
никои честоти и да възникнат недопустим!! нелинейни изкривява-
ния, а също и върхове и падини в честотната характеристика.
б.	Образуващата на конуса да бъде криволинейна. Най-често
образуващата представлява част от окръжност, но се използуваг
и по-сложни криви, например косинус хиперболичен или друга
подобна крива. Пелта е образуващата да бъде такава, че стръм-
ността при върха на конуса да бъде голяма и ъгълът а да бъде
малък.
в.	Пзползуването на мембрана с овална (елиптична) форма. В
този случай стръмността на образуващата при върха на конуса
ще бъде различна за различните точки на окръжността, в която
завършва конусът. Най-голяма стръмност, съответно най-малка
стойност на ъгъла а, ще има за сечението, минаващо през мал-
ката ос на овала (елипсата). Разбира се, при овалните мембранп
също се използуват криволинейни образуващи на конуса.
Горната гранична честота /г па високоговорителя зависи твър-
де сложно от параметрите на мембраната. Посочените начини
за увеличаване на /г се отнасят за определен тип високоговори-
тел при зададени диаметър D на мембраната и диаметър d на
звуковата бобина. Ако обаче се увеличи диаметърът d при запа-
зване големината на D и формата на кривата на образуващата
иа конуса, ъгълът а ще се намали. Би трябвало да се очаква, че
/г ще се увеличи, но на практика е установено, че в този случай
горната гранична честота се намалява. Две са основните причини
за това: с увеличаване на диаметъра на конуса при върха на
мембраната се намалява неговата твърдост; освен това звуковата
бобина с по-голям диаметър ще бъде навита от по-дебел провод-
ник, следователно ще бъде по-тежка.
Увеличаването на горната гранична честота може да се по-
стигне чрез технологични фактори. Например с увеличаване сте-
пента на смилане на целулозата се увеличава твърдостта на мем-
браната, а оттам и горната гранична честота на високоговорителя.
Импрегнирането на мембраната при върха на конуса й с втвърдя-
ващп импрегнанти също спомага за увеличаване на /г.
Към същпя резултат довежда и пзползуването на по-твърди
сортове целулоза или прибавянето към целулозната смес на мате-
риали, конто втвърдяват мембраната.
Честотната характеристика на високоговорителя зависи непо-
средствено от неговата мембрана и по-точно от образуващата на.
конуса. Мембрани с праволинейна образуваща на конуса почти
не се срещат, с изключение на никои определени типове ниско-
92
честотни"високоговорители. Причината за това е, че правнят ко-
нус лесно се огъва при определен!! честоти и различните негови
части трептят в противофаза. В резултат на това в честотната
характеристика на високоговорителя се появяват дълбоки падини;
възникват и значителни нелинейни изкривявания — появяват се
субхармоници на сигнала.
Освен това е установено, че мембраната на високоговорителя
трепти като едно цяло (като бутало) само в областта на ниски-
те честоти. Граничната честота /кр на буталното трептене се на-
рича критична честота и съгласно [7] се определя с израза
/кр
с	110_
л ^сф	^сф
(5.14)
където
2)Сф е ефективният диаметър на излъчващата повърхност
на мембраната, т;
с — скоростта на разпространение на звука, m/s.
В [20] за определяне на /кр е дадена зависимостта
,	125
кр— ь »
(5.15)
където
b е дължината на образуващата на конуса, т.
За високоговорител с номинален диаметър $ 200 mm се полу-
чава Оеф?«0,18 т. Съгласно (5.14) се изчислява /кряи650 Hz. За
същия високоговорител frM),ll m и съгласно (5.15) се изчислява
/кр^ИОО Hz. Създаваното от високоговорителя звуково налягане
До /кР е почти постоянно.
Над /кр трептят отделни участъци от мембраната, конто из-
лъчват най-силно за резонансната си честота. Образуващата на
конуса на мембраната трябва да бъде такава, че веднага след /кр
да започнат да излъчват отделни зони, конто да се намират в
състоянпе на резонанс. Ако най-ниската резонансна честота на
отделните зони се намира значително над /кр, съществува опас-
ност от появата на падина в честотната характеристика малко
«ад /кР.
При криволинейна образуваща на конуса на мембраната стре-
межът към голяма стръмност при върха на конуса не бива да
довежда до получаването на широка плоска част в близост до
гъпкпте на мембраната, защото в тази облает мембраната ще мо-
же лесно да се огъва и да се появят падини в честотната харак-
теристика на високоговорителя и големи нелинейни изкривявания.
Дебелината на мембраната оказва влияние върху чувствител-
ността на високоговорителя и върху нелинейните му изкривява-
93
ния. Колкото по-тънка е мембраната, толкова по-лека ще бъде тя
и толкова по-голяма ще бъде чувствителността на високоговори-
теля при еднакви други условия. Но тънката мембрана се огъва
по-лесно, т. е. възникването на нелинейните изкривявания се улес-
нява. Освен това в тънката мембрана загубите са по-малки, кое-
то също е нежелателно. За получаване на малки изкривявания и
големи загуби мембраната трябва да бъде дебела и тежка, което,
както се изтъкна, е неблагоприятно за чувствителността и каче-
ствения фактор. Рецепта за намиране на компромисно решение
не може да се даде. Решаващо водещо начало е дебелината на
мембраната да се подбере съобразно мощността на високогово-
рителя, така че тя да не се огъва при номинално натовар-
ване.
За увеличаване на чувствителността на високоговорнтеля (при
необходимост) трябва да се търси решение с използуването на
магнитна система, осигуряваща по-голям работен магнитен поток.
Мембраните се изработват чрез отлагане на целулозната смес
върху сита посредством специални автомати или полуавтомат»
за отлпване па мембрани. Отложената целулоза със ситото се
поставя в специална метална пресформа, загрята до 200—250°С,
където получава точно формата си и се изпича. Температур.ата
на пресформата, налягането и продължителността на изпичането
оказват съществено влияние върху параметрите на мембраната и
върху качествените показатели на високоговорнтеля.
От казаното става ясно, че конструкцията, параметрите и тех-
нологнята за изработване на мембраната оказват голямо влияние
върху качествените показатели на високоговорнтеля. Може да се
приеме, че конструирането на мембраната, определянето на мате-
риала и технологията, по която да се изработи тя, са най-важни-
те проблеми, конто трябва да решава конструкторът на даден
високоговорител. Многостранното влияние на конструктивните па-
раметри на мембраната върху качествените показатели на високо-
говорителя предоставя на конструктора твърде широко поле за
творческа изява. Във всеки високоговорител или по-точно във _
всяка мембрана за високоговорител се отразява натрупаният опит,
техническият мироглед на неговия конструктор.
5.6.	Трептилка (центрираща шайба)
Предназначението на трептилката е да фиксира точно разпо-
ложението на звуковата бобина в работната въздушна междина.
Основиите изисквания към нея са:
94
а. Да притежава голяма твърдост (малка гъвкавост) в радиал-
но (напречно) направление, така че звуковата бобина да не се из-
мества дори и с 0,05 пип в това направление при функциониране-
то па високоговорители.
б.	Да притежава голяма
гъвкавост (малка твърдост) в
направление по оста (аксиал-
но направление), така че из-
нестването на звуковата бо-
бина в това направление да
става почти безпрепятствено,
с прилагането на много мал-
ка сила.
в.	Да позволява трептене-
то с големи амплитуди на
звуковата бобина в аксиално
направление, като запазва по-
стоянна стойността на своята
гъвкавост.
г.	Да не проявява ефекти
на звънтене в номиналния че-
стотеп обхват на високогово-
рителя.
д.	Да не изменя формата
си под действието на клима-
тичните фактори в определен!!
границн.
е.	Да има пореста струк-
тура, така че да не се по-
лучава под нея затворен обем
въздух, който би оказвал
влияние върху качествените
показатели на високоговори-
теля.
В миналото са се изпол-
зували т. нар. паякови треп-
тилки. Те са се изработвали
от тънък гетинакс или тек-
столит чрез щанцуване (фиг.
5.15). Сега такива трептилки
намират приложение само при
пзработването на никои спе-
Циални типове високогово-
рители.
Фиг. 5.15. Паякова трсптилка
Фиг. 5.16. Гофрирани трептилки
а — с трапецевиден профил; 6 — с трионобразеи
профил; в — с полукръгов (или синусоидален)
профил
95-
Широко приложение намират гофрираните трептилки (фиг. 5.16).
Те се пзработват от импрегнирани в бакелитов разтвор памучни
или копринени тъкани.
Импрегнираната тъкан се поставя в нагорещена до 200—250°С
метална пресформа, при което придобива желаната форма, а ба-
келитовата смола полимеризира и като термореактивна пластмаса
не позволява изменението на формата на трептилката. По принцип
могат да се използуват най-различни тъкани, но те трябва да
притежават определени текстилни и технико-механични качества —
от всеки плат трептилка не става. Преди всичко платът трябва
да бъде уравновесен както по основата, така и по вътъка. Това
означава посоката на усукване на нишката да се редува —
две нпшки, усукани наляво, съседните две — усукани надясно,
следващите две — отново усукани наляво и т. н. Редуването мо-
же да бъде и през една нишка. Такава структура на плата е не-
обходима, за да няма вътрешни напрежения в плата и да не се
изкривяват трептилките след изпичане.
Нишката, от която се изработва платът за трептилки, трябва
да бъде силно усукана — от 1500 до 2000 сука на метър. В
противен случай при изпичане на трептилката платът се прокъс-
ва, тъй като няма възможност за разтегляне на нишката. Силно
усуканата нишка позволява разтегляне в известии граници.
Най-добри резултати се получават от плат, изтъкан от изкуст-
вен креп, при който броят на нишките на 1 ст по основата и по
вътъка е 30.
Конструкцията на различии видове трептилки е дадена на
•фиг. 5.16. Диаметърът на вътрешния отвор на трептилката тряб-
ва да бъде равен на външния диаметър на шийката на мембра-
ната. Редно е трептилката да се залепва към шийката на мем-
браната, тъй като само така може да се получи много здраво
залепване.
Влиянието на конструктивните параметри върху гъвкавостта
•е аналогично, както при гънките на мембраните. Гъвкавостта ст на
трептилката се определя с израза
(1 —аг) Ь*
пЕЬ% (bT +de ) агаг
(5.16)
където
Ьт — шпрочината на гофрираната част на трептил-
ката;
Дт —дебелината на трептилката след изпичане;
da — диаметърът на вътрешния отвор на трептил-
ката;
96
а£ и а.2 се определят, както при гънките на мембраните.
В никои случаи последната гънка завършва с едно удълже-
ние, което се нарича столче (фиг. 5.16 а и 5.166). Такава треп-
тилка прптежава по-голяма гъвкавост и позволява по-голяма ам-
плитуда на звуковата бобина.
5.7.	Шапка
Шапката на високоговорителите служи за предпазване на ра-
ботната въздушна междина на магнитната система от попадане
па чужди тела. Особено опасно е попадането на метални струж-
ки, конто се задържат от магнитното поле и пречат на движе-
нието на звуковата бобина. Шапката се залепва към върха на
конуса на мембраната, близо до звуковата бобина, както е пока-
зано на фиг. 5.17.
Обикновено шапките се изработват от импрегниран плат, за
да може въздухът, който се намира под тях, да преминава сво-
бодно. Най-често се използува същият плат, от който се изра-
ботват трептилките, като технологията се унифицира.
Използуват се и шапки от плътен материал, например хартия.
В този случай под шапката и навътре в магнитната система се
Фиг. 5.17. Предпазване на въздушната междина от
попадане на чужди тела
а — с изпъкнала шапке; б — с вдлъбнатл шапка;
1 — мембрана; 2 — звукова бобина; 3 — предпазна шапка
затваря определен обем въздух. При трептенето на мембраната
този въздух е подложен на свиване и разреждане и пграе ролята
На допълнителна гъвкавост, която води до известно увеличаване
Змсокогозорители и озвучнтелни тела
97
на резонансната честота на високоговорителя. Все пак обемът
въздух под шапката не е плътно затворен — чрез цилипдричния
отвор, определен от външната страна на звуковата бобина и гор-
ната полюсна наставка, той е свързан с въздуха под трептилката
или (поради въздухопропускателността на трептилката) с възду-
ха, намиращ се от задната страна на високоговорителя. Свързва-
щият отвор обаче е много тесен и въздухът е подложен на сви-
ване и разреждане. За да се избегне затварянето на въздушната
маса под шапката, се прибягва до пробиване на кръгли отвори
върху мембраната непосредствено под шапката. Ако звуковата
бобина е с голям диаметър и основата й е достатъчно здра-
ва, може да се пробият отвори върху основата на звуковата бо-
бина.
Шапката може да бъде както изпъкнала (фиг. 5.17 а), така
и вдлъбната (фиг. 5.17 6). Напоследък се предпочита шапките,
изработени от хартия, да се залепват, както е показано на.
фиг. 5.17 6, и то така, че да не се различават от мембраната, за
да се създава впечатление, че мембраната не е пробита в сре-.
дата.
Наред с основного си предназначение шапката изпълнява и,
други функции. В някои случаи тя се използува за коригирапе
на честотната характеристика на високоговорителя. При мощните;
високоговорители се използуват много здрави и сравнително го-
леми шапки (залепват се малко по-високо от върха на конуса), с
което се цели да се увеличи здравината на мембраната и да се
предотвратят евентуални деформации на звуковата бобина. В то-
зи случай шапките се изработват от метал — алуминий или ме-
синг с дебелина от 0,5 до 0,8 гпш.
5.8.	Шаси (корпус)
Принципната конструкция на този детайл е дадена на фиг. 5.18.
Основного изискване към шасито е да бъде достатъчно здра-
во и стабилно, да не се огъва под тежестта на магнитната си-
стема.
Шаситата на високоговорителите с размер до 200 mm се из-
работват от листова стомана чрез изтегляне и щанцуване. Здра-
вината им се увеличава чрез оребряване на отделни участъци.
Защитата от корозия се осъществява чрез специални покрития —
поцинковане за нормални климатични условия и кадмиране за.
тропични климатични условия. Прилага се също оксидиране, по-;
критпе чрез електрофореза, боядисване.
98
Фиг. 5.18. Шаси за високоговорител
а — с крыла форма; б — с овалн* форм*
99
Шаситата на високоговорителите с по-големи размери се шприц-
ват от силумин и се боядисват с хамершлак или друго лаково
покритие.
В същност определящи вида на шасито са не толкова него-
вите размери, колкото масата на магнитната система, конто мо-
же да огъне шасито в процеса на експлоатация и да разцентро-
ва звуковата бобина.
Опасност от огъване на шасито съществува и при монтажа
му към съответното устройство, ако в едната (или две срещу-
лежащи) от четирите точки на закрепваие притискането е значи-
телно по-силно, отколкото в останалите.
5.9.	Изводи
Изводите на електродинамичните високоговорители служат за
осъществяване на електрическа връзка между звуковата им бо-
бина и изхода на усилвателя. На пръв поглед те нямат пряко
отношение към качествените показатели на високоговорителите,
но в същност надеждността и паспортната мощност на послед-
ните в значителна степей зависят от конструкцията на изводите.
Проводникът от звуковата бобина се извежда по образуваща-
та на мембраната и се спойва към малък нит, разнитен върху
мембраната, както е показано на фиг. 5.19. Към същия нит се
спойва гъвкав проводник, който има по-голямо сечение от про-
водника на звуковата бобина. При трептене на мембраната гъв-
кавият проводник се огъва в зоната непосредствено до нита, оз-
начена на фиг. 5.19 с А. Ако при извършване на спойката по
гъвкавия проводник потече припой или дори само флюс, зоната
А се втвърдява и в процеса на работа гъвкавият проводник ще
се скъса на това място. При мощни високоговорители е жела-
телно зоната А да се обвие с дебелостенна (около 1—2 mm)
тръба от каучукова смес, но без сяра, защото от сярата провод-
никът кородира много бързо. Може да се залее със силиконова
паста или друг материал, който да осигури меко огъване на гъв-
кавия проводник.
В последно време проводникът на звуковата бобина се усук-
ва около гъвкавия проводник и се спойва към него предварител-
но. След залепване на звуковата бобина към мембраната гъвка-
вият проводник се прокарва през малък отвор на мембраната,
като мястото със спойката остава върху мембраната и се залеп-
ва, както това е показано на фиг. 5.20. Ако има втвърдена част
от гъвкавия проводник, тя също трябва да остане върху мембра-
100
пата. Желателно е в мястото, където гъвкавият проводник пре-
мннава през мембраната, да се постави капка от гъст разтвор
на синтетичен каучук, силиконова паста или др. под. Този начин
на извеждане от мембраната е по-надежден от посочения на
Фиг. 5.20. Мембрана със звукова бо-
бина — гзводи без кух нит
2 — мембрана; 2—звукова бобина; 3 — про-
водник от звуковата бобина; 4 — спойка; 5 —
мишурен проводник (гъвкав)
Фиг. 5.19. Мембрана със звукова бо-
бина — изводи чрез кух нит
/ — мембрана: 2 — звукова бобина; 3 — про-
водчик от звуковата бобина; 4 — кух нит;
5 — мишурен проводник (гъвкав); 6—спойка
фиг. 5.19. За някои много мощни високоговорители гъвкавият
проводник се прекарва още два пъти през мембраната.
Гъвкавият проводник представлява определен брой усукашГми-
шурени нишки. Мишурената нишка от своя страна представлява мно-
го тънък меден проводник, обвил тънка копринена нишка. Необхо-
димо е да се има пред вид, че обезателно трябва да се използува
нишка от естествена коприна или пене устойчива на температурата
на разтопения припой нишка. В противен случай при спойване на
гъвкавия проводник копринената нишка изгаря, проводникът
губи своята гъвкавост и лесно се прекъсва в процеса на експло-
атация. В зависимост от мощността на високоговорителя се из-
ползуват различен брой мишурени нишки, усукани в мишурено
въже.
В последно време някои водещи в производството на високо-
говорнтелн фирми използуват гъвкав проводник, който представ-
лява оплетка от тънък медец' проводник, подобно на ширмовката
за микрофонните проводницы.
101
При прекъсване на високоговорител, намиращ се в процес на
експлоатация, препоръчително е да се реализира връзката, даде-
на на фиг. 5.20. Ако се реализира връзката от фиг. 5.19. съще-
ствува опасност от прегаряне на мембраната около нита, особено
ако моитьорът не е с висока квалификация.
Фиг. 5.21. Изводиа плочка
а — с единично кабелно ухо; б — с део' но кабелно ухо
/ — плочка; 2 — кабелно ухо; 3 — отвор за заинтване към ш; си
Съществува голямо разнообразие на свързване на изводните
гъвкави проводници към изводите на самия високоговорител. При
високоговорителите за обща употреба широко приложение нами-
рат изводните тючки с единични кабелни уши, както е показано
на*фиг. 5.21 а, или с двойни кабелни уши (фиг. 5.21 б). Гъвкавият
проводник се спойва към централния отвор (фиг. 5.21 а), при което
съществува опасност от втвър-
дяването му непосредствеио до
мястото на спойката. Тази опас-
ност се избягва, като гъвка-
вият проводник преминава през
централните отвори, ко спой-
ката се осъществява в един от
крайните отвори (фиг. 5.21 б).
Желателно е в централните
отвори да се постави някакъв
Фиг. 5.22. Извод през гумен накрайник
7 ’— мишурен проводник; 2 — гумен накрай-
ннк; 3 — извод ио перо; 4 — слойка
мек материал — синтетичен каучук или нещо подобно. Трябва
да се има пред вид, че гъвкавият проводник се огъва в непо-
средствена близост до централния отвор и за да не се къса огъ-
ването трябва да става по дъга. •
102
Използува се и прокарването на гъвкавия проводник през гу-
мен накрайник, който се закрепва на специално място върху ша-
сито на високоговорители, както е показано на фиг. 5.22. Гуме-
ният накрайник трябва да бъде мек и да не съдържа сяра, от
която кородира изводното перо.
Изводите на мощните високоговорители представляват най-
различни букси, никои от конто позволяват осъществяване на
връзката с усилвателя без спойка.
Върху една от изводните клеми или в непосредствена близост
до ней трябва да се означи поляритетът на високоговорнтеля.
Обикновено се поставя знак или точка. Разбира се, това не
е производно, а отговаря на реакцията на високоговорнтеля към
прилагане на електрическо напрежение с определен поляритет.
Ако към изводите на високоговорнтеля се включи източник на
постоянно напрежение (батерия), като към извода „ + “ се вклю-
чи положителният полюс на батерията, мембраната трябва да се
придвижи напред по посока на излъчването. Поляритетът на ви-
сокоговорителите има голямо значение в случайте, когато одно-
временно функционират два или повече високоговорители.
Глава шеста
ФАКТОРИ, ОПРЕДЕЛЯЩИ ОСНОВНИТЕ ПОКАЗАТЕЛИ
НА ЕЛЕКТРОДИНАМИЧНИТЕ ВИСОКОГОВОРИТЕЛИ
6.1.	Фактори, от конто зависи чувствителността
на високоговорителите
Съгласно [4] коефициентът на полезно действие на електро-
динамичните високоговорители се определи от зависимостта
1.2 Р.
ЯСо
В2 V
knP
₽сл
(6.1)
където
е магнитната индукция в работната въздушна межди-
на на магнитната система;
Ппр — обемът на медта на звуковата бобина в работния
въздушен обем на магнитната система;
103
рел —специфичного електрическо съпротивление на про-
водника на звуковата бобина;
/пд —динамичната маса на трептящата система на висо-
коговорителя, включваща и присъединената ма-
са гпц;
S—площта на излъчване на високоговорителя;
р, — плътността на въздуха;
со — скоростта на разпространение на звуковите вълни.
Зависимостта (6.1) е изведена при условие, че височината h3BS
на звуковата бобина е равна на височината hs на работната въз-
душиа междина и входният импеданс на високоговорителя е при-
близително равен на номиналния. От фиг. 4.2 се вижда, че за
средните честоти ZBy^ZHOK. Следователно зависимостта (6.1) е
в сила за средните честоти. Колкото по-висок е к.п.д., толкова
по-голяма е чувствителността на високоговорителя.
От зависимостта (6.1) се вижда, че за да бъде голяма чув-
ствителността на високоговорителя, трябва да бъдат големи маг-
нитната индукция В» на работната въздушна междина и обемът
на медния проводник Упр в работния въздушен обем на магнит-
ната система.
Магнитната индукция Вл може да се увеличи, като се увели-
чи коефициентът на използуваемост на магнита, като се увеличи
обемът на магнита или се използува магнит с по-голяма енергия
в единица обем. Известно е, че магнитната индукция зависи от
магнитния поток Фй , като
ф
Вг —,	(6.2)
където
Ss е повърхността, определена от височината на работ-
ната въздушна междина и средния й диаметър.
От (6.2) се вижда, че индукцията може да се увеличи, като
се намали , но от това няма полза. Намаляването на озна-
чава да се намали обемът на работната въздушна междина, а с
това и обемът 1/пр на медния проводник. Освен това, за да се
запази съпротивлението на звуковата бобина, ще трябва да се
намали диаметърът на медния проводник, което намалява въз-
можността за електрическо натоварване на високоговорителя,
намалява неговата паспортна мощност.
За увеличаване чувствителността на високоговорителите тряб-
ва да се увелпчава магнитният поток Фг независимо от това, че
в израза (6.1) участвува магнитната индукция В&.
104
Увеличаването на обема Угр на медния проводник при зада-
ден обем V/, на работната въздушна междина е възможно само
чрез подобряване запълването, т. е. чрез използуване на меден
проводник с правоъгълно напречно сечение вместо кръгъл про-
водник. Практическага реализация на тази идея е твърде трудна
попе засега. Изработването на меден проводник с правоъгълно
сечение е трудно, но още по-трудно е покриването му с лакова
изолация. Профилпрането на кръгъл изолиран проводник чрез
прекарването му между валци крие опасност от нарушаване на
изолацията му.
Ако се използува обаче изолация, която притежава еластични
свойства, профилпрането на изолиран кръгъл проводник няма да
бъде проблем.
увеличаването на отношението —— при зададени размера на
високоговорителя означава да се намалява пга . Динамичната
маса тд на трептящата система на високоговорителя представля-
ва сума от масата на звуковата бобина, масата на мембраната и
присъединената маса въздух, която трептн заедно с мембраната
п се определя от повърхността 5' на излъчване на мембраната..
Намаляването на масата на звуковата бобина при даден материал
за проводника й е безсмислено, тъй като се намалява УГ1р. Върху
присъединената маса не може да се влияе. Остава единствено да
се намалява масата на мембраната. При определен материал за
наработка на мембраната това означава да се намалява дебелина-
та й. Ясно е, че възможностпте в това отношение са съвсем ог-
раничени. Намаляването на дебелипата на мембраната води до
памаляване на механичната й устойчивост и до поява на нели-
нейни изкривявания. Търсенето на нови материали за мембрани е
насочено главно към материали, конто имат малка плътност, го-
ляма механична якост, големи вътрешни загуби и ниска себе-
стойност.
С цел да се намали масата на звуковата бобина се търсят и
нови материали за проводника й. Изискването към тях е да имат
малка плътност и малко специфично електрическо съпротивле-
ние рел, което участвува в знаменателя на (6.1). Засега единствен
конкурент на медта, която има малко рел, е алуминият. Изпол-
зуването на алумпниев проводник за звуковата бобина в някон
случаи води до увеличаване на чувствителността на високогово-
рителя с до 3 с1В. Не бпва обаче да се смята, че замепянето на
медния с алуминиев проводник при всички високоговорители ще
доведе до увеличаването на чувствителността им. В някои
случаи чувствителността ще се запази на същото ниво, а в пя-
105
кои случаи може дори да се намали. Внимателно трябва да се
изследва съотношението между масите на мембраната, звуко-
вата бобина и присъединения въздух, като се има пред вид от-
ъошеиието между рел на медта и алуминия. В [4] е показано, че
Фиг. 6.1. Работна въздушна междина
а — постоянно магнитно поле (идеален случай);
б — равположеиие на ввуковата бобина
на високоговорителя е максимален, ако масата на звукова-
та бобина т-лв масата на мембраната тк и масата тн на при-
•сьединения въздух удовлетворяват равенството
/И38 б ”	(6.3)
Разположението на звуковата бобина в работния въздушен
•обем е един от факторите, определящи чувствителността на ви-
сокоговорителите. Целта е така да се разположи звуковата боби-
на, че целият магнитен поток да взаимодействува с всички на-
вивки от звуковата бобина. Най-добър резултат би се получил,
ако магнитната индукция има постоянна стойност в работната
•.въздушна междина, извън нея тя е равна на пула, а височината
на звуковата бобина е равна на височината на работната въздуш-
на междина, както това е показано на фиг. 6.1. Трябва да се
има пред вид обаче, че разглеждането се отнася за средни че-
стоти, при чието възпроизвеждане звуковата бобина трепти с
малки амплитуди. 11а практика стойността на магнитната индук-
ция е неравномерна и постепенно намалява до пула извън работ-
ната въздушна междина, както е показано на фиг. 6.2 а. При това
към вътрешността на магнитната система тя намалява по-плав-
но (фиг. 6.26). Максимална чувствителност в този случай се по-
.лучава, ако височината на звуковата бобина е малко по-голяма
106
от височината на работната въздушна междина (с около 10%),
а средите им не съвпадат — звуковата бобина трябва да бъде
леко изместена към вътрешността на магнитната система
(фиг. 6.2 в).
Фиг. 6.2. Работна въздушна междина
а — постоянно магнитно поле (реален случай);
б — разпределение на иидукцията във въздушната междина;
в — развод ожение на звуковата бобина
Фиг. 6.3. Положения на звуковата бобина и гънките
а — повдшната звукова бобина;
б — хлътнала звукова бобина;
Чувствителността на високоговорителя е показател, който се
постига в процеса на проектирането му и трябва да се осигуря-
ва в процеса на неговото производство. Увеличаването на чувст-
107
вителността па готов високоговорител е трудно или почти невъз-
можпо. Единственият начин е, ако магнитната система може да
се демоптира и на нейно място да се постави друга със същите
конструктивни размери, но с по-висока магнитна индукция.
Твърде често в процеса на изпълнение звуковата бобина не зае-
ма определеното й симетрично разположение в работната въз-
душна междина, а застава по навън или по навътре в магнитна-
та система, както е показано на фиг. 6.3 а и 6.3 6. И в двата
случая чувствителността на високогозорителя ще бъде понижена,
а както ще се види по-късно и нелинейните му изкривявания ще
бъдат по-големи от допустимите.' Такъв високоговорител може
да бъде поправев от опитен монтьор и да му бъде повишена
чувствителността. 1 !еобходимо е да се отлепи трептилката от
мястото на залепвапе при шийката на мембраната и да се зале-
пи по-високо (фиг. 6.3 а) или по ниско (фиг. 6.3 б), като одновре-
менно с това се центрова звуковата бобина в работната въздуш-
на междина. Опитният монтьор може да отлепи и звуковата боби-
на от мембраната, да я измести в съответната посока и да я
залепи повторно, като одновременно я центрова.
6.2.	фактори, от конто за виси честотният обхват
на високоговорителите
Долната гранична честота, която ефективно възпроизвеждат
високоговорителите, основно се определи от два фактора — резо-
наисната честота и качествения фактор.
На фиг. 6.4 са показани честотните характеристики на два
впсокоговорителя от един и същи тип, монтирани на безкраен
екран, конто се различават само по резонаисната си честота—-
единият има /ог= 100 Hz, а другият—/оа=160 Hz. При опреде-
лено допустимо намаляване на нивото на звуковото налягане ДА
за долната гранична честота /д за първия високоговорител се
отчита/Д1 = 55 Hz, а за втория—/д2—85 Hz.
На фиг. 6.5 са показани честотните характеристики на два
еднотип.чи високоговорнтеля, конто се различават само по стой-
ността на качествения сп фактор, като a Q2=0,5. Резонан-
сната честота на двата високоговорнтеля е 130 Hz. При същата
стойност на ДД се отчита /д1—55 Hz, а /д2=65 Hz.
