RU102284U1

RU102284U1 - BROADBAND ELECTRODYNAMIC SPEAKER

Info

Publication number: RU102284U1
Application number: RU2010138830/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Викторович Цыплаков
Original assignee: Юрий Викторович Цыплаков
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2011-02-20

Abstract

Широкополосный электродинамический громкоговоритель, снабженный двумя диффузорами - высоко- и низкочастотным, смонтированными на одной общей магнитной цепи, отличающийся тем, что дополнительная катушка высокочастотного диффузора, имеющего форму конуса или купола, расположена непосредственно в магнитном зазоре на пути основного магнитного потока и выполнена в виде короткозамкнутого витка из материала с высокой электропроводностью. A broadband electrodynamic loudspeaker equipped with two diffusers - high and low frequency, mounted on one common magnetic circuit, characterized in that the additional coil of the high-frequency cone or dome is located directly in the magnetic gap on the path of the main magnetic flux and is made in the form of a short-circuited coil from a material with high electrical conductivity.

Description

Полезная модель относится к области электроакустики, в частности, к конструкции широкополосного электродинамического громкоговорителя (ЭДГ) и может быть использована при создании высококачественных электроакустических преобразователей и электроакустических систем как профессионального, так и бытового назначения.The utility model relates to the field of electroacoustics, in particular, to the design of a broadband electrodynamic loudspeaker (EDG) and can be used to create high-quality electro-acoustic transducers and electro-acoustic systems for both professional and domestic purposes.

Подавляющее большинство современных высококачественных акустических систем являются многополосными (как правило, двух- или трехполосными), состоящими из нескольких громкоговорителей, каждый из которых работает в своем ограниченном диапазоне частот. Это обусловлено тем, что пока не удалось создать широкополосный электроакустический преобразователь, обладающий хорошими характеристиками во всем звуковом диапазоне частот. Многополосные громкоговорители и акустические системы, по сравнению с однополосными, могут иметь значительно более широкий диапазон воспроизводимых частот, особенно в области высоких частот (ВЧ). Однако им присущи такие недостатки, как сложность конструкции, необходимость использования сложных разделительных фильтров (кроссоверов), обеспечивающих работу каждого излучателя в требуемой полосе частот при допустимых амплитудных и фазовых искажениях, повышенные пространственно-фазовые искажения вследствие сложности совмещения в пространстве фазовых центров излучателей, невысокая надежность (особенно ВЧ звена) и сравнительно высокая стоимость.The vast majority of modern high-quality speakers are multi-band (usually two- or three-way), consisting of several speakers, each of which operates in its own limited frequency range. This is due to the fact that so far it has not been possible to create a broadband electro-acoustic transducer that has good characteristics in the entire sound frequency range. Multiband speakers and speakers, compared to single-band speakers, can have a much wider range of reproduced frequencies, especially in the high-frequency (HF) region. However, they have such drawbacks as design complexity, the need to use complex separation filters (crossovers), ensuring the operation of each emitter in the required frequency band with acceptable amplitude and phase distortions, increased spatial-phase distortions due to the difficulty of combining the phase centers of the emitters in the space, and low reliability (especially HF link) and relatively high cost.

Несмотря на постоянно возрастающий интерес разработчиков к нетрадиционным электроакустическим преобразователям (изодинамическим, ленточным, излучателям Хейла, электростатическим, электретным, пьезокерамическим, плазменным и т.д.), наиболее распространенными и обладающими наилучшим сочетанием параметров по-прежнему остаются ЭДГ.Despite the ever-growing interest of developers in unconventional electro-acoustic transducers (isodynamic, tape, Hale emitters, electrostatic, electret, piezoceramic, plasma, etc.), EDG are still the most common and have the best combination of parameters.

