Громкоговорители в автомобиле

Журнал "Радио", номер 12, 1999г.
Автор: А. Шихатов, г. Москва

Окончание. Начало см. в "Радио",1999,#11

    Громкоговорители, применяемые в автомобилях, по выполняемым функциям и конструктивным признакам можно условно разделить на несколько групп.

    Широкополосные громкоговорители построены на основе электродинамических головок с одним диффузором или с дополнительным конусным диффузором, приклеенным к общей звуковой катушке. Кроме того, в широкополосных громкоговорителях используют головки с излучателями коаксиальной конструкции или дополнительными высокочастотными излучателями, закрепленными на общем диффузородержателе.

    В более дорогих автомобильных аудиосистемах применяют компонентные (раздельные) громкоговорители: низкочастотные, среднечастотные, а иногда совмещенные в двух полосах - НЧ-СЧ, высокочастотные "пищалки". В наиболее широкополосных системах применяют и субнизкочастотные громкоговорители (сабвуферы).

    Акустическое оформление головок предполагает их встраивание в элементы кузова автомобиля или выполнение их в отдельных корпусах.

    Теперь конкретнее об особенностях работы громкоговорителей в различных полосах звуковых частот. Из-за перехода диффузора из поршневого режима работы в зонный диаграмма направленности обычных широкополосных головок с ростом частоты сужается, а отдача падает. Для компенсации этого явления в конструкцию вводится дополнительный конический диффузор с меньшим углом раскрыва. Эффект от его введения наиболее заметен у головок с большим диффузором.

    Материал дополнительного диффузора - бумага или алюминиевая фольга. Основной диффузор широкополосных головок выполнен, как правило, из бумаги или полипропилена. Большинство автомобильных широкополосных головок представлено моделями с круглыми диффузорами диаметром 7,5...10 см, встречаются и головки с диффузорами эллиптической формы. Полоса воспроизводимых частот простых широкополосных головок реально ограничена сверху значениями 8...12 кГц, головок с дополнительным диффузором - 12...16 кГц. Нижняя граница воспроизводимых частот в зависимости от размеров головки изменяется от 100...120 Гц у малогабаритных до 40...60 у наиболее низкочастотных.

    Для уменьшения различных искажений в автомобильные широкополосные головки вводят дополнительные излучатели СЧ-ВЧ (до четырех). И производители, и продавцы совершенно неправильно называют такие головки многополосными. В действительности полоса частот основного излучателя ничем не ограничена, а дополнительные излучатели подключены через простейшие фильтры первого порядка (нередко это - оксидные конденсаторы). Чтобы избежать перегрузки дополнительных излучателей мощным сигналом, частота среза такого "фильтра" относительно высока (6...10 кГц). Основная масса головок этого типа представлена моделями с круглым диффузором (диаметр 10...16 см) или эллиптическим (примерно 15x23 см). Полоса частот, воспроизводимых громкоговорителями этой группы, расширена до 18...25 кГц. Нижняя граница полосы воспроизводимых частот такая же, как у аналогичных головок с одним диффузором.

    В качестве дополнительных излучателей СЧ используют малогабаритные динамические головки и диффузорные пьезоизлучатели. Излучатели ВЧ обычно выполнены на базе малогабаритных купольных динамических головок или пьезокерамических пластин (в недорогих моделях). Поскольку дополнительный излучатель установлен внутри диффузора основной головки вблизи ее оси или соосно с ней, головки этого типа получили название "коаксиальных". Конструктивно эти излучатели смонтированы на "мостике", установленном на диффузородержателе, либо на стойке, прикрепленной к керну магнитной системы. Все автомобильные широкополосные головки для нормальной работы требуют довольно большого объема за диффузором. При нарушении этого условия резко увеличивается неравномерность АЧХ в области низких частот.

    Громкоговорители этой группы применимы как основные только в автомобильных аудиосистемах начального уровня. В высококачественных системах широкополосные головки используют в качестве тыловых с ограничением полосы подаваемых на них частот до 400...2500 Гц. Возможно также применение простых широкополосных головок в роли среднечастотных излучателей в трехполосных системах.

    В аудиосистемах высокого уровня применяют несколько головок для раздельного воспроизведения низких, средних и высоких частот. Это позволяет разместить их в наиболее подходящих местах салона автомобиля для лучшей передачи звуковой картины. Отдельный кроссовер обеспечивает оптимальный выбор частоты раздела в многополосных системах. Отметим, что комплекты головок продаются и в виде готового набора, содержащего компоненты для разделительных фильтров. Такие комплекты предназначены для аудиосистем среднего уровня. Однако качество элементов кроссовера может быть самым разным. Оксидные конденсаторы и катушки с магнитопроводом теперь не редкость даже в дорогих комплектах, но в аппаратуре самого высокого уровня используют лишь высококачественные разделительные фильтры или применяют двух- или трехполосное усиление.

