аудиоТракТ

В выпускаемой отечественной промышленности бытовой радиоаппа­ратуре (телевизорах, приемниках, маг­нитофонах) чаще всего используются широкополосные динамические голов­ки небольшой мощности, такие, как 2ГД-40, 3ГД-38 и т. п. Наряду с досто­инствами (невысокая цена, хорошая от­дача, широкая полоса воспроизводи­мых частот), эти головки имеют сущест­венные недостатки: значительная не­равномерность АЧХ излучения на сред­них частотах; наличие посторонних призвуков (у некоторых громкоговори­телей) при воспроизведении синусо­идального сигнала в диапазоне 500 - 2000 Гц; значительный разброс параметров между отдельными эк­земплярами.

Все перечисленные недостатки выз­ваны одной причиной — образованием резонирующих поверхностей на не­больших участках диффузора, гофра или воротника. Площади этих поверх­ностей могут быть невелики, но из-за высокой добротности возникающего резонансного процесса, они излучают весьма интенсивные акустические вол­ны. Резонансные частоты отдельных участков диффузоров различны, что приводит к неравномерности АЧХ из­лучения головки и ее диаграммы на­правленности.

Влияние таких локальных резонансов столь велико, что часто воспроизведение головкой синусоидального сигнала даже сравнительно небольшой мощно­сти сопровождается заметными на слух посторонними призвуками. При увели­чении подводимой мощности сигнала до паспортной величины вероятность возникновения посторонних призвуков резко возрастает. Участок диффузора, «виновный» в появлении посторонних призвуков, можно обнаружить по рез­кому изменению тембровой окраски звучания (усилению или исчезновению призвука) при легком прикосновении к его поверхности. При отсутствии за­метных на слух призвуков резонирую­щие участки можно локализовать с по­мощью микрофонного капсюля малых размеров (например, ДЭМШ), подклю­ченного к осциллографу. Капсюль располагают над разными участками диф­фузора на расстоянии 1...3 мм и наблюдают форму сигнала при подведении к головке прямоугольных колебаний частотой 50...100 Гц (рис. 1,а). Когда капсюль находится над резонирующей поверхностью, наблюдаемый на экране осциллографа отклик оказывается промодулированным медленно затухаю­щим синусоидальным сигналом (рис. 1, б). Если удалить капсюль от по­верхности диффузора на расстояние 20...30 см, то на экране можно наблю­дать суммарный отклик от всей поверх­ности диффузора, который, как прави­ло, имеет сложную форму (рис. 1, в).

В ходе проведенных автором испы­таний было установлено, что резонанс­ные колебания большой амплитуды ча­ще всего возникают на отдельных сег­ментах гофра или на небольших участ­ках воротника. Участки диффузора ре­зонируют с меньшей амплитудой, но поскольку площадь самих участков весьма значительна, их «клад в форми­рование АЧХ излучения головки доста­точно велик.

Для устранения указанных искаже­ний звучания были опробованы различ­ные способы изменения механических характеристик резонирующих участ­ков. В ходе этих работ было установлено, что повыше­ние жесткости материала резонирую­щих участков не дает стабильных ре­зультатов, неэффективно и механиче­ское демпфирование диффузора и гофра жидкими вязкими жидкостями (глицерин, касторовое масло).

Нанесение герлена на воротник диф­фузора по приведенной методике устраняет резонансы воротника, но почти не влияет на локальные резонансы сегментов гофра и участков диффу­зора. Локальные резонансы гофра и диффузора подавляются пропиткой «пораженных» участков раствором гер­лена в бензине.

Автором отработана и предлагается читателям следующая методика доработки головок, позволяющая получить хорошие и стабильные результаты.

      Прежде всего необходимо приготовить растворы герлена в бензине двух консистенций № 1 и № 2. После опуска­ния кисточки в раствор № 1 с нее долж­ны отрываться густые капли. Раствор №2 — вдвое разбавленный раствор № 1. Затем через окна корзины с помощью тонкой кисточки следует промазать зазор между ворот­ником и корзиной раст­вором № 1. Когда раствор высохнет, повторить операцию. Затем на тыль­ную и внешнюю стороны диффузора и гофра нужно нанести раствор № 2 так, чтобы диффузор им полностью пропитался, но на его поверхности не было наплывов. После его высыхания на гофр и примыкающую к нему часть диффузора с обеих сторон наносят тонкий слой раствора № 1 шириной 2...3 см (каплю раствора «растягива­ют» по поверхности, как при краше­нии). Параметры головки можно измерять только на следующий день после до­работки.

По приведенной методике были до­работаны головки 2ГД-40, ЗГД-42, ЗГД-Зв, 4ГД-53, 4ГД-8. У трех первых типов головок существенно уменьши­лась неравномерность АЧХ излучения и диаграмм направленности в диапазо­не 500 - 6000 Гц, а на их переходных характеристиках практически исчезли паразитные выбросы (рис. 1, г). У двух последних эффект доработки выражен слабее (из-за повышенной толщины и жесткости гофра и периферийных участков диффузора), но также весьма ощутим.

Влияние механического демпфиро­вания диффузора на параметры голо­вок было проверено на примере дора­ботки 18 головок 2ГД-40 (ЗГДШ-2). Пе­ред доработкой у шести из них прослу­шивались посторонние призвуки при подаче на них синусоидального сигнала мощностью 1 Вт. Призвук прослуши­вался на одной или двух дискретных частотах в диапазоне 600 - 1500 Гц. Источниками призвуков в пяти случаях оказались сегменты гофра, располо­женные по большой оси диффузора, а в одном — воротник. Еще у четырех головок призвуки появились при подве­дении к ним сигнала мощностью 3 Вт (источник — воротник). Все головки имели изрезанные АЧХ излучения и диаграммы направленности, на их пе­реходных характеристиках наблюда­лись паразитные выбросы (рис. 1, в).