Анализ современного уровня техники в области электроакустики показывает, что, в настоящее время известно множество конструктивных и технологических решений, позволяющих значительно расширить диапазон частот, воспроизводимых ЭДГ. Основными из них являются использование диффузоров со сложной образующей (гипербола, трактриса и т.п.) и переменной толщиной, использование различных материалов для изготовления диффузоров (целлюлоза и ее композиции, бериллий, титан, алюминий и их композиты, различные пленочные синтетические материалы и т.д.) и пропиток, изменяющих механические свойства диффузора, использование сотовых конструкций, расширяющих диапазон поршневой работы диффузора и ряд других.An analysis of the current state of the art in the field of electroacoustics shows that, at present, there are many constructive and technological solutions that can significantly expand the frequency range reproduced by EDG. The main ones are the use of diffusers with a complex generatrix (hyperbole, tractor, etc.) and variable thickness, the use of various materials for the manufacture of diffusers (cellulose and its compositions, beryllium, titanium, aluminum and their composites, various film synthetic materials, etc. .d.) and impregnation, changing the mechanical properties of the diffuser, the use of honeycomb structures that expand the range of piston operation of the diffuser and several others.

Наиболее распространенными из широкополосных являются коаксиальные ЭДГ и ЭДГ с двуконусной диафрагмой. Коаксиальные широкополосные ЭДГ [Алдошина И.А. Электродинамические громкоговорители. - М.: Радио и связь, 1989., с.255] по сути, являются многополосными, так как содержат два (реже три) независимых ЭДГ, объединенных конструктивно, со всеми вытекающими недостатками, указанными ранее.The most common of the broadband ones are coaxial EDH and EDH with a biconical diaphragm. Coaxial broadband EDG [Aldoshina I.A. Electrodynamic loudspeakers. - M.: Radio and Communications, 1989., p.255] in fact, are multi-band, because they contain two (rarely three) independent EDGs, structurally combined, with all the ensuing drawbacks mentioned earlier.

Широкополосный ЭДГ с двуконусной диафрагмой известной конструкции (фиг.1), состоит из основного (низко-среднечастотного) конического диффузора 1 и дополнительного жесткого конуса 2, возбуждаемых жестко связанной с ними звуковой катушкой 3 с обмоткой, что позволяет значительно расширить диапазон воспроизводимых частот в сторону ВЧ [Алдошина И.А. Электродинамические громкоговорители. - М.: Радио и связь, 1989., с.262]. Звуковая катушка 3 имеет форму цилиндра и выполнена из изоляционного материала (бумага, стеклотекстолит, полиимид) или из металлической фольги с разрезом и размещается в зазоре магнитной системы, состоящей из кольцевого магнита 4, верхнего фланца 5, нижнего фланца 6 и керна 7. Центровка звуковой катушки 3 в зазоре магнитной системы обеспечивается центрирующей шайбой 8 и подвесом 9. Диффузородержатель 10 служит для объединения элементов ЭДГ и обеспечивает возможность закрепления его в корпусе. Пылезащитный колпачок 11 исключает попадание посторонних частиц в зазор магнитной системы. Такая конструкция позволяет избавиться от сложных разделительных фильтров, обеспечивает совмещение в пространстве фазовых центров конического диффузора 1 и ВЧ излучателя - дополнительного жесткого конуса 2, при более высокой надежности и сравнительно низкой стоимости.Broadband EDG with a two-cone diaphragm of known design (Fig. 1) consists of a main (low-mid-frequency) conical diffuser 1 and an additional hard cone 2, excited by a rigidly connected voice coil 3 with a winding, which can significantly expand the range of reproduced frequencies to the side HF [Aldoshina I.A. Electrodynamic loudspeakers. - M .: Radio and communications, 1989., p.262]. The voice coil 3 has the shape of a cylinder and is made of insulating material (paper, fiberglass, polyimide) or of cut metal foil and is placed in the gap of the magnetic system, consisting of an annular magnet 4, upper flange 5, lower flange 6 and core 7. Sound centering the coils 3 in the gap of the magnetic system are provided with a centering washer 8 and a suspension 9. The diffuser holder 10 serves to combine the EDG elements and provides the possibility of fixing it in the housing. The dust cap 11 eliminates the ingress of foreign particles into the gap of the magnetic system. This design allows you to get rid of complex separation filters, provides a combination in the space of phase centers of the conical diffuser 1 and the RF emitter - an additional rigid cone 2, with higher reliability and relatively low cost.

