динамик для чего предназначен для
Что такое динамик простыми словами?
Динамики, микрофоны, громкоговорители и другие аксессуары, выполняющие функцию воспроизведения звука, в последнее время пользуются большой популярностью среди многих поклонников музыки. Интерес у них вызывает не только их мощность и качество, но и сам принцип работы. В этой статье мы попытались простыми словами дать ответ на вопрос «Что такое динамик?» и объяснить то, как он работает. Если вам это действительно интересно, то рады вас приветствовать! Приготовьтесь, впереди вас ждет немало интересной информации!
Что такое динамик?
Но, как мы уже и говорили, здесь есть и свои минусы:
Как работает динамик?
Каким образом проходит звук через динамик? Кто-то может подумать, что принцип работы динамика очень сложен, но, на самом деле, его можно объяснить простыми и понятными всем словами.
Все мы с детства знаем, что если поднести друг к другу два магнита, то их противоположные полюса начнут притягиваться. Кто-то может сильно удивиться, но такое явление присутствует и в обычном динамике.
Главной деталью устройства является катушка, на которую намотана проволока. Когда через нее пускают электрический заряд, то в итоге получается электромагнит. Стоит добавить, что полярность получившегося магнита напрямую зависит от того, в какую сторону был пущен разряд.
Второй неотъемлемой частью динамика является постоянный магнит в форме кольца. Вышеупомянутую катушку засовывают в дыру этого колечка, а затем соединяют ее с мембраной всей конструкции. Как правило, в качестве мембраны выступает конус из бумаги или пластмассы.
Данная технология работает и в другом направлении. При раскачивании катушки поле постоянного магнита будет изнутри генерировать электронный разряд, направление которого будет меняться с частотой колебаний.
Контакты катушки принимают ток, его направление меняется под влиянием звуковых частот того или иного музыкального трека. Мембрана «выталкивает» воздух перед собой, таким образом создавая звуковые волны. Чтобы мембрана работала лучше, ее создают в виде конуса.
Акустическое оформление
Чтобы в полной мере понять, что такое динамик, нельзя обойти стороной тему акустического оформления.
Виды акустического оформления
Электростатические излучатели
Чтобы окончательно дать ответ на вопрос «Что такое динамик?», обязательно нужно рассказать про электростатические излучатели.
Эти устройства состоят из двух статоров, на которые посылают переменные звуковые колебания, и пленки между ними. В качестве последней выступает перфорированный металлический лист, на который подается высокое напряжение. Прозрачность пленки составляет около 50%. Покрыта она диэлектрическим веществом, необходимым для защиты пользователя от негативного влияния высокого напряжения.
Плюсы и минусы
Давайте начнем с рассмотрения плюсов:
Теперь вы знаете значение слова «динамик», а также то, как он работает и каких видов бывает. Оставайтесь с нами, если хотите и дальше получать интересную информацию!
Новое в блогах
Глава 3. На всякий случай вспомним, как устроен и как работает динамик.
Динамик, или «громкоговоритель» – это устройство для преобразования электрических сигналов в акустические и излучения их в окружающее пространство. Разобрав музыкальный центр или любую звуковую колонку (например, сабвуфер) домашнего кинотеатра, Вы обязательно найдёте внутри один или несколько динамиков, отличающихся по габаритам, массе, форме… Обычно динамик имеет круглую (реже – овальную) металлическую раму, к которой приклеен бумажный диффузор с центрирующей шайбой и с катушкой (соленоидом). С другой стороны к раме приклеивается постоянный круглый магнит с керном. Между магнитом и керном имеется свободное пространство, в котором может свободно двигаться катушка.
В Википедии вы можете прочесть, что слово «динамик» всё из себя неправильное, что, оказывается, так в просторечии и жаргоне нередко называют громкоговоритель. Даже какие-то фантазийные мысли высказывают по поводу происхождения слова «динамик». На самом деле всё очень просто. Громкоговоритель по-английски называется «A dynamic loudspeaker» – поэтому и «динамик». Аналогично в годы моего детства «транзистором» называли любой транзисторный радиоприёмник…
На фото 5 представлены два обычных 8-Омных динамика из старых компьютеров.
Фото 5. Обычный 8-Омный компьютерный динамик (слева) и аналогичный с вырезанным диффузором. На остатках диффузора видна приклеенная к нему гильза, на которой намотана обмотка (справа).
Как же работает динамик?