После доработки головок их АЧХ из­лучения стали более гладкими. На рис. 2 показана зона разброса, в кото­рую уложились АЧХ излучения всех 18 головок (характеристики нормиро­вались относительно значений на часто­те 250 Гц).

При подаче на доработанные голов­ки синусоидального сигнала мощно­стью 8 Вт в диапазоне частот выше 500 Гц посторонних призвуков не было обнаружено ни у одной головки, что свидетельствует о значительном сни­жении нелинейных искажений, вноси­мых диффузором.

Благодаря высокой повторяемости формы АЧХ излучения доработанных головок появляется возможность даль­нейшего ее выравнивания во всем диа­пазоне воспроизводимых частот с по­мощью коррекции АЧХ усилителя. Принципиальная схема корректора с АЧХ, показанной на рис. 2 (кривая 1), приведена на рис. 3.

При подключении любой из 18 дора­ботанных головок к скорректирован­ному усилителю неравномерность их АЧХ излучения в диапазоне 150 - 12000 Гц не превышала ±3 дБ, а на частоте 18 кГц у некоторых головок наблюдался спад не более -6 дБ. Ти­повая АЧХ излучения головки с коррек­тором приведена на рис. 4, а ее типовая переходная характеристика - рис. 1, д.

АЧХ корректора имеет значительный подъем на высших частотах, однако это не приводит к заметному уменьшению динамического диапазона 'УМЗЧ, так как амплитуда высокочастотных состав­ляющих в спектре музыкального сигна­ла невелика. В ряде случаев можно ог­раничиться коррекцией АЧХ излучения головки до частоты 14 - 16 кГц, тогда подъем в АЧХ корректора на высшей рабочей частоте будет значительно ни­же.

Этот же корректор можно использо­вать и для коррекции АЧХ головок ЗГД-42, ЗГД-Зв и 4ГД-53 (автором было доработано по две головки каждого из перечисленных типов, АЧХ всех дора­ботанных головок уложились в приве­денную на рис. 2 зону разброса).

Описанная выше доработка влияет и на другие параметры головок: повышается на 5...10 % собственная резо­нансная частота, снижается на 20... 40 % акустическая добротность (при этом полная добротность остается практически неизменной), за счет не­значительного увеличения массы диф­фузора на 1...2 дБ снижается отдача, значительно повышается механическая прочность диффузора и гофра.

Хочется обратить внимание радио­любителей на тот факт, что снижение чувствительности головки на 1...2 дБ эк­вивалентно уменьшению ее КПД на 20...37 %.

Следует также отметить, что коррек­тор улучшает звучание головок, даже и недоработанных головок. Во всех случаях заметно выравниваются АЧХ излучения головок, а при сравнительном прослу­шивании эксперты отмечают более приятное звучание головок с корректо­ром (оно становилось «мягким», «соч­ным», более «мягко» в сравнении с вы­сокочастотными головками воспроиз­водились высшие звуковые частоты).

Звучание доработанных головок за­метно выигрывает при воспроизведе­нии сигнала повышенной мощности, по­этому их можно рекомендовать для использования в стационарной аппара­туре, а также в двух полосных громкоговорителях в качестве среднечастотных и высокочастотных излучателей.

Автор сравнивал звучание громкого­ворителя, в котором установлены две головки 2ГД-40 с разворотом в гори­зонтальной плоскости на 45°, и 2-х по­лосного громкоговорителя с головками 15ГД-11А и 10ГД-35. Всеми слушателя­ми было отмечено, что качество звуча­ния однополосного громкоговорителя не уступает 2-х полосному, а некото­рые даже отдали предпочтение одно­полосному.

Метод улучшения параметров широ­кополосных головок посредством механического демпфирования материа­ла диффузора весьма эффективен и применительно к высокочастотным головкам с бумажным диффузором (ЗГД-31, 2ГД-36 и 1ГД-3). Причем у  го­ловок ЗГД-31 и 2ГД-36 вначале реко­мендуется заменить войлок полосками герлена. После раз­борки головки, на внутреннюю поверх­ность гофра и прилегающую к нему часть диффузора шириной 1...1,5 см следует нанести два слоя раствора № 1, а после ее сборки аналогично обрабо­тать и наружную сторону диффузора. У головок 1ГД-3 раствор рекомендует­ся наносить на внешний край диффузо­ра шириной 3...4 мм.

Такая доработка высокочастотных го­ловок сгладила их АЧХ излучения и переходные характеристики при сохране­нии прежней чувствительности, позво­лила значительно уменьшить акустиче­скую добротность и вносимые диффу­зором нелинейные искажения в нижней части воспроизводимого ими диапазо­на частот (два последних фактора поз­воляют снизить требования к исполь­зуемому совместно с высокочастотной головкой разделительному фильтру).

В заключение следует отметить, что полностью реализовать все преимущества, которые дает механическое демпфирование диффузора, гофра, воротника и центрирующей шайбы го­ловки можно только в заводских усло­виях. Ведь благодаря значительному повышению механической прочности гофра и диффузора появляется воз­можность делать их более тонкими, что позволило бы сохранить или даже повысить чувствительность головок, снизить их резонансную частоту до 50...80 Гц, а оптимизацией пропитки диф­фузоров сгладить их АЧХ излучения. Но реализовать указанные возможно­сти можно лишь на стадии проектиро­вания...

Из журнала "Радио". В. ЖБАНОВ, г. Ковров, Владимирской обл.