K U R S
Niezbędnik dla amatorów i profesjonalistów
Niezbędnik dla amatorów i profesjonalistów
Niezbędnik dla amatorów i profesjonalistów
Niezbędnik dla amatorów i profesjonalistów
Niezbędnik dla amatorów i profesjonalistów
W głośnikowym żywiole, część 3
Przy �powałnym� konstruowaniu
Po dw�ch odcinkach wst�pu rozpoczynamy wnikliwy
kałdego rodzaju obudowy musimy
uwzgl�dniĘ kilka parametr�w głośnika,
i systematyczny przegląd rozwiąza� konstrukcyjnych zestaw�w
odnoszących si� właśnie do jego dzia-
głośnikowych. Zaczniemy od obud�w, a dokładniej od sposob�w
łania w zakresie niskich cz�stotliwoś-
ci. Wypada zacząĘ od ich om�wienia.
zapewnienia głośnikowi właściwych warunk�w pracy w zakresie
Tym samym przedstawianie właści-
najniłszych cz�stotliwości. Uszczeg�łowienie to jest potrzebne,
wych obud�w zaczniemy dopiero za
miesiąc. Ale b�dziemy mieli juł so-
bowiem kształt i rodzaj obudowy "wpływa", poprzez swoją
lidne podstawy teoretyczne i właściwe
kubatur� i wewn�trzne układy rezonansowe, na odtwarzanie
kwalifikacje, aby nie zajmowaĘ si�
tym po amatorsku.
niskich ton�w, a takłe na charakterystyk� promieniowania
Odkryty skarb Thiele'a-Smalla sygnału akustycznego w zakresie średnich i wysokich
W kultowej ksiąłce A. Witorta,
cz�stotliwości, tym razem poprzez wymiary przedniej ścianki
�Głośniki i zespoły głośnikowe�, wyda-
nej w latach 70. i czytanej od deski do
i rozmieszczenie głośnik�w. Jednak konstruktorzy obud�w zajmują
deski przez całą �wczesną generacj�
si� przede wszystkim pierwszym z wymienionych zagadnie� -
konstruktor�w jest wiele wzor�w i
schemat�w zast�pczych. Om�wiono
czyli kształtowaniem charakterystyki akustycznej w zakresie
takłe wiele rodzaj�w obud�w, ale o pa-
rametrach Thiele'a-Smalla nie ma jesz-
cze ani słowa. Przedstawiane tam spo- �mi�kko� zawieszony, bowiem mołe
soby obliczania i projektowania obud�w [1] go usztywniaĘ (mała podatnośĘ) resor
były bardzo og�lnikowe, opierały si� dolny (niewidoczny z zewnątrz przy
na intuicji i wskaz�wkach w rodzaju: gdzie: głośniku zamontowanym).
�do głośnika o średnicy 25-cm stosuje- Cms - podatnośĘ zawiesze� membrany
my obudow� wi�kszą nił do głośnika (głośnika niezabudowanego) [m/N], Ekwiwalent podatności
20-cm�, albo: �zabudowanie głośnika Mms - masa układu drgającego [kg]. Obj�tośĘ ekwiwalentna Vas [m3] jest
powoduje wzrost cz�stotliwości rezo- Cz�stotliwośĘ rezonansowa to para- wyrałona wzorem:
nansowej, i cz�stotliwośĘ ta jest tym metr znany jeszcze przed �epoką� Thie-
wyłsza, im mniejsza jest obudowa� le'a-Smalla, w silny spos�b wpływający Vas = 0,0014 . Cms . Sd2 [2]
(nie są to dosłowne cytaty). Jednak do na dolną cz�stotliwośĘ graniczną cha-
kałdego głośnika 25-cm wcale nie na- rakterystyki przetwarzania. Wspominaliś- gdzie:
leły zastosowaĘ obudow� wi�kszą nił my juł o tym w poprzednim odcinku. Cms - podatnośĘ zawiesze� membrany
do głośnika 20-cm, a w og�le to jaką Konstruując obudow� nie musimy (głośnika niezabudowanego) [m/N],
dokładnie? I o ile wzrasta cz�stotliwośĘ znaĘ ani powyłszego wzoru, ani wartoś- Sd - efektywna powierzchnia membra-
rezonansowa głośnika, jełeli zastosuje- ci podatności, ani masy, ale mołe nam ny [m2],
my taką a nie inną obudow�? Czy jes- si� czasami przydaĘ świadomośĘ, łe ob- 0,0014 - stała wyliczona z uwzgl�d-
teśmy tu skazani na eksperymenty niłenie cz�stotliwości rezonansowej, np. nieniem pr�dkości d�wi�ku w po-
i pomiary? Czy nie mołna tego obli- dwukrotnie, wymaga zwi�kszenia masy wietrzu i g�stości powietrza.