Так как на катушку динамика с выходного каскада усилителя мощности подается переменное напряжение (звуковых частот,
20…20 000 Гц), соответственно, с такой же частотой меняется направление тока в катушке. Амплитуда колебаний катушки пропорциональна амплитуде изменения величины силы Ампера, значит, пропорциональна амплитуде изменения силы тока в катушке. Короче, чем больше амплитуда тока в катушке, громче звук.
Примерно так всё и происходит на самом деле. Есть только несколько уточнений.
Как мы уяснили из опыта Эрстеда (см. главу 2), проходящий по проводнику электрический ток индуцирует магнитное поле. Если ток постоянный, то создаваемое этим током магнитное поле – тоже постоянное. Если ток меняется по величине и направлению, то и создаваемое этим током магнитное поле тоже будет переменным, тоже будет меняться по величине и по направлению.
Это можно проверить элементарным способом – приложить к компасу катушку от динамика (или соленоид, изготовленный в прошлой главе) и менять полярность батарейки (см. фото 6). Стрелка компаса начнет вращаться, поворачиваясь к катушке (соленоиду) то красным концом, то белым. Частота колебаний стрелки будет равна частоте переключений полюсов. Можно подать на обмотку динамика переменный ток низкой звуковой (20 Гц), или даже лучше инфразвуковой частоты (1…5 Гц) – стрелка компаса начнёт подрагивать с частотой изменения направления тока. Таким образом мы создаем переменное магнитное поле.
Подобное переменное магнитное поле широко применяется человечеством. Например, для выполнения механической работы – в электродвигателях. А еще – в динамиках.
Фото 6. Как видно, катушка компьютерного динамика тоже подтверждает открытие Эрстеда и закон Ампера.
Так вот, физический смысл работы динамика таков. Создаваемое катушкой переменное магнитное поле (излучение) звуковой частоты, «привязанное» к лёгкой катушке, взаимодействуя с постоянным магнитным полем (излучением) постоянного магнита динамика, «привязанным» к массивному постоянному магниту, создает механическую силу, заставляющую колебаться диффузор. Диффузор, толкая своей массой газовые молекулы, упруго взаимодействующие друг с другом, локально изменяет давление в окружающем воздушном пространстве. Эти волнообразные изменения давления газообразной среды, со скоростью распространения звука в воздухе, доходят до наших ушей, складываясь в нашем мозгу в прекрасную музыку или набор непечатных слов, которыми, как я убеждён, меня готов наградить за это объяснение мой давний собеседник по Гайд-парку физико-теоретик Микола Борисiв.
Итак, что мы должны уяснить из главы 3.
1. Постоянный ток в проводнике создает вокруг проводника постоянное по направлению и по величине магнитное поле.
2. Переменный ток в проводнике создает вокруг проводника переменное по величине и по направлению магнитное поле.
3. Магнитные поля, создаваемые материальными объектами (постоянными магнитами или проводниками с током) взаимодействуют друг с другом, создавая силы притяжения и отталкивания.
Кстати, раз уж мы разломали динамик, не лишне будет ещё раз проверить магнитные свойства соленоида, состоящего из двух одинаковых по количеству витков, но «разнонаправленных» катушек. Для этого давайте попробуем катушку динамика аккуратно располовинить и одну из половинок развернуть, как это показано на фото 7.
Фото 7. Из катушки компьютерного динамика удалена бумажная основа и катушка побелена на две равные части.
Подключаем батарейку. Наблюдаем, что магнитные свойства катушки динамика опять пропали (фото 8).
Фото 8. Две половинки катушки компьютерного динамика, включенные «в противофазе», не в состоянии повернуть стрелку компаса.
Вновь перевернём вторую половинку катушки. Подключим батарейку. Наблюдаем, что стрелка компаса пришла в движение (фото 9).
Фото 9. Снова включаем половинки катушки компьютерного динамика в «параллель» и наблюдаем магнитный эффект, созданный движущимися в металле электронами.
Владимир Сергеев # ответил на комментарий Петр Дубровский 21 октября 2011, 07:42 Как много у Вас лишнего времени! Зачем разломали динамик?
Ковыряли бы тихонечко пальчиком у себя в носу,
и не строили бы из себя придурка, которому делать нечего.
Отнимая у людей время на свою дурь, Вы отнимаете у них кусочек их жизни.
Имейте совесть!
Некоторые конденсаторы «заряжаются» еще быстрей.
Петр Дубровский # ответил на комментарий Юрий Евгеньевич Виноградов 23 октября 2011, 22:05 Сопротивление создаёт ЭДС шума Найквиста?