От графиките на фиг. 6.4 и 6.5 се вижда, че ефективността
па възпроизвеждане на ниските честоти може да се подобри, ка-
то се увеличи качественият фактор или като се намали резонанс-
ната честота.
108
Увеличаването на качествения фактор почти нпкога не се из-
ползува като метод за разширявапе на честотната характеристика
на високоговорителите в областта на ниските честоти. Причините
са следните:
Фиг. 6.4. Честотнн характеристики на високоговорители
с равни качествени фактори, но с различии резояансни
честоти
Фиг. 6.5. Честотнн характеристики на високоговори-
тели с равни резонансни честоти, но с различен каче-
ствен фактор
Посредством повишаване на качествения фактор слабо се вли-
яе върху стойността на /д , особено ако Q>1. В този случай
само се увеличава нивото на звуковото налягане за резонансната
109
честота п се получава стръмно спадане към ниските честоти (под
резонансната честота). Има смисъл да се увеличава качественият
фактор само ако неговата стойност е по-малка от 0,5, тъй като в
този случай нивото на звуковото налягане е твърде ниско още
при резонансната честота.
В резултат на повишаването па качествения фактор се удъл-
жават преходните процеси на високоговорителя, което е нежела-
телно.
Установено е от субективнп прослушвания, че високоговори-
тел, чиято честотна характеристика има стръмни фронтове в об-
ластта на граничните си честоти, не звучи добре. Високият ка-
чествен фактор означава стръмен склон на честотната характери-
стика в областта на ниските честоти, следователно високоговори-
телят ще звучи лошо.
Не на последно място стой въпросът с амплитудата на треп-
тене. Подвижната система на високоговорител с висок качествен
фактор трепти с голяма амплитуда за резонансната си честота.
Ако гънките на мембраната не позволяват такава голяма ампли-
туда, високоговорителят внася недопустимо големи нелинейни из-
кривявания— до 50—60%, за резонансната си честота.
Намаляването на резонансната честота /0 на високоговорителя
е твърде благоприятно за разширяване честотната му характе-
ристика към ниските честоти. Като се има пред вид зависимостта
на /0 от динамичната маса тл и гъвкавостта с на високоговори-
теля, т. е.
/о
1
2к]%с
(6-4)
се стига до извода, че с еднакъв успех може да се изменя ма-
сата тл или гъвкавостта с. В същност това не е така. Трябва да
се вземе под внимание и влиянието на тези елементи на трептя-
щата система на високоговорителя върху останалите му качестве-
нн показатели — качествен фактор, чувствителност, нелинейни из-
кривявания и пр.
При разглеждане на съображенията за конструиране на мем-
браната бяха посочени предимствата и недостатъците на влияние-
то на масата и гъвкавостта върху резонансната честота на
мембраната.
Тук трябва да се има пред вид, че при определены парамет-
ри на мембраната може да се влияе в една или друга посока
върху резонансната честота на високоговорителя. Масата на по-
движната му система може да се изменя чрез пзползуването на
ПО
проводник с различен диаметър за звуковата бобина или чреэ
залепване към мембраната на допълнителни елементи с опреде-
лена маса. Гъвкавостта на трептящата система може да се изме-
ни чрез пзползуването на трептилки с различна гъвкавост. Обща-
Фиг. 6.6. Честотни характеристики на високоговорител,
чиято маса е изменена от mt на т2
та гъвкавост с се определя от последователиото свързване на
гъвкавостта на мембраната см и гъвкавостта на трептилката ст съ-
гласно зависимостта
см
см +СТ
(6.5)
Изтъкнато бе, че намаляването на резонансната честота чрез
увеличаване на масата е нежелателно поради нарастването на ка-
чсственпя фактор и намаляването на чувствителността. На фиг. 6.6
са показани честотните характеристики на един високоговорител^
на който резонансната честота е намалена от /01 на чрез уве-
личаване на масата на подвижната система. Вижда се, че се на-
малява чувствителността на високоговорителя, а в резултат на
по-високия качествен фактор се у величава и неравномерността на
честотната му характеристика. При това долната гранична често-
та не се намалява чувствително.
Много по-добри резултати се постигат чрез увеличаване гъв-
кавостта на трептящата система, като се увеличава гъвкавостта
на мембраната ск и на трептилката ст. Конструкторът трябва да
111
знае стойностите на тези гъвкавости поотделно и да се стреми
да увеличи по-малката от тях. Няма смисъл да се увеличава го-
лямата гъвкавост. По принцип гъвкавостта не оказва влияние вър-
ху чувствителността на високоговорителя. Съгласно (4.3) с увели-
Фиг. 6.7. Честотни характеристики на високоговори-
тели с различна гъвкавост
чаване на гъвкавостта стойността на качественна фактор се на-
малява. На фиг. 6.7 са показани честотните характеристики на
два еднотипни високоговорителя, конто се различават по резо-
нансните си честоти вследствие на различпите гъвкавости на окач-
ване на подвижните им системи. Вижда се, че долната гранична
честота /л2, съответствуваща на високоговорителя с по-голяма
гъвкавост, се намира с около една октава по-ниско от /дь При
това неравномерността е по-малка поради по-малкия връх при ре-
зонансната честота, дължащ се на по-ниския качествен фактор.
Отръмността на склона на честотната характеристика под резо-
нансната честота е по-малка, което също допринася за по-добро-
то звучене на високоговорителя.
В случай че качественият фактор на високоговорителя е доста-
тъчно нисък и неговото намаляване е нежелателно, а трябва да
се намали резонансната честота, одновременно с увеличаване на
гъвкавостта трябва да се увеличава и масата на трептящата си-
стема или да се намаляват активните й загуби.
От (4.3) се вижда, че при увеличаването на масата и гъвка-
востта в еднаква степей и при запазване на активните загуби не-
променени качественият фактор на високоговорителя остава не-
пременен. В същото време съгласно (6.4) резонансната честота
намалява. Увеличаването на масата обаче ще доведе до намалява-
не на чувствителността. На фиг. 6.8 са показани честотните ха-
112
рактеристики на два еднотипни високоговорителя, конто се разли-
чават по резонансна честота, но имат еднакви качествени факто-
ра. Долната гранична честота е по-ниска, но това е за сметка на
намалената чувствителност на високоговорителя.
Фиг. 6.8. Честотни характеристики на високоговори-
тели с еднакви активни загуби
В никои случаи, когато гъвкавостта не може да се увеличава
повече, а е необходима по-ниска резонансна честота на високого-
ворителя, се увеличава масата на трептящата му система, като се
увеличават и активните загуби, така че качественият фактор да
не се измени. Намаляването на чувствителността е неизбежно, но
е в интерес на разширяването на честотния обхват и подобрява-
нето на звученето на високоговорителя. Честотните характеристи-
ки на два еднотипни високоговорителя, конто имат различии маси,
различии резонансни честоти, но еднакви качествени фактори, са
идентичны с тези, дадени на фиг. 6.8.
Не са редки случайте, в конто се желае да се подобри ниско-
честотното излъчване на готов високоговорител. Какви са възмож-
ностите?
Гъвкавостта на високоговорителя може да се увеличи, ако
гьнките на мембраната му са хартиени и достатъчно дебели.
В такъв случай с фина шкурка много внимателно се търка по
гънките, при което се снема част от материала; гънките стават
по-тънки, а гъвкавостта се увеличава. Тъй като при тази опера-
ция се нарушава гладкостта на гънките, желателно е те да се
намажат с разтвор от синтетичен каучук, чист латексов разтвор,
силиконов разтвор или друг подобен материал, който да залепи
Целулозните влакна, без да втвърдява гънките. Чрез такова отъ-
няване на гънките се намаляват резонансната честота и качестве-
8 Високоговорители и озвучителии тела
113
ният фактор на високоговорнтеля, без да се изменят съществено
останалите му показатели.
Известно намаляване на резонансната честота може да се по-
стигне чрез размачкване с ръка на периферията на мембраната
непосредствено до залепената върху шасито част. Обикновено
тази част се напоява с лепило, втвърдява се и не се огъва при
трептене на мембраната. Ако се размачка внимателно с ръка, та-
зи облает на мембраната омеква и се включва в трептенията, ка-
то се увеличава гъвкавостта на окачване и се намалява резонанс-
ната честота.
Резонансната честота на готовия високоговорител може да се
намали и посредством
увеличаване
масата на подвижната му
система. За да не се увеличи качественият фактор, трябва да се
увеличат активните загуби или да се увеличи гъвкавостта. За
одновременно увеличаване на активните загуби с масата се пре-
поръчва увеличаването 'на масата да се реализира чрез намазване
на мембраната с разтвор на веществото с големи вътрешни загу-
би, например специалпа каучукова смес, рициново масло, дюрофе-
нов лак и др.
Увеличаването на масата може да се реализира и чрез доба-
вянето на една съсредоточена маса, например месингов пръетен, 
залепен близо до върха на конуса на мембраната. В този случай ?
допълнителните активни загуби могат да се внесат чрез намазва- 1
не на гънките на мембраната с вещество с големи вътрешни за-
губи.
Може да се комбинира увеличаване на масата на подвижната
система с одновременно отъняване на гънките с шкурка и послед-
ващо намазване с вещество с голямо вътрешно триене.
При високоговорителите с висок качествен фактор се препо-
ръчва използуването на плътни шапки. Затвореният под шапката
въздух не позволява големи амплитуд» на трептящата система, в
резултат на което върхът в честотната характеристика за резо-
нансната честота на високоговорнтеля е по-тъп. С това се нама-
лява неравномерността и долната гранична честота на високого-
ворителя, тъй като се намалява нивото на средното звуково на-
лягане в октавата с най-голяма чувствителност.
Условията за ефективно възпроизвежцане на високите честоти
са твърде противоречив» с условията за възпроизвеждане на
ниските честоти — масата на излъчващия елемент трябва да бъде
по възможност по-малка, а неговата твърдост — по възможност
по-голяма.
Посочено бе (в т. 5.5), че при високи честоти — над гранич-
ната честота, за която мембраната трепти като бутало, излъчва-
114
него на мембраната става сложно. Отделим нейни области излъч-
ват твърде интензивно за различии честоти и поддържат нивото
па звуковото налягане почти постоянно в рамките на допустима-
та неравномерност. Колкото по-висока е честотата, която въз-
произвежда високоговорителят, толкова по-близо до върха на ко-
нуса са разположени зоните, конто излъчват интензивно. Най-ви-
соките честоти, конто високоговорителят ефективно преобразува,
се излъчват от самия връх на конуса на мембраната му; остана-
лата част от мембраната не участвува в трептенията, не излъчва.
Затова е желателно върхът на конуса на мембраната да бъде
лек и твърд. Натрупването на повече целулоза към върха на ко-
нуса па мембраната в процеса на отливането й наистина увелича-
ва твърдостта, но увеличава и масата на тази част от мембра-
ната и едва ли може да спомогне за подобряване излъчването
на високите честоти. Много по-добри резултати се получават
чрез даване на съответна форма на образуващата и чрез втвър-
дяване на върха на конуса посредством импрегнирането му с
твърди лакове (нитроцелулозен или бакелитов), както бе посече-
но в т. 5.5.
В никои случаи мембраната се нзработва с гънки по образу-
ващата си, както е показано на фиг. 6.9. Това улеснява изключ-
ването от трептене на отделните участъци на мембраната, така
че с увеличаване на честотата се намалява масата, която участву-
ва в трептенията. С това се подобрява ефективността на преоб-
разуване на високите честоти. Необходимо е да се отбележи, че
изработването на пресформи за пресуване на такива мембрани и
тяхната настройка в процеса на производството е свързано със
значителни трудности. Освен това при умело използуване на кон-
структивните и технологичните фактори могат да се получат до-
статъчно добри резултати и с мембрана без гънки по образува-
щата. По тези причини мембраните с гънки по образуващата на
конуса са намерили съвсем ограничено приложение.
Когато всички възможности за увеличаване на горната гранич-
на честота с една мембрана са изчерпани и не се получава же-
ланият резултат, тогава се използува специална мембрана за из-
лъчване на високите честоти—т. нар. високочестотен конус. На
‘риг. 6.10 е показана излъчващата система на високоговорител с
две мембрани — за излъчване на ниските и средните честоти 1 и
за излъчване на високите честоти 2.
Високочестотният конус 2 трябва да бъде лек и твърд и да
се залепи непосредствено към звуковата бобина на високоговори-
теля, за да се осъществи непосредствено предаване на високо-
честотните трептения. Периферията не е залепена никъде и съще-
115
ствува опасност от огъване при разтрептяването на конуса. За-
това тя трябва да завършва с укрепващ ръб. Ако височината и
диаметърът при основата на високочестотния конус не са големи
и не съществува рпасност от огъване, укрепващ ръб може и да
не се право.
Фиг. 6.9. Мембрана с гънки по образуващата
Фнг. 6.10. Излъчваща система с основна мембрана 1 и впсокочестот-
на мембрана 2
Високочестотният конус трябва да се изработва така, че твър-
достта му да бъде достатъчно голяма, например да се приложи
по-голямо налягане при изпичането, увеличаване температурата и
времето на изпичане и пр. Независимо от това високочестотните
«онуси почти винаги се импрегнират с втвърдяващи лакове.
116
Посредством високочестотен конус горната гранична честота
на високоговорителя може да се увеличи с около 1 октава и то-
ва не е малко (от 10 kHz на 20 kHz).
Конструирането на високоговорител с допълнителен високо-
честотен конус е твърде сложна работа. Основните трудности за
преодоляване са:
— Съществува един честотен обхват, в който излъчват основ-
ната мембрана и високочестотният конус. Двата елемента трябва
да излъчват синфазно. В противен случай се получава една пади-
на в честотната характеристика на високоговорителя.
— Основната мембрана се явява като отражател на излъчените
от задната страна на високочестотния конус звукови вълни. За
различните честоти директно излъчените звукови вълни от пред-
ната страна на високочестотния конус и отразените звукови въл-
ни, излъчени от задната страна на конуса, се сумират с различна
фаза. В резултат на това в честотната характеристика на високо-
говорителя се появяват редица върхове и падини. Независимо че
Фиг. 6.11. Излъчваща система
J — скнэвна мембрана; 2 — полус^еричиа шапка
върховете и падините не са големи, поради стръмните им скло-
нове звученето на високоговорителя не е добро.
По-добри резултати се получават, ако основната мембрана на-
малява твърде стръмно излъчването към високите честоти,
а високочестотният конус започва да излъчва от честотата, за
117
която излъчването на основната мембрана е вече неефективно.
Освен това основната мембрана трябва да отразява с голямо за-
тихване попадналите върху нея високочестотни звукови вълни.
Допуска се залепването към върха на конуса на основната мем-
брана на тънък слой звукопоглъщаща материя.
В някои случаи, когато горната гранична честота трябва да
се увеличи малко (например с 1/3 от октавата), вместо високо-
честотен конус може да се използува подходяща форма на шап-
ката на високоговорителя. Добър резултат дава полусферична
шапка, вакуумирана от листов полистирол. Шапката трябва да се
залепи към звуковата бобина (фиг. 6.11).
Фиг. 6.12. Честотни характеристики на високоговорител
а — без високочестотен конус; 6 — с високочестотен ксиус
На фиг. 6.12 о е дадена честотната характеристика на високо.
говорител с диаметър 315 mm без високочестотен конус.
На фиг. 6.126 е дадена честотната характеристика на същия
високоговорител след поставянето на високочестотен конус. Виж-
118
да се, че високочестотният конус е разнирил честотния обхват
на високоговорителя в областта на високите честоти, но в също-
то време честотната характеристика е ставала по-неравкомерна,
а средното ниво на звуковото налягане—по-ниско.
Разширяването на честотния обхват на произведен вече висо-
коговорител чрез замяна на шапката му с произволен високо-
честотен конус е твърде рисковано. Необходимо е обезателно да
се измери честотната характеристика на високоговорителя след
преработката му. Все пак единствените начини за повишаване
юрната гранична честота на произведен вече високоговорител са:
използуването на полусферична шапка, поставянето на високо-
честотен конус или импрегнирането на центъра на мембраната с
втвърдяващи лакове.
6.3.	фактори, конто определят нелинейките изкривявания
на високоговорителите
а.	Изкривявания, породени от иелинейната зависимост
на гъвкавостта на окачването на трептящата система от изместването
Гъвкавостта с на една трептяща система се определя като
отношение от предизвиканото изместване х към приложената си-
ла F:
с=^-.	(6.6)
При разглеждане на мембраните и трептилките бе песочено,
че благодарение на гт тките гм те имат постоянна гъвкавост, коя-
то не зависи от изместваьето. Но тона е вярно само до опреде-
лена амплитуда на трептенето, до известна стойност на измества-
нето х. При действие на по-големи сели изместването вече не е
пропорциснално на приложената сила, а е по-малко. В резултат
на това гъвкавостта не сстава постоянна величина, а започва да
намалява с увеличаване на изместването. Зависимсстта на с от х
« показана на фиг. 6.13. Ако приложената сила е дсстатъчно го-
ляма и предизвиква изместване, по-голямо от х^, трептящата
система иа виссксгсворителя ге следва закона, по който се изме-
ни приложената сила. Псявяват се нелинейни изкривявания — в
спектъра на звуковото налягане се появяват сигнали с честоти,
конто не стществуват в електрическия сигнал на входа на ви-
сскогОЕсрителя. Ако гъвкавостта с при положителни и отрицател-
ен измествания се измени по един и същи начин, ще се пеявят
119
само нечетно хармоници на приложения синусоидален сигнал—
трети, лети, седми. Ако създаденото звуково налягане се преоб-
разува линейно в електрически сигнал, който да се наблюдава на
осцилоскоп, ще се установи, че той представлява синусоида, коя-
Фиг. 6.13. Зависимост на гъвкавостта от изместването
то е деформирана симетрично, т. е. ограничени са в еднаква сте- S
пен и двете й полувълни.
Ако зависимостта на гъвкавостта при положително и отрица- 1
телно изместване е различна (движението на мембраната навън в 3
навътре към магнитната система е различно), в спектъра на зву- I
ковото налягане ще се констатират както нечетни, така и четки 1
хармоници. Наблюдаван на осцилоскоп, такъв сигнал е неспмет- 1
рично деформиран — едната му полувълна започва да се ограни- '
чава по-рано от другата.
Като се има пред вид, че високоговорителите трептят с по-
големи амплитуди при ниските честоти, става ясно, че посочените J
изкривявания ще съпътствуват възпроизвеждането на ниските 
честоти. Особено големи изкривявания могат да възникнат в об- I
ластта на резонансната честота или под нея. Съгласно изисквания- I
та на българските държавни стандарта изкривяванията на високо- *
говорителите се нормират и се контролират само в областта над
резонансната им честота. Същите изисквания се поставят и от .]
стандартите на другите страни и международное стандартная- |
ционни документа. Дори стандартът на ФРГ DIN 45500, който 1
се отнася за високоговорители от Hi — Fi клас, нормира изкривя- 3
ванията на високоговорителите над 250 Hz.
Практиката е показала, че при плитки гънки на мембраната
изкривяванията в областта на резонансната честота могат да до- 1
120
стигнат до 50—60%. Ако резонансната честота е висока и хар-
мониците са сигнали с честоти, за конто човешкото ухо е чув-
ствително (над 400 Hz), възпроизведената музикална картина е-
„размазана", тъй като поради високото си ниво хармониците
маскират високочестотните съставящи.
Би трябвало зависимостта на гъвкавостта с от изместването
х за ниските честоти да бъде един от показателите, определящи
номиналната мощност на високоговорителите.
Може ли да се повлияе па зависимостта на гъвкавостта от из-
местването на изработен високоговорител? Макар и в пеголеми
граници — може. Ако гъвкавостта завися несиметрично от измест-
ването, това често се дължи на неправилно залепване на трептил-
ката към мембраната. Трябва да се разлепи трептилката при
шийката па мембраната, да се нагласи мембраната така, че гън-
ките й да лежат в една равнина и при това положение отново
да се залепи трептилката, като се центрова звуковата бобина в
работната въздушна междина. Ако изместването е ограничено
поради втвърдяване на последната гънка на мембраната при за-
лепването й към шаси, може внимателно с пръст да се размачка
тази част и да се омекоти тънката. В никои случаи втвърдяване-
то на гънките чрез импрегнирането им с лакове довежда до на-
маляване на гъвкавостта на окачването, но води и до разширяване
на амплитудите на изместване, за конто гъвкавостта остава по-
стоянна— крива 2 на фиг. 6.13. В този случай за сметка на из-
вестно увеличаване на резонансната честота на високоговорнтеля
ще се намалят нелинейните му изкривявания.
б.	Изкривявания, породени от неравномерността на магнитного поле
Връзката между електродинамичната сила F и носителя на
информацията на звуковата картина — протичащият през звукова-
та бобина електрически ток I, трябва да бъде линейна. Това е
едно от условията, което трябва да бъде изпълнено, за да се
пъзпроизведе звуковата картина без изкривявания. На практика
обаче това условие много трудно се изпълнява. Причината за не-
линейната връзка между протичащия през звуковата бобина ток и
силата F е в зависимостта на магнитната индукция В в работна-
та въздушна междинна от разстоянието.
На фиг. 6.14 е показано разположението на звуковата бобина
в работната въздушна междина на магнитната система и разпре-
делението на магнитната индукция В като функция на разстоя-
нието х по направление™, в което се движи звуковата бобина..
Вижда се, че индукцията В има постоянна стойност само между
121
точките б и в. От точка в към точка г индукцията рязко нама-
лява своята стойност. От точка б към точка а индукцията нама-
лява малко по-плавно. Силите, възникващи в опези навивки иа
звуковата бобина, конто са разположени между точките б и в.
Фиг. 6.14. Разположение на звуковата бобина в
работната въздушна междина
Фиг. 6.15. Преместване на звуковата бобина в процеса на
трептене
а — крайне горно положение; б — крайне долио положение
ще бъдат равни помежду си. Силите, възникващи в навивките
конто са разположени между точките а и б, пли между точките
с и г, ще бъдат по-малки. В крайна сметка общата сила, която
действува върху звуковата бобина, ще има някаква сумарна стой-
122
и ост, например Fv Ако звуковата бобина бете неподвижна, сила-
та би зависела само от тока i. Но звуковата бобина трепти—
това е нейното основно предназначение. На фиг. 6.15 са показали
двете крайни положения, конто заема звуковата бобина при треп-
тенето си. Вижда се, че и в единим, и в другим случай броят
на навивките от' звуковата бобина между точките б и в е по-ма-
лък, отколкото при равновесного й положение. Увеличили са се
навивките между точките а и б, съогветно между точките в и г,
и са се появили навивки извън точката а (съогветно извън г),
където магнитната индукция е равна на пула. Сумарните сили F2
и F. ще бъдат не само различии от FA, но и различии помежду
си при условие, че моментната стойност на тока I е постоянна
за трите случая.
От казаното следва, че силата F зависи от мястото, в кое-
то се намира звуковата бобина при трептенето си, дори и ако
токът остава постоянен. Следователно произведението Ы зависи
от местоположението на звуковата бобина. Известно е, че това
произведение представлява коефициентьт на електромеханичната
връзка за електродинамичните високоговорители k. Зависпмост-
та на k от положеиието на звуковата бобина в пространство-
то е причина за появата на нелинейни изкривявания. Поради не-
симетричността на зависимостта па магнитната индукция В от
разстоянието х се появяват четки и нечетни хармоници от вся-
какъв ред-—втори, трети, четвърти, пеги и т. и., а така също и
субхармоници с честота два, три и т. и. пъти по-ниска от основ-
ната честота. Амплитудите на тези хармоници зависят главно от
амплитудата на трептене на звуковата бобина. Точна математиче-
ски зависимост между изкривяванията и амплитудата на трептене
не съществува, но все пак е установено, че изкривяванията на-
растват с увеличаване на амплитудите на трептене.
Подвижната система на високоговорителите извършва големи
•амплитуди, когато трепти с ниски честоти. Следователно пелиией-
ни изкривявания, дължащи се на описаното явление, зъзникват
при ниските честоти — около резонансната честота на високого-
ворителя или за честоти, по-ниски от нея.
За отбелязване е, че тези изкризязапия се пораждат г. самая
процес на възникване на електродинамичната сила, още в „мо-
тора" на високоговорителя. Изкривена, песъответствуваща иа
формата на електрическия ток, е електродинамичната сила, която
разтрептява подвижната система на високоговорителя. Възироизве-
дената звукова картина ще бъде изкривена спрямо първичната
Дори и ако трептящата система на високоговорителя е идеална ли-
нейна система. По принцип изкривяванията, дължащи се на не-
123
равномерного магнитно поле, могат да бъдат отстранени по елек-
трически път. За целта е необходимо протичащият през звуковата
бобина електрически ток да се коригира така, че да компенсира
намалението на коефицпента на електромеханичната връзка В1.
Това може да се постигне, като коефициентът на усилване на
усилвателя се направи амплитудно зависим за ниските честоти.
Фигуративно казано, хармоничните сигнали с ниски често-
тп трябва да бъдат удължени към върховете си. Осъществя-
ването па усилвател с амплитудно зависим коефициент на усил-
ване, и то за определен честотен спектър, не е невъзможно, но
е сравнително трудна работа. При това за всеки високоговорител
усилвателят трябва да се настройва индивидуално. Сравнително
по-лесно е да се обхване усилвателят от отрицателна обратна
връзка, като сигналит за обратната връзка е пропорционален на
електродинамичната сила. Този въпрос ще бъде подробно разгле-
дан по-късно.
Нелинейните изкривявания, дължащи се на неравномерного
магнитно поле, могат да се избягнат и по конструктивен път, ка-
то се направи така, че бобината да обхваща един и .‘същи маг-
нитен поток. Съществуват две конструктивни решения, конто поз-
воляват до известна степей реализацията на тази идея. Те са
следните:
а.	Височината Азв5 на звуковата бобина да бъде по-малка от
височината ht на работната въздушна междина (фиг. 6.16). Това
решение има смисъл само при условие, че звуковата бобина треп-
ти със сравнително малки амплитуди и винаги остава в простран-
ството, характеризнращо се с постоянна стойност на магнитната
индукция В.
Предимството на изполвувапето на по-къса звукова бобина е
в това, че звуковата бобина е по-лека, което благоприятствува
доброто възпроизвеждане на високите честоти. Следователно то-
ва конструктивно решение е приложимо за високочестотпи и
средночестотни високоговорители или за широколентови високо-
говорители, чиято долна гранична честота е сравнително висока.
Основният недостатък на това решение е намалявапето на
коефицпента на полезно действие на високоговорителя поради
това, че само част от магпитния поток взаимодействува с проти-
чащия през звуковата бобина електрически ток. Значителна част
от магпитния поток остава неизползувана. Коефициентът на елек-
тромеханична връзка на високоговорителя има малка стойност.
б.	Височината ЛЗВб на звуковата бобина да бъде значително
по-голяма от височината hs на работната въздушна междина
(фиг. 6.17). В зависимост от амплитудите на трептене на звуко-
124
вата бобина се избира и нейната височина, така че при макси-
малните й отклонения пак да обхваща целпя магнитен поток и
В1 да бъде постоянна величина, а нелинейните изкривявания—
минимални.
Фиг. 6.16. Къса звукова бобина Фиг. 6.17. Дълга звукова бобина
(*зв.С<Ла )	(Л3в.б>Лг )
Предимството на използуването на по-дълга звукова бобина
е в това, че се увеличава масата на трептящата система и се на-
малява резонансната й честота, което благоприятствува доброго
възпроизвеждане на ниските честоти. Непрекъснатото обхващане
на целия магнитен поток от звуковата бобина също спомага за
подобряване възпроизвеждането на ниските честоти. Следовател-
но това конструктивно решение е приложимо само за нискоче-
стотните и широколентовите високоговорители.
Основният недостатък и на това решение е намаляването на
коефпциента на полезного действие на високоговорителя поради
това, че само част от протичащия през звуковата бобина елек-
трически ток взаимодействува с магпитния поток, създаван от
магнитната система. Значителна част от електрическия ток се на-
мира извън магнитното поле и остава неизползуван. Например, ако
звуковата бобина е два пъти по-висока от работната въздушна
междина и подаваната на високоговорителя електрическа мощ-
ност е 1 W, само половината от тази мощност, т. е. 0,5 W ще
участвува в създаването на електрически ток в магнитното поле.
Другата половина от мощността се превръща в топлива в зву-
ковата бобнна, без да взема участие във функционирането на
високоговорителя. При високоговорителите, чиято звукова боби-
на е по-висока от работната въздушна междина, една част от
консумираната електрическа енергия е активна, а друга част —
125
паснвпз. При движение на звуковата бобина различии нейни ча-
сти попадат в магнитного поле, но винаги има части, конто са из—
вън тона поле. В крайна сметка коефициептът на електромеханич-
ната връзка намалява, намалява се и к. п. д. на високоговорнтеля.
Освеи това коефициептът па полезно действие се намалява и
поради увеличаване масата на подвижпата система, дължащо се
на гояямата и тежката звукова бобина.
Педостатък па високоговорителите с висока звукова бобина е
и памаляването на горпата гранична честота на ефективния им
честотен обхват на възпроизвеждане, което се дължи на голяма-
та маса на звуковата бобина. Посочено бе обаче, че такова кон-
структивно решение се придана главно при нискочестотпите ви-
сокоговорителп, от конто не се изисква добро възпроизвеждане
на високите честоти. Поради това този недостаток не е съще-
ствен.
При неправилен монтаж на високоговорител в процеса на не-
говото производство звуковата му бобина може да се окаже не-
симетрачно разположена в работната въздушна междина, както
това е показано на фиг. 6.3. В такъв случай при трептенето си
звуковата бобина ще обхваща различии магнитив потоци. Напри-
мер звуковата бобина от 6.3 с при изместването си надолу ще
обхваща целая магнитен поток и коефициентът на електромеха-
ничната връзка ще има голяма стойност, при изместването си
пагоре ще обхваща много малък магнитен поток и коефициентът
на електромеханичната връзка ще има твърде малка стойност. В
резултат на това възникват нелинейни изкривявания. конто по
характер са папълно идентични с изкривяванията от неравномер-
ного магнитно поле — и в двата случая възникналата електроди-
намична сила зависи от местоположението на звуковата бобина.