czyĘ i z g�ry przewidzieĘ? lub podatności ał czterokrotnie. ZnajomośĘ wartości obj�tości ekwi-
Mołna. Obliczyli to dwaj Australij- Na mas� układu drgającego składa walentnej jest niezb�dna dla projekto-
czycy: Thiele i Small, kt�rzy przeanali- si� przede wszystkim masa membrany wania obudowy, jednak wyjaśniĘ nale-
zowali działanie głośnika w zakresie nis- i cewki, ale teł cz�śĘ masy zawiesze- ły, łe wbrew nadziejom bardzo po-
kich cz�stotliwości, przygotowali szereg nia, a takłe powietrza, kt�re porusza czątkujących konstruktor�w, nie jest to
wzor�w i parametr�w, z kt�rych wystar- si� wraz z membraną �przyklejone� do w ładnym sensie obj�tośĘ rekomendo-
czy jednak znaĘ tylko trzy podstawowe, jej obydwu stron. Zainstalowanie głoś- wana. W szczeg�lnym przypadku mołe
aby w zasadzie czuĘ si� dośĘ pewnie nika w odgrodzie zwi�ksza o kilka pro- okazaĘ si� odpowiednia (tak jak kał-
przy konstruowaniu kałdej obudowy. cent mas� drgającą, bowiem zwi�ksza da inna), ale zasadniczo słuły tylko
NieznajomośĘ kt�regokolwiek z tych pa- si� właśnie masa wsp�łdrgającego wraz jako parametr do dalszych oblicze�.
rametr�w w opisie głośnika stawia pod z membraną powietrza. Dlaczego �ekwiwalentna�? Poniewał
znakiem zapytania mołliwośĘ jego �kon- Zawieszenie głośnika składa si� oznacza taką obj�tośĘ obudowy, kt�ra
trolowanego� wykorzystania. Owe trzy z resora dolnego i g�rnego, a wi�c po- przedstawia sobą podatnośĘ identycz-
najwałniejsze parametry to: datnośĘ zawiesze� jest sumą podatnoś- ną z podatnością zawiesze� samego
- cz�stotliwośĘ rezonansowa fs ci tych dw�ch resor�w. Podatności do- głośnika. PodatnośĘ powietrza w obu-
- dobroĘ całkowita Qts dają si� jednak tak jak pojemności, dowie jest tym wi�ksza, im wi�ksza
- obj�tośĘ ekwiwalentna Vas czyli podatnośĘ wypadkowa jest za- jest obj�tośĘ tego powietrza (wi�ksza
Prześled�my sens i pochodzenie wsze mniejsza od podatności kałdego �poduszka� powietrzna jest bardziej
tych parametr�w, przy okazji poznając z resor�w osobno. Wbrew temu, co si� elastyczna), oczywiste jest wi�c skoja-
lepiej sam głośnik niskotonowy. sądzi, to wcale nie g�rny, ale dolny rzenie, łe im wi�ksza jest podatnośĘ
resor, mający mniejszą podatnośĘ, jest zawiesze� samego głośnika, tym wi�k-
Rezonans masy i podatności gł�wnie odpowiedzialny za podatnośĘ sza musi byĘ obj�tośĘ ekwiwalentna.