Сопротивление?
Извините, но Вы сами-то хоть поняли, что сказали?
Вот и я спокойно Вам говорю. Загляните в букварь для радиоинженеров.
Или в поисковике запросите: «Тепловые шумы Найквиста».
Я всё понятно объяснил про Юрочку?
И, на будущее, сбавьте уровень апломба!
Нет повода у Вас его раздувать до небес.
Еще две «подготовительные» главы к развенчанию постулатов Бора:
четвертая: ссылка на gidepark.ru
и пятая: ссылка на gidepark.ru
Продолжение, окончание и ВЫВОДЫ следуют.
А может, кто-то уже догадался, к чему я веду?
Петр Дубровский # ответил на комментарий Владимир Сергеев 21 октября 2011, 11:13 Владимир!
Я же Вас читать не заставляю.
Не волнуйтесь, скоро и до Бора дойдем.
Владимир Сергеев # ответил на комментарий Петр Дубровский 21 октября 2011, 12:20 Любой зомбо-ТВ-канал также говорит, мол «не заставляю» меня включать.
Когда идёшь по дороге, заминированной фекалиями, то и без «заставляния» можно вляпаться в очередное дерьмо. Так и с Вами.
Я Вам о Вашей «начинке», бессовестно отнимающей время за счёт «этикетки» о Боре.
Это и есть подлость, крадущая время (и тем самым, кусочек жизни) у нормальных, не подозревающих об этой подлости, людей.
Есть такая ключевая фраза в пьесе Шварца : «Тень! Знай своё место!»
Для Вашей «пьесы» в Ваш адрес более подходяще так «Дерьмо! Знай своё место! Не вываливайся «миной» на дороге!
Владимир Сергеев # ответил на комментарий Петр Дубровский 21 октября 2011, 14:58 Не притворяйтесь придурком, и не отнимайте у норамльных людей время.
И не говорите, что не притворяетесь.
Петр Дубровский # ответил на комментарий Владимир Сергеев 21 октября 2011, 17:59 Вы, никак, физико-теоретик?
Примите тогда мои поздравления.
А до Бора скоро доберёмся, не суетитесь.
Предпочитаю думать и писать про то, что надумал.
Вот еще две «подготовительные» главы к развенчанию постулатов Бора:
четвертая: ссылка на gidepark.ru
и пятая: ссылка на gidepark.ru
Продолжение, окончание и ВЫВОДЫ следуют.
От Вас пока ничего умного не услышал, кроме бестолкового совета «читать и почитать умных».
Ну, может назовёте кого из умных по фамилии и имени-отчеству? Или слабо?
Петр Дубровский # ответил на комментарий Эдуард Людовик 21 октября 2011, 13:41 Спасибо.
Акустические системы: строение динамика (часть 2)
В первой части мы говорили о сущности, природе звука, особенностях его распространения и восприятия. Пора переходить к устройствам, которые способны этот звук воспроизвести. Наиболее распространенный по сей день вариант — динамик. Это устройство в свое время вызвало настоящий переворот в области музыкальной инженерии. Его принципиальная простота и, одновременно, сложность деталей, однозначно достойны пристального внимания.
Появление динамика
С началом активного использования электричества появилась возможность передавать звуковой сигнал, преобразуя его в электрический и обратно. В разное время изобрели много способов этого преобразования. Среди них — электродинамический, электростатический, изодинамический, ленточный, излучатель Хейла, пьезо и даже плазменный излучатель.
Они работают на разных физических принципах, различаются спецификой применения. Но самым первым все-таки было устройство, реализующее электродинамический принцип. Оно и остается самым распространенным. Динамик, электродинамическая головка, динамический драйвер — все эти термины являются синонимами к одному и тому же изобретению.
Физические принципы, на которых работает динамик, основаны на электромагнетизме, открытом Хансом Эрстедом и описанном впоследствии целой плеядой физиков 19-го века. Тот факт, что проводник с током выталкивается магнитным полем, а в проводнике, движущемся в этом поле, наоборот, возникает ток, собственно, и привел к изобретению динамика.
Первое устройство, в котором применены все основные конструктивные принципы современного динамика, было запатентовано в 1898 году Оливером Лоджем после приблизительно тридцати лет самых разных попыток нащупать эффективный способ реализации. А сам динамик, в том виде, к которому мы все привыкли, появился спустя еще приблизительно тридцать лет.
