Teste per altoparlanti elettrodinamici con diaframmi piatti. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Lo sviluppo delle teste degli altoparlanti con diaframmi piatti a nido d'ape è iniziato negli anni '80, ma gli altoparlanti che le utilizzano hanno iniziato a essere prodotti relativamente di recente. L'anno scorso, la nostra rivista ha ripetutamente presentato ai radioamatori altoparlanti di varie classi basati su testine cellulari, la cui produzione è effettuata dalla società "Zvuk" di San Pietroburgo. Questa informazione ha interessato molti lettori, che hanno chiesto maggiori dettagli sui vantaggi di tali teste e sui parametri. Soddisfacendo i loro desideri, pubblichiamo un articolo di ex dipendenti di VNIIRPA che porta il nome. A. S. Popov, che stavano sviluppando teste con diaframmi a nido d'ape.

È noto che la qualità del suono degli altoparlanti è influenzata da molti fattori, ma dipende principalmente dalle testine degli altoparlanti utilizzate. Tenendo conto di queste circostanze, gli specialisti di elettroacustica prestano molta attenzione non solo al miglioramento della progettazione dei sistemi a testa mobile, ma anche ai materiali degli elementi radianti. Di conseguenza, negli ultimi anni, accanto ai tradizionali diffusori a cono, si sono diffuse le teste con diaframmi piatti.

I principali requisiti per i parametri fisici e meccanici dei materiali degli elementi radianti sono, come noto, elevata rigidità alla flessione, bassa densità e grandi perdite interne. Più alto è il primo di questi parametri, più ampia è la gamma di frequenza della testina e minore è la distorsione di ampiezza-frequenza che introduce nel segnale. La densità del materiale dell'elemento radiante determina in gran parte la sensibilità della testa e, infine, le perdite interne contribuiscono allo smorzamento delle vibrazioni alle frequenze di risonanza.

Per decenni, i coni dei driver dinamici sono stati realizzati principalmente con pasta di carta. Con lo sviluppo della tecnologia Hi-Fi, i principali produttori di altoparlanti di alta qualità hanno iniziato a utilizzare per la loro produzione tutti i tipi di materiali compositi a base di cellulosa (ad esempio cellulosa con fibre di carbonio o metalliche) al fine di aumentare il modulo di elasticità e l'interno perdite di testa dei coni. Tuttavia, non è stato possibile aumentare significativamente la rigidità di tali materiali a causa delle piccole forze elastiche interne che collegano i componenti.

Per questo motivo, materiali polimerici come mylar, poliammide, polipropilene, polivinilcloruro, film olefinici, tergal, supronil, olefina ceramica, grafite polimerica, ecc. Hanno iniziato ad essere utilizzati per la produzione di teste LF, MF, HF di alta qualità altoparlanti: per questi scopi, compositi (Bextrain, Kobex, Kapton), nonché materiali stratificati (Mylar e poliestere rivestito di alluminio, polipropilene a due strati). Lo sviluppo della tecnologia di deposizione chimica sotto vuoto ha permesso di ottenere numerosi metalli stratificati (carburo di titanio-boro, alluminio-magnesio, alluminio-zaffiro, ecc.). Per i diaframmi a cupola delle testine di fascia media e ad alta frequenza vengono utilizzati anche metalli semplici: alluminio, titanio, leghe di berillio, nichel poroso.

Tuttavia, la produzione di molti dei materiali sopra elencati richiede processi tecnologici molto complessi e costosi. Inoltre, non sono universali, cioè non possono essere utilizzati per la produzione di elementi radianti di tutte le parti del sistema di altoparlanti (testina dei bassi, dei medi e delle alte frequenze).

Per questo motivo le testine con elementi radianti realizzati con i materiali sopra elencati non sono riuscite a sostituire le testine con diffusori a cono in carta e, fino a tempi recenti, rimangono solo isolate realizzazioni di successo di primarie aziende straniere.

Specialisti di VNIIRPA im. A. S. Popova [1 - 3, 4]. I risultati della ricerca fondamentale da loro condotta nel 1980-1990. [5 - 8], hanno dimostrato che una direzione molto interessante e promettente nella progettazione delle teste degli altoparlanti dinamici è l'uso di diaframmi piatti a nido d'ape come elemento radiante.

Uno dei principali vantaggi di questa direzione è l'idoneità di tali diaframmi per la progettazione di teste di altoparlanti a bassa, media, alta frequenza e persino a banda larga, nonché la possibilità di creare su di essi sistemi acustici per tutti gli scopi, dall'automobile all'Hi-Fi e agli altoparlanti di fascia alta.