Високоговорител с iеравномерно разположена звукова бобина
може да се поправи, както беше посочено в т. 6.1.
Нискочестотпите високоговорители се характеризират с твър-
де голяма гъвкавост па окачването и значителна маса на подвиж-
ната система. Ако един нискочестотен високоговорител се поста-
ви хоризонтално (оста на мембраната му да бъде вертикалпа),
под действието на собствената си маса подвижпата система се
измества по посока към земята. В резултат на това звуковата
бобина се измества от равновесного си положение и заема едно
от положенията, дадени на фиг. 6.3 а (ако магнитната система е
нагоре) или па фиг. 6.36 (ако мембраната е нагоре).
Ако високоговорителят е стоял дълго време хоризонтално
(например при съхранението му на склад), мембраната и трептил-
ката му се деформират трайно. При поставяне на такъв висо-
126
коговорител във вертикално положение (оста на мембраната му
да бъде хоризонтална) звуковата му бобина си остава изместена
от симетричното си разположеиие. В резултат на това възникват
нелинейни изкривявания поради посочените вече причини.
Деформациите в окачването на трептящата система па висо-
гоговорптелите трябва да се избягват чрез правилното им съхра-
нение—хоризонтално разполагане с магнитната система нагоре
и предвиждане на една подпора в опаковката на изделието, коя-
то да не позволява изместването на мембраната.
При закупуване на нискочестотен високоговорител, ако се уста-
нови, че гънките на мембраната му и трептилката са деформира-
ни в една и съща посока, това показва, че деформацията е по-
лучена при съхранение на високоговорнтеля. Този придобит де-
фект на високоговорнтеля може сравнително лесно да се отстра-
ни— достатъчно е да се постави известно време разположен
хоризонтално, но обратно спрямо разположението му при съхра-
вение. При необходимост може да се постави временно донълни-
телна тежест към подвижната система, като се внимава тя да бь-
де симетрично разположена спрямо оста на мембраната.
От казаното следва, че високоговорителите с голяма гъвка-
вост на окачването трябва да се разполагат вертикално в проце-
са па експлоатация.
в.	Изкривявания, кородени от параметричното възбуждгне
на конуса на мембраната
Електродинампчната сила, която разтрептява мембраната, е
приложена във върха на конуса на мембраната — там, където е
залепена звуковата бобина. Общата сила е сума от сили, конто
са приложени във всяка точка по дължината на окръжността,
определена от основата на звуковата бобина. На-фиг. 6.18 е да-
ден напречен разрез на мембрана и са показани двете сили F,
приложени в точките на разреза А и В. Всяка от силите F може
да се разложи по на две сили — Ft и Fn. Силата Fn се стреми
да разтрепти конуса напречно като махало, окачено в точките С.
Силата Ft се стреми да изкълчи конуса на мембраната. Докато
силата Ft е малка, тя не успява да предизвика изкълчване. Но
когато Ft стане достатъчно голяма и честотата й стане два пъти
по-висока от една от собствените честоти на напречните трепте-
ния на конуса, конусът се разтрептява напречно, показано с пунк-
тир на фиг. 6.18. Честотата на трептене на конуса е два пъти
127
по-ниска от честотата на приложения сигнал. Това явление се
обяснява по следния начин:
Силата Ft се стреми да изкълчи конуса на мембраната само
в продължение на половин период. През останалата половина от
Фиг. 6.18. Действие на динамичните сили върху мембраната
периода силата Ft има противоположна посока и действува опъ-
ващо на конуса на мембраната. В продължение на тази втора по-
ловина от периода мембраната се стреми да заеме равновесного
си положение. Точно в края на този интервал мембраната е зае-
ла равновесного си положение, но поради инерцията леко се из-
кълчва в противоположна посока. В този момент силата Ft за-
почва отново да действува изкълчващо на конуса на мембраната
и предизвиква изкълчване, но в обратна посока. Така в продъл-
жение на два периода на приложения електрически сигнал мемб-
раната извършва само едно трептене.
В резултат на напречните трептения на конуса на мембраната
в създаваното звуково ноле се появява съставяща, чиято честота
е два пъти по-ниска от честотата на електрическия сигнал, при-
ложен на входа на високоговорителя. Както бе пояснено, такива
съставящи се наричат субхармоници. Необходимо е да се знае, че
човешкото ухо е много чувствително към субхармоничните из-
кривявания— то долавя субхармоници, чието ниво може да бъде
до 60 dB по-ниско от нивото от осиовния сигнал. Причина за то-
ва е фактът, че спрямо висшите хармоници основният тон оказ-
ва известно маскиращо влияние, докато спрямо субхармониците
няма никакъв маскиращ ефект. Нещо повече — субхармониците
оказват маскиращо влияние върху основния тон. Наличието им
128
рязко влошава качеството на възпроизвежданата звукова карти-
на — предизвикват се неприятии слухови усещания.
Субхармоничните трептения при високоговорителите се получа-
ват в честотния обхват, в който човешкото ухо е най-чувствително
(500 до 4000 Hz).
Нзбягването на субхармоничните изкривявания е възможно са-
то чрез използуване на мембрани с криволинейна образуваща на
конуса. При тези мембрани изкълчване е възможно само в една
посока — към изпъкналата форма на мембраната. При това поло-
жение честотата на напречните трептения на мембраната е равна
на честотата на приложения електрически сигнал.
г.	Изкривявания, породени от лонални резонансни явления
на мембраната
В т. 5.5 бе посочено, че над една определена честота /кр, оп-
ределена с изразите 5.14 или 5.15, мембраната на високоговори-
теля не трепти като едно цяло, а представлява сложна трептяща
система. При определени честоти над /кр излъчват отделни обла-
сти на мембраната, конто се намират в резонанс. Всяка облает,
намираща се в резонанс, представлява една трептяща система и
се характеризира с определени параметри — маса, гъвкавост, ак-
тивни загуби и качествен фактор. Гъвкавостта на тези области
остава постоянна само при сравнително малки амплитуди. При по-
големи амплитуди, обусловени от подаването на по-голяма елек-
трическа мощност или от висок качествен фактор на областта,
която трепти, гъвкавостта зависи от амплитудата и възникват не-
линейни изкривявания (вж. т. 6.3 а). За различии честоти резони-
рат различии области на мембраната. Погрешно е обаче да
се мисли, че за всяка честота съществува по една облает от
мембраната, която се намира в резонанс. Разумно конструирана-
та мембрана трябва да проявява не повече от 4—5 локални ре-
зонанса, отстоящи един от друг приблизително на една октава и
пзлъчващи ефективно също по една октава. Това е възможно,
ако отделяйте резониращи области имат невисок качествен фак-
тор. Разпределението на резонансните честоти на отделите об-
ласти на мембраната по принцип има случаен характер. От това
следва, че честотите, за конто могат да възникнат големи нели-
нийни изкривявания, имат случайно разпределение в честотната
характеристика на високоговорителя.
По-значителни нелинейни изкривявания, дължащи се на локал-
ни резонансни явления, възникват при резонанс на гънките или
яри резонанс на плоски участъци от конуса на мембраната.
Високоговорители и озвучителни тела
129
Намаляването на нелинейните изкривявания от резонанс на
гънките трябва да се постига още при конструирането на висо-
коговорителя. Например гънките трябва да се ки г.руират с про-
менлпва стъпка, така че да не резонира цяла. < им повърхност
Z,ctf
... СЛ 1 t~~4 1о 20 &HL
0}
L,dZ
sr&""‘e2'“'ei. i 2 i ю iof.hiii
&
Фиг. 6Л93~Честотни характеристиси на вторня хар-
моник на високоговоригел
а — преди намазване на гънките му;
б — след намазване иа гънките му'
едповременно. На практика това трудно се реализира, а в много
случаи е недостатъчпо. Сравнително по-лесно за реализиране и
по-ефикасно се ,р.к'Т>ча «намаляването на качествения фактор на
гънките. Това се :•> чрез увеличаване на активните загуби в
гънките. За целтл чпрегнират с лакове, конто имат голя-
мо вътрешно триепе; На фйг. 6.19 са показани две честотни ха-
рактеристики на един и същи овален високоговорител с размери
80X120 mm заедно с честотните характеристики на вторня хар-
моник. Честотните характеристики от фиг. 6.19 а са на високо-
говорител с неимпрегнирани гънки, а характеристиките от
фиг. 6.19 б—на същия високоговорител след импрегниране на
130
гънките му. Вижда се, че при /=4200 Hz има един висок връх
на вторая хармоник па неимпрегнирания високоговорител. Изкри-
вяваннята за тази честота се дължат на резонанса на гънките и
са недопустимо високи — 8%. След импрегниране на гънките с
Фиг. 6.20. Честотнн характеристики на хармониците
на кръгъл високоговорител
а — с карт пени гънкн;
б — с гьики от гумиран плат
рициново масло, примесено с безцветен нитроцелулозен лак, вър-
хът на вторня хармоник рязко е намалял >ивяванията при
тази честота имат допустима стойност
Значително по-добри резултати с<> ако хартиената
гънка се замени с гънка от микропоресза ка>чукова смес, от гу-
мпран плат или от каучукоподобна пластмаса (с голямо вътреш-
но триене). На фнг. 6.20 са показани честотните характеристики
на един и същи кръгъл високоговорител с номинален размер
0125 mm заедно с честотните характеристики на вторите хармо-
нпци. Дадените на фиг. 6.20 а честотни характеристики са на ви-
131
сокоговорител с хартиени гънки, а тези на фиг. 6.20 б — на съ-
щия високоговорител с гънки от гумиран плат. Вижда се, че
нелинейните изкривявания на високоговорителя с хартиени гън-
ки са значително по-големи, а при /=1000 Hz (честотата на ре-
зонанса на гънките) нарастват до недопустима стойност — 6%.
Високоговорителят с гумени гънки има малки изкривявания в це-
лия честотен обхват. Образуващата на конуса на мембраната е
част от окръжност с радиус 120 mm.
Изкривяванията, дължащи се на резонансни явления па плос-
ки участъци от мембраната, трябва да се избягнат още при кон-
струирането й. Образуващата на конуса трябва да бъде с такава
форма, че да не се получават плоски участъци по мембраната.
Намаляването на качествения фактор на резониращите области
от конуса на мембраната чрез импрегнирането им с вещества с
големи вътрешни загуби води до намаляване на нелинейните из-
кривявания. Трябва обаче да се има пред вид, че в този случай
се намалява и чувствителността на високоговорителя.
Изкривяванията могат да се намалят и чрез подходящ избор
на вида на целулозната смес, степента на смилането на съставки-
те й, чрез начина на отливане на мембраната, изпичането й при
подходящи температура и налягане и т. н.
Необходимо е обаче да се има пред вид, че изискванията за
малки нелинейни изкривявания по принцип противоречат на изиск-
ванията за голяма чувствителпост. По-дебелата и по-слабо пре-
суваната мембрана ще внася по-малки нелинейни изкривявания,
но и чувствителността на високоговорителя ще бъде по-малка.
При конструирането на високоговорител за обща употреба обпк-
новено се допуска компромисно решение — при допустими нели-
нейни изкривявания да се постигне максимално възможната чув-
ствителност. При конструиране на висококачествени високогово-
рители на първо място се поставят изискванията за минималки
нелинейни изкривявания, а чувствителността — колкото се получи,
като обикновено е сравнително малка.
Нелинейните изкривявания на готов високоговорител могат да
се намалят чрез допълнително импрегниране на конуса пли на
гънките на мембраната. Импрегнантите трябва да бъдат вещест-
ва с големи вътрешни загуби. За препоръчване е конусът на
мембраната да се импрегнира със синтетичен каучук, разтворен
в бензол. Може да се използува и силиконов каучук или сили-
конови пасти, разредени в съответен разредител. Гънките могат
да се импрегнират със следния разтвор: рициново масло (32%),
безцветен нитроцелулозен лак (14%) и разредител — кореселин
(54%). Добър резултат може да се получи и чрез импрегниране
на гънките с черна латексова боя.
132
д.	Изкривявания, породени от Доплеров ефект
Широколентовите високоговорители възпроизвеждат одновре-
менно ниски и високи честоти. Ако на един високоговорител се
лодадат одновременно два сигнала с честоти Д и Д, като Д-<Д,
мембраната му ще трепти като бутало с честота Д и в същото вре-
ме отделни нейни области ще излъчват сигнал с честота Д. При
това в различните момента излъчването на сигнала с честотаД ще
става от различии положения на мембраната, т. е. непрекъснато
се изменя разстоянието между излъчвателя и слушателя. В ре-
зултат се осъществява честотна модулация на сигнала с честота
Д. Установява се наличието на звукови сигнали с честоти /а±л/1
(« е число от естествения ред на числата), конто отсъствуват
във входния електрически сигнал и следователно имат характер
на продукт от нелинейни изкривявания. Те се наричат изкривя-
вания от Доплеров ефект. С увеличаване на мощността на нис-
кочестотния сигнал се увеличава амплитудата и скоростта на
трептене на мембраната, а с това се увеличават и изкривя-
вапията от Доплеров ефект. При възпроизвеждане на сиг-
нал с една и съща мощност от високоговорители с различии раз-
мери високоговорителят с по-малка площ на излъчване ще внесе
по-големи изкривявания от Доплеров ефект от високоговорителя
с по-голяма площ на излъчване.
По честотен спектър съставящите, получени от описания Доп-
леров ефект, съвпадат със съставящите, получени от интермоду-
лацноннпте изкривявания на високоговорителя при възпроизвеждане
на сигнали с честоти Д и Д. Двата вида изкривявания обаче не
бива да се смесват. Изкривявания от Доплеров ефект се получа-
ват дори и ако високогорителят представлява идеален линеен
електроакустичен преобразувател.
Еданственият начин за избягване на изкривяванията от Доп-
леров ефект е сигналите с честоти Д и Д да се възпроизвеждат
от два различии високоговорителя. Нискочестотният високогово-
рител трябва да възпроизвежда сигнали с честота, не по-висока
от граничната честота, за която той трепти като бутало.
е.	Общи бележки
Анализът на нелинейните изкривявания, внасяни от високого-
ворителите, бе извършен за един хармоничен сигнал, с изключе-
ние на т. 6.3.5. Този подход е обусловен от факта, че засега най-
широко разпространен метод за оценка нелинейността на високо-
133
говорителите е методы на хармоничните изкривявания. Необходимо
е да се има пред вид, че наличието на хармонични изкривявания
свидетелствува за нелинейна връзка между изхода (звуковото па-
лягане) и входа (електрическия сигнал) па високоговорнтеля. Тази
нелинейност обуславя както хармонични, така и интермодулацион-
ни изкривявания.
6.4.	Фактори, конто определят насочеността
на високоговорителите
Геометричните размери на високоговорнтеля са единствепите
фактори, конто определят неговата насоченост. Ако мембраната
на високоговорнтеля има плоска кръгла форма, насочеността му
завися от отношението на диаметъра на мембраната d и дължи-
пата на излъчваната звукова вълна X. При конусвите високого-
ворители характеристиката на насоченост зависи от ъгъла при
върха на конуса и от материала, от който е изработена мемб-
раната.
За ниските честоти размерите на високоговоовтеля са значи-
телно по-малки от дължината на звуковата вълна 111 из-
лъчването е почти непасочено. С увеличаване на честотата расте
d
отношението — и излъчването на високоговорнтеля става по-на-
сочено.
С намаляване на ъгъла при върха на конуса на мембраната
насочеността на високоговорнтеля се увеличава.
При определена конструкция на високоговорнтеля насоченост-
та му зависи само от честотата на излъчвания сигнал.
За намаляване насочеността на даден високоговорител мем-
браната му трябва да бъде колкото е възможио по-плоска и с
по-малки размери.
Характеристиката на насоченост на високоговорителите ще
бъдат дадени при разглеждане на онези типове, за конто те имат
съществено значение.
134
6.5.	Фактори, конто определят качествения фактор
на високоговорителите и продължителносттд
на преходните им процеси
Качественият фактор Q на даден високоговорител зависи от
масата т, гъвкавостта с и активните загуби г. При по-малка ма-
са или по-голяма гъвкавост качественият фактор е по-малък.
Масата т се определи от други съображения. Методите за уве-
личаване на гъвкавостта с бяха вече разгледани. Тук ще бъдат
посочени методите за увеличаване на активните загуби.
Съпротивлението на активните загуби г представлява сума от
съпротивлението на механичните загуби в трептящата система па
високоговорнтеля гтр, съпротивлението на излъчване rHS и съпро-
тивлението на внесените загуби гв„:
r=zTp-f-r„9-f-rBH.	(6.7)
Съпротивлението на излъчване за даден високоговорител тряб-
ва да се приеме за определена величина, върху чиято стойност
не може да се влияе
Съпротивлението на механичните загуби в трептящата система
гтр се определя от загубите в гънките на мембраната, в трептитка-
та и в конуса на мембраната. Загубите в трептилката обикнове-
но не са големи, а и не могат да се увеличат значително. Мето-
дите за увеличаване загубите в конуса и гънките на мембраната
бяха разгледани вече.
Съпротивлението на внесените активни загуби г8н се опреде-
ли с израза (3.33). Като се вземе пред вид, че
k=Bl;
Zt — fa — вътрешното съпротивление на усилвателя, захран-
ващ високоговорнтеля;
—активного съпротивление па звуковата бобина, за
се получава.
г _ (W
Гв“~" ’RT+r
(6.8)
Най-добра представа за внесеното активно съпротивление се
получава от анализа на свободного движение на подвижпата си-
стема на високоговорнтеля. Ако тя се намира в движение и се
прекрати действие™ на електрсдинамичната сила (напрежението
на изхода на усилвателя стане равно на пула), движението на
подвижната система продължава още известно време. Причина
135
за това е запасепата енергия в елементите на трептящата система.
Движение™ ще продължи, докато тя се превърне в топлива.
При движение™ на звуковата бобина в магнитното поле в нея
се индуктира електродвижещо напрежение е, което е пропорцио-
нално на индукцията В. Това напрежение предизвиква протичане-
то на електрически ток I през затворената верига звукова боби-
на— изход на усилвателя. Стойността на този ток освен от е. д. с.
е се определя от съпротивлението на кръга:
* = -RT+R- • <6’9>
Посоката на тока е такава, че породената електродинамична
сила е с посока, обратна на посоката на трептене, т. е. тази си-
ла се противопоставя на движение™ на подвижната система.
Колкото по-голям е токът Z, толкова по-голяма ще бъде електро-
динамичната сила и по-бързо ще се прекратят трептенията на
подвижната система. Следователно колкото по-малка е сумата от
съпротивленията R-\-Ri , толкова по-бързо ще затихват свобод-
ните трептения на трептящата система. Но времето на свободни-
те трептения е и време на преходните процеси на високоговори-
теля. За намаляване продължителността на преходните процеси
трябва сумата от съпротивленията R+Ri да бъде колкото е въз-
можно по-малка. Затова едно от изисквапията към усилвателите,
захранващи високоговорители, е да имат много малко съпротив-
ление — ПО ВЪЗМОЖНОСТ Ri 0.
Колкото по-малко е R+Ri , толкова по-голямо е гвн, а оттам
и качественият фактор ще бъде малък.
Електрическата енергия, която се превръща в топлина в зву-
ковата бобина и изходното съпротивление на усилвателя за вре-
ме /, се определя с израза
(6Л0>
Следователно от епергийна гледна точка колкото по-малко е
Ri +R, толкова по-бързо цялата запасена механична енергия в
трептящата система ще се превърне в електрическа, а тя от своя
страна — в топлина.
Место към изхода на даден усилвател се свързват два или
повече високоговорители. При кое свързване (паралелно или по-
следователно) преходните процеси на високоговорителите ще бъ-
дат по-кратки? По принцип начинът на свързване не оказва влия-
ние върху продължителността на преходните процеси, ако висо-
коговорителите са идентични. Това се доказва по следния начин:
136
Фиг. 6.21. Еквивалентни електрически
схеми на синфазно свързване на висо-
коговорители
а — последователно; б — паралелно
Допуска се, че усилвателят има вътрешно съпротивление
равно на пула. Към изхода му са свързапи два високоговорителя^
с равви съпротивления, в конто при свободно трептене на по-
движната им система се индуктират еднакви е. д. с. е. На фиг. 6.21 а
е показана еквивалентната
електрическа схема, съответ-
ствуваща па последователно
синфазно свързване на двата
високоговорителя при липса
на сигнал от усилвателя. От
схемата се вижда, че през
звуковата бобина на всеки от
високоговорителите ще про-
тича ток 1=-^-. Противо-
действуващата механична си-
ла, пропорционална на тока I,
ще бъде еднаква за двата
високоговорителя. На фиг.
6.21 б е показана еквивалент-
ната електрическа схема, съ-
ответствуваща на паралелно
синфазно свързване на двата
високоговорителя при липса на сигнал от усилвателя. Токовете през
звуковата бобина на високоговорителите са равни па , т. е.
равни на тока през бобината при последователно свързване на
високоговорителите. Следователно и противодействуващите силп
при двата начина на свързване ще бъдат равни. Преходните им
процеси също ще бъдат еднакво продължителни.
При високоговорители с различии параметри и по-специално с
различии резонансни честоти паралелно свързанпте високоговори-
тели ще имат по-кратки преходни процеси. Тази разлика става
по-чувствителна, ако изходното съпротивление на усилвателя е
различно от пула.
Резонансните честоти на еднотипните високоговорители вина-
ги са различии. Затова при свързване на два или повече високо-
говорители към изхода на даден усилвател е за предпочитане те
да се свържат паралелно. Освен това за предпочитане е резонан-
сните пм честоти да се различават попе с около 10% помеж-
ду си.
От казаното става ясно, че за намаляване на преходните про-
цеси, с което се подобрява качеството на възпроизвеждане, ви-
137
сокоговорителите трябва да имат големи активни механични загу-
би. Един от методите за увеличаване на активните загуби е да
се увеличи коефициентът на електромеханична връзка В1. Това
се постига главно чрез използуване на големи постоянни магнити,
конто създават голям магнитен поток в работната въздушна
междина на магнитната система. Не случайно производителите
рекламират стойността па магнитния поток, създаван от магнит-
ната система на високоговорителя. С това те дават възможност
на купувача да прецени продължителността на преходните про-
неси, макар и ориентировъчно, или да ги сравни с тези на друг
подобен високоговорител. Явно е, че при равни други условия за
предпочи.ане е да се купи високоговорител с магнитна система,
която създава по-голям магнитен поток.
6.6.	Влияние иа меден пръстен върху показателите
на високоговорителя
От фиг. 4.2 се вижда, че входният електрически импеданс на
•електродинамичните високоговорители нараства значително при
високите честоти. При псддържане на постоянно напрежение вър-
ху входните клемм i а високоговорителя консумираната електри-
ческа мощност ще намалява с увеличаване на честотата. Нивото
на създаваното от високоговорителя звуково налягане също ще
намалява за високите честоти. Това означава намаляване на гор-
ната гранична честота на високоговорителя, т. е. стеспяване на
номиналния му честотен обхват. За широколентовите и висс-
кочестотните високоговорители горната гранична честота е
основен параметър и намаляването и е крайпо нежелателно.
Съществува твърде ефикасен начин за въздействие върху стой-
ността на импеданса на високоговорителите при високите често-
ти. Той се състои в поставяне на една навивка, накъсо свързана,
в непосредствена близост до звуковата бобина на високоговори-
теля. Най-често това представлява меден пръстен (медиа капачка),
пресово набит върху централния полюсен накрайник на магнитната
система (фиг. 6.22). Разстоянието между звуковата бобина и мед-
ния пръстен е около 0,1—0,2 пип. Магнитният поток, създаван
от протичащия през звуковата бобина електрически ток, обхваща
и медния пръстен. Следователно звуковата бобина и медният
пръстен, разположен по посочения начин, могат да се разглеж-
дат като трансформатор, чиято единствена вторична намотка е
свързана накъсо. В резултат в първичната намотка (звуковата
бобина) се внасят активни загуби. При това внесеното активно
138
съпротивление се оказва свързано паралелио на индуктивността
на звуковата бобина, както е показано на фиг. 6.23. Известно е
че еквивалентпият импеданс на два паралелио евързаии импеданса
е по-малък от по-малкня импеданс. При ниски честоти реактпв-
Фиг. 6.22. Меден пръстен, набит вър-
ху централния полюсен накрайник:
1 — ЦПН; 2 — ГПН; 3 — звукова бсбина;
4 — медей пръстен; 5 — магнит
Фиг. 6.23. Еквигалентна схема на включ-
ваче на активните загуби ст меден
пръстен към елементите на звуковата
бобина
ното съпротивление на индуктивността има малка стойност и
/?вн. м. пр не оказва влияние върху стойността на входния импеданс
иа високоговорителя. При високи честоти реактивного съпротив-
ление на индуктивността нараства значително, во входният импе-
данс на високоговорителя се изменя в по-малка степей. От
фиг. 6.23 се виджа, че максималният входен импеданс ZBX за вп-
соки честоти е
=	пр -f-ZBH.	(6.11)
Пмпедансът ZBX ще нараства в по-малка степей, ако при еднак-
ви други условия /?в„. м. Лр има по-малка стойност. Затона пръ-
стенът се изработва от меден проводник, който има малко спе-
цифично съпротивление. Дебелината му не трябва да бъде по-
малка от 0,2—0,3 шт.
На фиг. 6.24 е показана честотната характеристика на вход-
ния импеданс на високоговорител с номинален диаметър /315 mm
без меден пръстен (крива 1) и с меден пръстен (крива 2).
Влиянието на медния пръстен върху показателите на високо-
говорптеля се изразява в това, че се разширява честотният му
обхват към високите честоти. На фиг. 6.25 а е показана честот-
ната характеристика на високоговорител с високочестотен конус
139
Фиг. 6.24. Входен импеданс на високоговорител
1 — без Л'оден пръстен; 2 — с медей пръстен
Фиг. 6.25. Честотнн характеристики иа еднотипни високого-
ворители
а — без меден пръстен; б — с меден пръстен
140
с номинален диаметър. 0315 пип без меден пръстен, а на
фиг. 6.25 6 е показана честотната характеристика на високогоео-
рител от същия тип, но с меден пръстен. От тези характеристи-
ки се вижда, че очакваните резултати се получават — горната
гранична честота на високоговорнтеля без меден пръстен е 15 kHz,
а на този с меден пръстен — 20 kHz.
Необходимо е да се има пред вид и влиянието на ыедиия
пръстен върху усилвателя, към който е свързан високоговори-
телят. За високи честоти високоговорителят консумира от усил-
вателя по-голям ток. Последният трябва да може да отдава този
ток. В същото време импедансът на високоговорнтеля и при ви-
соки честоти има по-слабо изразен реактивен характер, което е
по-благоприятно за усилвателя.
Тъй като медният пръстен има голямо магнитно съпротивле-
ние, работният магнитен поток и магнитната индукция в работната
въздушна междина се намаляват. В резултат на това чувствител-
ността на високоговорнтеля също намалява с 0,5—1 dB.
При субективно прослушване се установява, че високоговори-
телят с меден пръстен звучи по-добре, по-чисто.
Глава седма
ВИДОВЕ ЕЛЕКТРОДИНАМИЧНИ ВИСОКОГОВОРИТЕЛИ
7.1.	Класификация
В зависимост от това, дали високоговорителите са предназ-
начени да възпроизвеждат самостоятелно целия звуков спектър,
който съществува като електрически сигнал на изхода на даде-
но радиотехническо устройство, или само ограничена част от не-
го, те се класифицират, както следва:
а.	Широколентови високоговорители — предназначен!! да
възпроизвеждат самостоятелно целия честотен спектър.
б.	Нискочестотни високоговорители — предназначен!! да въз-
произвеждат само един ограничен спектър от ниски честоти от
звуковия спектър.
в.	Средночестотни високоговорители—предназначен!! да въз-
произвеждат само един ограничен спектър от средни честоти от
звуковия спектър.
141
г.	Високочестотни високоговорители — предназначена да въз-
пропзвеждат само един ограничен спектър от високи честоти от
звуковия спектър.
7.2.	Присъединителни параметри
Иоминалният импеданс, номиналипте и монтажните размери са
присъединителни параметри за висоговорителите.
а.	Номинален импеданс
Голямото разнообразие от номинални импеданси на високого-
ворителнте, което практически може да бъде неограничено, се
оказа съществена пречка за тяхната взаимозаменяемост. Свобо-
дата в избора на номинален импеданс означава даден високогово-
рител да ноже да работа оптимално само с определен усилва-
тел пли за всеки тип усилвател да се разработи специален висо-
коговорител.
Възприемането па една единствена стойност за номинален им-
педанс на всички високоговорители също би поставило много
проблема пред производителите на усилватели.
По препоръка на 1МЕК почта всички производители възприе-
ха едва поредица от стойностн за номинални импеданси на елек-
тродинамичните високоговорители. С рекомендация на СИВ
PC 1640—73 се препоръчва възприемането на тази поредица от
страните — членки на СИВ. Съгласно посочената препоръка
БДС 4947—75 допуска произвеждането на високоговорители с
номинални стойкости, дадепи в табл. 7.1.
Таблица 7.1
Хе по ред	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Номинале н импеданс, 2	2	4	8	15	25	50	100	400	800
142
б.	Номинални и монтажни размери
Свободата за произволен избор на размерите на високоговс-
рителите колкото и да е желана от конструкторите, е трудно-
преодолима пречка за тяхната взаимозаменяемост. Замяната в оп-
ределено радиотехническо устройство на високоговорител с един
размер с високоговорител с друг размер е свързана с израбо-
тванего на нови инструмента и коригирането на някои от съще-
ствуващите.
Въз основа на препоръките на МЕК и СИВ в нажата страна
са стандартизирани номиналните и монтажните размери на елек-
тродинамичните високоговорители. Размерите на кръглите висо-
коговорители са дадени в табл. 7.2, където означенията са съ-
гласно фиг. 7.1.