С тех пор принципы его работы и основные элементы конструкции остаются неизменными. При этом, — вот что особенно удивительно, — не проходит и года без информации об очередном революционном усовершенствовании динамика, позволяющего ему работать еще лучше.
Устройство динамика
Любой современный динамик включает в себя каркас [1], который еще называют корзиной или даже пауком. На нем держатся все остальные части конструкции.
В тыльной части корзины крепится магнитная система, которая состоит из кольцевого магнита [2] и магнитного керна [3] — вместе они образуют кольцевой зазор. Этот магнитный зазор, кольцевая щель между двумя магнитами, должна быть минимальной для создания максимально мощного магнитного поля.
В зазоре расположена так называемая голосовая (звуковая) катушка [4], которая может совершать возвратно-поступательные движения под воздействием магнитного поля, поскольку по ней протекает переменный ток, соответствующий по форме воспроизводимым звуковым колебаниям. Она, как правило, состоит из проволоки, покрытой изолирующим лаком и намотанной на тонкостенный цилиндр, который называют каркасом [5] звуковой катушки.
Он крепится к диффузору [6] — тонкостенному элементу конструкции, который, колеблясь, собственно, и воспроизводит звук. Для этой цели диффузор должен иметь возможность двигаться. Для этого установлены так называемые подвесы [7, 8]: верхний (наружный) и нижний. Это шайбы из тонкого и гибкого материала с концентрическими выпуклостями. Благодаря такой форме, подвесы позволяют диффузору двигаться вдоль оси симметрии всей конструкции вперед-назад.
Он делает это потому, что его толкает голосовая катушка, на которую действует электромагнитная сила, пропорциональная силе переменного тока, который подается на катушку по гибким безмоментным проводникам [9]. С другой стороны эти провода заканчиваются клеммами [10], к которым подсоединяется акустический кабель, идущий от усилителя.
Завершает картину пылезащитный колпачок [11], который крепится к диффузору спереди и, что понятно из названия, защищает магнитный зазор от проникновения в него частичек пыли.
Разнообразие динамиков огромно. Они различаются по мощности, рабочему диапазону воспроизводимых частот, сфере применения и по множеству других параметров. Естественно, от этого зависят технологии и материалы, применяемые в производстве каждой из частей. Их мы и рассмотрим по отдельности.
Диффузор
Изначально диффузор делался из целлюлозы — бумаги или картона. Из того же материала выполнялся и пылезащитный колпачок (если он был предусмотрен). Целлюлозные диффузоры очень часто применяются до сих пор. Бумага хороша своим сочетанием легкости и жесткости. Влагоустойчивости, прочности и долговечности ей добавляют с помощью пропитки синтетическими материалами.
В этом смысле хорош пластик, но чисто пластиковый некомпозитный диффузор имеет ряд недостатков. Для их исправления применяются композитные материалы с разнообразными компонентами: от древесных или стеклянных волокон до кевлара или даже графена. Повышенную жесткость имеют металлические диффузоры. Чаще всего они делаются из алюминиевых сплавов.
Одними из лучших параметров обладает бериллий, но, ввиду повышенной стоимости материала и технологий его обработки, такой вариант достаточно дорог. В так называемых купольных высокочастотных динамиках чаще всего применяется ткань с пропиткой, иногда армирующая слой максимально жесткого композита, с жестким наполнителем, вплоть до алмазного порошка.
Важнейшие требования к диффузору — минимум собственных резонансов и максимальная жесткость, при которой становится возможным «поршневой» режим движения диффузора по всей его площади. Эти параметры должны сочетаться с важнейшими требованиями к весу подвижной системы динамика — он должен быть минимальным. Таким образом, качественный диффузор всегда является компромиссом взаимоконфликтующих условий.
Подвес динамика
Внутренний (ближний к магниту) подвес динамика еще называют центрирующей шайбой. Чаще всего эту деталь формуют на прессе с нагреванием из легкой, крепкой на разрыв ткани с эластичной синтетической пропиткой — прочно и подвижно. В некоторых мощных низкочастотных динамиках применяются две центрирующие шайбы, расположенные одна за другой.
С внешним подвесом все немного сложнее. Изначально он делался в виде концентрических волн (гофров) по внешнему краю бумажного диффузора. Так в некоторых случаях поступают и сейчас, добавляя синтетическую пропитку зоны гофров. Для больших амплитуд колебаний внешний подвес делают из резины, чаще всего это — искусственный бутадиеновый каучук. Резиновый подвес в сечении, в большинстве случаев, представляет собой выпуклую дугу. Есть варианты и «многоволновых» резиновых подвесов, либо применения других профилей, в том числе и переменных по углу.