Cz�stotliwośĘ rezonansowa (głośni- zawieszenia. Dlatego nawet głośnik Jednak jak wskazuje wz�r, zaleły ona
ka niezabudowanego) fs [Hz] wyrałona z dułym, efektownym gumowym reso- r�wnieł, i to do kwadratu, od po-
jest wzorem: rem g�rnym, wcale nie musi byĘ wierzchni membrany. Dlatego dwa r�ł-
Elektronika Praktyczna 1/2004
78
K U R S
nej wielkości głośniki o takich samych dobroĘ - tym wi�ksze tłumienie ukła- nimy to dokładniej, niłsza dobroĘ
podatnościach zawiesze� b�dą miały du rezonansowego. Dla cel�w projek- wypadkowa sprzyja uzyskiwaniu lep-
bardzo r�łniące si� obj�tości ekwiwa- towania obudowy analizowanie tych szych charakterystyk impulsowych. Mi-
lentne - np. głośnik 30-cm, o powierz- wzor�w zwykle nie jest konieczne, wy- mo to duła wartośĘ wsp�łczynnika
chni membrany ok. 450cm2, b�dzie starczy znajomośĘ Qts, natomiast uka- strat mechanicznych (bo tak czasami
miał ok. 4-krotnie wi�kszą obj�tośĘ ek- zują one interesujące dla kałdego nazywa si� Rms) pogarsza brzmienie
wiwalentną od głośnika 20-cm, o po- konstruktora zalełności �wewn�trzne� w zakresie niskich ton�w. Dobry głoś-
wierzchni membrany ok. 220cm2. kałdego głośnika. nik niskotonowy ma wi�c zar�wno op-
Posługiwanie si� obj�tością ekwiwa- tymalną wartośĘ dobroci całkowitej, jak
lentą słuły przede wszystkim oblicze- Ci�łki magnes pomołe ci�łkiej i mołliwie najniłszą wartośĘ strat me-
niu, jak zmieni si� cz�stotliwośĘ rezo- membranie chanicznych. Nie jest to wymaganie
nansowa głośnika (a takłe dobroĘ jego Jak widaĘ, dobroci dodają si� w trudne do spełnienia, poniewał o po-
układu rezonansowego, o czym za odwrotnościach, tak jak podatności i po- ziomie dobroci wypadkowej decyduje
chwil�), po zamontowaniu w określo- jemności, czyli dobroĘ wypadkowa jest gł�wnie dobroĘ elektryczna, i nawet
nej obj�tości. zawsze mniejsza od kałdej z dobroci bardzo duła dobroĘ mechaniczna nie
Wz�r na cz�stotliwośĘ rezonansową składowych. Zwykle dobroĘ elektryczna musi przeszkadzaĘ w osiągni�ciu tego
samego głośnika (niezabudowanego), mo- ma mniejszą wartośĘ od dobroci mecha- celu. A są r�wnieł opinie, łe w og�le
łna rozszerzyĘ na przypadek głośnika nicznej, wi�c to ona i jej parametry wysoki poziom dobroci mechanicznej
zabudowanego. Wiedząc, łe podatności w wi�kszym stopniu tłumią głośnik jest korzystny dla brzmienia basu.
dodają si� jak pojemności, łatwo spraw- i wpływają na wartośĘ dobroci
dziĘ, łe zastosowanie obudowy o obj�- wypadkowej. �SzybkośĘ� głośnika, jego Rezystancja szeregowa
tości r�wnej obj�tości ekwiwalentnej charakterystyki impulsowe, kojarzą si� Parametr Re opisany jest powyłej
głośnika spowoduje dwukrotne zmniej- najcz�ściej z masą drgającą. Im wi�ksza jako rezystancja cewki drgającej same-
szenie si� wypadkowej podatności za- masa - tym impuls słabszy, czyli tłu- go głośnika, ale faktycznie dotyczy
wieszenia układu drgającego głośnika mienie wi�ksze. Sp�jrzmy na licznik sumarycznej rezystancji obwodu głoś-
(czyli złołonej z podatności zawiesze� wzoru opisującego Qes. Wyst�puje tam nika, kt�ra jest nieco wyłsza. Poprzez
samego głośnika i podatności obudowy), masa, choĘ obok niej jest i cz�stotliwośĘ skorygowanie znanego nam Re, naleły