Таблица 7.2
ЛЬ по ред	j	Номинален диа- мет ър £>, mm	Монтажни размери		Минимален дна- j метър на отверг ‘ dlt пип	!
		разстояние Ь, пип (фиг. 7.1 а)	диаметър d2, mm (фиг. 7.1 б)	
1	1 25±?	(20±0,5)	—	(3,2)
о	31.5,1?	(25+0,5)	—	(3,2)
3		(31,5+0,5)	—	(3,2)
4	50±2	40±0,5	—	3.2	1
5	63+?	50±0,5	—	4.3	'
6	801“	63+0,5	—	4,3
7	100±£	80+0,5	—	5.0	j
8	125±3	1С0±0,5	114±0,5	5,0
9	160±з	125+0,5	148+0,5	5,0	1
10	2Оо+? —о	160±1	184±0,5	5.5	j
11	250+?	200+1	233±1	5,5
12	315±°	250±1	295±1	6,5
Размерите на овалните високоговорители са дадени в табл. 7.3,
където означенията са съгласно фиг. 7.1 в.
Таблица 7.3
О С й	Номинални размери, mm		Монтажни размери, mm			Минимален диаметър на отвора dt, mm
	А	В	/	Е		
1	20—1	31,5-2	(16±0,5)	(25J	-0,5)	(3,2)
2	25—1	40—2	(20±0,5)	(31,5-	-0,5)	(3,2)
3	31.5-2	50-2	(25±0,5)	(40-	НО,5)	(3,2)
4	40—2	63—2	31,54-0,5	50-	-0,5	3,2
5	50-2	80—2	404-0,5	63-	НО,5	4,3
6	63-2	100-2	50+0,5	804	Н0.5	4.3
7	8н—2	125-3	634-0,5	ю<-	НО,5	5,0
8	100-2	160-3	804-0,5	125-1	НО,5	5,0
q	125 - 3	200-5	1004-0,5	160-	НО,5	5.0
10	160-3	250-5	125±1	200-	Н1	5.5
11	200—5	315—5	1604-1	250-	-1	5,5
12	250-5	400—5	200±1	3154	Ь1	6,5
фиг. 7.1. Форми на високоговорителите
а — кръгла форма с изнесени точки на закрепване; б — кръгла форма с вътрешни
точки на закрепване; в — овална форма
Заградените в скоби числа и в двете таблици означават, че
тези високоговорители могат да бъдат без отвори за закрепване —
те се закрепват чрез притискане или посредством допълнителни
скоби.
144
7.3.	Типово означение на българските високоговорители
рТ Съгласно БДС 4947—-75 типового означение на високоговори-
телите се изгражда от букви и цифри, конто имат следното зна-
чение:
а.	Първа буква В (високоговорител).
б.	Втора буква К (кръгъл) или О (овален).
в.	Трета буква Н (нискочестотен), С (средночестотен) или В
(високочестотен). За широколентовите високоговорители трета
буква не се поставя.
г.	Две цифри, показващи поредния номер на високоговорителя
съгласно табл. 7.2 или табл. 7.3.
д.	Трета цифра, показваща поредния номер на номиналния
импеданс на високоговорителя съгласно табл. 7.1.
е.	Четвърта цифра, показваща поредния номер на разработка-
та на високоговорителя. По-точно тази цифра се поставя за раз-
личаване на високоговорителите, конто имат еднакви конструкции
и присъединителни размери, но се различават по някой друг приз-
нак, например по магнитната система.
Например овален широколентов високоговорител с номи-
нални размери 100x160 mm (№8 от табл. 7.3), номинален им-
педанс 8 Q (№3 от табл. 7.1), първа разработка ще носи типо-
во означение ВО 0831.
Типового означение на куполните високоговорители е:
—	две букви ВК (високоговорител куполен);
—т	рета буква С (средночестотен) или В (високочестотен);
—	две цифри, показващи диаметъра на звуковата бобина, mm;
—	трета цифра, показваща поредния номер на номиналния им-
педанс на високоговорителя съгласно табл. 7.1;
—	четвърта цифра, показваща поредния номер на разработката.
Например ВКВ3721 означава високоговорител куполен ви-
сокочестотен с диаметър на звуковата бобина 37 mm, номинален
импеданс 4 Q, първа разработка (първи вариант).
7.4.	Еквивалеитна електрическа заместителна схема
на трептящата система на електродинамичните
високоговорители
Тя се съставя само за областта на ниските честоти, при кон-
то трептящата система може да се разглежда като система със
съсредоточени параметри. Високоговорителят е електромеханичен
преобразувател и за него е в сила заместващата схема, дадена
10 Високоговорители и озвучителни тела
145
на фиг. 3.10. Необходимо е да се уточнят значенията на елемен-
тите на схемата съгласно зависимостта (3.31), като се има пред
вид, че се разглежда само областта на ниските честоти. Значе-
нията са следните:
Е
k^Bl
Zo — Г‘‘Г с "b c +
Z = /? + j w
1_____
J ш ^*тр с
— електрическото напрежение на
изхода на усилвателя, захран-
ващ високоговорнтеля, което
е постоянно за разглеждания
честотен обхват;
— изходното съпротивление на
усилвателя;
— входният електрически импе-
данс на високоговорнтеля при
застопорена звукова бобина;
— коефициентът на електроме-
ханична връзка;
— електродинамичната сила;
— внесеното активно механично
съпротивление;
— механичният импеданс на треп-
тящата система на високого-
zR=rR+ju>mR
rR
mR
ворителя, като гтрс, лгтрс и
стрс са съпротивлението на
активните й загуби, масата и
гъвкавостта й;
-— съпротивлението (реакцията)
на околната среда върху
трептящата система на висо-
коговорителя;
— съпротивлението на излъчва-
не на високоговорнтеля; за
бутален излъчвател в област-
та на ниските и средните
честоти съгласно [4] rR —
= -Ps- 5аю2;
ЯС0
— масата на въздуха, който
трепти заедно с трептящата
система на високоговорнтеля;
нарича се присъединена маса
146
и за бутален излъчвател
о
rnR-= -f- Ps rf3;
ps	— статичната плътност на въз-
духа;
с0	— скоростта на разпространение
на звука във въздуха;
S и d	— площта на излъчване и ней-
ният диаметър;
ш=2я/	— възпроизвежданата честота.
Еквпвалентната електрическа заместителна схема на трептяща
та система на високоговорител е дадена на фиг. 7.2 а.
Ако се обединят елементите с еднакъв характер, се получава
схемата от фиг. 1.2 6. Означенията на схемата са
(7Л)
(7-2)
(7.3)
Г^Гвн + Гзрс + Г/?;
С”Стр с*
Фиг. 7.2. Еквивалентна електрическа заместителна схема на трептя-
щата система на високоговорител
а — пълна; б — след ©бединяване на еднэродннте елементи
Въз основа на фиг. 1.26 резонансната честота/0 и качестве-
ният фактор Q на високоговорнтеля се определят с изразите
f = -	1
(7.4)
(7-5)
147
7.5.	Широколентови високоговорители
В зависимост от приложение™ си широколентовите високого-
ворители се подразделят на:
—	широколентови високоговорители за обща употреба — площ-
та на проекцията на конуса на мембраната е равна или по-голя-
ма от 80 ст2;
—	широколентови високоговорители за вграждане в портатив-
ни радиоустройства — площта на проекцията на конуса на мем-
браната е не по-голяма от 80 ст2.
Това разделяне не е само условно, а се явява като отраже-
ние на различията в конструктивно™ оформяне и електроакустич-
ните показатели.
а.	Широколентови високоговорители за обща употреба
Високоговорителите от този клас се използуват в настолни
радиоприемаици, телевизионни приемници, магнетофони, грамофо-
ни и пр. Те намират приложение и за вграждане в евтини озву-
чителни тела.
Високоговорителите за обща употреба трябва да имат:
—	висока чувствителност;
—	широк ефективен честотен обхват на възпроизвеждане;
-	—ниска цена;
—	технологично (високопроизводително) производство;
—	малка неравномерност на честотната характеристика и
малки нелинейни изкривявания.
Високоговорителите за обща употреба се конструират на ба-
зата на компромиса между изискването за висока чувствителност
и изискването за малка неравномерност на честотната характери-
стика, малки нелинейни изкривявания и кратки преходни процеси.
Този компромис е решен в полза на чувствителността, като оста-
налите параметри са в рамките на допустимите норми за пормал-
но (не висококачегтвено) възпроизвеждане.
Широколентовите високоговорители се конструират на базата
на компромиса между изискванията за добро възпроизвеждане на
ниските и високите честоти. Стремежът е балансирано да се уве-
личава долната /д и да се намалява горната /г гранична честота,
така че да не се подчертават нито ниските, нито високите често-
ти. На практика обаче се облагодетелствува възпроизвеждане™
на високите честоти. Балансираното изменение на ниски и високи
честоти означава в еднаква степей, изразена в октави, да се из-
148
менят /д и /, . Изразеиб в цифри, ако /д е 40 Hz (една октава
по-високо от 20 Hz), би следвало /, да бъде до 10 kHz (една
октава по-ниско от 20 kHz). На практика обаче широколентовите
високоговорители възпроизвеждат ефективно сигнали до 15—
Фиг. 7.3. Напречен разрез на високоговорители
а. — кръгъл широколентов; б — овален
18 kHz, а в някои случаи и до 20 kHz независимо от това, че
долната им гранична честота е 80—100 Hz, а дори и 200 Hz.
На фиг. 7,3 а е даден напречен разрез на кръгъл високогово-
рител с номинален диаметър 20 ст с оксидна магнитна система
тип ВК201Б4-01. Той е подходящ за вграждане в озвучителни
тела за оркестри, озвучителни тела за домашно озвучаване и пр.
149
Фиг. 7.3
в — с високочестотен конус; г — за вграждане в портативки радиоустрсйства
На фиг. 7.4 о е показан общият вид на същия високоговорител,
а на фиг. 7.5 о—неговата честотна характеристика. Вижда се, че
ефективният честотен обхват на високоговорителя е от 80 Hz до
13000 Hz при неравномерност 12 dB. Характеристичната му чув-
ствителност е 0,7 Ра W~u-5 .
На фиг. 7.3 б е даден напречен разрез на овален високогово-
рител с номинални размери 100X160 пип, тип В00821, чиято маг-
нитна система е с централен лят магнит „Алнико“. Намаленото
му магнитно разсейване го прави подходящ за вграждане в теле-
визионни приемници — използува се в телевизионен приемник
„София-21 “. Може да намеря приложение за звукови колони и др.
На фиг. 7.4 б е показан общият вид на високоговорителя, а на
фиг. 7.5 в—неговата честотна характеристика. Ефективният му
150
Фиг. 7.4. Общ вид на високоговорители
а — кръгъл широколемтов; б — овален; в — с високочестотен конус; г — аа вграждане в пор
тативни радииустройства
честотен обхват, отчетен от фиг. 7.5 в, е от 80 Hz до 17000 Hz
при неравномерност на честотната характеристика 12 dB. '
Високоговорител с допълнителен високочестотен конус е по-
казан на фиг. 7.3 в и 7.4 в, а честотната му характеристика — на
фиг. 7.5 в. Високочестотният конус е поставен към високоговори-
теля тип ВК201Б4-01, чиято честотна характеристика е дадена
на фиг. 7.5 а. От сравняването на фиг. 7.5 а и 7.5 в се вижда, че
високочестотният конус разширява честотната характеристика с
по-малко от една октава, за сметка на което предизвиква значи-
телен брой върхове и падини в нея и намалява чувствителността
на високоговорителя.
151
L,dB
Фиг. 7.5. Чегтотни характеристики на високоговорители
152
б.	Широколентови високоговорители за вграждане
в портативни радиоустройства
Някои производители ги наричат мпниатюрни високоговорители.
Вграждат се в портативни радиоприемници, магнетофони, ра-
диокасетофони и пр.
Основните изисквания, на конто трябва да отговарят тези ви-
сокоговорители. са:
—	малка маса;
—	висока чувствителност.
Електроенергията, получавана от батерии, е твърде скъпа. Ви-
соката чувствителност на високоговорнтеля е предпоставка за
създаване на определено ниво на звуковото налягане при консу-
миране на по-малко електрическа мощност, което означава удъл-
жаване срока за работа на батериите.
Малката маса е желана от всеки, който притежава портатив-
но радиоустройство.
На фиг. 7.3 г е показан напречен разрез на високоговорител с
номинален диаметър 80 п?гп, тип ВК0632, на фиг. 7.4 г е даден
общият му вид, а на фиг. 7.5 г — честотната му характеристика..
7.6.	Нискочестотни високоговорители
Висококачественото възпроизвеждане на говор и музика при-
доби широка популярност под наименованието Hi—Fi (на ан-
глийски high fidelity означава висока вярност). Постоянната преч-
ка по пътя към създаването на Hi-Fi апаратури е възпроизвеж-
дането на ниските честоти. Усилвателната техника осигури усил-
ването на сигнали с честоти дори под 20 Hz. Електроакустичните
преобразуватели обаче не могат да преобразуват ефективно сиг-
налите с виска честота. Именно те създават пречките за реали-
зиране на апаратура от Hi—Fi клас, която да възпроизвежда
пълния спектър на всякаква звукова картина.
Един от начините за разширяване честотния обхват на въз-
произвеждане е да се конструират специални високоговорители,.
конто да възпроизвеждат ефективно само определен честотен
спектър на звуковата картина. Целият честотен спектър се раз-
дели на две или три части, който се възпроизвеждат съответно
от нискочестотен и високочестотен високоговорител или от ниско-
честотен, средночестотен и високочестотен високоговорител.
Нискочестотните високоговорители трябва да възпроизвеждат
сигнали с честота до 2000—4000 Hz. В случай че работят съв-
153.
местно н със средночестотен високоговорител, достатъчно е да
възпроизвеждат сигнали с честота до 500—800 Hz. Следователно
те са освободени от изискването да възпроизвеждат ефективно
високите честоти, а в някои случаи — и средните честоти. Към
тях се повишават изискваиията за ефективно възпроизвеждане па
ниските честоти.
Разделянето иа честотния спектър се реализира предимно в
апаратура от Hi—Fi клас. Този факт определя и останалите из-
исквания, на конто трябва да отговарят нискочес готните високого-
ворители—малки нелинейни изкривявания, малка неравномерност
на честотната характеристика, кратки преходни процеси, ненасо-
чено излъчване. Характеристичната чувствителност, т. е. ефектив-
ността на преобразуване на високоговорителя и неговата маса
тук са вгоростепенни показатели. Необходимого звуково налягане
се създава чрез преобразуването на по-голяма електрическа мощ-
ност. Затова нискочестотните високоговорители се характеризи-
рат с голяма паспортна или поминална мощност. Големите мощ-
ности са продиктувани и от изискването за пеизкривено възпроиз-
веждане на звукови картини с голям динамичен обхват.
Излъчената от един високоговорител акустична мощност Рак за
ниските честоти се определя със зависимостта
= (7.6)
където
k е коефициент на пропорционалност;
5 — ефективната площ на излъчване на високоговорителя;
х — амплитудата на трептене на звуковата бобина;
/ -— честотата на сигнала.
11зразът (7.6) насочва към определяне конструкцията на ниско-
•честотните високоговорители. От него се вижда, че за да бъде
голяма излъчената акустична мощност при малка стойност па /,
необходимо е произведение™ да бъде голямо.
Конструкцията на високоговорителя трябва да позволява голяма
амплитуда на подвижната му система, без да възникват нелиней-
пи изкривявания. Гъвкавостта на окачване трябва да остава по-
•стоянна при значителни отклонения от равновесного положение.
Това се реализира, като трептилката се конструира с голям диа-
метър, а гънките имат сравнително широка площ. Опасността от
излъчване от гънките се избягва, като се пзработват от каучу-
кова смес или от гумиран плат. Най-добър резултат се получава
при използуването на микропореста каучукова смес за наработка
на гънките. Звуковата бобина трябва да бъде значително по-ви-
>сока от височината на работната въздушна междина, с което се
354
избягват нелинейните изкривявания при големите амплитуди. Про-
водникът на звуковата бобина е със сравнително голям диаметър,
за да издържа големите електрически натоварвания и да не
се разрушава при консумирането на голяма електрическа мощ-
ност.
Площта на мембраната трябва да бъде голяма, но това е свър-
зано с размера на високоговорителя, а чрез него и с размера на
озвучителното тяло. Всеки желае да притежава озвучителни тела,
конто да възпроизвеждат ефективно сигнали с честота 20 Hz, но
никой не желае да постави в дома си озвучителни тела с обем
1 т3 (1000 литра). Все пак трябва да се има пред вид, че с уве-
личаване площта на излъчване на високоговорителя се намалява
амплитудата на трептящата му система при дадена честота за
създаване на едно и също звуково налягане. И обратно, ако се
намали размерът на високоговорителя, трябва да се създаде въз-
можност за увеличаване амплитудата па трептящата му система,
за да възпроизвежда той със същата ефективност сигнал с даде-
на ниска честота. Затова при нискочестотните високоговорители
с по-малки размери отношението между височината на звуковата
бобина и височината на работната въздушна междина трябва да
бъде по-голямо, отколкото при високоговорители с по-големи
размери при условие, че трябва да възпроизвеждат еднакво нис-
ките честоти. За увеличаване на здравината звуковите бобини се
навиват върху основа от алуминиево фолио. 11золационният лак
на проводника и лепилото, с което проводникът е залепен към
звуковата бобина, трябва да издържат високи температури —
130—150°С. Обикновено готовите звукови бобини се импрегнират
допълнително в епоксидна смола.
За намаляване продължителността иа преходните процеси до-
принасят загубите в гумената гънка, но при нискочестотните ви-
сокоговорители се разчита главно на голямата стойност на работ-
ния магнитен поток. Той е необходим и за получаване на една
приемлива чувствителност. Масата на подвижната система на
нискочестотните високоговорители е голяма и ако паботният маг-
нитен поток не е достатъчно голям, чувствителността нм ще бъ-
де нищожно малка. Обикновено стойността на работния магнитен
поток е над 500 |iWb (50000 Мх), като достига до 2000 jiWb
(200000 Мх). Това определя голямата маса на магиитните системи
и на високоговорителите.
Високоговорителите от Hi — Fi клас работят при домашни
условия, на закрито и издържат въздействаето на климатични
фактори, съответствува щи на нормален климат. Магнитната им
система обикновено е с пръстеновиден оксиден магнит.
155
Мембраната на нискочестотните високоговорители представля-
ва не много висок конус с голям ъгъл при върха на конуса.
11зработва се предимно от хартия. Произвеждат се и мембрани
от стиропор, към който се залепва тънко алуминиево фолио.
Фиг. 7.6. Високогогорител тип ВВК201Б4
а — общ вид; б — частотна х<рнстерисп ка
to\-----------------..... .
ю тя их sm wo шоа гооо woo
<5>
Целта е да се получи здрав и лек конус със значителни вътреш"
ни загуби.
На фиг. 7.6 а е показан общият вид на нискочестотен високо-
говорител с номинален диаметър 0 208 mm, тип ВВК201Б4. По
конструкция той е идентичен с тип ВК201Б4-01. Разликата е само
в това, че тип ВВК201Б4 е с гънка от гумиран плат и звуковата
бобина е с по-дебел проводник (0,23 mm) и по-голяма височина
(16 mm). Височината на работната въздушна междина е 4 mm,
така че при амплитуда до 6 mm звуковата бобина обхваща из-
цяло работния магнитен поток. За сметка на малка чувствител-
ност (около 0,6 Ра W~0’5) е постигнато добро възпроизвеждане
на ниските честоти — до 30 Hz, и малки нелинейни изкривявания.
На фиг. 7.6 б е показана честотната характеристика на високо-
говорителя, измерена при мощност 1 W на разстояние 1 m от ра-
ботния център. Дадени са и честотните характеристики на
втората и третата хармонични съставящи, като нивото на втория
хармоник е повишено с 30 dB, а на третия — с 20 dB. Ако вто-
рият хармоник пресича основната характеристика, това означава,
че dh2—3,16%; ако е на 10 dB по-ниско от нея — rfft2=l%. Ако
третият хармоник пресича основната характеристика — </й3 = Ю%;
ако е с 10 dB по-ниско от нея — </й3—3,16%, а ако е с 20 dB по-
ниско— <7й3=1%, и т. н. Съгласно изискванията за високоговори-
тели от Hi — Fi клас коефициентът на хармониците им се измер-
ва при звукови налягане 96 dB на 1 ш, усреднено в обхвата
156
250—4000 Hz. Електрическата мощност, която е необходима за
създаване на това звуково налягане, се нарича работна мощност.
За високоговорител ВВК201А4 тя е 4 W.
7.7.	Средночестотни високоговорители
Обикновено средночестотните високоговорители трябва да вьз-
произвеждат сигналите от честотния обхват 500—5000 Hz. Ако
се има пред вид единствено това изискване, почти всеки високо-
говорител за обща употреба може да го удовлетвори. Но това
не е достатъчно. Неравномерността на честотната характеристика
на средночестотните високоговорители не трябва да надвишава
±4 dB спрямо средното й ниво. Изисванията за нелинейни изкри-
вявания и преходни процеси са също високи. Това налага кон-
струирането и производството на специални средночестотни ви-
сокоговорители.
Произвеждат се три основни разновидности средночестотни
високоговорители — конусни, куполни и рупорни.
Основните съображения при копструирането на средночестот-
ни високоговорители са:
а.	В целия честотен обхват е желателно подвижната система
да трепти като бутало. Оттук следва, че диаметърът на високо-
говорителя не трябва да надвишава 100—130 nun. С това ще се
удовлетворят и изискванията за насоченост.
б.	Амплитудите на трептене не са много големи (около 1 пни).
Звуковата бобина трябва да бъде с 1—2 mm по-висока от ра-
ботната въздушна междина.
в.	Електрическата мощност, която се подава на високоговори-
теЛЧ, е не повече от 30% от тази, която се подава на ниско-
честоГС’ия високоговорител. Диаметърът на проводника за звуко-
вата боб&на може да бъде по-малък.
г.	Излъч'паната акустична мощност е постоянна в честотния
обхват и зависи от квадрата на коефициента на електромеханич-
на връзка В1 и отношението . Следователно те трябва да
бъдат по възможност яо-големи.
д.	За получаване на кратки преходни процеси също е необ-
ходима голяма стойност на В1. Магнитните системи за средно-
честотните високоговорители трябва да осигуряват работен магни-
тен поток, по-голям от 500	(50000 Мх).
е.	Активните загуби в мембраната трябва да бъдат големи.
Обикновено мембраните се импрегИИрат допълнително.
157
ж. Високоговорителят трябва да бъде предпазен от въздейст-
вието на звуковото налягане, създавано вътре в озвучителното тяло
от нискочестотния високоговорител.
По конструкция конусните средночестотни високоговорители
не се различават от нискочестотните или от високоговорителите
за обща употреба. Нискочестотни високоговорители с размери до
130 mm се използуват и за средночестотни. Някои фирми („Tesla “)
използуват за средночестотен дори нискочестотен високоговори-
тел с диаметър 200 mm. Използуват се и високоговорители за
обща употреба със силно импрегнирани гънки и конус на мем-
браната. За предпазване от звуковото налягане, което нискочес-
тотният високоговорител създава в обема на озвучителното тяло,
конусните средночестотни високоговорители се монтират в соб-
ствен затворен обем. За високоговорител с диаметър 130 mm то-
лп обем трябва да бъде 3—4 dm3, а с диаметър 100 mm — около
2 dm3. В противен случай въздухът се подлага на голяма ком-
пресия и гъвкавостта па акустичната трептяща система на висо-
коговорителя ще бъде много малка.
В НРБ се произвежда само един тип конусен средночестотен
високоговорител — ВВК131А8 (А15). Той е конструиран на базата
на ВК1311А4, като шасито му е изцяло затворено. Обемът меж-
ду мембраната и шасито е запълнен със звукопоглъщащ мате-
риал, с което се цели процесъг на свиване на затворения въздух
от адиабатичен да се превърне в изотермичен. В резултат на то-
I
Фиг. 7.7. Честотии характеристики на висо-
коговорител тип ВВК131А8
£	— ниво ня втория хармоник; L — нкво на
hl	по
третия хармоник
на звуковото налягане 96 dB" на
1000 Hz — не повече от 3%, в
ва гъвкавостта се уве-
личава 1,4 пъти, което
е равносилно на увелича-
ване обема също 1,4 пъти.
Основните електроаку-
стични показатели на ви-
сокоговорител ВВК131А8
са: паспортна мощност —
20 W; номинален честотен
обхват — 500—5000 Hz; не-
равномерност на честот-
ната характеристика—не
повече от 8 dB; характе-
ристична чувствителност —
не по-малка от 0,6 Ра W~0,5;
коефициент на хармони-
ците, измерен при ниво
1 ш в обхвата от 250 до
обхвата 1000—2000 Hz
158
да намалява от 3 към 1 %, в обхвата над 2000 Hz — не повече
от 1%; звуковотоХ'налягане на ±15° от оста да не се различава
с повече от ±4 dB от това по оста за номиналния честотен об-
хват; номинален импеданс — 8(15)й. Практически неравномер-
ността на честотната ха-
рактеристика на този висо-
коговорител не надвишава
4 dB, а нелинейните му
изкривявания са под 1 %
за почти целия обхват. Че-
стотната характеристика на
високоговорнтеля и честот-
ните характеристики на
втория и третия му хармо-
пик, измерени при работ-
иата мощност, са дадени
на фиг. 7.7.
Куполните високогово-
рители притежават изве-
Фиг. 7.8. Куполен средночестотен високого-
ворител
1 — мембрана комплект със звукова бобина; 2 —
звукопоглъгцйгц материал; 3 — магнитна система; 4 —
предпазна решетка; 5 — изводи
стни предпмства пред ко-
нусните. Площта на мембраната !'им е по-малка и те са
С
по-слабо насочени. Отношението— 'има почти същата стойност,
т
както при конусните, в резултат на което излъчваната акустична
мэщност не се намалява при запазване стойността на В1. Все
пак никои специалиста предпочитат конусните високоговорители,
затова, че те издържат по-големи натоварвания.
Конструкцията на куполен средночестотен високоговорител е
показана на фиг. 7.8. Обикновено се използуват оксидни магнит-
пи системи.
Фиг. 7.9. Честотна характеристика на куполен
средночестотен високоговорител тип ВКС5231
159
Нашата промишленост произвежда един тип средночестотен
куполен високоговорител—ВКС5231 (високоговорител куполен
средночестотен с диаметър на звуковата бобина 52 mm, 8 Q,
иърви вариант). Основните му електроакустични показатели са
паспортна мощност—20 W; номинален честотен обхват —500—
5000 Hz; характеристична чувствителност — 0,G3 PaW-0-5; нерав-
номерност— не повече от 8 dB. Останалите му показатели съв-
падат с тези на конусния високоговорител. Конструкцията на
ВКС5231 е подобна на показаната на фиг. 7.8 с тази разлика,
че магнитната му система е с пръстеновиден магнит „Алнико“.
Честотната му характеристика е дадена на фиг. 7.9.
Рупорни средночестотни високоговорители в нашата страна
не се произвеждат.
7.8.	Високочестотни високоговорители
Високочестотните високоговорители се произвеждат в три ос-
ловпи варианта-—конусен, куполен и рупорен. Те трябва да въз-
произвеждат честотния обхват от 2—5 kHz до 15—20 kHz.
Трябва да отговарят на следните основни изисквания:
а.	Висока горна гранична честота.
б.	Равномерна честотна характеристика.
в.	Малки нелинейни изкривявания.
г.	Широка пространствена характеристика на излъчване.
Конусните високочестотни високоговорители по конструкция
са подобии на високоговорителите за обща употреба, като обик-
новено шасито им е затворено (без отвори). Те имат горна гра-
нична честота 17—18 kHz, рядко до 20 kHz. Нелинейните им
изкривявания трудно отговарят на изискванията за Hi — Fi клас.
Излъчването им става насочено още при 10—12 kHz. Посочено
бе, че при високи честоти мембраната на конусните високогово-
рители не трепти като бутало, а трептят отделни нейни части.
Поради това в честотната характеристика на високоговорителя
има върхове и падини, тя не е гладка дори и ако неравномер-
ността й не е голяма. Посочените недостатъци са причина ко-
вусните високочестотни високоговорители да не се използуват за
озвучителни тела от Hi—Fi клас.
Куполиите високочестотни високоговорители имат редица пре-
димства:
а.	Поради малките размери на купола високоговорителят из-
лъчва насочено едва при твърде високи честоти —над 16 000 Hz
160
б.	Куполът трепти като бу тало в почти целия честотен об-
хват.
в.	Локални резонансни явления на отделил области на купо-
ла нс се лооявяват в номиналния честотен обхват. Ако същест-
вуват, тези резонанси бпха се появилп едва при много високи
честоти извън номиналния честотен обхват.
гл	S
г.	Отиошението— може ла се направи достатъчно голямо,
така че чувствителността да не бъде по-малка от тази на конус-
пите високоговорители.
д.	Малката маса на трептящата система позволява да се кон-
струира високоговорител с висока горна гранична честота — над
20 kHz.
е.	Преходните процеси са кратки пак поради малката маса.
ж. Нелинейните изкривявания са малки.
з.	Честотната им характеристика може да се получи достатъч-
но гладка.
Поради тези предимства куполните високочестотни впеокого-
ворители са намерили много широко разпространение. Тпповата
им конструкция е показана на фиг. 7.10.