Оба подвеса должны обеспечить строго плоско-параллельное возвратно-поступательное движение всей подвижной системы динамика с минимальными отклонениями в сторону от его оси.
Звуковая (голосовая) катушка
Эта катушка, работающая в магнитном зазоре динамика, намотана на каркас — цилиндр, который часто делается из плотной бумаги. Для каркаса также применяется устойчивый к нагреву пластик: каптон, текстолит, либо другие композитные материалы. Для большей плотности и температурной устойчивости (при серьезной нагрузке, т. е. громкости, катушка нагревается) используют сплавы на основе алюминия и даже титан.
Проволока, которой наматывается голосовая катушка, чаще всего, медная. Алюминиевая проволока легче, и это в данном случае — плюс, но она имеет свои недостатки (большее электрическое сопротивление при меньшей температурной устойчивости) и применяется реже. Есть вариант с биметаллической алюминиевой проволокой с медным покрытием, что улучшает проводимость.
Для более плотного расположения витков проволоку иногда делают в сечении прямоугольной либо шестиугольной. Для получения нескольких вариантов сопротивления катушки при параллельном или последовательном соединении ее частей или использования раздельных усилителей, звуковая катушка, чаще всего в низкочастотных динамиках, может разделяться на отдельные секции, намотанные на общем каркасе.
Для лучшего охлаждения голосовой катушки магнитный зазор в некоторых высокочастотных динамиках заполняется специальной жидкостью с наполнителем из мелкодисперсного магнитного порошка. Это повышает эффективность системы и улучшает отвод тепла.
Магнитная система
Эффективность магнитной системы динамика определяется, в первую очередь, материалом магнита. Самый распространенный — феррит. В середине прошлого века были распространены магниты из сплава AlNiCo (железо-алюминий-никель-кобальт), в отдельных случаях этот вариант до сих пор применяется. В новейший исторический период все большее распространение получают неодимовые магниты, создающие гораздо более сильное магнитное поле. Проблемой здесь стало получение неодимовой заготовки нужных размеров: неодим — материал труднообрабатываемый. Кроме того, стоимость неодимовых магнитов в последнее время растет.
Корзина динамика
Самый распространенный и максимально технологичный вариант корзины, или каркаса динамика — штампованная деталь из мягкой стали. Каркасы небольшого размера могут быть выполнены из пластика. Более совершенное, прочное и, что самое главное, точное в своей геометрии изделие получают методом литья, чаще всего из алюминия, с последующей обработкой на металлорежущих станках.
Важно понимать: чтобы добиться минимального магнитного зазора, звуковую катушку, расположенную в этом зазоре, нужно заставить двигаться, не задевая его краев. Для этого ее движение должно быть идеально соосным магнитному зазору вдоль всей возможной амплитуды колебаний. Расположение катушки в магнитном зазоре должно быть идеально симметричным. Это накладывает высокие требования на точность изготовления и сборки всех частей.
Все компоненты динамика соединяются с помощью клея на специальном оборудовании.
Каждый динамик, согласно примененным в нем материалам и технологиям, размерам, весу, электрическим и механическим параметрам, имеет свое в точности определенное назначение. О этом предназначении и обо всем, что с ним связано — в следующей части.
Другие материалы цикла «Акустические системы»:
Принцип работы динамика
Электродинамический громкоговоритель – это устройство, преобразующее электрический сигнал в звуковой посредством движения катушки с током в магнитном поле постоянного магнита. С этими устройствами мы сталкиваемся повседневно. Даже если вы не большой поклонник музыки и не проводите в наушниках по полдня. Динамиками оснащаются телевизоры, радиоприемники в автомобилях и даже телефоны. Этот привычный для нас механизм на самом деле является целым комплексом элементов, а его устройство – это настоящее произведение инженерного искусства.
Устройство динамика
Динамик имеет довольно сложную конструкцию и состоит из множества элементов. На схеме устройства динамика (см. ниже) изображены ключевые детали, благодаря которым громкоговоритель функционирует правильно.
Устройство акустического динамика включает в себя следующие составные части:
В разных моделях динамиков могут быть использованы разные уникальные элементы конструкции. Классическое же устройство динамика выглядит именно так.