czyli zwi�kszenie si� cz�stotliwości rezonansowa, kt�ra teł zaleły od masy, korygowaĘ wartośĘ Qes, a wskutek tego
rezonansowej pierw2-krotnie, czyli o tylko łe odwrotnie proporcjonalnie do Qts, jełeli głośnik niskotonowy/nisko-
około 40% (do 140% cz�stotliwości jej pierwiastka. W sumie wi�c dobroĘ średniotonowy jest podłączony do
rezonansowej głośnika nieobudowanego). elektryczna rośnie wraz z masą. wzmacniacza za pośrednictwem dodat-
Ten przykład naleły w zasadzie do roz- Natomiast w mianowniku całego kowej rezystancji szeregowej, a jest tak
wała� o obudowie zamkni�tej, ale po- wzoru wyst�puje kwadrat wsp�łczyn- w zasadzie zawsze. Na rezystancj� sze-
dałem go w tym miejscu dla lepszego nika siły, kt�rego wartośĘ zaleły od regową, oznaczaną Rg, składają si�
naświetlenia praktycznego znaczenia ob- indukcji w szczelinie i długości uzwo- gł�wnie: rezystancja cewek filtr�w dol-
j�tości ekwiwalentnej w obliczeniach. jenia cewki w szczelinie. Na dobroĘ noprzepustowych (wartości zwykle
elektryczną, kt�ra ma najwi�ksze zna- dziesiątych cz�ści Ohma, ale zbliłają-
DobroĘ... czenie dla dobroci wypadkowej, naj- ce si� czasami do jednego Ohma), re-
DobroĘ wypadkowa głośnika (nieza- wi�kszy wpływ mają wi�c parametry zystancja okablowania wewn�trznego,
budowanego) Qts (nazywana teł wy- układu nap�dowego. Inaczej m�wiąc, a zwłaszcza zewn�trznego (wartości
padkową dobrocią układu rezonanso- duła masa membrany wcale nie de- zwykle dziesiątych cz�ści Ohma, rza-
wego) jest wyrałona wzorem: terminuje dułej dobroci i małego tłu- dko przekraczające 0,5 Ohma przy ty-
mienia. Łatwo jej wpływ skompenso- powych instalacjach i długościach kab-
[3] waĘ �silnym� układem magnetycznym li poniłej 10 m), wreszcie najmniej
- choĘ oczywiście jest to kosztowne. przewidywalna dla konstruktora zespo-
gdzie: Dobry głośnik niskotonowy mołe mieĘ łu głośnikowego rezystancja wyjściowa
Qms - dobroĘ mechaniczna, ci�łką membran�, byle towarzyszył jej wzmacniacza w stosunku do zakładanej
Qes - dobroĘ elektryczna. duły układ magnetyczny. rezystancji obciąłenia (zespołu głośni-
Z kolei dobroĘ mechaniczna Qms kowego), jako wsp�łczynnik tłumienia.
jest wyrałona wzorem: Nie traciĘ mechanicznie W wi�kszości wzmacniaczy tranzystoro-
Rms - rezystancja mechaniczna - to wych, wsp�łczynnik tłumienia jest
[4] parametr przedstawiany w literaturze duły bąd� bardzo duły, czyli rezys-
najcz�ściej jako dotyczący strat tancja wyjściowa ma wartości rz�du
gdzie: (tłumiennośĘ) na tarcie w układzie setnych, co najwyłej dziesiątych cz�ś-
fs - cz�stotliwośĘ rezonansowa (głośni- drgającym głośnika, a wi�c strat po- ci oma. Jednak dla wzmacniaczy lam-
ka niezabudowanego) [Hz], wstających w zawieszeniu (dolnym, powych mołe ona przekraczaĘ wartośĘ
Cms - podatnośĘ zawiesze� membrany a zwłaszcza g�rnym, gdy jest ono nawet 1 Ohma, co juł istotnie
(głośnika niezabudowanego) [m/N], wykonane z gumy o wysokiej stratnoś- wpływa na sytuacj� i rzeczywistą war-
Rms - rezystancja mechaniczna [kg/s]. ci). Jednak okazuje si�, łe najwi�kszy tośĘ Qes, a ostatecznie na Qts.