Мембраната на куполните високочестотни високоговорители
се изработва от различии материали: хартия, пластмаса, импрег-
ниран плат, метално фолио и пр. Горната гранична честота при
дадена маса на трептящата система е пропорционална на твър-
достта на мембраната. Широко приложение за наработка на ку-
полната мембрана са намерили пластмасите. Обикновено се из-
ползува листов материал, който се загрява и вакуумира, за да
приеме желаната форма. Някои специалиста смятат, че пластма-
сата старее и след време се променят показателите на високого-
ворителя, поради което предпочитат хартиените мембрани. При
това пластмасата не може да се импрегнира допълнително. Воз-
можное само повърхностното й намазване с пластификата. Японска-
та фирма „Jatnaha" изработва полусферичната мембрана на високо-
честотния куполен високоговорител тип NS 1000 М с диаметър
30 ют от берилпй с дебелина 30 pm. Твърдостта иа тази мем-
брана е 2,5 пъти по-голяма от твърдостта на мембрана, израбо-
теяа от титан и 6 пъти по-голяма от твърдостта на алуминиева
.'леморана. Търсенето иа нови материали продължава. Предлагат
се и пластмаси с големи вътрешни загуби.
Звуковата бобина на куполните впсокочестотип високоговори-
гели трябва да бъде лека и по възможност с малък брой навив-
ки. При по-лека звукова бобина масата на подвижната система
!це бъде по-малка, горната гранична честота по-висока и чувст-
1 Внсокоговсрктелл и озвучнтелни тела
161
Фиг. 7.10. Куполен високочестотен високоговорител
1 - мембрана комплект еъс звукова бобина; 2 - магнитна система; 3 - пластмасова основа; 4 -изводи
162
вителността по-голяма. При по-малък брой навивки бобината при-
тежава по-малка самоиндуктивиост и импедансът на високогово-
рителя слабо нараства с увеличаване на честотата. При поддър-
жане на постоянно напрежение на входа на високоговорителя
консумираната електрическа мощност при високи честоти ще бъ-
де по-голяма, отколкото в случая на значително увеличаване на
импеданса при високите честоти. С това също се увеличава гор-
ната гранична честота на високоговорителя.
С цел намаляване масата на звуковата бобина никои специа-
листи [4] предлагай да се използува алуминиев проводник. Ре-
дица фирми произвеждат високочестотни куполни високогово-
рители със звукова бобина от алуминиев проводник. Почти
същитс резултати обаче могат да се постигнат, като се използува
тъиък меден проводник и звуковата бобина има малко навивки,
т. е. малка маса.
Горната гранична честота на високочестотните високоговори-
тели, в това число и на куполните, може да се повиши и чрез
постанчне на меден пръстен върху централния полюсен накрай-
ник на магнитната система. Посочено бе, че медният пръстен
оказва влияние върху честотната характеристика на импеданса
на високоговорителя — намалява стойността на импеданса при
високи честоти. При малък брой на навивките на звуковата бо-
бина може да се получи почти същата честотна характеристика
на импеданса, каквато се получава с меден пръстен. Следовател-
но малкият брой навивки подобрява ефективността на преобразу-
ване на високите честоти и поради влиянието, което оказва вър-
ху честотната характеристика на входния импеданс на високого-
ворителя.
Магнитните системи иа куполните високочестотни високогово-
рители обикновено са с пръетеновиден магнит от феритен ма-
териал. Системите с магнит „Алнико“ (пръетеновиден или цен-
трален) затварят значителен обем под подвижната система, който
заедно с работния въздушен обем образува един резонатор на
Хелмхолц. Последният оказва неблагоприятно влияние върху хо-
да на честотната характеристика на високоговорителя — за област-
та на резонансната си честота предизвиква падина в нея. При
оксидните магнитни системи този резонанс е изместен към по-
внеоките честоти.
Отношението между височината на звуковата бобина и висо-
чнната на работната въздушна междина се избира както по-голя-
мо от единица, така и по-малко от единица.
Нашата промишленост произвежда два типа куполни високо-
честотни високоговорители. Типът ВКВ2531 е с оксидна магнит-
163
на система и диаметър на звуковата бобина 25 mm. Номиналнпят
му импеданс е 8 Q (пронзвежда се и вариант 4 2—тип ВКВ2521).
Типът ВКВ3731 е с магнитна система с магнит .,Алнико“, диаме-
тър на звуковата бобина 37 mm п номинален импеданс 8 Q.
Конструкцията на ВКВ2531 е близка до дадената на фиг. 7.10.
Основннте mv показатели
Фиг. 7.11. Честотна характеристика на висо-
коговорител ВКВ2531 и честотнн характери-
стики на хармониците му
£	— ник0 на втория хармоник;
са паспортна мощно гт—
20 W; поминален частотен
обхват — 2—20 kHz; пе-
равномерност на честот-
ната характеристика— не
повече от 12 с!В (в обхва-
та 2—3 kHz — нс повече
от ±4 dB); характеристич-
на чувствителност — не по-
мадка от 0,4 PaW-0’5 (фак-
тически около 0,6 PaW-0’5 );
коефициент на хармони-
ците — не по-голям от 1 %
(измерен при ниво на сред-
ното звуково налягане
90 dB); намаляване на из-
лъчването на ±15° от ос-
та— не повече о г 4 dB.
ГЛЗ - пиво
на
третия хармоник
Честотната характеристика на ВКВ2531 е дадена на фиг. 7.11.
Тук са показани и честотните характеристики на втората и
третата хармонична съставяща. На фиг. 7.12 а са даденп две че-
стотни характеристики—по оста: крива 1 и на 15° от нея— кри-
ва 2. Вижда се, че високоговорителят е почти ненасочен на +15°
от оста. От дадената на фиг. 7.12 <7 честотна характеристика
на импеданса на високоговорнтеля се вижда, че пмпендансът на-
раства незначително с увеличаване на честотата. Това е постяг-
нато, като звуковата бобина е конструирана с височина 3 mm,
докато височината на работната въздушна междина е 5 mm. Ре-
зонансната честота на високоговорнтеля е около 1000 Hz. Звуко-
вата бобина остава изцяло в работната въздушна междина дори
и за най-ниската честота на номиналния честотен обхват, тъй
като амплитудата на трептене не надвишава 1 min.
Мембраната на ВКВ2531 се изработва от листов пластмасов
материал (макрофол) чрез вакуумиране.
За отбелязване е, че ефективнпят честотен обхват на купол-
ните високочестотни високоговорители, включително и на ВКВ2531,
о твърде по-широк от номиналния-—долната гранична честота е
164
твърде по-ниска (500—800 Hz) от долната граница на номинал-
ния честотен обхват (2000 Hz). Използуването обаче на високо-
говорителн в обхвата под 2000 Hz е недопустимо поради нараст-
ване на амплитудпте на трептене особено около резонансната
честота (1000 Hz).
Фиг. 7.12. Чегтотни характеристики на високоговорител BKB253I
а — на звуксЕОто налягане по оста 1 и из 15° от нея 2\ 6 — на входная им-
педанс
Ленговите високочестотни високоговорители имат никои' без-
спорни предимсгва пред куполните и конусните. Те са почти без-
Фиг. 7.13. Високоговорител тип
ВЛД40 — общ вид
Фиг. 7.14. Честотна характеристика на
високоговорител тип ВЛД40
инертин (масата на трептящата им система е много малка) и имат
много кратки преходни процеси. Наред с това обаче те са чув-
ствителпн към претонарвания и към удари.
165
У нас се произвежда едпнти и лентов високочестотен високого-
ворител— ВЛД40 (модернизация на В.1Д12, произвеждан доскоро).
Общият му вид е показан на фиг. 7.13, а честотната му характе-
ристика— на фиг. 7.14.
Глава осма
ОСНОВНИ ПАРАМЕТРИ НА ОЗВУЧИТЕЛНИТЕ ТЕЛА
8.1. Акустичпо оформяне на високоговорителите
а.	Високоговорител без акустичпо оформяне
Трептящата система на високоговорителя предизвиква противо-
посочни изменения на състоянието на въздуха от двете си стра-
ни— сгъстяването на въздуха от едната страна винаги е съпро-
водено с разреждането му от другата страна.
Възникват вредна и задна звукова вълна, конто са дефазира-
ии помежду си на 180° (половин дължина на звуковата вълна).
Звуковото налягане в дадена точка от нространството ще бъде
сума от звуковите налягания, създавани от предната и задната
звукова вълна. На фиг. 8.1 е показан схематично един високого-
ворител без акустично оформяне. Звуковото налягане рл в т. А
от работната му ос ще бъде
PA=Pi+p3,	(81)
където
pi е звуковото налягане, създаване от предната звукова
вълна в т. А;
/?2 — звуковото налягане, създаване в т. А от задната
звукова вълна.
Ако се допуске, че Ра ще зависи главно от фазовата
разлика фл между рг и р2, която се определя от разликата в
пътищата i\ и г2 на двете звукови вълни, изразена в дължина на
разпространяваната звукова вълна. При това /2—гх е постоянна
величина, но за различните честоти тя е различна част от дъл-
жината на звуковата вълна
При много ниските честоти разликата г2—t\ е незначителна
част от дължината на вълната. Допълнително дефазиране между
166
pt. и А не ce получава; те остават дефазирани на 180°. Звуково-
то налягане рл е минимално.
Условията, при конто звуковото налягане в дадена точка е
минимално (в частния случай пула) поради създаване в тази точ-
Фиг. 8.1. Високоговорител без акустично оформяне
ка на противофазни налягания от предната и задната звукова въл-
на нт високоговорителя, се наричат условия на акустично късо
съединение. При тези условия високоговорителят почти не съз-
дава звуково налягане в пространство™, а неговата подвижна
система само премества въздушна маса от предната към задната
си страна и обратно. С увеличаване на честотата дължината на
звуковата вълна намалява и разликата г2—г\ става съизмерима с
нея. При определена честота /К1 тя става равна на половин дъл-
жина на вълната и фазовата разлика между рх и р2 става равна
на 0° (или на 360°). Звуковото налягане рл достига максимална
стойност. Така с увеличаване на честотата от 0 до fK\ звуковото
налягане в т. А нараства от 0 до някаква максимална стойност
При увеличаване на честотата над /к) между рх и />2 се появява
фазова разлика, която расте от 0 до 180°. Звуковото налягане
Ра се намалява отново до някакъв минимум, който се получава
при честота /К2. Разликата г.^-р за честотата /К2 е равна на цяла
дължина на вълната. Падина в честотната характеристика на
високоговорителя ще се получава за всяка честота, за която
Га—гх = п\.	(8.2)
Увеличаване на звуковото налягане в т. А ще се получава за
честотите, за конто разликата г2—г\ е равна на нечетен брой
полувълни:
г2-Г1=(2п-1)4-.	(8’3)
167
На фиг. 8.2 е показана принципната честотна характеристика
на високоговорител без акустичен екран (крива я).
Фирмата „Филипс11 снема честотните характеристики на висо-
коговорители! е без акустичен екран. На фиг. 8.2 (крива б) е по-
фиг. 8.2. Честотни характеристики на високоговорител
без акустично оформяне
а — приндипна; б — на високогозорител тип ADS060/M
казана честотната характеристика на високоговорител AD5060/M
с поминален диаметър 121 пип, снета при тези условия.
б.	Акустичен екран
За избягване на акустичното късо съединение в областта на
ниските честоти високоговорителите се монтират към някаква
акустична преграда, която разделя предното и задиото звуково
поле и се нарича акустичен екран. Ако преградата е безкрайно
голяма, не съществува никакво влияние между тези две полета.
В този случай се говори за предно и задно полупространство.
Практически високоговорителите се монтират към акустичен
екран с крайни размери, например кутпята на радиоприемник или
телевизионен приемник. Звуковото налягане в т. А се създава
също от предната и задната звукова вълна. Ако високоговорите-
лят е разположен в средата на кутия с цилиндрична форма
(фиг. 8.3 а), условията за акустично късо съединение при впеки-
те честоти се запазват, но разликата в разстоянията г2—е по-
голяма, т. е. акустично късо съединение се осъществява само за
най-ниските честоти. Съществува обаче честотата /к2, за която
звуковото налягане рд ще бъде минимално. За всяка честота,
168
удовлетзоряваща (8.2), ще се получава минимум в звуковото
налягане. Високоговорител с акустично оформяпе съгласно
фиг. 8.3 а ще възпроизвежда твърде неестествено звуковата кар-
тина поради налпчието на поредица от падини в честотната му
характеристика.
Фиг. 8.3. Високогегспител, моятиран в кутия
а — симетрично; б — несиметрично
На Ч1г. 8.3# е показан високоговорител, моитиран несимет-
ричпо в кутия с паралелепипедна форма. Пътшцата, конто изми-
нава задната звукова вълна, заобикаляйки кутията в различии
точки, са различии. Сумарното звуково налягане, което се създава
от задната звукова вълна в т. А. ще се измени но големина и фаза с
изменение на честотата, но то не може да стане равно по голе-
мина и противоположно по фаза на звуковото налягане, създава-
но от предната звукова вълна, т. е. не съществуват условия за
акустично късо съединение. При най-ниските честоти разликата
в пътлщата г2, г3 и т. н. е много по-малка от дължината на зву-
ковата вълна и съществуват условия за акустично късо съеди-
нение. Но с увеличаване на честотата звуковото налягане нараства
плавно като в честотната характеристика не съществуват стръмни
падини. По-точно казано, може да се намери такова разположение
на високоговорителя, при което в честотната му характеристика
169<
да няма стръмни падини. Тона е една от задачите, конто трябва
да решава конструкторът на радиоприемника (пли друго радио-
техническо устройство) при проектирането му.
Въз основа на препоръките на МЕК и СЙВ в нашата страна
е стандартизиран (БДС 3861—73) акустичен екран, с който да се
измерват високоговорителите (фиг. 8.4 — размерите са в mm). То-
зи екран е приет от почти всички производители на високогово-
рители. Условия за акустично късо съединение на високоговори-
тел, монтиран на стандартния екран от фиг. 8.4, съществуват за
сигналите с честота, по-ниска от 100 Hz.
Съгласно последните препоръки на МЕК и стандарта на СИВ
за озвучптелни тела п високоговорители от категория Hi—Fi из-
мерването на високоговорители и озвучптелни тела трябва да се
провежда в условията на свободно полупространство. Това се
реализира, като високоговорителят (озвучителното тяло) се по-
стави в земята, така че неговата излъчваща повърхност да бъде
наравне с повърхността на земята (фиг. 8.5). Затвореният зад
високоговорнтеля обем трябва да бъде не по-малко от 1 т3 и
по възможност да бъде облицован (или частично запълнен) със
170
звукопоглъщаща материя^ за да не се изменя значително резо-
нансната честота на високоговорнтеля. За озвучителното тяло не
е необходим друг обем освен собствения му. Желателно е зем-
ната повърхност да бъде гладка и слабо звукопоглъщаща. Окол-
ният шум трябва да бъде сведен до минимум. Този метод засега
не е стандартпзиран в НРБ.
Резултатите от измер-
ванията със стандартен
акустичен екран за висо-
коговорптелите трябва да
бъдат коригирани за сиг-
нали с честота под 100 Hz.
Корекцията се определи за
Фиг. 8.5. Условия на свободно звуково полу-
пространство
всеки тип високоговорител
на базата на измервания в
свободно полупространство.
в.	Затворен обем
Прието е долната гранична честота /д на системите от кате-
гория Hi—Fi да не бъде по-висока от 50 Hz. Стремежът е да
се реализират системи с /д =30—40 Hz, а по възможност и
20 Hz. Ако се използува акустичен екран, който осигурява въз-
произвеждането па тези ниски честоти без акустично късо съе-
динение, неговите размери трябва да бъдат по-големи от разме-
рите на жилищната стая. Това са явно неприемливи условия.
Най-ефикасното средство за избягване на акустичното късо
съединение е високоговорителят да се монтира към определен
затворен обем, при което звуковото налягане в пространстното
ще се създава само от предната звукова вълна. Високоговорител
с такова акустично оформяне се нарича озвучително тяло със
затворен обем. Обикновено се използува кутия със степи от дър-
вен материал — шперплат или плоскости от дървени частици.
Основного изискване към кутията е нейните стеки да не се раз-
трептяват под влияние на звуковото налягане в обема й.
Всеки затворен обем въздух, който се разтрептява през опре-
делен отвор, може да се разглежда за ниските честоти (докато
размерите са по-малки от дължината на вълната) като съсредо-
точен акустичен елемент — гъвкавост. Стойността на акустичната
гъвкавост cva се определи с израза
V
(8.4)
171
където
V е затвореният обем;
ф —константа, която се определя от отношението на
специфичните топлини на газа при постоянно наля-
гане и постоянен обем; за въздуха ф= 1,4;
ps — статичного налягане; за въздуха от атмосферата на
морско равнище ps =10Б Ра.
Механичната гъвкавост cv се определя от зависимостта
_ cva V
Cv ~~^= Фд5 •
(8.5>
В случая
Sv е площта на отвора, през който се възбужда звуко-
вото налягане в затворения обем.
8.2.	Еквивалеитна електрическа заместителна схема
на трептящата система на озвучително тяло
със затворен обем
Трептящата система на озвучителното тяло включва трептя-
щата система на високоговорителя и затворения зад него обем.
На фиг. 7.2 е дадена електрическата заместителна схема на елек-
тродинамичен високоговорител, монтиран на безкраен акустичен
екран. Монтирането на високоговорителя към затворен обем про-
меня няхои от неговите параметри. Измененията са следните:
а.	Затвореният зад високоговорителя обем въздух за ниските
честоти представлява съсредоточен акустичен елемент— гъвка-
вост. Масата на присъединения въздух от задната страна на ви-
сокоговорптеля се свежда на пула. Следователно общата маса на
присъединения въздух към трептящата система на високоговори-
теля, монтиран към затворен обем, е два пъти по-малка от тази
на високоговорител, монтиран към безкраен акустичен екран. В
резултат на това се намалява общата маса т на трептящата си-
стема на високоговорителя, монтиран към затворения обем. Тя се
определя с израза
т'=т-----(8.6)
б.	Високоговорителят излъчва акустична енергия само в пред-
ното полупространство. Следователно активного му съпротивле-
ние на излъчване ще бъде два пъти по-малко от това на висо-
172
коговорител, монтиран на безкраен акустичен екран. Необходимо
е да се поясни, че създаваното от високоговорителя звуково по-
ле в предното полупространство ляма да се намали, тъй като то
се определя само от излъчването на акустична енергия и него, а
тя не се променя. Активните загуби г' па високоговорителя, мон-
тиран към затворен обем, се определят с израза
г'=г~~пг. (8.7)
Гъвкавостта на окачване па трептящата система на високогово-
рителя остава непроменена.
Сгъстяването (свиването) и разреждането на въздушния обем
зад високоговорителя се осъществява със същата сиорост на
трептене, с която трепти подвижната система на високоговори-
теля. Изменение™ на сьстоянието на затворения обем въздух
поражда една сила на реакцията, която се сумира със сплите па
реакцията на елементите на трептящата система на високогово-
рителя. Сумата от всички сили на реакцията се уравнозееява от
електродинамичната сила, възникваща при фуикционирането на
високоговорителя. Въз основа на казаното в трета глава — зави-
симостта (3.31), следва, че механичният импеданс на затворения
обем е евързан във възел с механичните импеданси на елемен-
тите на трептящата система (вж. фиг. 3.9). Следователно в елек-
трическата еквивалеитна заместителна схема на електромеханичния
преобразувател (вж. фиг. 3.10) гъвкавостта на затворения обем
Фиг. 8.6. Еквивалеитна електрическа заместителна схема на озвучително тяло
със затворен обем
а — приищшна; б — след обедиияване иа гъвкавостите
ще се окаже последователно свързана с останалите елементи на
трептящата система.
На фиг. 8.6 а е показана еквивалентната електрическа заме-
173
стителна схема на озвучително тяло със затворен обем, получе-
на въз основа на схемите от фиг. 3.10 и 7.2 6.
Еквивалентната гъвкавост се на озвучителното тяло (фиг. 8.6 а)
се определя с израза
с с	с
с 4-с	с
V
(8.8)
Вижда се, че се е по-малка от с.
На фиг. 8.6 б с и cv са заместени с се.
8.3.	Озвучително тяло с фазоинвертор (басрефлекс)
Принципната конструкция (в разрез) на озвучително тяло с
фазоинвертор (басрефлекс) е дадена на фиг. 8.7. Това е озвучител-
по тяло със затворен обем. Към него е направен дополнителен
отвор, свързващ затворения обем с пространството, в което висо-
коговорптелят създава звуковото поле. Обикновено отворът пред-
ставлява една тръба 3 със сечение и дължина 1$. Предназна-
чение™ на басрефлекса е да подобри излъчваието на озвучител-
ното тяло в областта на ниските честоти.
Мембраната на високогово-
Фиг. 8.7. Озвучително тяло с басреф-
лекс — приншшна конструкция
7 — високоговорител; 2 — кутия; 3 — тръ-
Оа за басрефлекс
рителя при движение™ си на-
вътре към затворения обем пред-
извиква сгъстяване на въздуха;
налягането в обема се увелича-
ва. На входа на фазоинвертора
действува определена сила, по-
родена от налягането в обема.
Тя привежда в движение въз-
душната маса на фазоинверто-
ра. От изхода на фазоинвертора
в околното пространство се
предизвиква сгъстяване на въз-
духа, т. е. възбужда се звукова
вълна. В следващия момент мем-
браната на високогорителя се
придвижва напред и също пред-
извиква сгъстяване на въздуха пред себе си, т. е. също възбуж-
да звукова вълна. Ако двете звукови вълни, създадени от мем-
браната на високоговорителя и от изходния отвор на фазоинвер-
174
тора, са във фаза, звуковото налягане р в пространство™ пред,
озвучителното тяло ще се увеличи; то ще бъде равно на алгеб-
ричната сума от двете звукови налягания:
Р=Р* +А>,
(8.9>
където
рв е звуковото налягане, създавано от високоговорителя;.
/?Ф — звуковото налягане, създавано от фазоинвертора..
По такъв начин фазоинверторът използува енергпята на зад-
ната звукова вълна за излъчване на звукова енергия в простран-
ство™ на предната звукова вълна.
Двете звукови вълни могат да бъдат във фаза само ако фа-
зоинверторът създава звуковата вълна със закъснение от поло-
вин период. Във всички останали случаи двете звукови вълни са
дефазирани помежду си и общото звуково налягане ще бъде по-
малко от сумата на рв и /?ф. Разбира се, и в този случай звуковото
налягане р може да бъде по-голямо от звуковото налягане ря ,.
създавано само от високоговорителя. Това се осъществява, ако
дефазирането между рв и р^ е по-малко от 120° или ако р$^>рв.
Звуковото налягане р$ се създава чрез масата на въздуха, кой-
то се намира във фазоинвертора, и възниква със закъснение в.
пространство™ пред озвучителното тяло. Когато това закъснение
е малко в сравнение с периода на възпроизвеждания сигнал, рф е
почти в противофаза на рв и ако двете налягания са приблизи-
телно равни, резултатното налягане е по-малко от рв, т. е. ефек-
тът е отрицателен.
За дадена честота, определена от гъвкавостта на обема стя и
масата на фазоинвертора /яфа, трептящата система се намира в.
състояние на резонанс. Тази честота се нарича резонансна че-
стота на фазоинвертора /оф. Тя се определя със зависимостта
2яГ^атеФа
(8.10)
Обикновено резонансната честота на фазоинвертора е равна
пли малко по-ниска от резонансната честота на високоговорителя.
На фиг. 8.8 е показано как се получава общото звуково на-
лягане в резултат на излъчването на високоговорителя и фазо-
инвертора за различии честоти. Фиг. 8.8 а отразява състоянието
за сигнал с честота /, малко по-висока от резонансната честота
на фазоинвертора /оф. Звуковото поле, създавано от високогово-
рителя рв, е по-голямо от това, създавано от фазоинвертора
/7ф, но все пак общото звуково налягане рл е по-голямо от рв .
175
Фиг. 8.8 б отразява състоянпето за /=/Оф. В случая	и об-
щего звуково налягане рд е значително по-голямо от рв. Фиг. 8.8 в
отразява състоянието за В този случай р^^ръ, като две-
те налягания са почти протпвофазни и общото звуково налягане
Рл <рв 
Прпмерните честотнн характе-
ристики за нпскп честоти на оп-
тимално проектпрано озвучнтелно
тяло със затворен обем (крива 7)
и с фазоинверт ор (крива 2) са да-
дени на фиг. 8.9.
Направените разглеждания се
основават на предположение™, че
параметрите на озвучителното тяло
не се променят след резлизиране
на допълнителния отвор, предста-
вляващ фазоннверторът. Това озна-
чава, че резонансната честота п
качественият фактор на високого-
ворителя, монтиран към затворе-
ния обем, не се променят след
поставянето на фазоинвертора. В
същност това не е вярно. Трептя-
щата система на озвучителното
тяло се променя. В негсвата ек-
вивалентна електрическа схема, да-
дена на фиг. 8.6 а, паралглпо на
гъвкавостта на обема cz.„ се езърз-
ват масата т.$л и активного съ-
противление Гфа на фазоинвертора.
Това състояние е отразепо на фиг.
8.6 с с пунктир. При новото аку-
Фиг. 8.8. Еквивалентно звуково
налягане, създавано от високого-
ворителя и фазоинвертора
а — за честота, по-висока от резонанс-
иата честота / на {’азоинвертора;
оф
б—за честота /=/ ; в — за честота
оф
по-ниска от f
оф
стично натоварване вис-j:?;.говорп-
телят ще има друга резонансна
честота Дтф, която е различна от
/от; качественият фактор QT.;. съ-
що ше бъде различен от Qf. ! 1з-
мененията на резонансната часто-
та и качествения фактор зависят
твърде сложно от параметрите на
системата и тук няма да се разглеждат. Необходимо е оба-е да се
посочи, че обикновено са спазеги съотногпенията
/отф^/от И
(8.11)
176
Следователно подобряване на излъчването на ниските честоти
от озвучнтелно тяло с фазоинвертор се получава и поради по-
доброто излъчване на тези честоти от самия високоговорител
дължащо се на намалената му резонансна честота. Качеството н^
възпроизвеждане се
подобрява от нама-
ляването на качестве-
ния фактор.
Конструкторите на
озвучптелни тела с
фазоинвертори тряб-
ва да имат пред вид,
че скоростта на треп-
тене на въздуха
във фазоинвертора не
трябва да достига го-
леми стойности пора-
ди опасност от зави-
хряне на въздушния
поток, при което се
влошава качеството
на възпроизвеждане.
Масата на фазоинвер-
тора /«фа не трябва
да бъде много голяма,
Фиг. 8.9. Честотнн характеристики в областта на
ниските честоти за озвучнтелно тяло
1 — със затворен обем; 2 — с фазоинвертор: 3 — с пасив-
на мембрана
защото преходните процеси ще станат
твърде продължителни.
8.4.	Озвучнтелно тяло с пасивна мембрана
Този вид озвучптелни тела по същество са една разновидност
на озвучителните тела с фазоинвертор. Принципната конструкция
е показана на фиг. 8.10. На мястото на фазоинвертора е поста-
вена една трептяща система (мембрана) с параметри: маса — тв£
гъвкавост — спа, и активно съпротивление — гпа. Еквивалентната
електрическа заместителна схема на озвучнтелно тяло с пасивна
мембрана се получава от тази на озвучнтелно тяло със затворен
обем (вж. фиг. 8.6 о), като паралелно на cva се поставят елемен-
тите на пасивната мембрана. Това е означено на фиг. 8.6 а с пунк-
тир (в случая Отфа и Сфа са изключени).
Действието на пасивната мембрана е аналогично на действие-
то на фазоинвертора — тя създава звукова вълна в пространство-
то пред озвучителното тяло, която е дефазирана за ниските че-
J2 Високоговорители и озвучителни тела
177
стотп спрямо задната звукова вълна и е почти във фаза с пред-
ната звукова вълна, като черни енергия от задната звукова вълна.
Съпротивлението на излъчване на пасивната мембрана по прин-
цип е по-малко от съпротивлението на излъчване на фазоинвер-
Фиг. 8.10. г Озвучително тяло с
пасивен излъчвател — принцип
на конструкция
1 — високоговорител; 2 — кутия; 4 —
пасивен излъчвател
тора. Затова се налага площта
на пасивната мембрана 5П да бъде
значително по-голяма от площта
на сечението на фазоинвертора 5Ф.
Обикновено 5Ф =» (0,2—0,3)5, а
5П f^S (5 е площта на излъчване
на високоговорителя).
Предимството на озвучително
тяло с пасивна мембрана се съ-
стои в това, че за резонансната
честота на пасивната мембрана
/оп = ——1=^	(8.12)
2«]Чагпа
твърде лесно може да се получи желаната стойност. Това се по-
стига чрез увеличаване масата на пасивната мембрана, най-често
като се залепи към нея някаква допълнителна маса. Изменението на
масата на фазоинвертора /ифа се осъществява чрез промяна дъл-
жината или сечението на тръбата, което не винаги може да се
реализира в желаната степей. Може би по-важно е предимство-
то, че с пасивната мембрана се отстранява опасността от завих-
рянето и свързаните с него изкривявания.
Ефективността на пасивната мембрана за подобряване излъч-
ването на ниските честоти е по-малка от ефективността на фазо-
инвертора. На фиг. 8.9 (крива 3) е показана принципната честот-
на характеристика в областта на ниските честоти на озвучително
тяло с пасивен излъчвател.
Пасивната мембрана също оказва влияние върху резонанс-
ната честотата и качествения фактор на високоговорителя. Пора-
ди крайната стойност на гъвкавостта спа това влияние е по-слабо
изразено.
От казаното стана ясно, че фазоинверторът и пасивната мем-
брана функционират на един и същи принцип и ако са правилно
конструирани, допринасят за подобряване излъчването на ниските
честоти. Във връзка с това озвучителното тяло с пасивна мемб-
рана трябва да се нарича озвучително тяло с фазоинвертор с па-
сивен излъчвател.
178
8.5.	Классификация на озвучителните тела
Според броя на обхватите, на конто е разделен възпроизвеж-
дания звуков спектър, озвучителните тела се класифицират, както
следва:
а.	Еднолентови озвучителни тела —целият звуков спектър се
възпропзвежда само от един високоговорител или от трупа пара-
лелно работещи високоговорители.
б.	Двулентови озвучителни тела — съставени са от два висо-
коговорителя, всеки от конто възпропзвежда определена част от
звуковия спектър. Могат да се използуват и групп от паралелио
работещи еднотипни високоговорители.
