扩散器的机械阻尼。方案、说明

扩散器的机械阻尼。无线电电子电气工程百科全书

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国内工业生产的家用无线电设备（电视机、接收机、收录机）最常采用低功耗宽带动圈磁头，如2GD-40、ZGD-38等。频段），这些头有明显的缺点：中频辐射的频率响应明显不均匀；播放 500 ... 2 Hz 范围内的正弦信号时，存在无关的泛音（对于某些扬声器）；各个实例之间参数的显着分散。

所有这些缺点都是由一个原因造成的——在扩散器、波纹或轴环的小区域内形成共振表面。这些表面的面积可能很小，但由于所产生的谐振过程的高品质因数，它们会发出非常强烈的声波。扩散器各个部分的谐振频率不同，这导致头部辐射的频率响应及其方向性图案不均匀。

这种局部共振的影响是如此之大，以致于即使是功率相对较低的正弦信号的头部再现通常也伴随着耳朵可察觉的无关泛音。随着信号输入功率相对于护照值的增加，无关泛音的可能性急剧增加。扩散器的部分“有罪”地出现了无关的泛音，可以通过轻轻触摸其表面时声音音色的急剧变化（泛音的增强或消失）来检测。在没有可听泛音的情况下，可以使用连接到示波器的小型麦克风胶囊（例如 DEMSh）来定位谐振部分。将胶囊放置在扩散器不同部分上方 1...3 mm 的距离处，当频率为 50...100 Hz 的矩形振荡施加到头部时，观察信号的形状（图 1）， A）。当胶囊位于谐振表面上方时，在示波器屏幕上观察到的响应由缓慢衰减的正弦信号调制（图 1b）。如果将胶囊从距离扩散器表面 20...30 厘米处移开，则可以在屏幕上观察到整个扩散器表面的总响应，该表面通常具有复杂的形状（图 1）， C）。

（点击放大）

在作者进行的测试过程中，发现大幅度的共振最常发生在波纹的单独部分或套环的小部分上。扩散器部分以较小的幅度共振，但由于部分本身的面积非常大，因此它们对头部辐射频率响应的形成的贡献相当大。

为了消除这些声音失真，我们测试了各种方法来改变谐振部分的机械特性，并根据[1]中给出的方法改进鼓皮。在这些工作的过程中，人们发现增加谐振部分材料的刚度并不能给出稳定的结果，并且扩散器和波纹用液体粘性液体（甘油、蓖麻油）的机械阻尼也效率低下。

根据[1]中描述的方法将娇兰应用于扩散器颈圈消除了颈圈的共振，但对波纹段和扩散器部分的局部共振几乎没有影响。通过用 Gerlen 的汽油溶液浸渍“受影响的”区域，可以抑制波纹和扩散器的局部共振。

作者制定并向读者提出了以下精炼头部的技术，可以获得良好且稳定的结果。

首先，需要制备娇兰在汽油中的溶液，其浓度为1号和2号。放下刷子和1号溶液后，应从其中脱落粗滴。 2 号溶液 - 半稀释的 1 号溶液。然后，用细刷子通过扩散器支架上的窗口，将 1 号溶液涂抹在颈圈和扩散器支架之间的间隙。当溶液干燥时，重复该操作。然后，将2号溶液涂在扩散器和波纹的背面和外侧，使扩散器完全被它浸透，但其表面没有下垂。干燥后，将一薄层 1 号 2-3 厘米宽的溶液涂在波纹和两侧扩散器的相邻部分（一滴溶液在表面上“拉伸”，如染色）。

头部参数只能在修补后的第二天测量。

根据上述方法，最终确定了2GD-40、ZGD-42、ZGD-38、4GD-53、4GD-8的磁头。对于前三种类型的磁头，辐射和方向性图案的频率响应不均匀，范围为 500 ... 在后两者中，细化效果不太明显（由于波纹和扩散器外围部分的厚度和刚度增加），但也非常明显。

以 18 个头 2GD-40 (ZGDSh-2) 的改型为例，测试了扩散器机械阻尼对头参数的影响。修订之前，当向其中 1 个施加功率为 600 W 的正弦信号时，它们会出现无关的泛音。在 1500...3 Hz 范围内的一两个离散频率处可听到泛音。在五种情况下，泛音的来源是沿着扩散器主轴的波纹段，在一种情况下是颈圈。另外四个头部在施加 1 W 信号时出现泛音（来源是项圈）。所有磁头的辐射频率响应和方向性图均呈锯齿状，在其瞬态特性上观察到寄生发射（图 XNUMX，c）。

在确定了频率响应的头部后，辐射变得更加平滑。上图。图2显示了散射区域，其中所有18个头的辐射频率响应都适合（特性相对于250 Hz频率下的值进行了归一化）。

当功率为 8 W 的正弦信号在 500 Hz 以上的频率范围内施加到修改后的磁头时，在任何磁头中都没有发现无关的泛音，这表明扩散器引入的非线性失真显着减少。

由于改进的磁头辐射的频率响应形状的高可重复性，通过校正放大器的频率响应，可以在整个可再现频率范围内进一步均衡它。具有频率响应的校正器的示意图如图2所示。 1（曲线3）如图XNUMX所示。 XNUMX.