A dobroĘ elektryczna Qes: wpływ na straty uwzgl�dnione w tym Przy szacowaniu Rg i korygowaniu
miejscu, mają hamujące ruch cewki (i Qes wypada wi�c wziąĘ pod uwag�
[5] odkształcające ją) prądy wirowe indu- wszystkie znane rezystancje zewn�tr-
kujące si� w jej karkasie, jeśli ten wy- zne. Jako konstruktorzy zespołu głośni-
gdzie: konany jest z materiału przewodzącego, kowego, powinniśmy znaĘ, a przynaj-
fs - cz�stotliwośĘ rezonansowa (głośni- czyli najcz�ściej z aluminium. Aby je mniej dośĘ dokładnie oszacowaĘ rezys-
ka niezabudowanego) [Hz], wyeliminowaĘ, karkasy nowoczesnych tancj� cewki lub cewek dla filtru dol-
Mms - masa układu drgającego [kg], głośnik�w niskotonowych wykonuje noprzepustowego. Jełeli naprawd� nie
Re - rezystancja cewki drgającej [&!], si� np. z kaptonu lub z wł�kna szkla- mamy, mołna przyjąĘ, łe filtr dla
B . l - wsp�łczynnik siły (indukcja nego - materiał�w nieprzewodzących. głośnik�w niskotonowych b�dzie miał
w szczelinie razy długośĘ uzwojenia Jak wynika ze wzoru, wraz ze wzros- rezystancj� o wartości 20% rezystancji
pozostającego w szczelinie) [T x m] tem rezystancji mechanicznej, maleje cewki samego głośnika niskotonowego
Poj�cie dobroci jest ściśle związa- wartośĘ dobroci mechanicznej, a wi�c (lub sekcji kilku głośnik�w), a filtr
nie z poj�ciem tłumienia. Im mniejsza i dobroci wypadkowej. Jak dalej wyjaś- głośnika nisko-średniotonowego b�dzie
Elektronika Praktyczna 1/2004
79
K U R S
miał rezystancj� odpowiednio o wartoś- maksymalne� czasami ma si� na myśli Pracujmy liniowo
ci 10%. Rezystancj� okablowania we- maksymalne wychylenie liniowe, a cza- Przypomnijmy jeden z parametr�w
wn�trznego mołemy pominąĘ, okablo- sami maksymalne wychylenie dopusz- wyst�pujący we wzorze na dobroĘ elek-
waniu zewn�trznemu �przyznajmy� czające prac� nieliniową. Dla dalszych tryczną Qes. Pojawił si� tam parametr
5%. Jełeli wzmacniaczem b�dzie wy- rozwała� przyjmiemy terminy odpo- B�l, nazywany wsp�łczynnikiem siły.
sokiej klasy wzmacniacz stereofonicz- wiednio wychylenie liniowe (Xlin) i wy- Wyjaśniliśmy, łe na małą wartośĘ Qes
ny, mołemy jego rezystancj� wyjścio- chylenie maksymalne (Xmax). Dlaczego �pracuje� wysoki wsp�łczynnik siły, ko-
wą pominąĘ. Jełeli b�dzie to amplitu- w grupie parametr�w Thiele'a-Smalla nieczny zwłaszcza wtedy, gdy membra-
ner wielokanałowy, dodajmy jeszcze nie ma wychylenia liniowego ani mak- na ma dułą mas�. Ten sam wsp�łczyn-
5%. Zsumujmy powyłsze procenty i symalnego? Poniewał prace tych ba- nik siły deteminuje teł efektywnośĘ
najbardziej prawidłowe byłoby skorygo- daczy zmierzały do ustalenia wskaz�- przetwornika, na kt�rą z kolei r�wnieł
wanie wartości Qes o wyznaczony pro- wek dla prawidłowego projektowania masa membrany wpływa ujemnie.
cent, a nast�pnie obliczenie nowej obud�w z uwagi na ich charakterystyki Wsp�łczynnik siły zaleły od dw�ch ele-
wartości Qts. Jełeli jednak nie znamy przetwarzania i charakterystyki impul- ment�w - indukcji w szczelinie, i dłu-
wartości Qes (tak jak i Qms), a jedynie sowe. Wychylenie liniowe i maksymal- gości uzwojenia cewki. Silny układ
Qts (czasami producenci w skr�towych ne nie ma bezpośrednio z tym nic magnetyczny to oczywiście duła war-
danych nie przedstawiają dobroci cząs- wsp�lnego, odnosi si� bowiem do in- tośĘ indukcji w szczelnie, ale przyda si�
tkowych, a tylko łączną(wypadkową)), nej właściwości gotowego urządzenia r�wnieł duła liczba zwoj�w. Z tego