в.	Трилентови озвучителни тела — съставени са от три висо-
коговорителя пли от три паралелио работещи групп от еднотипни
високоговорители, всеки от конто възпропзвежда определена част
от звуковия спектър.
По аналогия се получава класификацията за четирилентови,
петлентови и т. нар. озвучителни тела.
Според обема на озвучителните тела те могат да се класифи-
цират на малки, средни и големи, но границите ще се изменят с
времето, тъй като озвучителните тела непрекъснато намаляват
своя обем. Считаните доскоро озвучителни тела със среден обем
вече изглеждат с голям обем.
В зависимост от електроакустичните показатели озвучителните
тела се класифицират на:
а.	Озвучителни тела от Hi — Fi клас.
б.	Озвучителни тела за- обща упротреба.
8.6.	Геометрични определения
Определенията, дадени при високоговорителите, по принцип
са в сила и за озвучителните тела. Тук се налага да се даде из-
вестно пояснение за работния център. Ако не е посочен в доку-
ментацията на озвучителното тяло, той се определя по следния
начин:
—	за озвучителни тела, изградени от еднотипни високоговори-
тели, работният център съвпада с геометричния център на симет-
рия на работните центрове на високоговорителите;
—	за озвучителни тела, изградени от разнотипна високогово-
рители, работният център съвпада с геометричния център на си*
метрия на работните центрове само на високочестотните високо-
говорители.
179
8.7.	Основни електрически и електроакустични
параметри на озвучителните тела
Основните параметри на едно озвучително тяло представляват
параметрите на монтираиия в тялото високоговорител. Веднага
трябва да се поясни, че те се различават от параметрите на висо-
коговорителя, измерепи
-го
-32
*:/п2
НО3 f.fi
Фиг. 8.11. Спектрално разпределение на мощ-
ността на шумов сигнал за изпитване на пас-
порта мощност
Фиг. 8.12. Филтър с честотна характеристика,
която съответствува на кривата от фиг. 8.11
на стандартен акустичен
екран. Промяната се
дължи на влиянието на
акустичното оформяне.
Използуването на по-
вече от един високого-
ворител в дадено озву-
чително тяло по прин-
цип не променя същ-
ността на явленията.
Особеностите ще бъдат
пояснявани за всекп
конкретен случай. Необ-
ходимо е тук да се пояс-
нят някои общи поло-
жения като:
а.	Резонансна че-
стота на озвучително
тяло. Това е резонан-
сната честота на мон-
тирания в озвучител-
ното тяло нискочесто-
тен високоговорител. По-
нятието има смисъл при
озвучителните тела само
ако използуваните ви-
сокоговорители са ед-
нотипни или ако резо-
нансната честота на един
или няколко еднотипни
високоговорителя е зна-
чително по-ниска от ре-
зонансната честота на
останалите. Това усло-
вие е изпълнено при
озвучителните тела, фун-
180
кциониращи на многолентов принцип. При тях нискочестотните
високоговорители имат значително по-ниска резонансна честота от
тази на средночестотните и високочестотните.
б.	Паспортна мощност. Определя се в резултат на изпитва-
не на озвучителното тяло при въздействие на шумов сигнал, чия-
то спектрална плътност има разпределението, дадено на фиг. 8.11.
Такова разпределение се получава на изхода на филтъра от
фиг. 8.12, ако на входа му се подава розов шум. Ефективната стой-
ност на напрежението, измерено на изхода на филтъра, се изпол-
зува при определяне електрическата мощност, консумирана от
озвучителното тяло. От фиг. 8.11 се вижда, че мощността, която
се подава на средночестотните и високочестотните високоговори-
тели, е значително по-малка от паспортната мощност на озвучи-
телното тяло. Например за озвучително тяло с паспортна мощ-
ност 40 W мощността, която се подава на високочестотния ви-
сокоговорител (при разделителна честота 2500 Hz), е около 2 W.
Крайне грешно е мнението, че ако на озвучителното тяло е обя-
вена паспортна мощност 40 W, може да му се подава синусои-
дален сигнал с производна честота от номиналния му честотен
обхват и със стойност, съответствуваща на мощност 40 W. Ако
озвучителното тяло се изпитва при тези условия, почти е сигур-
но, че високочестотните му високоговорители ще бъдат повре-
дени.
Кривата, дадена на фиг. 8.11, се препоръчва от МЕК и СИВ.
В последно време някои специалиста смятат, че тази крива тряб-
ва да бъде изменена. Съвременната джазова музика съдържа
високочестотни съставящи, чиято енергия е не по-малка от енер-
гията на нискочестотните сигнали. В резултат на това твърде
често високочестотните високоговорители в озвучителните тела
дефектират. Всички производители на озвучителни тела изпитват
изделията си с шумов сигнал със спектрално разпределение съ-
гласно фиг. 8.11. В последно .време обаче, като отчитат измене-
нията на енергийното разпределение на съвременните музикални
картини, те вземат мерки високочестотните високоворители да из-
държат на по-големи електрически натоварвания.
8.8.	Основни параметри на озвучителните тела
от Hi — Fi клас
Изискванията за озвучителни тела от Hi — Fi клас са твър-
де различии в отделните страни. Доскоро единственият документ,
който определяше тези изисквания, беше националният стандарт
181
на ФРГ DIN 45500. Той бе приет неофициално като междунаро-
ден стандарт за Hi — Fi изделия. През 1977 г. СИВ утвърди
стандарт за Hi — Fi озвучителни тела. Изискванията в двата до-
кумента са твърде близки. Те са следните:
— Честотният обхват да бъде с долна гранична честота, не
по-висока от 50 Hz, и горна гранична честота, не по-ниска от
12 500 Hz (съгласно DIN 45500 е 16 000 Hz). Долната и горна-
та гранични честоти се определят като честоти, за конто звуко-
вото налягане е с 8 dB по-ниско от средното звуково налягане за
обхвата 100—4000 Hz.
— Неравномерността на честотната характеристика да бъде не
по-голяма от допусковото поле, показано на фиг. 8.13 (с пунктир
са дадени изискванията по DIN 45500). Нивото 0 dB трябва да
съвпада с нивото на средното звуково налягане за обхвата
100—4000 Hz.
— Нивото на средното за октава звуково налягане в обхвата
250—8000 Hz не трябва да се различава за отделните образци
от даден тип озвучнтелно тяло с повече от 3 dB.
— Честотните характеристики, определени по работната ос и
на ±15° от нея в хоризонталната и вертикалната равнина на оз-
вучителното тяло, при наслагване една върху друга не трябва да
се различават с повече от 4 dB за нито една честота в обхвата
250—8000 Hz. Ако е определено еднозначно положението на оз-
вучителното тяло при експлоатацията му, достататъчно е то да
удовлетворява изискването само в хоризонталната равнина.
Честотната характеристика се определи задължително чрез
шумов сигнал (розов шум) с широчина от октавата. Препо-
182
ръчва се измерването да се извършва в условията на свободно
полупространство.
— Озвучителното тяло трябва да може да създава в обхвата
100—4000 Hz средне звуково налягане на 1 m от работния
център по работната ос с ниво 96 dB. Това налягане се нарича
номинално звуково налягане. Консумираната при това електриче-
ска мощност не трябва да бъде по-голяма от паспортната мощ-
ност на озвучителното тяло. Тя се нарича работна мощност.
—	Коефициентът на хармонични изкривявания трябва да бъде:
в обхвата 250—1000 Hz^3%;
в обхвата 1000—2000 Hz да не превишава стойностите, опре-
делени от правата линия, получена от свързването на точките,
съответствуващи на 3% при 1000 Hz и на 1% при 2000 Hz;
в обхвава 2000—8000 HzS 1°/о-
Нзмерването на коефициента на хармонични изкривявания се
извършва при подаване на озвучителното тяло на следната елек-
трическа мощност:
в обхвата 250—1000 Hz — на цялата работна мощност;
в обхвата 1000—2000 Hz — на 0,5 от работната мощност;
в обхвата 2000—8000 Hz—на 0,25 от работната мощност.
Всички върхове в честотната характеристика на коефициента
1
на хармонични изкривявания с широчина до g от октавата се пре-
небрегват. Допуска се пренебрегването и на три върха с широ-
чина -у- от октавата.
—	- Препоръчва се номиналният импеданс да бъде 4 или 8 Q.
—	Музикалната мощност трябва да бъде не по-малка от 10W.
Озвучителните тела, конто не отговарят дори на едно от из-
искванията за категория Hi — Ft, се категоризират като озвучи-
телни тела за обща упогреба.
8.9.	фактори, конто определят основните параметри
на озвучителните тела
а. Резонансна честота
Резонансната честота на високоговорителите силно зависи от
акустичното им оформяне, от акустичното им натоварване. Ако
се измери резонансната честота на високоговорител без акусти-
чен екран и със стандартен акустичен екран, ще се установи, че
във втория случай тя е по-ниска. Това се дължи на обстоятел-
183
ството, че реакцията на средата в двата случая е различна. В
условията на акустично късо съединение присъединената маса на
въздуха към трептящата система на високоговорителя е по-мал-
ка. Монтираният на безкраен акустичен екран високоговорител
ще има най-ниска резонансна честота, защото масата на присъ-
единения въздух ще бъде най-голяма —сътрептящи маси има от
двете страни на трептящата система.
Резонансната честота /01 на озвучителното тяло' със затворен
обем, т. е. на високоговорител, монтиран към затворен обем, се
определя съгласно фиг. 8.6 6 от зависимостта
- 1
2« J/ т' се
(8.13)
Ако се приеме m't^m и се замести се от (8.8), получава се
тсс
(8-14)
Вижда се, че резонансната честота на озвучителното тяло е
по-впсока от тази на високоговорителя, монтиран на безкраен
акустичен екран. При това нарастването на /от зависи от отно-
шението —. С намаляване гъвкавостта на обема отношениетс*
с
— се увеличава и резонансната честота на озвучителното тяло.
v
също нараства. Зависимостта не е линейна и зависи от това, да-
ли са изпълнени неравенствата 1>>— или 1<г —.
v	Cv
Зависимостта (8.14) показва, че за да не се увеличава резо-
нансната честота на озвучителното тяло, необходимо е гъвкавост-
та на обема cv да бъде голяма—по възможност значително по-
голяма от с. Ако се замести cv от (8.5) в (8.14), за резонансната
честота на озвучителното тяло се получава
I
/от =/оу 1 Ps С ~р“ •
(8.15>
Съгласно (8.15) възможно е /от^/о само ако S е много мал-
ко, а V е много голямо. Оттук се налага много важният извод,
че при зададен обем на озвучителното тяло, ако се използува
високоговорител с по-малка звукоизлъчваща повърхност S, резо-
нансната честота на озвучителното тяло ще бъде по-ниска или
184
по-точно резонансната честота на високоговорителя в озвучител-
ното тяло ще нарасне в-по-малка стелен. Ако обаче високогово-
рителят с по-малка звукоизлъчваща повърхност има значително
по-висока резонансна честота, тогава и резонансната честота на
озвучителното тяло ще бъде също по-висока.
Нискочестотните високоговорители имат твърде големи стой-
кости на гъвкавостта на окачването. Например за високоговори-
тел с резонансна честота 30 Hz и маса на подвижната му систе-
ма 20 g гъвкавостта на окачване е
с —-----Ц~ л 2ЧЛ2 nm — 1,38.10-3 m/N.
4xa/Bm 4^30<0,02	'
(8.16)
Гъвкавостта на затворен обем 20 dm3 с диаметър
18 ст ще бъде
V
0,02
cv = —=---------------—-------23 =0,22.10-3 m/N,
v ^Ps$v 1,4. 106.2,54-'. 10-4
на отвора
(8-17)
където 5^ =-J rf2=-J-.182.10-4 = 2,54.10-2 m2.	(8.18>
Ако високоговорителят се монтира към този затворен обем,.
неговата резонансна честота ще бъде
\''+V=30\'"“'S“80Hz-	(8J9>
От приведения пример се вижда, че резонансната честота на.
озвучителн jto тяло се определя главно от масата на трептящата
система на високоговорителя и гъвкавостта на затворения обем..
С щгфровите данни от примера се получава
/' =----, - 1-----------------= 76 Hz.	(8.20)
’ 2я ]/ т cv 2it j'0,02.0,22 . Ю-3
Разликата между /от и /'т е незначителна (само 5 °/0).
Зависимостта (8.14) може да се представи и в следния вид:
/от=/'от^1 + ^--	(8.21)
С
Ако е изпълнено условието 1	, получава се
(8-22)
185
Този резултат се потвърждава и от примера—изразите (8.20)
и (8.19).
Зависимостта (8.21) показва, че гъвкавостта с не бива да бъде
малка, защото ще се получи	което е крайня нежслател-
но. В същото време обаче е излишно конструкторите да се стре-
мят да увеличават в значителна степей гъвкавостта на окачване
на високоговорителя с, тъй като това няма да доведе до чувстви-
телно намаляване резонансната честота на озвучителното тяло.
От (8.19) и (8.20) се вижда, че увеличаването на с от 1,4.10-3 до
•безкрайност води до намаляване резонансната честота на озвучи-
телното тяло от 80 Hz на 76 Hz. При зададения обем и диаме-
тър на високоговорителя чрез изменение на с по-ниска резонанс-
на честота от 76 Hz не може да се получи, разбира се, ако е
постоянна масата на подвижната система.
Ако в същия затворен обем се постави високоговорител с
.двойно по-висока резонансна честота (/о1 = 5О Hz), но със същата
маса, т. е. с по-малка гъвкавост (с,=0,47.10-3 m/N), резонансна-
та честота на озвучителното тяло /от i ще бъде
/оТ1=/о1у/» + -^-=50^1 + -^7 =88 Hz.
(8.23)
Вижда се, че резонансната честота /от i на озвучителното
тяло се е увеличила спрямо /от само с 10% при увеличаване
резонансната честота на високоговорителя с близо 70%.
В случая, когато cv<^c и е в сила (8.22), се казва, че е реа-
лизирано „въздушно окачване" на подвижната система на висо-
коговорителя (казва се и „акустично окачване").
От извършения анализ може да се направи заключението, че
за реализиране на ниска резонансна честота на озвучително тяло
със затворен обем е необходимо използуваният високоговорител
.да бъде с достатъчно ниска собствена резонансна честота и мал-
ка звукоизлъчваща повърхност, а затвореният обем да бъде
голям.
Методите за намаляване на резонансната честота на озвучи-
телните тела ще бъдат посочени при разглеждане на различпите
им видове.
Твърде често в практиката се налага да се определи обемът
на озвучителното тяло така, че то да има определена (зададена)
резонансна честота, като се знаят параметрите на високогово-
рителя. Например за разгледания в предишния пример високого-
ворител с резонансна честота /0 = 30 Hz, маса т= 20 g и гъвкавост
с=1,38.10~3 m/N (начислена) да се определи обемът на озвучи-
186
телното тяло така, че неговата резонансна честота да бъде 50 Hz.
От (8.14) се получава
-2
4~ =	1	1=!’78-	<8-24)
V	JQ
Гъвкавостта на обема cv трябва да бъде
= Т78" = 1,381',78~3=0’775•10-8 m/N-	(8-25)
За обема на озвучителното тяло се получава
V=ф ps S2v cv= 1,4.10е. 2,542.10-0 0,775. 10~3=0,07 т3; (8.26)
©=70 dm3.
Получи се твърде голям обем — 70 литра.
Ако резонансната честота на високоговорителя е /о = 20 Hz,
при запазване масата на трептящата му система /п = 20 g, се по-
лучава
С =	= 4^.-2(l .-0,02 = 3’1 4 • 10“3 m/N’	<8-27>
х-2
-4- = 7F - 1 =	-1 =5>25;	(8.28)
cv Jo
=	= JJ4^ZL=a0,6. ю-3 m/N;	(8.29)
У'=фpsS$ c;=l,4.103.2,542.10-0 0,6. 10-3=0,054 m3;	(8.30)
V'=54 dm3.
Използуваните в примерите параметри приблизително съответ-
ствуват на високоговорител с номинален диаметър 250 mm.
Нискочестотен високоговорител с номинален диаметър 200 mm
има приблизително следните параметри: резонансна честота /01=
=25 Hz, маса на трептящата система //Zj = 20 g. За гъвкавостта
му се получава с1 = 2.10-3 m/N. При условие, че този високогово-
рител, вграден в озвучително тяло със затворен обем, трябва да
има резонансна честота /от = 50 Hz, за гъвкавостта и за обема
Vj се получава
_£l_ = A_—l = ^_i	3.	,831х
й 252
187
cvl = 4- = -i- • 10-3=0,667.10-3 m/N;	(8.32)
О 0
= coi=l,4 . Ю5.1,762.10-4.0,667.10-з=0,0285m3; (8.33)
Vi = 28,5 dm3;
5*i= -J-rf?=-J-152.10-4 = l,76.10-2 m2.	(8.34)
Еквивалентната звукоизлъчваща повърхност	приблизително
e равна на кръг с диаметър 150 mm.
От сравняването на (8.33) с (8.30) се вижда, че с намаляване
диаметъра на високоговорители, макар че се увеличава неговата
резонансна честота, се намалява необходимият затворен обем за
получаване на определена резонансна честота на озвучителното
тяло — в случая 50 Hz. Ефективно възпроизвеждане на честотата
50 Hz от високоговорител с диаметър 250 mm може да се по-
стигне с обем 54 dm3, а от високоговорител с диаметър 200 mm —
с обем 28,5 dm3, т. е. почти два пъти по-малък обем. Поради
тази причина съвременните тенденции са нискочестотпите високо-
говорители, вградени в озвучителните тела със затворен обем,
да бъдат с номинален диаметър 200 и 160 mm. Тези размери са
оптимални по отношение на резонансната честота на озвучител-
ното тяло с неголям обем и ефективно възпроизвеждане на нис-
ките честоти. Използуването на високоговорители с по-малък диа-
метър води до чувствително намаляване ефективността на излъч-
ването поради много малката площ на излъчване.
б.	Качествен фактор
Качественият фактор
Qy съгласно фиг. 8.8 б
на озвучнтелно тяло със затворен обем
се определи със следната зависимост:
(8.35)
В (8.35) е прието, че т'-^т и г'шг. При тези условия каче-
ственият фактор на озвучителното тяло QT е толкова по-голям
от качествения фактор на високоговорнтеля Q, колкото е по-го-
ляма резонансната честота на озвучителното тяло от тази на ви-
сокоговорителя.
188
От (8.35) се вижда, че QT ще има малка стойност (близка до
Q) само ако cv има голяМа стойност, т. е. обемът V да бъде
голям.
Следователно за реализиране на озвучнтелно тяло със затво-
рен обем с нисък качествен фактор е необходимо нзползуваният
високоговорител да има нисък качествен фактор и обемът на
озвучителното тяло да бъде голям. Ако тези условия не са из-
пълнени, трябва да се търсят начини за допълнително намаляване
на Qi.
Върху стойността на качествения фактор оказва влияние и го-
лемината на еквивалентната звукоизлъчваща повърхност на високо-
говорителя. При по-малка повърхност нарастването на QT спрямо
Q е в по-малка стелен. По отношение на качествения фактор на
озвучителни тела с обем до 30 dm3 добри резултати се получа-
ват също с високоговорители с диаметър 200 и 160 mm.
Върху стойността на качествения фактор на озвучителните
тела може да се влияе по различии начини. Тук се посочва само
най-универсалният — използуването на звукопоглъщащ материал,
с който се запълва обемът (или част от него) на озвучителното
тяло. По този начин се увеличават активните загуби на трептя-
щата система на озвучителното тяло — те стават по-големи от
загубите на трептящата система на високоговорнтеля.
Количеството на звукопоглъщащия материал зависи от това,
с колко трябва да се понижи QT и какъв материал се използува.
Обикновено то се определи опитно. На нашия пазар се продават
възглавници от ямболен (на влакна). Този материал е много под-
ходящ за звукопоглъщащ материал в озвучителните тела. За обем
до 30 dm3 е достатъчно да се постави половината от съдържа-
нието на една възглавница. За обем около 50 dm3 трябва да се
постави цяла възглавница.
Не бива да се забравя, че занълването на обема на озвучител-
ното тяло със звукопоглъщащ материал води до промяна на на-
чина на свиване и разреждане на въздуха в него — процесът ста-
ва изотермичен вместо адиабатичен, в резултат на което ф=1 и
гъвкавостта на обема се увеличава 1,4 пъти. Това е еквивалентно
на увеличаване на обема на тялото с 40%. Увеличаването на
гъвкавостта намалява качествения фактор и резонансната честота
на озвучителното тяло. Например при ф = 1 за обема У\, опреде-
лен с (8.33), ще се получи нова стойност V' = 20 dm3 (литра).
189
в.	Ефективен честотен обхват
Еквивалентната електрическа заместителна схема на озвучител-
ното тяло от фиг. 8.6 е идентична с тази на високоговорителя,
дадена на фиг. 7.2. От това следва, че и факторите, от конто за-
виси честотният обхват на озвучителното тяло, са идентични с
тези при високоговорителя.
Долната гранична честота на озвучителните тела зависи, как-
то и при високоговорителите, от резонансната им честота и стой-
ността на качествения им фактор. Графиките от фиг. 6.4 и 6.5
важат и за озвучителните тела. Необходимо е да се има пред,
вид, че най-добро възпроизвеждане на ниските честоти се полу-
чава, ако озвучителното тяло има качествен фактор
QT ъ 1.	(8.36)
За получаване на QT = 1 необходимо е качественият фактор
на високоговорителя да бъде Q = 0,5—0,7.
Установено е, че за получаване на високо качество на субек-
тивното възприятие качественият фактор и резонансната честота
на озвучителното тяло трябва да се намират в определено съот-
ношение. Зависимостта (8.36) е в сила за озвучителни тела с ре-
зонансна честота /от»50 Hz. Ако /от>50 Hz, качественият фактор
Qt трябва също да бъде по-голям от единица; ако /от<50 Hz,
трябва и QT <1.
Горната гранична честота се определя единствено от тази на
високоговорителя (поне теоретично). На практика известно влия-
ние оказва декоративното оформяне на озвучителното тяло—на-
миращата се пред високоговорителя решетка от плат, метал,
пластмаса или друг материал. Желателно е този елемент да не
оказва влияние върху качествените показатели на озвучителното
тяло, да бъде, както се казва, акустически прозрачен. В този
смисъл за добри се приемат декоративните елементи, конто на-
маляват звуковото налягане за сигналите с честота 20 kHz с не
повече от 0,5—1 dB.
г.	Чувствитехиост и неравномерност
на честотната характеристика
По принцип те се определят главно от високоговорителя. В
областта на ниските честоти върху хода на честотната характе-
ристика, както бе посочено, оказва влияние големината на обема
на озвучителното тяло IZT чрез промяна на резонансната честота
190
и качествения фактор. По този начин Кт влияе върху неравно-
мерността, а също и върху чувствителността на озвучителното
тяло. Известно влияние върху честотната характеристика на оз-
вучителното тяло оказва и декоративната решетка. Ако тя е от
метал или от пластмаса, за отделни честоти може да се окаже
в състояние на резонанс и да започне да излъчва. Независимо от
материала на решетката може да се получи заглаждане на че-
стотната характеристика, дължащо се на промяната в интерфе-
ренчните явления. Съществено влияние може да окаже раздели-
телният филтър, особено ако не е точно оразмерен.
д.	Нелинейни изкривявания
Влиянието на обема на озвучителното тяло върху нелинейните-
му изкривявания е значително. В областта на ниските честоти не-
линейните изкривявания на озвучителното тяло са значително по-
малки от тези на високоговорителя. Това се дължи на обстоя-
телството, че гъвкавостта на подвижната система на високогово-
рителя е значително по-голяма от тази на озвучителното тяло..
Под действието на определена сила подвижната система на ви-
сокоговорителя ще трепти с по-голяма амплитуда от подвижната
система на озвучителното тяло. (Двете подвижни системи се раз-
личават главно с гъвкавостта на затворения обем.) Следователно
при по-малък обем на озвучителното тяло неговата трептяща
система ще трепти с по-малки амплитуди и нелинейните изкривя-
вания в областта на ниските честоти ще бъдат по-малки. Вижда
се, че влиянието на обема на озвучителното тяло върху парамет-
рите му е различно. За ниска резонансна честота и нисък каче-
ствен фактор е необходим голям обем, а за по-малки нелинейни
изкривявания в областта на ниските честоти е необходим малък
обем. Следователно конструкторът на озвучителни тела трябва.
да търси оптимума между тези противоречиви изисквания. Естест-
вено този оптимален обем зависи от размерите на високоговори-
теля. Конструираните от различии фирми голям брой озвучителни
тела дават достатъчно основание да се обобщит резултатите и
да се даде в табл. 8.1 следната препоръка за оптимален обём
1/т опт на озвучителните тела в зависимост от номиналния диа-
метър Оном на високоговорителя:
191
Таблица 8.1
Я..ОМ	mm	125	160	200	250	315
V" т опт	dm3	8-12	14—18	20—25	30—35	45—60
Нелинейни изкривявания в озвучителното тяло могат да въз-
никнат и ако обемът му е много малък, а мощността му — го-
ляма. В този случай затвореният въздух е подложен на големи
свивания и разреждания. За определени честоти в обема на озву-
чителното тяло се получават стоящи вълни, конто в край-
на сметка способствуват за увеличаване на нелинейните изкривя-
вания. За избягване на стоящите вълни обемът се запълва изця-
ло или частично със звукопоглъщащ материал. С това нелиней-
ните изкривявания се намаляват.
В областта на средните и високите честоти нелинейните из-
кривявания на озвучителното тяло се определят само от високо-
говорителите— акустичното оформяне не оказва влияние.
е.	Насоченост на озвучителните тела
Насочеността за дадена честота се определя единствено от
размерите на високоговорителите. Известно влияние може да
окаже акустичното оформяне на високочестотните високоговори-
тели. Ако тези високоговорители се монтират от вътрешната
страна на лицевата дъска на озвучителното тяло, отворът в дъс-
ката ще представлява рупор, който увеличава насочеността на
високоговорителите. Затова високочестотните високоговорители
(особено куполните) се монтират от предната страна на лицевата
дъска.
ж. Преходни процеси
Те се определят главно от качествения фактор на озвучител-
ното тяло — колкото по-нисък е качественият фактор, толкова
по-кратки ще бъдат преходните процеси. Запълването на обема
на озвучителното тяло със звукопоглъщащ материал намалява
продължителността на преходните процеси, тъй като увеличава
активните загуби на системата и намалява качествения фактор.
192
Озвучително тяло без звукопоглъщащ материал възпропзвежда
твърде размазано, неясно дадена музикална картина поради зна-
чптелната продължителност на преходните процеси. След поставя-
не па звукопоглъщащ материал възпрозвеждането става чисто и
ясно, защото преходните процеси са ставали кратки.
Глава девета
ВИДОВЕ ОЗВУЧИТЕЛНИ ТЕЛА
9.1.	Еднолентони озвучителни тела
Конструкцията на еднолентово озвучително тяло със затворен
обем V е дадена на фиг. 9.1.
Вспчко казано в седма глава за показателите на озвучител-
ните тела е в сила за тялото от фиг. 9.1.
Обикновено еднолентовпте озвучителни тела се характерпзпрат
със сравнително ниски качествени показатели и се причисляват
към категорията за обща употреба. Те се комплектоват към ра-
диоприемницп, грамофони и усилватели в моно- и стереоизпълне-
ние от втори и трети клас.
Нашата промишленост произвежда само едно еднолентово
озвучително тяло—„Ком“, което се комплектова към касетния
стереомагнетофон „Ком*1.
?4ного български високоговорители позволяват да се конструи-
рат еднолентовп озвучителни тела. Те могат да се реализпрат и
в любнтелски условия. Ето някои от тях.
Еднолентово озвучително тяло 1 ОТ15-1. Използува се
високоговорител тип ВО-1121 (или ВЕ2030-1А4). Конструкцията му
(без високоговорителя) е дадена схематично на фиг. 9.2. За пре-
иоръчване е да се използуват плоскости от дървенн частица с
дебелина 16—20 mm за изработване на кутията. В обема трябва
да се поставп около 0,03 kg ямболен на нишки. При тази кон-
струкция параметрите на тялото са паспортна мощност—15 W;
честотен обхват—100—10 000 Hz при неравномерпост иа честот-
на га характеристика 14 dB; характеристична чувствителност—
1 PaW-o.s,
Еднолентовото озвучително тяло 1 ОТ5-1. Използува се
високоговорител тип ВОО821. Размерите на озвучителното тяло
13 Високоговорители и озвучителни тела
193
са дадени на фиг. 9.3. За изработване на кутията може да се из-
ползува шперплат с дебелина 10 mm или плоскости от дървени
частици с дебелина 10—12 mm. В обема на тялото трябва да’се
Фиг. 9.1. Еднолен-
тово озвучителио
тяло със-затворен
обем
1 — високоговорител;
2 — кутия
Фиг.\9.2. Кутия за озвучителио тяло
тип I ОТ15-1
Фиг. 9.3. Кутия за озву- Фиг. 9.4. Че<тотна*характеристика на озвучителио
чително тяло тип 1 ОТ5-1 тяло тип 1ОТ5-1“
постави около 0,05 kg звукопоглъщащ материал (ямболенови
нитки). Параметрите на това тяло са: паспортна мощност—5W;
194
честотен обхват—125—Ь6ООО Hz при неравномерност ~на че-
стотната характеристика 14 dB; характеристична чувствител-
ност — 0,6 Ра W-0-5. Честотната му характеристика е дадена на
фиг. 9.4.
Еднолентово озвучнтелно тя-
ло 1 ОТ5-2. Използува се високого-
ворител тип ВЕ1523А4. Конструкция-
та му е дадена схематично на фиг.