当18个改进的磁头中的任何一个连接到校正放大器时，它们在150 ... 12000 Hz范围内的辐射频率响应的不均匀性不超过±3 dB，并且在18 kHz的频率下，一些磁头有降低不超过-6 dB。带校正器的头部辐射的典型频率响应如图 4 所示。 1，及其典型的瞬态响应 - 图 XNUMX。 XNUMX、d。

校正器的频率响应在较高频率下有显着上升，但这不会导致 UMZCH 动态范围明显减小，因为音乐信号频谱中高频分量的幅度很小。在某些情况下，可以将头部辐射的频率响应限制在14 ... 16 kHz的频率进行校正，那么校正器在最高工作频率下的频率响应的上升就会低得多。

同样的校正器也可用于校正 ZGD-42、ZGD-38 和 4GD-53 磁头的频率响应（作者对列出的每种类型的两个磁头进行了修改，所有修改后的磁头的频率响应均符合分散区如图2所示）。

上述改进还会影响磁头的其他参数：固有谐振频率增加 5 ... 10%，声学品质因数降低 20 ... 40%（而总品质因数实际上保持不变），因为扩散器质量稍微增加 1 ...2 dB，回波就会减少，扩散器和波纹的机械强度会显着增加。

我想提请无线电爱好者注意这样一个事实：头部灵敏度降低 1 ... 2 dB 相当于其效率降低 20 ... 37%。这对上述修改的适用性施加了一定的限制：在没有 UMZCH 功率储备的设计中，以及电源效率很重要的地方，人们应该限制自己采用[1]中建议的修改。

还应该注意的是，校正器不仅改善了根据该方法和根据方法[1]修改的鼓皮的声音，甚至改善了未完成的鼓皮的声音。在所有情况下，磁头辐射的频率响应都明显均衡，并且在比较聆听过程中，专家注意到带有校正器的磁头的声音更令人愉悦（相比之下，它变得“柔软”，“多汁”，更“柔和”）使用高频头，可以再现更高的声音频率）。

在再现高功率信号时，修改后的磁头的声音明显获胜，因此可以推荐将它们用于固定设备以及作为中频和高频发射器的双向扬声器。

笔者对安装两个头2GD-40且水平面转45°的扬声器与安装头15GD-11A和10GD-35的两分频扬声器的声音进行了比较。所有听众都表示，单分频扬声器的音质并不逊色于两分频扬声器，有些人甚至更喜欢单分频扬声器。

通过扩散材料的机械阻尼来改善宽带磁头参数的方法对于纸盆高频磁头（ZGD-31、2GD-36 和 1GD-3）也非常有效。另外，头ZGD-31和2GD-36首先建议按照[2]中给出的方法进行修改（毛毡可以用Guerlain条代替）。拆开头部后，应在波纹内表面和扩散器的相邻部分涂两层 1 号溶液，宽度为 1.5 ... 1 cm，组装后，在扩散器的外侧涂上两层 1 号溶液。扩散器应进行类似处理。对于 3 GD-3 头，建议将溶液涂在扩散器的外边缘，宽度为 4 ... XNUMX mm。

高频头的这种改进在保持相同灵敏度的同时平滑了它们的频率响应和瞬态特性，使得可以显着降低声品质因数以及扩散器在频率范围较低部分引入的非线性失真。再现（最后两个因素可以降低对与高频头结合使用的分频滤波器的要求）。

总之，应该指出的是，只有在工厂中才能充分实现扩散器、波纹、轴环和头部定心垫圈的机械阻尼的所有优点。事实上，由于波纹和扩散器的机械强度显着增加，可以使它们更薄，这将可以保持甚至增加磁头的灵敏度，将其谐振频率降低到 50 ... 80 Hz，并通过优化扩散器的浸渍来平滑其频率响应。然而，这些可能性只能在设计阶段才能实现。

参考文献：

Shorov V. 扬声器头的改进。收音机。 1986 年，第 4 期。 39-41。
Makshakov S.，Gorev Yu。ZGD-31-1300 头的改进。 - 广播，1982 年，第 7 期，第 44 页XNUMX.

作者：V.Zhbanov

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