to nie ma wi�kszego problemu. głośnikowego - jego wytrzymałości, punktu widzenia najlepiej dla dobroci
Poniewał dobroĘ Qes w znacznie wi�k- czyli mocy. W praktyce jednak, kon- (małej) i efektywności (wysokiej) byłoby,
szym stopniu wpływa na Qts, nił dob- struując zesp�ł głośnikowy, musimy gdyby wszystkie zwoje cewki znajdowa-
roĘ Qms, mołemy dokonaĘ korekcji i ten parametr mieĘ pod kontrolą. ły si� w szczelinie. Wtedy jednak mini-
bezpośrednio na parametrze Qts, tylko Rodzaj i parametry obudowy wpły- malne wychylenie układu drgającego
zmniejszając nieco wsp�łczynnik ko- wają na moc, jaką mołna dostarczyĘ i cewki spowodowałoby, łe cz�śĘ jej
rekcji, np. z oszacowanych 20% na do głośnika niskotonowego. Wychyle- zwoj�w �wyszłaby� ze szczeliny,
15%. Starania o superprecyzyjne obli- nie liniowe i maksymalne w dułym zmniejszając wsp�łczynnik B�l. Najgro�-
czenie rzeczywistej wartości Qts i tak stopniu wpływają na wartośĘ tej mo- niejsza jest w tym sama zmiana wartoś-
są skazane na porałk�. Naleły pami�- cy (oczywiście im wi�ksze wychylenie, ci wsp�łczynnika siły, powodująca nie-
taĘ, łe wszystkie wartości parametr�w tym wi�ksza moc), ale w r�łnych liniowośĘ pracy, co z kolei oznacza po-
Thiele'a-Smalla zmieniają si� w funkcji obudowach mołe si� zdarzyĘ, łe w wałne zniekształcenia sygnału
poziomu sygnału sterującego. Na jednej bardzo dułe wychylenia b�dą akustycznego. Dla zapewnienia liniowej
szcz�ście nie w stopniu przekreślają- wywoływane juł relatywnie niewielką pracy w ustalonym zakresie wychyle�,
cym sens jakichkowliek oblicze�. mocą, a w innej nawet dułe dostar- trzeba układ nap�dowy skonstruowaĘ ta-
czone moce nie b�dą obciąłaĘ głośni- k, aby w tym zakresie liczba uzwoje�
Wychylamy si� ka zbyt dułymi wychyleniami. Dlatego wypełniających szczelin� była stała.
(poza Thiele'a-Smalla) znajomośĘ wychylenia liniowego
Opr�cz parametr�w Thiele'a-Smalla i maksymalnego jest bardzo wałna, po- Cewki wysokie
wyst�puje jeszcze jeden, kt�ry dobrze niewał nie tylko mołe pom�c nam Najcz�ściej realizuje si� to poprzez
jest znaĘ podczas projektowania kał- ustaliĘ charakterystyk� mocową głośni- cewki znacznie wyłsze (dłułsze) od
dej obudowy. Jest to maksymalne wy- ka w danej obudowie, ale i skłaniaĘ wysokości szczeliny. W�wczas głośnik
chylenie układu drgającego, r�wnował- do modyfikowania samej obudowy, aby pracuje liniowo w zakresie wychyle�
ne z maksymalnym wychyleniem cew- np. pewnym kosztem charakterystyki określonych przez wystające poza
ki i membrany, oznaczane Xmax. Wy- przetwarzania czy charakterystyki im- szczelin� cz�ści cewki. Wz�r na wy-
st�puje tu lekkie niedoprecyzowanie pulsowej, uzyskiwaĘ lepsze zabezpie- chylenie liniowe Xlin jest wi�c nast�-
poj�Ę, bowiem m�wiąc �wychylenie czenie głośnika przed przesterowaniem. pujący:
GłoS
nik Thiele'a-Smalla-Kisiela
Rysunek głośnika niskotonowego, lokalizujący elementy wpływające na parametry Thiele'a-Smalla i ilustrujący związki
między nimi
Elektronika Praktyczna 1/2004
80
K U R S
Xlin = Hc - Hg/2 [6] ko r�łnica mi�dzy wysokością szcze- leły prowadziĘ z wyczuciem, zar�wno
gdzie: liny a wysokością cewki. pod wzgl�dem siły, jak i umiej�tności
Hc - wysokośĘ cewki drgającej [m], Mołna teł uznaĘ, łe istnienie po- przesuwania membrany dokładnie
Hg - wysokośĘ szczeliny [m]. la rozproszonego po obydwu stronach w kierunku osiowym, aby nie spowo-
WartośĘ wychylenia liniowego wy- szczeliny nieco rozszerza zakres wy- dowaĘ ocierania si� cewki o szczelin�).