    Низкочастотные и СЧ-НЧ головки, как правило, имеют диаметр 13...20 см и, подобно широкополосным, также рассчитаны на работу в корпусе относительно большого объема. Провести между ними четкую границу затруднительно: все зависит от того, в двух- или трехполосной АС должны работать головки. Некоторые из них неплохо работают в закрытых корпусах и фазоинверторах. Материал диффузора может быть самым разным - от бумаги до кевлара, поэтому верхняя граница полосы воспроизводимых частот весьма индивидуальна для каждой модели - от 2...3 до 5...8 кГц. Нижняя граница у лучших моделей реально опускается до 30...40 Гц, что позволяет при известной доле изобретательности создать автомобильную аудиосистему высокой верности воспроизведения звука без отдельного сабвуфера.

    Низкочастотные головки сабвуферов имеют диаметр свыше 16 см и требуют для нормальной работы специального акустического оформления (например, закрытый корпус, фазоинвертор), при самостоятельном изготовлении которого нужно либо довериться рекомендациям производителя, либо произвести выбор конструкции и ее расчеты самостоятельно [1]. Для этого можно воспользоваться и программами расчета, предоставляемыми крупными фирмами-производителями в Интернете [2-4]. Необходимые для этого параметры Тиля-Смолла нередко имеются в сопроводительной документации на головки. Как правило, в автомобильной установке сабвуфер воспроизводит полосу частот ниже 80...90 Гц, хотя известны и другие варианты распределения частот. Конструкции сабвуферов здесь не рассматриваются.

    В качестве излучателей ВЧ в автомобильных аудиосистемах используют головки с мягкими текстильными или с жесткими металлическими куполами. По субъективной оценке звучание этих излучателей существенно различается, причем оба типа головок имеют своих приверженцев. Как говорится, "на вкус и цвет... ". Диаметр купольных излучателей "пищалок" заметно различается - от 15 до 50 мм. Большинство производителей предусматривает возможность ориентации головок с помощью специальных установочных деталей, входящих в комплект.

    В конструкции высокочастотных излучателей, устанавливаемых в автомобильных аудиосистемах, есть некоторые особенности. Благодаря малым размерам они могут быть размещены практически где угодно, что делает их удобными для настройки звуковой сцены. Чтобы увеличить эффективность этого метода, частоту среза фильтра ВЧ иногда опускают до 1,5...2 кГц, при этом подводимая к излучателям мощность возрастает до 30...40 % от общей мощности системы. В таких случаях от перегрева катушки защищает заполнение магнитного зазора ферромагнитной "жидкостью". Перегрузка головок устраняется с помощью более сложного разделительного фильтра и ограничителя тока на основе бареттера. В любительских условиях для этой цели используют лампу накаливания на напряжение 6...12 В, включив ее последовательно с головкой.

    Рупорные излучатели СЧ и ВЧ в автомобильных аудиосистемах - экзотика, но интерес к ним постепенно возрастает. Чувствительность рупорных головок может достигать 97...105 дБ/Вт1/2м, что позволяет снизитьмощность усилителя. Рупор является особым видом акустического оформления и вполне может быть изготовлен самостоятельно [5].

    На рубеже 90-х годов в автомобилях широко применялись готовые корпусные многополосные АС весьма высокого качества, но к настоящему времени они практически сошли со сцены, уступив место коаксиальным и компонентным громкоговорителям. Имеющиеся сейчас в продаже так называемые "автомобильные АС" - тонкостенные пластмассовые коробочки с крошечными головками - не более, чем игрушка.

    В продаже сейчас широко представлены массовые модели автомобильных динамических головок, предлагаемые фирмами Kenwood, Pioneer, Sony, Clarion, Panasonic, Philips, Prology, Pyramid. Модели более высокого уровня выпускают Focal, Infinity, Kicker, Precision Power, Rockford Fosgate, MTX, Phoenix Gold, Jensen и другие. Высокая стоимость этой продукции вынуждает их обратить внимание на отечественные головки.

    Динамические головки отечественного производства для автомобильных АС появились относительно недавно, и при невозможности приобрести таковые радиолюбителям придется ориентироваться на головки общего применения.

    В завершение данной статьи - список динамических головок отечественного производства, вполне пригодных для применения в автомобильных АС. Поскольку в распоряжении радиолюбителей могут оказаться динамические головки устаревших типов, они также включены в приведенную здесь таблицу.

    Сведения о параметрах взяты автором из множества источников, в частности [1, 5]. Однако они не всегда были исчерпывающими, только этим объясняются "белые пятна" в таблице. К сожалению, для отечественных динамических головок параметры Тиля-Смолла не приводятся, поэтому часть параметров получена опытным путем. Альтернативные значения (в случаях расхождения в различных источниках) указаны в скобках. Автор благодарит всех, кто оказал помощь в составлении таблицы.

Литература

1. Справочная книга радиолюбителя-конструктора. Под ред. М. М. Чистякова. Массовая радиобиблиотека, вып. 1195. - М.: Радио и связь,1993.

2. (DLS)

3. (JBL)

4. (BlauPunkt)

5. Эфрусси М. М. Громкоговорители и их применение. Массовая радиобиблиотека, вып. 769. - М.: Энергия, 1971.







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.