È noto che un diaframma piatto a nido d'ape ha una struttura a tre strati: una base a forma di nido d'ape in un foglio di alluminio, ricoperta su entrambi i lati da una guaina realizzata con materiali in fogli.

I materiali a tre strati basati sull'anima a nido d'ape vengono utilizzati da molti anni nell'industria aeronautica. Tuttavia, il funzionamento specifico delle teste degli altoparlanti ha richiesto la creazione di nuovi processi tecnologici e attrezzature speciali per la produzione di diaframmi cellulari [9].

Molti anni di esperienza nella progettazione di teste con diaframmi piatti a nido d'ape hanno evidenziato alcuni vantaggi rispetto alle tradizionali teste con diffusori in carta.

Innanzitutto, le testine con diaframmi a nido d'ape riproducono una gamma più ampia di frequenze con distorsioni minime di ampiezza e frequenza del segnale audio, il che rende possibile creare altoparlanti basati su di essi con una risposta in frequenza irregolare nell'intervallo operativo di ±1,5 dB. L'uso di diaframmi cellulari consente di ridurre significativamente le distorsioni non lineari. Sulla base di essi è possibile creare testine per altoparlanti più potenti, poiché il calore delle bobine mobili viene dissipato in esse attraverso un diaframma nello spazio circostante, mentre nelle testine con diffusori in carta entra nell'altoparlante attraverso parti del circuito magnetico.

La superficie piana degli emettitori cellulari non richiede misure speciali per allineare i centri di radiazione, il che semplifica notevolmente la progettazione degli altoparlanti. I parametri elettroacustici delle teste a nido d'ape sono meno influenzati dalla temperatura e dall'umidità dell'aria e sono più stabili durante la produzione di massa.

Attualmente, la società Zvuk ha sviluppato una linea di testine per altoparlanti dinamici cellulari. Le loro principali caratteristiche tecniche sono riportate nella tabella. L'aspetto di una delle teste (100GDN) è mostrato in Fig. 1, e la risposta in frequenza (con livellamento di un terzo di ottava) è diversa (75GDS) - in Fig. 2.

Sulla base delle teste presentate nella tabella, vengono prodotti una serie di oratori (Lira, Neva, Rus), con i quali i lettori hanno già familiarità.

Letteratura

1. Demidov O. F., Romanova T. P. Analisi dei materiali moderni e delle tendenze nella progettazione di teste di altoparlanti straniere con diaframmi a cupola. - "Tecnologia della comunicazione", ser. TRPA, 1979, edizione. 3.
2. Belogorodsky B. A., Korenkova T. P. Vibrazioni forzate dei diaframmi a cupola degli altoparlanti. - "Tecnologia della comunicazione", ser. TRPA, 1976, edizione. 1.
3. Romanova T. P., Polyakova I. B. Calcolo dei diaframmi a cupola di nuove teste di altoparlanti per la riproduzione delle frequenze medie e alte. - "Tecnologia della comunicazione", ser. TRPA. 1980, edizione. 1.
4. Demidov O. F., Romanova T. P. Sviluppo di nuove teste di altoparlanti con diaframmi a cupola per la riproduzione delle frequenze medie e alte. - "Tecnologia della comunicazione", ser. TRPA, 1980, edizione. 1.
5. "Esperienza, risultati, problemi." Raccolta di articoli. -Ed. "Valgus", Tallinn, 1985, pp. 95-163.
6. Korenkov A. N., Romanova T. P. Calcolo della progettazione di diaframmi piatti a nido d'ape con irrigidimenti. Atti della conferenza scientifica e tecnica di tutta l'Unione "Prospettive per lo sviluppo della radiodiffusione, dell'amplificazione del suono e della tecnologia acustica". Leningrado, 1988.
7. Korenkov A. N. Vibrazioni di diaframmi a nido d'ape rotondi e quadrati con irrigidimenti. - "Tecnologia della comunicazione", 1990, fascicolo. 2.
8. Korenkov A. N., Tovstik P. E. Vibrazioni forzate ed emissione sonora da parte del diaframma cellulare piatto di un altoparlante. - "Acustica tecnica", volume II, numero 1993, XNUMX.
9. Romanova T. P., Tarasov Yu. V. et al. Produzione di diaframmi a nido d'ape per teste di altoparlanti dinamiche. - "Tecnologia della comunicazione", ser. TRPA, 1990, edizione. 2, pag. 37 - 55.

Autori: T. Romanova, A. Bozhko, V. Popov, San Pietroburgo

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