9.5. Материалът за кутията може да
бъде шперплат 10 mm или плоско-
сти от дървесни частици с дебелина
12—14 mm. В обема на тялото тряб-
ва да се постави около 0,06 kg зву-
копоглъщащ материал. Параметрите
на тялото са: паспортна мощност —
5 W; честотен обхват — 125—
12 500 Hz при неравномерност на
честотната характеристика 14 dB;
Фиг. 9.5. Кутия за озвучителио
тяло тип 1 ОТ5-2
характеристична чувствителност —
0,9 Ра W-0-5.
9.2.	Озвучителни тела с фазоинвертор (басрефлекс)
Конструкцията на тези озвучителни тела е дадена на фиг. 8.7
В т. 8.3 е обяснен принципът на тяхното функциониране.
Нашата промишленост произвежда един тип еднолентово оз-
вучително тяло с фазоинвертор — това е озвучнтелно тяло с ма-
лък обем тип ОТ8/8/4 с търговско наименование „Микро". То е с
номинален инпеданс 4 6, паспортна мощност 8 W и обем 8 dm3.
По принцип към всяко от озвучителните тела, дадени в
т. 9.1, може да се постави фазоинвертор. За препоръчване е да
се използува пластмасова тръба с вътрешен диаметър 40 mm и
дължина около 80 mm. Желателно е след поставяне па фазоин-
вертор озвучителното тяло да бъде измерено —поне да му се сне-
ме честотната характеристика.
9.3.	Озвучителни тела с пасивна мембрана
Конструкцията на тези озвучителни тела е дадена на фиг. 8.10,
а принципът на действие е анализиран в т. 8.4.
195
В последно време редица фирми произвеждат озвучителни те-
ла с пасивна мембрана. Твърде широко е застъпено пропзводст-
вото на тези озвучителни тела от японски фирми.
В нашата страна озвучителни тела с пасивен излъчвател не
се произвеждат. В любителски конструкции те може да се реа-
лизират към всякакво озвучително тяло, като се използува за
пасивен излъчвател мембрана от същия нискочестотён високого-
ворител, който е монтиран в тялото. Към мембраната трябва да
се залепи допълпително някакво тяло, чиято маса да е 3—4 пъти
по-голяма от масата на мембраната. За препоръчване е това да
бъде метален диск, залепен към върха на конуса на мембраната.
Конструирането на озвучителни тела с пасивен излъчвател съвсем
не е лека работа. Всяко любителско нзпълнение трябва обезател-
но да се проверява чрез измерване пли чрез щателно прослушва-
не от компетентна аудитория.
9.4.	Двулентови озвучителни тела
Противоречивите изисквания за ефективно възпроизвеждане
на сигнали с ниска и висока честота от един високоговорител
се решават, като се ко.чструират високоговорители, конто да пре-
образуват ефективно само сигнали с ниска честота, само с висо-
ка честота и такива, конто ефективно преобразуват средночестот-
ните сигнали.
Изкривяванията, дължащи се на Доплеровия ефект и пнтер-
модулационните изкривявания, могат да се избягнат само като
ниските и високите честоти се излъчват от различии високогово-
рители.
Така се стига до заключение™, 'че висококачествените озву-
чителни тела трябва да се изграждат от два Или повече различ-
ии високоговорители.
На фиг. 9.6 е показана принцппната конструкция на двулеп-
тово озвучително тяло.
Възпроизвеждането на ниските честоти зависи от ннскоче-
стотния високоговорител и гъвкавостта на затворения обем. Раз-
гледаните зависимости при еднолентовите озвучителни тела са в
сила за пискочестотния високоговорител на двулентовите тела.
Тук също са приложими фазоинверторите и пасивните излъчва-
тели за подобряване излъчването в областта на ниските честоти.
Обемът на тялото се запълва със звукопоглъщащ материал.
Възпроизвеждането на високите честоти се определя от качест-
вата на високочестотния високоговорител. За пзбягване влия-
196
нието на нискочестотпия високоговорител върху високочестотния
трябва звуковото налягане в обема да не действува върху по-
движната система на високочестотния високоговорител. Това се
постига, като последният се затваря в собствен обем от 1 — 2 dm3.
Ако звуковото налягане в
обема действува върху мембра-
ната на високочестотния висо-
коговорител, тя ще трепти в
такт с трептенията на мембра-
ната на нискочестотпия високо-
говорител и към тези трептения
ще се наслагват високочестот-
нпте трептения, породени от
действието на сигнала. При те-
зи условия пнтермодулацион-
ните изкривявания и изкривява-
нията от Доплеров ефект си
оставят. Ефектът от разделяне
на звуковия спектър и възпро-
извеждането му от отделни ви-
сокоговорптелп ще бъде незна-
чителен.
Осповен въпрос при двулен-
товите озвучителни тела е този
Фиг. 9.6. Двулентово озвучително тя-
ло — принцип на конструкция
1 — нискочестотен високоговорител; 2 — ви-
сокочестотен високоговорител; 3 раздели-
телен филтър; 4 — кутия с обем V
за съгласуване излъчването на двата високоговорителя, така че
да се получи равномерна честотна характеристика.
Най-добре би било, ако двата високоговорителя имат еднаква
характеристична чувствителпост, а ефективните им честотни об-
хвати се застъпват, но не се припокриват, така че за честотата,
за която се пресичат двете честотни характеристики, нивото на
звукового налягане да бъде с 3 dB по-ниско от нивото на сред-
ното звуково налягане, както е показано на фиг. 9.7.
Честотата /р, за която двете звукови налягания са равни, се
нарича разделителна честота. В този случай честотната харак-
теристика на озвучителното тяло ще бъде идеална. На двата ви-
сокстоворителя може да се подава целият честотен спектър, т. е. ви-
сокоговорителите могат да се свържат паралелио. Разбира се,
високочестотният високоговорител трябва да може да издържа
въздействието на сигналите с ниска честота, без да се разруша-
ва. На практика е много трудно да се реализират високоговори-
тели, чиито честотни характеристики да съвпадат с дадените на
фиг. 9.7. Освен това високочестотните високоговорители се по-
вреждат от действието на нпскочестотните сигнали. Затова се
197
налага спектрално разделяне на електрическня сигнал, който се
подава към високоговорителите. За целта се използуват разде-
лителни електрически филтри.
При конструирането на електрически филтри също се приема,
че двата високоговорителя имат еднаква характеристична чув-
Фиг. 9.7. Идеализираии честотни характеристики на ни-
скочестотен и високочестотен високоговорител
ствителност. При това условие честотната характеристика на'на-
прежението, което се подава на входа на високоговорителите,
Фиг. 9.8. Честотни характеристики иа нискочестотен и внсо-
кочестотен филтър
трябва да има вида, даден на фиг. 9.8-— за разделителната често-
та /р. напрежението трябва да бъде с 3 dB по-ниско. В област-
та на пропускане на филтъра неговият входен електрически им-
198
педанс е равен на електрическия импеданс на високоговорителя
а в областта на непропускане на филтъра входният му импеданс
е много голям. За получаване на импедансно съгласуване с усил-
вателя двата високоговорителя трябва да бъдат с равни по стой-
ност импеданси; импедансът на озвучителното тяло ^ще има съ-
щата стойност.
а.	Озвучително тяло с разделителен кондензатор
Най-простият разделителен филтър представлява един кон-
дензатор, свързан последователно с високочестотния високогово-
рител. Електрическата схема на такова озвучително тяло е даде-
на на фиг. 9.9. На фиг. 9.10 е
дадена честотната характери-
стика на подаваното на високо-
говорителите напрежение. Раз-
делителният филтър от фиг. 9.9
е приложим само ако излъч-
ването на нискочестотния ви-
сокоговорител над честотата /р
е твърде слабо. Затова обикно-
вено разделителната честота /р е
сравнително висока — 6—8 kHz. ’>
"Фиг. 9.9. Озвучително тяло с разделите-
лен кондензатор — електрическа схема
Фиг. 9-10. Честотна характеристика на напрежението, подавало
на високоговорителите -от фиг. 9.9
Номиналните импеданси на двата високоговорителя могат
да бъдат равни на зададения номинален импеданс на озву-
чителното тяло само при условие, че в честотния обхват над
199
fs, фактическите стойкости на входните им електрически импе-
данси са около два пъти по-големи от номиналните. Това се из-
исква поради факта, че над /р двата високоговорители са свър-
зани в паралел. Ако това условие не е изпълнено, трябва двата
високоговорнтеля или поне високочестотният да бъдат с два пъ-
ти по-голям номинален импеданс от зададения за озвучителното
тяло. По-често се реализира второто условие. Например за озву-
чително тяло с номинален импеданс 8 £2 се приема нискочестотен
високоговорител с номинален импеданс 8 £2 и високочестотен ви-
сокоговорител с номинален импеданс 15 £2. Трябва да се има
пред вид, че в този случай ефективпостта на високочестотния
високоговорител се намалява, защото подаваното му напрежение
за мощност 1 W съответствува на два пъти по-малък импеданс.
Половината от електрическата мощност се консумира от ниско-
честотния високоговорител, без да поражда звуково налягане.
Двата високоговорнтеля трябва да бъдат синфазно свързани
към захранващия ги усилвател. В противен случай създаваните
от тях звукови налягания ще бъдат противофазни и в честотния
обхват, в който излъчват и двата високоговорнтеля, ще се уни-
щожават.
Необходимо е да се знае как се определи поляритетът на
високоговорителите. Съгласно БДС 4947—75 към високоговори-
теля се свързва източник на постоянно напрежение (батерия);
ако мембраната се измести напред, изводът на високоговорнтеля,
към конто е бил свързан положителният полюс на батерията, се
означава с Така, ако на двата високоговорнтеля се подаде
едно и също напрежение, подвижнпте им системи ще трептят
синфазно. Трябва обаче да се подчертае, че електрическите раз-
делителни филтри дефазират подаваните на високоговорителите
напрежения. Токовете, конто протичат през звуковите им бобини,
се оказват дефазирани също един спрямо друг. Дефазирани ще
бъдат и трептенията на подвижните им системи, а оттам и съз-
даваните звукови налягания. Тук се намесва още един фактор —
механичният импеданс на трептящите системи на двата високо-
говорителя е различен за дадена честота. Създаваното звуково
налягане от един високоговорител винаги е дефазирано спрямо
протичащия през звуковата му бобина електрически ток. За дадена
честота дефазирането между звуковото налягане и електрическия
ток ще бъде различно за различните високоговорители. В област-
та на по-високите честоти трептящата система на високоговори-
телите представлява система с разпределени параметри. Извеж-
дането на аналитични зависимости за дефазиране между налягане
и ток при тези условия е много трудно. На практика обаче не е
200
необходимо да се познават всичките тези фазови съотношенпя..
Те трябва да се имат пред вид от конструктора на озвучителни
тела. Ако се окаже, че при синфазно свързване на високогово-
рителите честотната характеристика на озвучителното тяло не е
достатъчно равномерна, те тряб-
ва да се свържат противофаз-
но, ако, разбира се, резултатът
е задоволителен. Ако обаче се
окаже, че и при синфазно, и
при противофазно свързване ре-
зултатът не е задоволителен,
това показва, че двете звукови
налягания са дефазирани при-
близително на 90° и няма зна-
чение как ще се свържат висо-
коговорителите. В този случай
трябва да се използуват допъл-
нителни елементи за увелича-
ване пли намаляване на дефа-
зирането между напреженията,
подавани на високоговорителите.
Най-често се използуват актив-
ин съпротивления.
Озвучителио тяло 2 ОТ6-1.
Нашата промишлепост не про-
извежда двулентови озвучителни
Фиг. 9.11. Озвучнтелно тяло тип
2ОТ6-1
тела с разделителен конденза-
тор. Произвежданите високоговорители обаче позволязат да се
реализират такива тела. Подходяща комбинация се получава, ка-
то се използуват високоговорителите тип ВЕ1523-1А4 и тип
ВВ104. Конструкцията на озвучителио тяло с тези високоговори-
тели е дадена схематично на фиг. 9.11, а честотната му характе-
ристика— на фиг. 9.12. Неговите параметри са: паспортна мощ-
ност—6 W; номинален импеданс — 4 Й (нискочестотният висо-
коговорител е с номинален импеданс 4 й, а високочестотният—
с 8 й). Останалите параметри се отчитат от честотната характе-
ристика. Високочестотният високоговорител трябва да бъде за-
творен в собствен обем, за да не се разтрептява подвижпата му
система под влияние на звуковото налягане в обема на озвучи гел-
ното тяло. Най-добре е шасито на високоговорителя да бъде без
отвори. В обема на озвучителното тяло се поставя 0,03—0,04 kg
звукопоглъщащ материал. Разделителният кондензатор е със
стойност 10 pF, но може да се използува и 4 pF или друга
201
междинна стойност. Високоговорителите са свързани противофаз-
но. Желателно е лицевпят плот да се вдълбае така край отво-
рите ?а закрепваие иа високоговорителите, че те да застанат на-
равне с плота. Високоговорителите се закрепват към кутията с
Фиг. 9.12. Честотна характеристика иа озвучително тяло тип
2 ОТ6-1
L.dB
1W, 1т
Фиг. 9 13. Честотна характеристика на озвучително тяло
тип 2 OTJO-1
виитове за дърво или рапидии виитове. Те трябва да бъдат плът-
но закрепени към кутията — за целта под високоговорителите се
поставя тънък слой болкит.
Озвучително тяло 2 ОТ 10-1. Вместо тип ВЕ1523-1А4 за
нискочестотен високоговорител може да се използува тип
ВЕ2030-1А4. В този случай от геометричните размери на ку-
тията от фиг. 9.11 трябва да се измени само шпрочината — вместо
250 mm да стане 280 mm, и отворът за закрепваие на нискоче-
стотния високоговорител да бъде съобразен с размерите на
ВЕ2030-1А4. Паспортната мощност на това озвучително тяло е
10 W. Останалите параметри могат да се отчетат от честотната
му характеристика, дадена нафиг. 9.13.
202
б.	Озвучително тяло с разделителен кондензатор и бобина
Ако нискочестотният високоговорител има висока горна гра-
нична честота, в определен честотен обхват ще излъчва заедно
<с високочестотния. В този обхват нивото на звуковото налягане
Фиг. 9.14. Двулентово озвучително тяло с разделителен
филтър със стръмност на срязване 6 dB/oct
а — електрическа схема на евързванг; б — честотна характеристика
на изходните напрежеиня на филтъра
може да се окаже недопустимо високо, а съществува опасност
и от интерференчни явления. В този случай последователно на
нискочестотния високоговорител трябва да се евърже една индук-
тивност. Така се получава иай-простият разделителен филтър,
съетавен от по един реактивен елемент — бобината образува
нискочестотен филтър, а кондензаторът — високочестотен. Изход-
но напрежение на филтъра е напрежението върху съответните
високоговорители. Електрическата схема на озвучително тяло с
такъв филтър и честотната характеристика на изходните напре-
жения на филтъра са показани на фиг. 9.14.
Елементите на разделителями филтър от фиг. 9.14 се опреде-
лят от две условия: 1) за разделителната честота /р на всеки
високоговорител трябва да се подава по половината от изходната
мощност на усилвателя и 2) импедансите ZBi и ^2 на двата ви-
203
сокоговорителя за /р да са равни помежду си и да имат акти-
вен характер, т. е.
ZB1 — /?j;	(9-0
-Zb2=/?2;	(9.2)
^в! = Zb?,	(9.3)
/?1=/?2 = ^в;	(9.4)
2п/р L—	— Ав •	(9.5)
От (9.5) .тесно се определят
R,,
(9-6)
__ 1
“ 2«/р RB ;
__ 1
- 2я<ЛС '
(9-7)
(9.8)
Стръмността на срязване на двата филтъра е 6 dB/oct.
Филгърът се изчислява в следния ред. Приема се определена
стойност за /р и по (9.7) се определя С. Приема се най-близка-
та стандартна стойност за С и се преизчислява /р по (9.7). Изчис-
лява се индуктивността L по (9.6) или (9.8).
Обикновено бобините за разделителни филтри се навиват вър-
ху пластмасова макара или тръба. Индуктивността на такава бо-
бина се изчислява с израза
L “ ' /Tqt+in -10~8’ И
6а+96+10с
(9.9)
Размерите а, b и с са означени на фиг. 9.15, а п е броят
на навивките.
Изборът на разделителна честота има твърде голямо значе-
ние за качествата на озвучителното тяло. Той се предоставя на
неговия конструктор. При решаването на този проблем трябва
да се вземат пред вид размерите на високоговорителите, честот-
нпте и имгедансните им характеристики, видът на използувания
разделителен филтър и др. Обикновено при двулентови озвучи-
телни тела се приема /р =2000—4000 Hz. Този избор не е мно-
го подходящ. Човешкото ухо е много чувствително в посочения
204
Фиг. 9.15. Еобина за разделителни
филгри
да започне да излъчза на-
разделителната честота не е
обхват и лесно ще схване наличието па интерференции или други
явления в областта на разделителната честота. Според съвремен-
ните схващания разделителната честота трябва да бъде по-ниска
от 800—1000 Hz или по-висока от
ме ниска разделителна честота,
високочестотният високоговори-
гел трябва да има много широк
номинален честотен обхват —
от 1000 до 20000 Hz. Това е
трудно. При 1000 Hz подвиж-
ната система трепти със срав-
нително големи амплитуди и ви-
сокоговорителят ще дефектира.
Ако се приеме висока раздели-
телна честота, има опасност
нискочестотният високоговорител
сочено. Става ясно, че изборът на
лек проблем. Той се решава най-сполучливо, като за всеки
конкретен случай се изработят модели с няколко различии раз-
делители! честоти и се проведе субективно прослушване. Изби-
ра се тази разделителна честота, с която озвучителното тяло
звучи най-добре. За съжаление коиструкторите не всякога посгъп-
ват по този начин.
Препоръката за намаляване на напрежението при разделлтел-
ната честота с 3 dB трябва да се приема твърде условно. Тя се
дава с цел да се получи равномерна честотна характеристика на
озвучителното тяло в областта на разделителната честота на фил-
търа. Но ако в тази облает се получи по-високо ниво на звуко-
вото налягане, може да се допусне напрежението при раздели-
телната честота да се понижава с 4—5 dB толкова, колкою е
необходимо за равномерна честотна характеристика на озвучител-
ното тяло. Може също да се окаже необходимо напрежението
при разделителната честота да се понижава само с 1—2 dB, за
да се осигури равномерна честотна характеристика на озвучител-
ното тяло. По принцип това означава, че честотите, за конто на-
прежението намалява с 3 dB, ще бъдат различии за нискочестот-
иия /ря и за високочестотния /рв фплтър. Получава се филтър с
разнесет честоти. В първия случай /рн</р , а /рв>/р , докато
във вторая случай /р;1>/р , а /рв</Р . И по този въпрос коиструк-
горьт трябва да подходи творчески. На фиг. 9.16 са показами
честотните характеристики на напрежението на филтъра с разне-
сени разделителни честоти
205
Фиг. 9.16. Честотнн характеристики на напреженията на
филтри с разнесени разделителни честоти
а — с раздалечени разделителни честоти—/ >/ >/ ;
рв р	рн
б — с кръстос« нч разделителни честоти — / </ </
рв р	ри
в.	Озвучителио тяло с разделителен филтър
със стръ.мност на срязване 12 dB/oct
На фиг. 9.17 а е показана електрическата схема на озвучител-
но тяло с филтър, образуван от по два реактивни елемента за
всеки изход. Последователно на високочестотния високоговори-
тел е свързан кондензаторът С2, а паралелно на него — индук-
тивноста Z2. Елементите La и С2 образуват двузвенен или дву-
елемептен високочестотен филтър със стръмност на срязване
12 dB/oct. Последователно на нискочестотния високоговорител е
свързана индуктивността А1; а паралелно на него — капацитетът
СР Елементите Lx и С\ образуват двузвенен нискочестотен фил-
206
тър също със стръмност на срязване 12 dB/oct. Честотните ха-
рактеристики на изходните напрежения на филтрите са дадени
на фиг. 9.17 6
Елечентите на филтъра се определят от изискването върху
всеки от високоговорителите да се получи по половината от нз-
Фиг. 9.17. Двулентсво озвучителио тяло с разделите-
лен филтър със стръмност на срязване 12 dB/oct
а — електрическа схема яа свързване; б — честотна характе-
ристика на изходните иаирежеиия на филтъра

ходната мощност за разделителната честота /р . При това усло-
вие, ако високоговорителите имат еднаква чувствителност и из-
лъчват синфазно, създваното от тях звуково налягане ще бъде
равно на звуковото налягане, което създава всеки поотделно,
ако му се подава цялата изходна мощност. Обикновено филтри-
те имат равни по стойност елементи, тъй като разделителната
честота е една и съща.
Стойностите на елементите на филтъра се определят от зави-
симостите
(9.10)
207
1
сг-с2= _
2Ч2 г/р /?„
(9Л1)
Българската радиотехническа промишлепост, респ. ДСО
„РЕСПРОМ“, произвежда няколко типа двулентови озучителни те ia,
чиито разделителни филтри имат стръмност на срязване 12dB/oct.
Фиг. 9.18. Озвучителни тела
1 — тип ОТГ1-01; б — „Бета“; в — „Алфа"; г — тип OTMI-01; д — .,Ком“-2; е — тип
ОТС1-01; ж — „Ком"
208
” Озвучително тяло „Алфа“. Комплектова се с широколенто-
вия високоговорител ВЕ20301А4, използуван в случая като ниско-
честотен, в високочестотния високоговорител ВВ104. Външният
му вид е даден на фиг. 9.18. Честотната характеристика на озву-
Фиг. 9.19. Озвучително тяло „Алфа“
а — честотна характеристика; б —- електрическа схема на разделител-
ями филтър
чителното тяло и електрическата схема на разделителями му
филтър са дадени на фиг. 9.19. Разделителната честота на фил-
търа е 3500 Hz.
Озвучително тяло „Бета“. Комплектова се с нискочестот-
вия високоговорител ВВК201А4 и модификат на лентовия висо-
кочестотен високоговорител (без рупора). Честотната му харак-
теристика и електрическата схема на филтъра му са дадени на
фиг. 9.20.
Озвучително тяло OTMI-01. За нискочестотен високогово-
рител се използува ВК138А4, а за високочестотен — куполният
високоговорител тип ВКВ2521. Външният вид на озвучителното
тяло е даден на фиг. 9.18 е, а честотната му характеристика—
24 Високоговорители н озвучителни тела
209
на фиг. 9.21. Използува се разделителен филтър, подобен на то-
зи от озвучителното тяло „Ал(Ьа“. Разделителната му честота е
2500 Hz.
Озвучително тяло OTC1-OI (пБета“-лукс). То представ-
лява модификация на озвучителното тяло „Бета“. . Нискочестот-
Фиг. 9.20. Озвучително тяло „Бета“
а — честотна характеристика; б — електрическа схема ив разделите^-
ния филтър
ният високоговорител тип ВВК201Б4 е с оксидна магнитна система
и има по-добро излъчване на ниските 1 егтоти. За високочестотен
високоговорител е използуван куполният, тип ВКВ2521. Това оз-
вучително тяло отговаря на изискванията за Hi—Fi клас. Разде-
лителният му филтър е подобен на този на озвучителното тяло
„Алфа“. Честотната характеристика на ОТС1-01 е дадена на
фиг. 9.22 с. На фиг. 9.22 6 е дадена електрическата схема на раз-
делителния филтър за ОТС1-01 с входен импеданс 4 S, а на
фиг. 9.22 в — за варианта с вхохен импеданс 8 Q.
210
Произвеждавите от „РЕСПРОМ" високоговорители дават въз-
можност за осъществяване на различии комбинации на двулен-
тови озвучителни тела. При това разделителната честота може
да бъде различна според предпочитанието на потребителя.
Фиг. 9.21. Чсстотиа характеристика на озвучителното тяло
тип ОТМ1-01
Обикновено се срещат затруднения какъв филтър да се из-
бере и как да се изпълни бобината. Затова тук ще бъдат даде-
пи никои схеми на разделителни филтри с различна честота, съ-
гласувани за различии импеданси на високоговорителите.
Филтърът от фиг. 9.17 може да се изпълни за различии раз-
делителни честоти, като се използуват стойностите на елемен-
тпте, посочепп в табл. 9.1.
Таблица 9.1
Импеданси на високо- говорители- те, Д	Разделителна честота, Hz	41. mH	С„ pF	mH	C21 pF
4	3000	0,25	16	0,20	6
4	700	3,2	24	0.6	24
4	2000	1.0	12	0,7	8
4	2000	1.0	12	0,7	4
4	2500	0,4	10	0,4	10
8	2000	2,0	6,0	1.5	1
8	3000	0,5	8	0,35	3,3
8	700	6,4	12	12	12
211'
L,dB
Фиг. 9.22. Озвучителио тяло тип ОТС1-01
а — честотна характеристика; б — електрическа схема на разделителен
филтър с входен импеданс 4 Р; в — електрическа схема на разделите»
леи филтър с входен импеданс 8 Q
Ако бобините се навият върху тръба с външен диаметър
40 mm и височина 20 mm, като се използува меден проводник
с диаметър около 1 mm, броят на навивките п за различайте
стойкости на L може да се вземе от табл. 9.2.
212
Таблица 9.2
L, mH	0,2	0,25	0,35	0,5	0,6	0,7	1	1,2	1,5	2,0	3,2	6,4
п	60	68	80	100	по	120	145	158	178	208	257	360
Посочените в табл. 9.1 филтри могат да се комбинират в оз
вучителни тела с високоговорители, произведений от различии
фирми. С български високоговорители могат да се направят ос-
вен произведените от „РЕСПРОМ“ следните комбинации: ниско-
честотен ВВК201Б4 с куполен високочестотен ВКВ3721; ВВК201Б8
с ВКВ3731; ВКН0821 с ВКВ2521.
Твърде често се налага използуването на повече от един ви-
сокоговорител за възпроизвеждане на определен честотен обхват.
Причините могат да бъдат различии — увеличаване паспортната.
мощност на озвучителното тяло, изравняване на чувствителността
на нискочестотния и високочестотния високоговорител. Налага се
и свързването на високоговорители с различен номинален импе-
данс в една комбинация.
На фиг. 9.23 е показано свързването на нискочестотен впсо-’
коговорител с импеданс 8 Q и високочестотен високоговорител
Фиг. 9,23. Електрическа схема ня
свързване на високоговорители с
различен импеданс към раздели-
телния филтър — високочестотният
високоговорител е с по-малка стой-
ност на импеданса
Фиг. 9.24 Електрическа схема на свързва-
не иа високоговорители с различен импе-
данс към разделителния филтър — висо-
кочестотният високоговорител е с по-го-
ляма стойност на импеданса
с импеданс 4 й. Резисторът /? трябва да има стойност 3,3—3,8 й
и мощност 2 W. На фиг. 9.24 е показано свързването на ниско-
честотен високоговорител 4 Й с високочестотен високоговорител
213
8 Q. Съпротивлението на /? трябва да бъде 8—10 Q, а мощност-
та—3—5 W. Трябва да се има пред вид, че при тези комбина-
ции високочестотният високоговорител консумира половпната от
мощността, която консумира нискочестотният, при поддържане
Фиг. 9.25. Електрическа схема на свързване на два високочестотни и един
нискочестотен високоговорител към разделителен филтър с определен входен
импеданс
а — псследоаателио свързанп високочестотни високоговорители; б — паралелно свързани ви -
сокочестотни високоговорители
на постоянно входно напрежение. За да се получи равномерна
честотна характеристика на озвучителното тяло, нивото на харак-
теристичната чувствителност на високочестотния високоговорител
трябва да бъде с 3 dB по-високо от това на нискочестотния.
Резисторът осъществява само пмпедансното съгласуване на
филтъра.
На фиг. 9.25 е показано свързването на един нискочестотен
с два високочестотни високоговорителя. В този случай е нало-
жптелно високоговорителите да бъдат с различен импеданс.
На фиг. 9.26 е показана електрическата схема на свързване
на озвучително тяло с два нискочестотни и два високочестот-
ни високоговорителя. Импедансите на високоговорителите са
равни.
Българската промишленост не произвежда озвучителни тела
от вида на показаните на фиг. 9.25 и 9.26. Но всеки може да си
направи такива тела сам, като използува български високогово-
рители.
Озвучително тяло 2 ОТ40-1. Чудесно озвучително тяло се
получава, като се използува нискочестотен високоговорител с но-
минален диаметър 300 mm, тип ВКН1221 и два куполни високо-
честотни високоговорителя тип ВКВ2531 (или ВКВ3731), свърза-
ни по схемата от фиг. 9.25 б. Паспортната мощност на това тяло
е 40 W, а номиналнпят му честотен обхват — 50—20000 Hz. Но-
214
миналният му импеданс е 4 й. Тялото е от Hi — Fi клас. Избира
се /р=2500—3000 Hz. 
Озвучително тяло 2 ОТ40-2. За получаване на озвучително
тяло с номинален импеданс 8 й трябва да се използува един ви-
Фиг. 9.26. Електрическа схема иа свързване на два
нискочестотни и два високочестотни високоговорителя
към разделителния филтър
а — паралелно; б — последователно
сокоговорител тип ВКН1231 и два високоговорителя тип ВКВ2521
(или ВКВ3721), свързани по схемата от фиг. 9.25 о. Това озвучи-
телно тяло се различава от озвучителното тяло 2 ОТ40-2 само
по номиналния си импеданс; всички останали параметри са еднак-
ви. Обемът на тези тела трябва да бъде около 60 dm8.
Озвучително тяло 2 ОТ50-1. Много добри резултати се полу-
чават от комбинирането на два високоговорителя тип ВВК201Б4
с два високоговорителя тип ВКВ2521 (или ВКВ3721), свързани
по схемата от фиг. 9.26 б. Получва се озвучително тяло с номи-
нален импеданс 8 Й. Паспортната му мощност е 50 W, номинал-
215
ният честотен обхват — 50—20000 Hz; останалите му параметри
отговарят на изискванията за категория Hi—Fi. Обемът на оз-
вучителното тяло трябва да бъде 60 dm3, а разделителната че-
стота на филтъра 3500 Hz. Разположението на високоговорителите
е показано на фиг. 9.27. Около
50% от обема на кутията тряб-
ва да бъде запълнен със зву-
копоглъщащ материал.