Недостатками такого ЭДГ являются недостаточно широкий диапазон воспроизводимых частот (в сторону ВЧ), повышенные нелинейные и интермодуляционные искажения, связанные с эффектом Доплера, что обусловлено тем, что оба конуса возбуждаются одной мощной звуковой катушкой 3, имеющей значительные массу и индуктивность. Существенный вклад в общий уровень искажений вносят искажения, обусловленные воздействием переменного магнитного потока в зазоре на ток, протекающий в обмотке звуковой катушки 3, а также индукционные (вихревые) токи, возникающие в поверхностных слоях керна 7 и верхнего фланца 5. Особенно сильно влияние индукционных токов сказывается на средних и высоких частотах, поскольку сила этих токов пропорциональна скорости изменения переменного магнитного потока в зазоре ЭДГ. Для снижения уровня этих искажений в конструкции широкополосных ЭДГ используют короткозамкнутый виток в виде колпачка или кольца 12 из материала с высокой электропроводностью, жестко закрепленного на керне 7 внутри магнитной системы, а также ряд других конструктивных и технологических приемов [Ротштейн М.С., Брейгина Н.А. Нелинейные искажения головок громкоговорителей, обусловленные взаимодействием переменного потока звуковой катушки с магнитной системой. - Техника средств связи, сер. ТРПА, 1982, вып.2, с.66-73]. Индукционный ток, протекая в короткозамкнутом витке, обладающим значительно меньшим сопротивлением, чем элементы магнитной системы, препятствует изменению магнитного поля в зазоре магнитной системы, что снижает индуктивность и электрическую добротность основной звуковой катушки. А это, в свою очередь, обеспечивает более эффективное торможение подвижной системы после воздействия импульсного сигнала, что проявляется как улучшение переходной характеристики и кумулятивного амплитудного спектра ЭДГ [Алдошина И.А. Электродинамические громкоговорители. - М.: Радио и связь, 1989., с.19].The disadvantages of this EDH are the insufficiently wide range of reproducible frequencies (toward the HF), increased nonlinear and intermodulation distortions associated with the Doppler effect, due to the fact that both cones are excited by one powerful voice coil 3, which has significant mass and inductance. A significant contribution to the overall level of distortion is made by distortions caused by the influence of an alternating magnetic flux in the gap on the current flowing in the winding of the voice coil 3, as well as induction (eddy) currents arising in the surface layers of core 7 and the upper flange 5. The influence of induction currents is especially strong affects medium and high frequencies, since the strength of these currents is proportional to the rate of change of the alternating magnetic flux in the EDH gap. To reduce the level of these distortions in the design of broadband EDG, a short-circuited coil is used in the form of a cap or ring 12 made of a material with high electrical conductivity, rigidly fixed on the core 7 inside the magnetic system, as well as a number of other structural and technological methods [Rotstein MS, Breygina N .BUT. Nonlinear distortion of the loudspeaker heads due to the interaction of the alternating flux of the voice coil with the magnetic system - Communication technology, ser. TRPA, 1982, issue 2, S. 66-73]. Induction current flowing in a short-circuited coil, which has significantly lower resistance than the elements of the magnetic system, prevents a change in the magnetic field in the gap of the magnetic system, which reduces the inductance and electric quality factor of the main voice coil. And this, in turn, provides more effective braking of the mobile system after exposure to a pulse signal, which manifests itself as an improvement in the transient response and the cumulative amplitude spectrum of EDH [I. Aldoshina Electrodynamic loudspeakers. - M .: Radio and communications, 1989., p.19].

Наиболее близким по техническому решению к заявляемой полезной модели является, выбранный в качестве прототипа, электродинамический громкоговоритель [А.С. СССР №43044, класс 21 a², 2₀₁, 1934], обеспечивающий расширение (в сторону ВЧ) диапазона частот, воспроизводимых ЭДГ при упрощении конструкции.The closest technical solution to the claimed utility model is, selected as a prototype, an electrodynamic loudspeaker [A.S. USSR No. 43,044, class 21 a ² , 2 ₀₁ , 1934], providing an extension (towards the RF side) of the frequency range reproduced by the EDH while simplifying the design.