znaczonego z tego wzoru naleły po- chyle� liniowych dla układ�w z kr�t-
przedziĘ znakiem ą, poniewał odnosi ką cewką (jełeli zgodzimy si� na ich Moc znamionowa
si� ono do wychylenia w jedną stron� cz�ściową prac� w polu rozproszonym), Moc i wychylenie - liniowe i mak-
(czasami podawane jest wychylenie li- ale z drugiej strony zawsze zmniejsza, symalne - są w pewnym stopniu od
niowe całkowite, b�dące sumą (jedna- a nie zwi�ksza, amplitud� liniową dla siebie zalełne. Jełeli przyjmiemy defi-
kowych) wychyle� w obydwie strony, układ�w z długą cewką (poniewał nicj�, łe moc głośnika określa si�
a wi�c jest bezpośrednio r�łnicą mi�- uwzgl�dniając pole rozproszone, po- przy granicy, przy kt�rej wyłsza moc
dzy wysokością cewki a wysokością winniśmy skorygowaĘ dodatnio wyso- doprowadziłaby juł do uszkodzenia
szczeliny.). kośĘ szczeliny, co zmniejszy r�łnic� lub zniszczenia głośnika (skądinąd wa-
Duły �zapas� uzwoje� cewki poni- mi�dzy nią a wysoką cewką). runki tego badania og�lnie rzecz bio-
łej i powyłej szczeliny zwi�ksza wy- rąc mogą byĘ r�łne), to moc wiąłemy
chylenie liniowe, ale obniła Bxl, czym Wychylamy obj�tośĘ z wychyleniem maksymalnym. Jełeli
pogarsza sprawnośĘ przetwornika Całkowite wychylenie liniowe (zsu- definiowalibyśmy moc nominalną jako
i podnosi Qes, bowiem prąd płynący mowane w obydwie strony) jest para- moc o wartości, poniłej kt�rej gwa-
przez uzwojenia pozostające poza metrem słułącym do wyznaczenia, rantowany jest określony niski poziom
szczeliną, czyli poza polem magne- wraz z powierzchnią membrany, wy- zniekształce�, ewentualnie powyłej
tycznym, �płynie na marne�. Ale wy- chylenia obj�tościowego Vd, czyli ob- kt�rej zaczynają one szybko rosnąĘ, to
sokiej klasy głośnik niskotonowy, j�tości powietrza, jaką głośnik jest odnosimy si� do wychylenia liniowe-
a zwłaszcza subniskotonowy (przypomi- zdolny przemieściĘ podczas ruchu go.
namy, łe w zakresie najniłszych cz�s- membrany mi�dzy swoimi skrajnymi To jednak nie wszystko. W pracy
totliwości amplitudy są najwi�ksze), połołeniami w ramach pracy liniowej: głośnika wyst�pują bowiem dwa pod-
musi mieĘ dułe wychylenie liniowe, stawowe zagrołenia - nadmiernych
wi�c aby utrzymaĘ odpowiedni poziom Vd = Sd . Xlin . 2 [7] wychyle�, i nadmiernych temperatur.
B�l i wynikających stąd innych para- Czynnik temperaturowy ma wi�ksze
metr�w, trzeba zwi�kszaĘ indukcj� gdzie: znacznie dla głośnik�w średniotono-
w szczelinie, czyli zwi�kszaĘ układ Sd - powierzchnia membrany [m2], wych, a przede wszystkim wysokotono-
magnetyczny. Dlatego dułe i silne Xlin - wychylenie liniowe [m]. wych, natomiast dla głośnik�w nisko-
magnesy głośnik�w niskotonowych tonowych - zar�wno czynnik amplitu-
wcale nie muszą oznaczaĘ ich bardzo Czysta mechanika dowy, jak i termiczny.
dułych efektywności, jełeli w głośni- Wychylenie maksymalne (nielinio- W zakresie najniłszych cz�stotli-
kach tych zabezpieczono r�wnieł wy- we) określone jest nie przez paramet- wości przewałało b�dzie zagrołenie
sokie wychylenia liniowe. ry układu szczelina-cewka, ale przez nadmiernymi wychyleniami, ale juł
czysto mechaniczną zdolnośĘ układu powyłej 50 Hz - raczej niebezpie-
Cewki niskie drgającego do osiągania skrajnych po- cze�stwo zbyt dułej dawki ciepła.