Краевой гофр
Этот элемент также называют «воротником». Это пластиковая или резиновая окантовка, описывающая электродинамический механизм по всей площади. Иногда в качестве основного материала применяют натуральные ткани со специальным, ослабляющим колебания покрытием. Гофры делятся не только по типу материала, из которого они изготовлены, но и по форме. Самый популярный подтип – полутороидальные профили.
К «воротнику» предъявляют ряд требований, соблюдение которых говорит о его высоком качестве. Первое требование – высокая гибкость. Резонансная частота гофра должно быть низкой. Второе требование – гофр должен быть хорошо закреплен и обеспечивать только один тип колебаний – параллельный. Третье требование – надежность. «Воротник» должен адекватно реагировать на перепады температуры и «нормальный» износ, сохраняя свою форму длительное время.
Диффузор
Основным излучающим объектом в электродинамике является диффузор. Диффузор динамика представляет собой некий поршень, который двигается по прямой вверх-вниз и поддерживает амплитудно-частотную характеристику (далее АЧХ) в линейном виде. При повышении частоты колебаний диффузор начинает изгибаться. Из-за этого появляются так называемые стоячие волны, которые, в свою очередь, приводят к провалам и подъемам на графике АЧХ. Для минимизации этого эффекта конструкторы используют более жесткие диффузоры, изготовленные из материалов меньшей плотности. Если размер динамика составляет 12 дюймов, то диапазон частот в нем будет варьироваться в пределах 1 килогерца для низких частот, 3 килогерц для средних и 16 килогерц для высоких.
Колпачок
Колпачок представляет собой оболочку из синтетики или ткани, основная функция которой – защита динамиков от пыли. Помимо этого, колпачок играет немаловажную роль в формировании определенного звучания. В частности, при воспроизведении средних частот. С целью наиболее жесткого закрепления колпачки делают округлой формы, придавая им небольшой изгиб. Как вы наверняка уже поняли, разнообразие материалов как раз-таки связано с тем, чтобы достичь определенного звучания. В ход идет ткань с различным пропитками, пленки, композиции целлюлозы и даже металлические сетки. Последние, в свою очередь, выполняют еще и функцию радиатора. Алюминиевая или металлическая сетка отводит излишки тепла от катушки.
Шайба
Иногда её также называют «пауком». Это увесистая деталь, расположенная между диффузором динамика и его корпусом. В задачи шайбы входит поддержание стабильного резонанса для низкочастотных динамиков. Это особенно важно, если в помещении наблюдаются резкие перепады температуры. Шайба фиксирует положение катушки и всей подвижной системы, а также закрывает магнитный зазор, предотвращая попадание пыли в него. Классические шайбы представляют собой круглый гофрированный диск. Более современные варианты выглядят немного иначе. Некоторые производители намеренно меняют форму гофр так, что повысить линейность частот и стабилизировать форму шайбы. Такая конструкция сильно влияет на цену динамика. Шайбы изготавливают из нейлона, бязи или меди. Последний вариант, как и в случае с колпачком, выполняет функцию мини-радиатора.
Звуковая катушка и магнитная система
Вот мы и добрались до элемента, который, собственно, и отвечает за воспроизведение звука. Магнитная система располагается в небольшом зазоре магнитной цепи и вместе с катушкой преобразует электрическую энергию. Сама магнитная система – это система из магнита в виде кольца и керна. Между ними в момент воспроизведения звука перемещается звуковая катушка. Важная задача конструкторов – создание равномерного магнитного поля в магнитной системе. Для этого производители динамиков досконально выверяют полюса и оснащают керн медным наконечником. Ток в звуковую катушку поступает через гибкие выводы динамика – обычную проволоку, намотанную поверх синтетической нитки.
Принцип работы
С устройством динамика разобрались, переходим к принципу работу. Принцип работы динамика заключается в следующем: ток, идущий на катушку, заставляет ее совершать перпендикулярные колебания в пределах магнитного поля. Эта система увлекает за собой диффузор, заставляя его колебаться с частотой подаваемого тока, и создает разряженные волны. Диффузор начинает колебаться и создает звуковые волны, которые могут быть восприняты человеческим ухом. Они в виде электрического сигнала передаются в усилитель. Отсюда и появляется звук.
Диапазон воспроизводимых частот напрямую зависит от толщины магнитопроводов и размера динамика. При большей величине магнитопровода увеличивается зазор в магнитной системе, а вместе с ним увеличивается и эффективная часть катушки. Именно поэтому компактные динамики не справляются с низкими частотами в пределах 16-250 герц. Их минимальный порог частотности начинается с 300 Герц и заканчивается на 12 000 герц. Вот почему динамики хрипят, когда вы выкручиваете звук на максимум.