Данное техническое решение обладает рядом существенных недостатков. Расположение подвижной катушки 8 высокочастотного диффузора 5 вне основного магнитного зазора на пути потока рассеяния [ил. к А.С. СССР №43044, класс 21 а², 2₀₁, 1934], составляющего незначительную часть основного потока магнитной цепи, заметно снижает величину тока, наведенного в подвижной катушке 8, а, следовательно, отдачу высокочастотного диффузора. Для устранения этого недостатка автор предлагает дополнительные меры - использование механического и (или) электрического резонанса. Но любая резонансная система, как известно, является узкополосной. То есть данные меры способны решить задачу повышения отдачи только в ограниченной области высоких частот (не более 1 октавы). Кроме того, данная конструкция не обеспечивает снижения искажений в области средних и высоких частот, обусловленных воздействием переменного магнитного потока в зазоре на ток, протекающий в обмотке основной (низкочастотной) звуковой катушки 7 и воздействием индукционных (вихревых) токов, возникающих в поверхностных слоях керна 1 и верхнего фланца 2 [Алдошина И.А. Электродинамические громкоговорители. - М.: Радио и связь, 1989., с.142]. Это обстоятельство приводит также к снижению тока, протекающего в основной звуковой катушке 7, особенно на высоких частотах (более 1-3 кГц) вследствие ее значительной индуктивности (от 0,1-0,2 мГн у маломощных до 1-3 мГн у мощных профессиональных ЭДГ), что еще больше снижает отдачу в области средних и высоких частот и существенно ухудшает (затягивает) переходную характеристику и кумулятивный амплитудный спектр ЭДГ.This technical solution has a number of significant disadvantages. The location of the movable coil 8 of the high-frequency diffuser 5 outside the main magnetic gap in the path of the scattering flux [ill. to A.S. USSR No. 43,044, class 21 a ² , 2 ₀₁ , 1934], which constitutes an insignificant part of the main flux of the magnetic circuit, noticeably reduces the magnitude of the current induced in the movable coil 8, and, consequently, the return of the high-frequency diffuser. To eliminate this drawback, the author proposes additional measures - the use of mechanical and (or) electrical resonance. But any resonant system, as you know, is narrow-band. That is, these measures can solve the problem of increasing returns only in a limited region of high frequencies (no more than 1 octave). In addition, this design does not reduce distortions in the medium and high frequencies due to the action of an alternating magnetic flux in the gap on the current flowing in the winding of the main (low-frequency) voice coil 7 and the effect of induction (eddy) currents arising in the surface layers of the core 1 and the upper flange 2 [Aldoshina I.A. Electrodynamic loudspeakers. - M .: Radio and communications, 1989., p.142]. This circumstance also leads to a decrease in the current flowing in the main voice coil 7, especially at high frequencies (more than 1-3 kHz) due to its significant inductance (from 0.1-0.2 mH for low-power to 1-3 mH for powerful professional EDG), which further reduces returns in the medium and high frequencies and significantly worsens (drags out) the transient response and the cumulative amplitude spectrum of EDG.

Целью полезной модели является расширение диапазона воспроизводимых частот.The purpose of the utility model is to expand the range of reproducible frequencies.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, снабженном двумя диффузорами - высоко - и низкочастотным, смонтированными на одной общей магнитной цепи, дополнительная катушка высокочастотного диффузора, имеющего форму конуса или купола, расположена непосредственно в магнитном зазоре на пути основного магнитного потока и выполнена в виде короткозамкнутого витка из материала с высокой электропроводностью.This goal is achieved by the fact that in the known device, equipped with two diffusers - high - and low-frequency, mounted on one common magnetic circuit, an additional coil of the high-frequency diffuser, having the shape of a cone or dome, is located directly in the magnetic gap in the path of the main magnetic flux and is made in the form of a closed loop of a material with high electrical conductivity.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенная конструкция ЭДГ отличается расположением дополнительной катушки высокочастотного диффузора непосредственно в магнитном зазоре на пути основного магнитного потока и выполнением ее в виде короткозамкнутого витка из материала с высокой электропроводностью.Comparative analysis with the prototype shows that the proposed design of the EDH differs by the location of the additional coil of the high-frequency diffuser directly in the magnetic gap in the path of the main magnetic flux and its implementation in the form of a short-circuited coil of material with high electrical conductivity.

Таким образом, полезная модель соответствует критерию «новизна».Thus, the utility model meets the criterion of "novelty."