Озвучително тяло 2 ОТ50-2.
То представлява разновидност на
озвучителното тяло 2 ОТ50-1.
Използуват ,се два високогово-
рителя тип ВВК201Б8 и два ви-
сокоговорителя тип ВКВ2531
(или ВКВ3731), свързани по
схемата от фиг. 9.26 а. Номи-
налният му импеданс е 4 Q.
Останалите параметри са като
на озвучително тяло 2 OT50-L
г. Озвучително тяло с раз-
делителен филтър със стръм-
ност на срязване 18 dB/oct.
Филтри, съставени от три
реактивни елемента, имат стръм-
ност на срязваде 18 dB/oct. На
фиг. 9.28 е показана електриче-
ската схема на свързване на висо-
коговорителите на двулентово
озвучително тяло към филтър със стръмност на срязване 18 dB/oct.
Обикновено филтри с такава голяма стръмност на срязване
се използуват за високочестотни високоговорители, конто не
издържат въздействието на нискочестотни сигнали. За ни-
скочестотните високоговорители на озвучителните тела много
рядко се използуват филтри със стръмност на срязване 18 dB/oct.
Елементите на филтрите от фиг. 9.28 се определят също от
изискването напрежението върху високоговорителите да бъде
0,707 от напрежението, което се подава на входа на филтъра за
разделителната честота. Така за определяне стойностите на
La, С, и С2 могат да се използуват зависимостите (9.10) и (9.11).
„РЕСПРОМ" произвежда два типа озвучителни тела, в конто»
са използувани филтри със стръмност на срязване 18 dB/oct са-
мо за високочестотния високоговорител. За нискочестотния висо-
коговорител се използува филтър със стръмност на срязване
216
Фиг. 9.28. Електрическа схема иа озвучително
тяло с разделителен филтър със стръмност на
срязване 18 dB/oct
12 dB/oct като този от фиг. 9.17. Това са озвучителните тела
„Гама“ и ОТГ1-01. ЧесТотните им характеристики са показани. на
фиг. 9.29. Голямата стръмност на високочестотния филтър се на-
лага от това, че високочестотният лентов високоговорител ВЛД12
(ВЛД40) не може да
издържа иискочестотни
сигнали с голяма ампли-
туда. Лентовият високо-
говорител е свързан към
филтъра посредством
трансформатор (поради
много малкото съпротив-
ление на лентичката).
Товадава възможност да
се използува самоиндук-
тивността на първичната
намотка на трансформа-
тора като един елемент
на филтъра, както е по-
казано на фиг. 9.28 с
пунктир. Получават се
два Г-образни филтъра.
нне може да достигне теоретично до 24 dB/oct, фактиче-
ски 22—23 dB/oct. При проектирането на този филтър тряб-
ва да се вземе пред вид, че Г-образното звено, 'съставено от
едииия кондензатор и самоиндуктивността Lr , има сравнително го-
„	1 11	' 11
ляма стойност на параметъра _________—, при което честотната му
“в ’ С?2
характеристика е с малка стръмност. За честота, определена от
зависимостта /р=-----*	, се получава по-ниско напрежение от
2я У ^2
входното с около 6 dB. За компенсиране е необходимо другият
Г-образен филтър, съставен от С2 и Ь2, да бъде с малка стой-
Общата стръмност при това'7. положе-
Дебелината на стените на кутиите на озвучителните тела зави-
си от нивото на звуковото налягане, което се създава в обема.
При озвучителни тела с паспортна мощност 40—50 W то е до-
ста високо и дебелината на стените трябва бъде 25—35 тгп. За
предпочитане е да се използуват плоскости от дървесни частици.
217
Фиг. 9.29. Честотнн характеристики
л — на озвучнтелно тяло .Гама-, б — на оавучнтелно тяло тип ОТГ1-01
9.5. Трилентови озвучителни тела
Значително подобряване качеството на възпроизвеждане на
озвучителните тела се постига чрез разделяне на звуковия спек-
тър на три честотни обхвата, конто се подават за възпроизвеждане
от три отделим високоговорнтеля или високоговорителни групп.
Подобрепото качество спрямо двулентовите озвучителни тела
се дължи главно на два фактора:
— Наличието иа високоговорител, който възпроизвежда само
средните честоти, т. е. този честотен обхват, в който човешкото
ухо е най-чувствително. Това създава приятного чувство за въз-
приемане на чиста картина без изкривявания и смущения от друг
характер.
’ — Възможността двете разделителни честоти /р1 и /г3 да б ь-
дат извън обхвата, в който човешкото ухо е най-чувствително,
218
т е /р1<800 Hz, а /р3>4000 Hz. Обикнозено се приема fpl =
= 400—750 Hz, а /р3=3000—6000 Hz.
Схематично конструкцията на трилентово озвучнтелно тяло е
показана на фиг. 9.30.
Разделителните филтри за трилентовите озвучителни тела мо-
гат да бъдат също със стръм-
ност на срязване 6, 12 и 18
dB/oct, както и при двулепто-
вите тела. Тук обаче са въз-
можни по-голям брой комбина-
ции поради по-големия брой на
високоговорителите. В обема на
тялото трябва да се постави
звукопоглъщащ материал.
а.	Озвучителни тела
с разделителни кондензатори
На фиг. 9.31 а е показана
принципната електрическа схема
на свързване на високоговори-
телите на трилентово озвучител-
но тяло към усилвателя чрез
разделителни кондензатори, а на
фиг. 9.31 б—честотните харак-
теристики на напреженията, по-
лучавани върху самите високо- фиг- 93°- КУТИЯ 32 трилентово озву-
говорители. От схемата се внж-
да, че за високите честоти три-
те високоговорнтеля са свързани в паралел. Основен про-
блем тук е съгласуване на импедансите. Той се решава, като
средночестотният и високочестотният високоговорител се нзбп-
рат с номинален импеданс, два пъти по-висок от номиналния им-
педанс на нискочестотния високоговорител. Например за нпско-
честотния високоговорител ZHH4 =4 й, за средночестотния и ви-
сокочестотния— Д.сЧ = 8 £2 и ZHB4 = 8 £2. Освен това се взема пред
вид честотната зависимост на импеданса на високоговорителите.
При посочените числени стойности за високите честоти импедан-
еът трябва да се получи 2 £2. Обаче за високите честоти импе-
дансът на високоговорителите нараства. Така за /р1 може да се
приеме, че ZH4 =6fi, a Zc4 =12 £2 и импедансът на озвучителното
тяло става точно Z0T = 4 £2, колкото е номиналният му импеданс.
219
За /р2—Z„., — 9 fi, Zc4 =16 Q и ZB4=16 fin за импеданса на оз-
вучителното тяло се получава Z0T—4,2 fi. За всички останали че-
стоти Z0T има по-големи стойкости.
Втората основна проблема е изравняване на честотната характе-
ристика на озвучителното тяло. Тук трябва да се има пред вид,
Фиг. 9.31. Трилентово озвучително тяло с разделител-
ни кондензатори
а — електрическа схема на свързване; б — честотни характери-
стики на напреженията, подавани на високоговорителите
че за средните честоти излъчва и нискочестотният високоговори-
тел, а за част от високите честоти излъчва и средночестотният.
Разликата в импедансите спомага за изравняване на честотната
характеристика.
Стойността на кондензаторите се определя от (9.7).
Нашата промишленост не произвежда трилентови озвучителни
тела с разделителен кондензатор, ло с български високоговори-
тели може да се реализират такива комбинации.
220
Озвучително тяло 3-ОТ8-1. Една комбинация може да се
осъществи, като се използуват високоговорителите типове:
ВЕ1523-1А4 (нискочестотен), ВО0831 (средночестотен), ВВ104 (ви-
сокочестотен). Разделителиите кондензатори могат да бъдат със
стойности С\=20 pF и С2=4 pF, при което /р1=1000 Hz и /р8 =
Фиг. 9.32. Честотна характеристика на озвучителното тяло
тип 3 ОТ25-1
— 5000 Hz. Могат да се използуват и кондензатори С\=10 pF и
С2 = 2 pF, при което /р1 = 2000 Hz и /р2=8000 Hz. Кутията за оз-
вучителното тяло може да има размерите, дадени на фиг. 9.30, ка-
то отворите се съобразят с размерите на високоговорителите.
Обемът й трябва да се запълни поне 50% със звукопоглъщащ
материал. Паспортната мощност на това озвучително тяло е 8W.
Озвучително тяло 3 ОТ 12-1. Добра комбинация се получа-
ва, като се използува високоговорител тип ВО 1121 (или ВЕ2030-1А4)
за нискочестотен вместо високоговорителя ВЕ1523-1А4, а остана-
лите високоговорители и кондензаторите се запазват същите.
Паспортната мощност се увеличава на 12 W. Може да се пзпол-
зува същата конструкция на кутията (фиг. 9.30), като отворът
за нискочестотния високоговорител бъде с размери съгласно
фиг. 9.2.
Озвучително тяло 3 ОТ25-1. Много добър резултат се по-
лучава, ако за нискочестотен високоговорител се използува тип
ВВК201Б4 или ВК201Б4. Паспортната мощност се увеличава на
25 W. Използува се конструкцията на кутията от фиг. 9.30. На
фиг. 9.32 е показана честотната характеристика на озвучително
тяло с високоговорители тип ВВК201Б4, ВО0832 и ВВ104, като
Cj = 20 pF, С2=4 pF и /р1=Ю00 Hz, /р2=5000 Hz.
221
б.	Озвучителни тела с разделителен кондензатор и бобина
Ако нискочестотнпят високоговорител излъчва ефективно сред-
ните честоти и се получи повишаване на тяхното ниво в честот-
пата характеристика*на озвучителното тяло, налага се използува-
Фиг. 9.33. Тр1лентово озвучнтелно тяло с разделителен филтър
със стръмност на срязване 6 dB/oct:
а — електрическа схеиа на свързване; б'—чесютни характеристики на напреже»
нията, подавани на висск >гово^телите
нето на една бобина, свързана последователно с нискочестотния
високоговорител. Освен това, ако средночестотният високогово-
рител излъчва ефективно високите честоти, се налага използува-
нето на бобина, свързана последователно с С3 и средночестотния
високоговорител. Така се получава най-простият трилентов фил-
тър със стръмност на срязване 6 dB/oct. Неговата принципна
схема и честотните му характеристики са дадени на фиг. 9.33.
Стойностите на елементите на филтъра се определят от след-
ните съображения:
222
— 11ндуктивността Zf се определи от зависимостта (9.6) за
раэделителна честота /р1, a Z2— от същата зависимост, но за /р2.
— Капацитетът С2 се определи от зависимостта (9.7) за раз-
делителна честота /р1, а Са — от същата зависимост, но за /р2.
Фиг. 9.34. Честотна характеристика на озвучителио тяло тип
3 ОТ20-1
Озвучнтелно тяло 3 ОТ20-1. Озвучителио тяло със сравни-
телно високи качествени показатели се получава. като се изпол-
зуват високоговорителите тип ВК201Б4, ВО0823 и ВВ104. Стой-
ностите на елементите са Zj = l mH, Z3=0,50 mH, Cs—20 pF,
C3=6 pF. Разделителните честоти се получават/р. «800 Hz и /р2=
= 3000 Hz. Използувана e конструкцията на озвучителното тяло,
дадена на фиг. 9.30. Обемът е запълнен със звукопоглъщащ ма-
териал. Паспортната мощност на това тяло е 20 W. Честотната
му характеристика е дадена на фиг. 9.34.
Високоговорителят, използуваи за средночестотен в разгледа-
нпте озвучителни тела, трябва да бъде затворен в собствен обем
от 2 dm®, в който да се постави малко звукопоглъщащ материал.
Високочестотният високоговорител трябва да бъде със затво-
рено шаси.
Поради това, че високоговорителите, свързани към усилвате-
ля с разделителния филтър от фиг. 9.33, не работят одновремен-
но, те могат да бъдат с еднакъв импеданс. Могат да се използу-
ват и високоговорители с различен импеданс, като се свържат
съгласно фиг. 9.23, 9.24 или 9.25.
в.	Озвучителни тела с разделителни филтри,
съставени от по два реактивны елемента
На фиг. 9.35 с е показана електрическата схема на свързванг
на високоговорителите на едно трилентово озвучителио тяло към
223
усилвателя посредством разделителен филтър, съставен от по
два реактивни елемента. Елементите Llt Ct образуват нискочесто-
тен филтър с разредителна честота /р1, Z2, С2— високочестотен
филтър с разделителна честота /р1, L3, С3 — нискочестотен фил-
Фиг. 9.35. Трилентово озвучително тяло с разделителен фил-
тър със стръмност на срязване 12 dB/oct
а — електрическа схема на свързване; б — честотна характеристика
иа напреженията, подавани на високоговорителите
тър с разделителна честота /р2 и Z,4, С4 — високочестотен филтър
с разделителна честота /р5. Елементите на този филтър се из-
числяват със зависимостите (9.10) и (9.11) за съответните разде-
лителни честоти. Стръмността на срязване на филтрите е 12 dB/oct.
Родната радиопромишленост засега не произвежда трилентово
озвучително тяло, в което всички разделителни филтри да са със
стръмност на срязване 12 dB/oct. Усвоените в редовно производ-
ство нови типове висококачествени български високоговорители
224
предоставят широки възможности за направа на такива озвучи-
телни тела.
Озвучително тяло 3 ОТЗО-1. Много добри резултати се по-
лучават от комбинирането на следните типове високоговорители:
нискочестотен — ВВК201Б4, купо-
лен средночестотен — FKC5221, ку-
полен високочестотен — ЕКВ2521
(или ЕКВ3721). Оптималните раз-
мери на озвучителното тяло и ори-
ентировъчното разположение на
високоговорителите са дадени на
фиг. 9.36. Паспортната мощност на
това озвучително тяло е 30 W, вход-
ният му импеданс — 4 й, а номи-
налният му честотен обхват е 40—
20 000 Hz. Разделителните честоти
се избират така: /р1 = 700 Hz и
/р3 = 4000 Hz. За получаването на
посочените разделителни честоти
елементите на филтъра трябва да
бъдат със стойности:
—	Z,2, Сг и С2—съгласно
табл. 9.1 за /р = 700 Hz.
— Z3=0,3 mH; С3 = 6 pF; Z,4 =
=0,22 mH; C4 = 4 pF.
При определяне стойностите на
елементите на филтъра е взето
пред вид, че импедансите на ви-
Фиг. 9.36. Кутия за озвучителното
тяло тип 3 ОТЗО-1
сокоговорителите за разделител-
ната честота не са равни помежду си. Използувана е факти-
ческата стойност на импеданса за съответната разделителна
честота, а не номиналната стойност.
Разделителната честота /р2 може да се приеме и равна на
3000 Hz. Тогава стойностите на елементите на филтъра Z3,
С8, С4 се приемат от табл. 9.1, като	C3=CiT,
Q = Czt (индексът т означава елемент от таблицата).
Индуктивностите £3 и £4 са със стойности, близки до даде-
нпте в табл. 9.2, и могат да се реализират конструктивно, като
се използуват данни за индуктивности с близка стойност. Полу-
чава се л3=74 нав. (за £3=0,ЗтН)и л4=63 нав. (за £4 = 0,22тН).
Озвучително тяло 3 ОТЗО-2. Същата комбинация от висо-
коговорители може да се реализира и за озвучително тяло с но-
минален импеданс 8 й, като се използуват високоговорители
35 Високоговорители и озвучителни тела
225
с номинален импеданс 8 Q, т. е. ВВК2О1Б8, ВКС5231 и ВКВ2531
(или ВКВ3731). Стойностите на елементпте на филтъра L2, €\
и С2 са дадени в табл. 9.1. Останалите елементи имат стойност
£з = 0,6 mH; С3 = 3 pF; £4 = 0,44 mH; С4 -2 pF.
За получаване на ин-
дуктивност £4=0,44 mH
с конструкцията, за коя-
то е съставена табл. 9.2, е
необходимо броят на на-
вивките да бъде я'=94.
Описаното озвучи-
телно тяло и в двата си
варианта (4 и 8 й) от-
говаря по всички пока-
затели на изискванията
за озвучителни тела от
категория Hi — Fi.
Озвучително тяло
3 ОТ50-1. Трилентово
озвучително тяло от ка-
тегория Hi — Fi с номи-
нален импеданс 4 Й мо-
же да се получи и от
следната комбинация от
български високогово-
рители: нискочестотен
високоговорител — ВКН
1221, средночестотен
куполен високоговорп-
тел—ВКС5221, високо-
честотен куполен висо-
коговорител — ВК'В2531
(два броя, свързани в
паралел, съгласно фиг. 9.25 б). Налага се използуването на два
броя високочестотни високоговорители, тъй като тяхната чувстви-
телност е по-малка с около 3 dB от чувствителността на ВКН1221.
Оптималната конструкция и разположението на високоговорители-
те са дадени на фиг. 9.37. Паспортната мощност на озвучителното
тяло е 50 W, а номиналният му честотен обхват-—40—20000 Hz.
Може да се използува описаният вече разделителен филтър за
високоговорители с номинален импеданс 4 й, даден към ОТЗО-1
Озвучително тяло 3 ОТ50-2. Същото озвучително тяло мо-
же да се реализира и с номинален импеданс 8 Й. За целта тряб-
226
ва да се използуват следните високоговорители: ВКН1231, ВКС5231
и ВКВ2521 (два броя, свързани последователно, съгласно фиг. 9.25 а).
Използува се описаният филтър за 8-омови високоговорители, да-
ден към 3 ОТЗО-2.
Фиг. 9.38. Електрическа схема на свързване на високого-
ворители с различен импеданс за получаване на озвучително
тяло с входен импеданс 4 2
Вместо високоговорителите ВКВ2531 или ВКВ2521 могат да
се използуват съответно ВКВ3731 или ЕКВ3721.
Фиг. 9.39. Електрическа схема на свързване на високоговорители
с различен импеданс за получаване на озвучително тяло с вхо-
ден импеданс 8 2
Озвучително тяло 3 ОТ50-3. Вместо два високочестотни ви-
сокоговорителя в 3 ОТ50-1 може да се използува само един. Из-
равняването на честотната характеристика може да се осъществи
227
по две начина, конто имат за цел намаляване ефективността на
нискочестотния високоговорител.
Първият начин е да се увеличи масата на подвижпата му
система с 10—12 g, като се залепи към върха на конуса’ на
мембраната (под шапката) пръ-
4Л7
а)
стен от немагнитен материал.
По този начин се понпжава ре-
зонансната честота на високо-
говорителя и на озвучителното
тяло, долната гранична честота
на озвучителното тяло ще бъде
по-ниска. Но в същото време се
увеличава качественият фактор
на озвучителното тяло и пре-
ходните процеси ще бъдат по-
продължителни. Конструкцията
на озвучителното тяло е съща-
та като тази от фиг. 9.37. Раз-
положението на високоговори-
телите може да бъде като това
от фиг. 9.36, но те могат да се
разположат и един над друг.
Използува се филтърът от озву-
чителното тяло 3 ОТЗО-1.
Озвучителни тела 3 ОТ50-4
и 3 ОТ50-5. Те са идентично
на озвучителното тяло 3 ОТ50-3,
но в тях е осъществен вторият
I
I
Фиг. 9.40. Трилентово озвучнтелно тяло
а — конструкция на кутията за тип
3 ОТ50 6 и 3 OT50-7
228
I
начин за изравняване на честотната характеристика. Той се съ-
стой в следното:
— За озвучнтелно тяло с номинален импеданс 4 £2 (3 ОТ50-4)
се използува нпскочестотен високоговорител с номинален импе-
данс 8 £2, т. е. тип ВКН1231. Свързването му към филтъра е съ-
гласно схемата от фиг. 9.38. Стойността на трябва да бъде
8 £2/20 W. При тези условия нискочестотният високоговорител
консумира два пъти по-малка мощност от средночестотния и от
високочестотния, ако на входа се поддържа постоянно напреже-
ние. Използува се филтърът от озвучителното тяло 3 ОТЗО-1.
— За озвучнтелно тяло с номинален импеданс 8 £2 (3 ОТ50-5)
се използува нпскочестотен високоговорител със ZH=4 £2, т. е.
тип ВКН1221. Свързването на високоговорителите към филтъра е
съгласно схемата от фиг. 9.39. Стойността на е 4 £2/20 W.
Условията на работа на високоговорнтеля тип ВКН 1221 са същитег
както при озвучителното тяло 3 ОТ50-4. Използува се филтърът
от озвучнтелно тяло 3 ОТЗО-2.
Озвучително тяло 3 ОТ50-6. Реализацията му изисква за-
мяната на нискочестотния високоговорител тип ВКН 1221 в оз-
вучителното тяло 3 ОТ50-1 с два високоговорнтеля тип ВВК201Б8.
Използува се кутията, доказана на фиг. 9.37. Ориентпровъчното
разположение на високоговорителите е дадено на фиг. 9.40 а.
Свързването им към разделителния филтър от озвучително тяло
3 ОТЗО-1 се осъществява съгласно схемата, дадена на фиг. 9.40 б.
229
Това тяло има следните параметри: номинален импеданс — 4 Г?
паспортна мощност — 50 W, номинален честотен обхват — 40 —
20000 Hz.
Озвучително тяло ЗОТ50-7. То представлява разновидност на
озвучителното тяло 3 ОТ50-6. Използуват се нискочестотни и
високочестотни високоговорители с номинален импеданс 4 й и
средночестотен високоговорител с номинален импеданс 8 й, т. е.
типове ВВК201Б4, ВКС5231 и ВКВ2521. Свързването на високого-
ворителите към филтъра от озвучително тяло 3 ОТЗО-2 е да-
дело ва фиг. 9.40 в. Номиналният импеданс на озвучителното
тяло е 8 fl. Останалите му параметри са като на 3 ОТ50-6.
По принцип при трилентовите озвучителни тела също могат
да се използуват басрефлекси и пасивни излъчватели за подоб-
ряване възпроизвеждането на ниските честоти.
230
ИЗПОЛЗУВАНА ЛИТЕРАТУРА
1.	Бенин, М. С. и А. С. Поду нов. Звукотехннка. М., ДОСААФ
СССР, 1976.
2.	Беранек, Л. Акустические измерения. М„ Иностранной литератупы,
1952.
3.	Воденичаров, Л. Към проблема за увеличаване иа полезния магни-
тен поток и работната индукция в предназначените за електродинамични високо-
говорители магнитни системн с централен лят постоянен магнит от сплави „Ал-
иико“. Варна, Първа конференция по акустика, юни 1973.
4.	Вълчев, Ив. Електроакустика. С., Техника, 1975.
5.	В ъ л ч е в, Ив. и Д. К о т е в. Изследване влиянието на височината,
местоположението и преместването на звуковата бобина върху нелинейните из-
кривяваиия при електродинамичните високоговорители. Варна, Първа конферен-
ция по акустика, юни 1973.
t 6. Г е н з е л ь, Г. С. и А. М. За е з д н ы й. Основы акустики. М. — Л., Мор-
ской транспорт, 1952.
7. Эфрусси, М. М. Громкоговорители и их применение. М„ Энергия, 1976.
,	8. Зар к о в, Н. Акустика на зали и борба с шума. С.. Техника, 1971.
' ’ 9. И а л я к о в, С л. Висококачествено възпроизвеждане на музика в къщи.
С., Техника, 1974.
10.	Маринов, Ас. Електроакустика. С., Техника, 1961.
11.	Попянев, Д. Ф. Акустични измервания посредством камери с малък
обем. С., Дисертационен труд, 1975.
12.	П о п я н е в, Д. Ф. Нискочестотен високоговорител за Hi — FI пели.
С., Радио, телевизия, електроника, 1971, кн. 9.
13.	Попянев, Д. Ф. Резонансна честота и качествен фактор на озвучи-
телно тяло с пасивен излъчвател, управляван от гъвкавостта. С., Научна сесия
по случай деня на радиото—7 май, 1977, т. IV.
14.	Попянев, Д. Ф. Озвучително тяло със затворен обем и ниска резо-
нансна честота. Авторско свидетелство per. №22022, МПК G 10К10/00, с приор,
от 19. IV. 1975.
15.	П о п я н е в, Д. Ф. Озвучително тяло с пасивен излъчвател. Авторско
свидетелство per. № 35883, с приор, от 1. IV. 1977.
16.	Попянев, Д. Ф. и Ив. Флоров. Нова серия миннатюрни високо-
говорители, предназначени за вграждане в псртативни радиоустройства. С., Елек-
тропромишленост и приборостроене, 1974, кн. 4.
17.	Римский-Корсаков, А. В. Электроакустика М., Связь, 1973.
18.	С к у ч и к, Е. Основы акустики. М., Мир, 1976, т. I и т. II.
19.	Фу рд уев, В. В. Електроакустика. С., Наука и изкуство, 1956.
20.	Ф у р д у е в, В. В. Акустические основы вещания. М., ГИЛВСР, 1960.
21.	Шифман, Д. X. Громкоговорители. М. — Л. Энергия, 1965.
22.	Цвикер, Э. и Р. Фельдкеллер. Ухо как приемник информации.
М., Связь, 1971.
23.	Slob о da, L., М. Stefan. Reproduktory a reproductorovfe soustavy.
PRAHA, SNTL, 1976.
231
С Ъ Д Ъ Р Ж А Н И Е
Предговор .........................•................................ 3
Глава I. Основни понятия
1.1.	Въведение.......................................................... 5
1.2.	Звук.......................................................•	. -	5
1.3.	Шум................................................................ 7
1.4.	Звукова вълна и звуково поле	. . • •............................. 7
1.5.	Характеристики на звука и звуковото поле .......................... 8
1.6.	Чист звук......................................................... 10
1.7.	Други термини....................•................................ 13
1.8.	Ниво и логаритмични единици....................................... 15
1.9.	Честотен спектър на звуковите	източници........................... 16
Глава II. Кратки сведения за човешкия слух
2.1. Въведение .................•...................................... 17
2.2.	Праг на чуваемостта............................................•	17
2.3.	Праг на болезненото усещане . .  . •............................. 19
2.4.	Зона на слуховото възприятие...................................... 19
2.5.	Височина на тоновете ............................................. 20
2.6.	Гръмкост. Ниво на гръмкостта...................................... 21
2.7.	Маскировка на звукови сигналя..................................... 22
2.8	Бинаурален ефект.................................................. 25
2	9. Възприятие за тембър на звука . . •............................. 26
Глава III. Електроакустични преобразуватели
3.1.	Електромеханична и електроакустична аналогия...................... 27
3.2.	Електромеханичен преобразувател . •............................... 35
3.3.	Механична и електрическа еквивалентна заместителна схема на елек-
тромеханичен преобразувател-двигател .................................  39
Глава IV. Класификация и основни параметри
на високоговорителите
4.1.	Общи сведения ...................................................  43
4.2.	Класификация и приложение на високоговорителите.................. 44
4.3.	Геометрични определения за електродинамичните високоговорители .	46
4,4.	Електрически характеристики на високоговорителите................. 47
4.5.	Електроакустични характеристики на високоговорителите............. 57
Глава V. Принцип на действие и устройство
на електродинамичните високоговорители
5.1. Принцип на действие на електродинамичните високоговорители . . •	73
5.2.	Устройство на електродинамичните високоговорители................  76
232
5.3.	Магнитки системи за електродинамичните високоговорители........... 77
5.4.	Звукова бобина.............................................•	• .	83
5.5.	Мембрана..............................•........................... 86
5	6.	Трсптилка	(центрираща	шайба).................................. 94
5.7.	Шапка .	. .................................................. 97
5.8.	Шаси (корпус) ..............-..................................... 98
5.9.	Изводи........................................................... 100
Глава VI. Фактори, определящи основните показатели
на електродинамичните високогонорители
6.1.	Фактори, от конто зависи чувствителността на високоговорителите . .	103
6.2.	Фактора, от конто зависи честотният обхват на високоговорителите . .	108
6.3.	Фактори, определящи нелинейните изкривявания на високоговорителите 119
6.4.	Фактори, конто определят насочеността на високоговорителите ....	134
6.5.	Фактори, конто определят качествения фактор на висококоговорителите
и продължителността на преходните им процеси.......................... 135
6.6.	Влияние на меден пръстен върху показателите на високоговорителя .	138
Глава VII. Видове електродинамични високоговорители
7.1.	К.тасификапия.................................................... 141
7.2.	Присьсдинителни параметри.......................................  142
7.3.	Ti.noBO означение на българските високоговорители...............
7.4.	Ексивалентна електрическа заместителна схема на трептящата система 144
на електродинамичните високогсворители............................ 145
7.5.	Широколентови високоговорители................................... 148
7.6.	Ниско честотни високоговорители.................................. 153
7.7.	Средночестотни високоговорители.................................. 157
7.8.	Високочестотни високоговоригели.................................. 160
Глаза VIII. Основни параметри на озвучителните тела
8.1.	Акустично оформление на високоговорителите....................... 166
8.2.	Еквква.-етна електрическа заместителна схема на трептящата система
на озвучително тяло със затворен обем............................. 172
8.3.	Озвучително тяло с фазоинвертор (басрефлекс) .................... 174
8.4.	Озг.уч.чтелно тяло с пасивна мембрана..................  •	...	177
8.5.	Класлфикацчя на озвучителните тела............................... 179
8.6.	Геомегрични определения.......................................... 179
8.7.	Основни електрически и електроакустични параметри на озвучителните
тела...............................’.................................. 180
8.8.	Основни параметри на озвучителните тела от Hi — Fi клас.......... 181
8.9.	Фактори, конто определят основните параметри на озвучителните тела 183
Глава IX. Ендове озвучителни тела
9.1.	Еднолентоаи сззучителни тела..................................... 193
9.2.	Озвучителни те та с фазоинвертор	(басрефлекс ) •................. 195
9.3.	Отвучитешн те та с пасивна мембрана...............................195
9.4.	Двулеигови озвучителни тела...................................... 196
9.5.	Тритгнтови озвучителни тела...................................... 218
Използуаанз литература................................................ 231
233