Rzadziej spotykanym rozwiązaniem, zycji. Wychylenie maksymalne ograni- Wraz ze wzrostem cz�stotliwości szy-
zapewniającym stałą wartośĘ B�l czane jest albo przez maksymalne, bko spada bowiem �zapotrzebowanie�
w ustalonym zakresie wychyle�, jest mołliwe odkształcenia zawieszenia, al- na wykonywanie dułych wychyle� dla
wprowadzenie cewki znacznie niłszej, bo przez �obijanie� si� karkasu cewki przetwarzania określonej porcji mocy
nił wysokośĘ szczeliny. W�wczas o dolny nabiegunnik. W dobrze zapro- elektrycznej na ciśnienie akustyczne,
w szczelinie znajduje si�, podczas jektowanym głośniku zjawiska te poja- o czym pisaliśmy w poprzednim odcin-
pracy liniowej, r�wnieł stała liczba wiają si� oczywiście przy znacznie ku i moc �stabilizuje� si� na pozio-
zwoj�w, w dodatku wszystkich zwo- wi�kszym wychyleniu, nił wychylenie mie mocy określonej poprzez czynnik
j�w cewki, co jednak nie poprawia liniowe, dając głośnikowi �zapas� temperaturowy. Natomiast w zakresie
sprawności energetycznej i wartości wychylenia, wykorzystywany podczas najniłszych cz�stotliwości dostarczenie
wsp�łczynnika B�l, bowiem w takiej odtwarzania impuls�w. Nie są one mocy znacznie mniejszej od tak okreś-
sytuacji cały czas �marnuje si�� nie wtedy odtwarzane juł liniowo, i moł- lonej, wywołuje nadmierne wychylenia.
prąd, ale duła cz�śĘ strumienia mag- na uznaĘ, łe wywołująca je moc prze- Ten wyw�d zmierza do jednego
netycznego, przechodzącego poniłej kracza moc znamionową, ale mimo to prostego, choĘ wcale nie upraszczają-
i powyłej cewki. Tak skonstruowane nie grozi to jeszcze uszkodzeniem cego łycie wniosku - łe moc znamio-
układy magnetyczne mają w praktyce głośnika, do kt�rego dojśĘ mołe do- nowa podawana przez producenta dla
nawet niłszą sprawnośĘ nił konwen- piero po dostarczeniu mocy znacznie głośnika niskotonowego niewiele gwa-
cjonalne z wysokimi cewkami, są jed- wi�kszej od mocy, do kt�rej głośnik rantuje. Nawet moc znacznie mniejsza,
nak uznawane za bardzo �szlachetne�, pracuje liniowo. Dlatego zewn�trzne ale pojawiająca si� przy cz�stotliwoś-
bowiem mają mniejsze zniekształcenia. ogl�dziny głośnika niskotonowego, ciach najniłszych, nie tylko łe mołe
Dlaczego? Cewka dłułsza od szczeli- choĘ nie m�wią nam nic pewnego na spowodowaĘ wyjście poza zakres pra-
ny jest poddana oddziaływaniu pola temat jego amplitudy liniowej, bo cy liniowej, ale nawet uszkodziĘ głoś-
nie tylko z samej szczeliny, ale i po- zaleły od niewidocznej wysokości cew- nik. Jak si� przed tym ustrzec? Właś-
la rozpraszanego poniłej i powyłej ki (wysokośĘ szczeliny widaĘ zwykle nie wykorzystując znajomośĘ wychyle-
szczeliny (r�wnomiernośĘ pola oddzia- jako wysokośĘ g�rnej płyty nabiegun- nia liniowego i maksymalnego, kt�re są
łującego na cewk� jest jednym z wa- nikowej), to przynajmniej podpowiada- parametrami znacznie bardziej ułytecz-
runk�w niskich zniekształce�). Nato- ją, jaka jest jego amplituda maksymal- nymi dla określenia obciąłalności głoś-
miast cewka kr�tsza od szczeliny, na - wystarczy palcami wyprowadziĘ nika niskotonowego w danej obudowie,
podczas pracy liniowej pozostaje membran� ze stanu spoczynkowego, nił katalogowa moc znamionowa.
w obr�bie szczeliny i pola jednorodne- zwłaszcza badając, jak gł�boko mołna A jak wykorzystaĘ te dane - o tym juł
go. W strefy pola rozpraszanego powy- ją �wepchnąĘ�, zanim odczujemy opar- za miesiąc, w opracowaniu poświ�co-
łej i poniłej szczeliny wchodzi dopie- cie si� karkasu o dolną płyt� nabie- nym projektowaniu obud�w zamkni�-
ro po przekroczeniu wartości gunnikową lub zanim �sko�czy� si� tych.
wychylenia liniowego, wyznaczonej ja- elastycznośĘ zawiesze� (badanie to na- Andrzej Kisiel
Elektronika Praktyczna 1/2004
82