Полезная модель является «промышленно применимой», так как она может быть использована при создании широкополосных ЭДГ с низким уровнем искажений, а также высококачественных электроакустических преобразователей и электроакустических систем на их основе как профессионального, так и бытового назначения.The utility model is “industrially applicable”, since it can be used to create broadband EDG with a low level of distortion, as well as high-quality electro-acoustic transducers and electro-acoustic systems based on them both for professional and domestic purposes.

На фиг.1 представлены основные элементы известной конструкции широкополосного ЭДГ с двуконусной диафрагмой в разрезе, на фиг.2 представлены основные элементы конструкции предлагаемого широкополосного ЭДГ с конусным ВЧ диффузором и кольцевым магнитопроводом в разрезе, на фиг.3 представлены основные элементы конструкции предлагаемого широкополосного ЭДГ с купольным ВЧ диффузором и магнитопроводом в форме стакана в разрезе.Figure 1 presents the main elements of the known design of a broadband EDG with a two-cone diaphragm in a section, figure 2 presents the main structural elements of the proposed broadband EDG with a conical RF diffuser and a ring magnetic core in a section, figure 3 presents the main structural elements of the proposed broadband EDG with a domed high-frequency diffuser and a magnetic circuit in the form of a glass in a section.

Предлагаемая конструкция широкополосного ЭДГ (фиг.2) состоит из основного (низко-среднечастотного) конического диффузора 1 и ВЧ диффузора 2, который может быть выполнен в виде жесткого конуса (фиг.2) или купола (фиг.3). Основной (низко-среднечастотный) конический диффузор 1 приводится в движение звуковой катушкой 3 с обмоткой, перемещающейся в зазоре магнитной системы, состоящей из кольцевого магнита 4, верхнего фланца 5, нижнего фланца 6 и керна 7. Магнитная система может иметь и другую конструкцию, например, в виде стакана (фиг.3). Центровка звуковой катушки 3 в зазоре магнитной системы обеспечивается центрирующей шайбой 8 и подвесом 9. Диффузородержатель 10 служит для объединения элементов ЭДГ и обеспечивает возможность закрепления его в корпусе. Пылезащитный колпачок 11 исключает попадание посторонних частиц в зазор магнитной системы. В ряде случаев, например для ЭДГ бытового применения, пылезащитный колпачок 11 может отсутствовать. ВЧ диффузор 2 приводится в движение жестко связанной с ним дополнительной катушкой 12, расположенной непосредственно в магнитном зазоре на пути основного магнитного потока, и выполненной в виде короткозамкнутого витка из материала с высокой проводимостью. Центровка дополнительной катушки 12 в зазоре магнитной системы обеспечивается уплотнительным кольцом 13 из эластичного материала и центровочной шайбой 14 с прижимным винтом 75.The proposed design of broadband EDG (figure 2) consists of a main (low-mid-frequency) conical diffuser 1 and a high-frequency diffuser 2, which can be made in the form of a rigid cone (figure 2) or a dome (figure 3). The main (low-mid-frequency) conical diffuser 1 is driven by a voice coil 3 with a winding moving in the gap of a magnetic system consisting of an annular magnet 4, an upper flange 5, a lower flange 6 and a core 7. The magnetic system can also have another design, for example , in the form of a glass (figure 3). The alignment of the voice coil 3 in the gap of the magnetic system is provided by a centering washer 8 and a suspension 9. The diffuser holder 10 serves to combine the EDG elements and provides the possibility of fixing it in the housing. The dust cap 11 eliminates the ingress of foreign particles into the gap of the magnetic system. In some cases, for example for EDG for domestic use, a dust cap 11 may be absent. The RF diffuser 2 is driven by an additional coil 12 rigidly connected to it, located directly in the magnetic gap in the path of the main magnetic flux, and made in the form of a short-circuited coil of highly conductive material. The centering of the additional coil 12 in the gap of the magnetic system is provided by a sealing ring 13 of elastic material and a centering washer 14 with a clamping screw 75.

Широкополосный ЭДГ (фиг.2, 3) работает следующим образом.Broadband EDG (figure 2, 3) works as follows.