Номинальное электрическое сопротивление
Провод, подающий ток на катушку, обладает активным и реактивным сопротивлением. Для выяснения уровня последнего инженеры измеряют его на частоте в 1000 герц и прибавляют к получившейся величине активное сопротивление звуковой катушки. В большинстве динамиков уровень сопротивления составляет 2, 4, 6 или 8 Ом. Этот параметр необходимо учитывать при покупке усилителя. Важно согласовать уровень нагрузки.
Диапазон частот
Выше уже было сказано, что большая часть электродинамикой воспроизводит лишь часть частот, которые может воспринимать человек. Сделать универсальный динамик, способный воспроизводить весь диапазон от 16 герц до 20 килогерц невозможно, поэтому частоты поделили на три группы: низкие, средние и высокие. После этого конструкторы начали создавать динамики отдельно для каждой частоты. Это значит, что низкочастотные динамики лучше всего справляются с басами. Они работают на диапазоне 25 герц – 5 килогерц. Высокочастотные созданы для работы с визжащими верхами (отсюда нарицательное имя – «пищалка»). Они работают в частотном диапазоне 2 килогерца – 20 килогерц. Среднечастотные динамики работают в диапазоне 200 герц – 7 килогерц. Инженеры все еще предпринимают попытки создать качественный широкополосный динамик. Увы, цена динамика идет вразрез с его качеством и совершенно не оправдывает его.
Немного о мобильных динамиках
Динамики для телефона отличаются от «взрослых» моделей конструктивно. Расположить такой сложный механизм в мобильном корпусе нереально, поэтому инженеры пошли на хитрость и заменили ряд элементов. Например, катушки стали неподвижными, а вместо диффузора используется мембрана. Динамики для телефона сильно упрощены, посему ожидать от них высокого качества звучания не стоит.
Диапазон частот, который способен охватить такой элемент, значительно сужен. По своему звучанию он ближе именно к высокочастотным устройствам, так как в корпусе телефона нет дополнительного пространства для установки толстых магнитопроводов.
Устройство динамика в мобильном телефоне отличается не только размерами, но и отсутствием независимости. Возможности устройства ограничиваются программным обеспечением. Это сделано для защиты конструкции динамиков. Многие снимают этот лимит вручную, а потом задаются вопросом: «Почему хрипят динамики?»
В среднестатистическом смартфоне устанавливают два таких элемента. Один разговорный, другой музыкальный. Иногда их объединяют для достижения эффекта стерео. Так или иначе, достичь глубины и насыщенности в звучании можно лишь с полноценной стереосистемой.
Устройство динамика
И если Вы хотите лучше понимать причины восторгов авторов тех или иных обзоров новых акустических систем, настоятельно рекомендуем разобраться, из чего состоит динамик колонки и какое значение имеет каждый из его составляющих.
Строение динамика: наглядно и доступно
Основой любого динамика является каркас, также именуемый нередко «корзиной» или «пауком». В каркас помещены все остальные конструктивные элементы.
В тыльной части каркаса расположен кольцевой зазор, который образован магнитным керном (сердечником) и кольцевым магнитом. Минимальное расстояние между сердечником и кольцевым магнитом, также имеющее форму кольца, обеспечивает максимальное мощное магнитное поле.
В магнитном зазоре располагается звуковая катушка. Она образована путем наматывания на цилиндрический тонкостенный каркас металлической проволоки, что покрывается слоем изолирующего лака. При воздействии магнитного поля, которое возникает при прохождении переменного тока, звуковая катушка движется возвратно-поступательно в соответствии с формой воспроизводимых звуковых колебаний.
Каркас звуковой катушки прикреплен к диффузору. Последний представляет собой подвижный элемент конструкции динамика колонки, непосредственно воспроизводящий звук. Для возможности осуществлять колебания диффузор имеет подвесы – тонкие шайбы с концентрическими выпуклостями. Выполненные из гибкого материала, подвесы диффузора допускают его движение вдоль оси симметрии. Диффузор движется вперед-назад под воздействием голосовой катушки, через которую по безмоментным проводам подается переменный ток.
Передняя часть диффузора закрыта пылезащитным колпачком. Этот предохранительный конструктивный элемент выполняет одновременно защитную и декоративную функцию.
Таким образом, разобрав строение динамика колонки, можно переходить к более детальному рассмотрению специфики каждого из элементов. Различные технологии и материалы, используемые для их создания, определяют колоссальное разнообразие такой высокотехнологичной продукции.