Переменная составляющая магнитного поля, создаваемая звуковой катушкой 3, индуцирует в короткозамкнутом витке дополнительной катушки 12 напряжение, пропорциональное скорости изменения магнитного поля (частоте) и коэффициенту взаимной индукции между звуковой катушкой 3 и дополнительной катушкой 12. Это напряжение обусловливает протекание в короткозамкнутом витке дополнительной катушки 12 тока, величина которого обратно пропорциональна сопротивлению короткозамкнутого витка, а направление совпадает с направлением тока, протекающего в витках основной звуковой катушки 3. При этом на дополнительную катушку 12, жестко связанную с ВЧ диффузором 2, действует сила F=В·L·I, где В - индукция в магнитном зазоре, L - длина окружности короткозамкнутого витка, I - величина тока, протекающего в короткозамкнутом витке. ВЧ диффузор 2 колеблется в соответствии с прикладываемой силой, обусловленной током, протекающим в звуковой катушке 3, и излучает акустическую волну.The alternating component of the magnetic field generated by the voice coil 3 induces a voltage in the short-circuited turn of the additional coil 12, which is proportional to the rate of change of the magnetic field (frequency) and the mutual induction coefficient between the voice coil 3 and the additional coil 12. This voltage causes the additional coil 12 to flow in the short-circuited coil current, the value of which is inversely proportional to the resistance of the short-circuited coil, and the direction coincides with the direction of the current flowing in the main voice coil 3. In this case, the additional coil 12, rigidly connected to the RF diffuser 2, is affected by the force F = В · L · I, where В is the induction in the magnetic gap, L is the circumference of the short-circuited turn, I is the current value, flowing in a closed loop. The RF diffuser 2 oscillates in accordance with the applied force due to the current flowing in the voice coil 3, and emits an acoustic wave.

Положительный эффект, выражающийся в расширении диапазона частот, воспроизводимых ЭДГ, получается за счет того, что дополнительная катушка высокочастотного диффузора, имеющего форму конуса или купола, расположена непосредственно в магнитном зазоре на пути основного магнитного потока, выполнена в виде короткозамкнутого витка из материала с высокой электропроводностью и перемещается за счет тока, наведенного в ней переменным магнитным полем, создаваемым основной звуковой катушкой. Диапазон рабочих частот ВЧ диффузора 2 может при этом составлять от 1-2 кГц до 20-50 кГц и более, поскольку суммарная масса ВЧ диффузора 2 и дополнительной катушки 12 составляет единицы грамм, что значительно меньше массы основного конического диффузора 1 и звуковой катушки 3 (десятки гр.).The positive effect, expressed in expanding the frequency range reproduced by the EDH, is due to the fact that the additional coil of the high-frequency cone or dome-shaped diffuser is located directly in the magnetic gap in the path of the main magnetic flux, made in the form of a short-circuited coil of material with high electrical conductivity and moves due to the current induced in it by an alternating magnetic field created by the main voice coil. The operating frequency range of the RF diffuser 2 can be from 1-2 kHz to 20-50 kHz or more, since the total mass of the RF diffuser 2 and additional coil 12 is units of grams, which is significantly less than the mass of the main conical diffuser 1 and voice coil 3 ( tens of gr.).

Техническими результатами, обеспечиваемыми данной полезной моделью, являются также снижение уровня искажений, улучшение переходной характеристики, снижению индуктивности звуковой катушки и повышение надежности ЭДГ.The technical results provided by this utility model are also a decrease in the level of distortion, an improvement in the transient response, a decrease in the inductance of the voice coil, and an increase in the reliability of the EDG.

Это обусловлено тем, что, во-первых, на частотах ниже частоты механического резонанса, колебания ВЧ диффузора и дополнительной катушки 12 практически отсутствуют, что полностью устраняет искажения, обусловленные эффектом Доплера, присущие известной конструкции (фиг.1). Во-вторых, на низких и средних частотах дополнительная катушка 12 неподвижна и работает как короткозамкнутый виток в ЭДГ известной конструкции (фиг.1).This is due to the fact that, firstly, at frequencies below the frequency of the mechanical resonance, the vibrations of the RF diffuser and the additional coil 12 are practically absent, which completely eliminates the distortions due to the Doppler effect inherent in the known construction (Fig. 1). Secondly, at low and medium frequencies, the additional coil 12 is stationary and works as a short-circuited coil in an EDG of known design (figure 1).

Одним из существенных недостатков коаксиальных ЭДГ и других многополосных акустических систем является невысокие надежность и перегрузочная способность, обусловленные наличием маломощного ВЧ громкоговорителя. В отличие от известных решений, предлагаемая конструкция широкополосного ЭДГ не содержит маломощного ВЧ громкоговорителя и фильтров, обеспечивает совмещение в пространстве фазовых центров НЧ и ВЧ излучателей, позволяет избавиться от сложных разделительных фильтров, что упрощает конструкцию и повышает надежность.One of the significant drawbacks of coaxial EDH and other multiband speakers is the low reliability and overload capacity due to the presence of a low-power tweeter. In contrast to the known solutions, the proposed design of a broadband EDG does not contain a low-power RF loudspeaker and filters, provides a combination of the phase centers of low-frequency and high-frequency emitters, eliminates complex separation filters, which simplifies the design and increases reliability.

Подвижная катушка 12 (фиг.2, 3) должна быть выполнена из материала с высокой электропроводностью, например, из меди или алюминия, или методом напыления металла на цилиндрический каркас из диэлектрика. Упругость уплотнительного кольца 13 и центровочной шайбы 14 выбирается такой, чтобы частота механического резонанса этой подвижной системы находилась в диапазоне частот от 1 до 5 кГц в зависимости от диаметра основного (низко-среднечастотного) диффузора и диаметра звуковой катушки 3. Полная добротность этой электромеханической системы Q_ts должна быть около единицы для получения максимально ровной АЧХ в области средних частот. Это может быть обеспечено выбором материала уплотнительного кольца 13 и центровочной шайбой 14, а также введением вязкой демпфирующей жидкости, в том числе и ферромагнитной, в зазор между керном 7 и подвижной катушкой 12. Согласование отдачи ВЧ диффузора и основного (низко-среднечастотного) диффузора целесообразно обеспечить выбором формы (конус или купол), размера, массы и материала ВЧ диффузора, а не снижением тока, протекающего в короткозамкнутом витке, за счет введения в него дополнительных элементов, поскольку это неизбежно приведет к росту искажений и увеличению мощности, рассеиваемой подвижной катушкой 12. Величина магнитной индукции в зазоре должна быть такой, чтобы элементы магнитной системы - верхний 5 и нижний 6 фланцы и керн 7 не были насыщены, а рабочая точка находилась на линейной части кривой гистерезиса материала, из которого они изготовлены. Пылезащитный колпачок 11 должен быть изготовлен из акустически прозрачного материала.The movable coil 12 (figure 2, 3) should be made of a material with high electrical conductivity, for example, copper or aluminum, or by spraying a metal onto a cylindrical frame made of dielectric. The elasticity of the sealing ring 13 and centering washer 14 is chosen so that the frequency of the mechanical resonance of this moving system is in the frequency range from 1 to 5 kHz depending on the diameter of the main (low-mid-frequency) diffuser and the diameter of the voice coil 3. The total quality factor of this electromechanical system Q _ts should be about one to get the most even frequency response in the mid-range. This can be ensured by the choice of the material of the sealing ring 13 and the centering washer 14, as well as the introduction of a viscous damping fluid, including ferromagnetic, into the gap between the core 7 and the moving coil 12. Coordination of the return of the RF diffuser and the main (low-mid-frequency) diffuser is advisable provide the choice of shape (cone or dome), size, mass and material of the RF diffuser, and not a decrease in the current flowing in the short-circuited coil, by introducing additional elements into it, since this will inevitably lead to distortion and increase in power dissipated by the moving coil 12. The magnitude of the magnetic induction in the gap should be such that the elements of the magnetic system — the upper 5 and lower 6 flanges and core 7 — are not saturated, and the operating point is on the linear part of the material hysteresis curve, from which they are made. The dust cap 11 must be made of acoustically transparent material.

Claims

A broadband electrodynamic loudspeaker equipped with two diffusers - high and low frequency, mounted on one common magnetic circuit, characterized in that the additional coil of the high-frequency cone or dome is located directly in the magnetic gap on the path of the main magnetic flux and is made in the form of a short-circuited coil from a material with high electrical conductivity.