Диффузор динамика
Самым первым материалом, из которого выполнялся диффузор, была целлюлоза. Это объясняется удачным сочетанием жесткости и малого веса, свойственному картону. И до сих пор динамики ряда производителей выпускаются исключительно с целлюлозными диффузорами.
Современные технологии позволяют улучшить эксплуатационные свойства этих элементов. В частности, пропитывая целлюлозную пористую структуру синтетической пропиткой, можно повысить ее прочность и устойчивость к воздействию влаги. Кроме того, с этой же целью активно используются кевларовые, графеновые или выполненные из стеклянных волокон материалы.
Некоторые производители акустики предпочитают использовать алюминиевые сплавы для производства диффузоров. Они обладают повышенной жесткостью и износостойкостью. Существуют также бериллиевые варианты, но они весьма дороги в производстве. Поэтому если речь идет про строение динамика ВЧ купольного типа, наиболее часто используется тканевый вариант с пропиткой и/или армирующим слоем из жесткого композитного материала.
Высокая жесткость – одно из качеств, которое очень важно для этого конструктивного элемента. Разработчики добиваются «поршневого» режима его движения, при котором вся плоскость поверхности диффузора движется синхронно. При этом желательно, чтобы вес этого конструктивного элемента был минимальным.
Подвес динамика
Большинство динамиков снабжены одной центрирующей шайбой. Но в конструкции отдельных колонок (как правило, для сабвуферов высокой мощности) применяются две последовательно расположенные шайбы.
Внешний подвес динамика имеет несколько иное исполнение. С начала развития акустического оборудования его делали в виде концентрических волн (гофров) по периметру бумажного диффузора. Сегодня его выполняют чаще всего из синтетических материалов – например, искусственного бутадиенового каучука.
Соединение обоих подвесов динамиков должно быть выполнено таким образом, чтобы вся система осуществляла параллельное возвратно-поступательное перемещение вдоль оси устройства.
Звуковая катушка
Следующий немаловажный элемент устройства динамика акустической системы – звуковая катушка. Для ее каркаса применяется широкий спектр материалов – плотная бумага, термостойкие пластики, алюминиевые или титановые сплавы и другие.
На каркасе голосовой катушки чаще всего намотана медная проволока, в отдельных случаях – алюминиевая либо биметаллическая (алюминиевая с омедненным наружным покрытием для оптимизации характеристик проводимости).
Для большей плотности намотки (количества витков) и плотности контакта используют прямоугольную или же шестигранную в сечении проволоку.
В отдельных ВЧ динамиках реализуется заполнение магнитного зазора жидкостью из мелкодисперсного металлического порошка. Такое решение обеспечивает более эффективное охлаждение катушки и положительно сказывается на качестве звучания динамика.
Магнитная система
Качество звучания динамика во многом определяется эффективностью магнитной системы. В свою очередь, последняя определяется материалом самого магнита. Если в середине XX века для него использовался особый сплав железа, никеля, алюминия и кобальта, то сейчас подавляющее большинство брендов используют в конструкциях своих магнитных систем феррит.
Еще более эффективно зарекомендовали себя неодимовые магниты. Но проблема в трудности обработки заготовки из неодима ощутимо повышает себестоимость конечной продукции. Как результат, магнитная система динамика на базе неодимовых магнитов используется обычно в акустике верхних ценовых категорий.
Корзина динамика
Материал для выполнения этого элемента устройства динамика может быть различным. Как правило, используется штампованная стальная либо вылитая из пластика корзина. Но ее исполнение должно быть высокой точности, потому как каждая десятая доля миллиметра в ее конфигурациях имеет ощутимое значение на качестве звучания акустической системы.
Также очень важно качество посадки элементов в корзину. Звуковая катушка в ходе своего соосного с магнитным зазором движения не должна задевать его краев. Все это накладывает очень серьезные требования к процессу сборки динамика в целом.
Виды акустического оформления
Электростатические излучатели
Чтобы окончательно дать ответ на вопрос «Что такое динамик?», обязательно нужно рассказать про электростатические излучатели.
Эти устройства состоят из двух статоров, на которые посылают переменные звуковые колебания, и пленки между ними. В качестве последней выступает перфорированный металлический лист, на который подается высокое напряжение. Прозрачность пленки составляет около 50%. Покрыта она диэлектрическим веществом, необходимым для защиты пользователя от негативного влияния высокого напряжения.