1.Акустический экран

Этот вид оформления представляет собой щит опре­деленных размеров с отверстием, в которое устанавлива­ется излучающая головка (рис.6.26).

Идея применения экрана состоит в том, чтобы с его помощью увеличить путь обратной волны r до такой ве­личины, чтобы первое усиление колебаний (частота f₁ рис.6.4) произошло на нижней частоте рабочего диапазона f_н. При этом график частотной характеристики p=(f), изображенный на рис.6.27 (кривая 1) сместится влево, в область более низких частот так, чтобы f_н и f₁ совпали.

Если применить экран круглой формы, то для эф­фективного излучения частоты 50 Гц потребовался бы экран с радиусом R_э=4=6,84=1,7 м.

Конечно, такой размер экрана неприемлем. Поэтому приходится приме­нять экраны меньших размеров. Для уменьшения габаритов края экранов заво­рачивают, получая ящик с открытой задней стенкой (рис.6.28).

Такими экранами являются корпуса телевизоров и радиоприемников. Задние стенки у них имеют вентиляционные отверстия, площадь которых та­кова, что их можно считать акустически прозрачными.

Недостатком симметричного экрана является большая неравно­мерность частотной характеристики выше частоты f₁ в виде пиков и про­валов(кривая 2 на рис.6.27). В этом случае дополнитель­ный путь r обратной волны будет со всех сторон экрана одинаков. При этом естественно, что если выполняются условия для усиления или ослабления колебаний, то они выполняются для всех сторон экрана. Поэтому пики в характеристике будут большими, а провалы глубокими.

Рис.6.26. Громкоговоритель в экране

Рис.6.27. Частотная характеристика излучающей головки: 1–головка без экрана; 2–головка в симметричном экране; 3–головка в несим­метричном эк­ране

Рис.6.28. Симметричный экран с завернутыми краями

Для уменьшения неравномерности частотной характеристики головку в экране размещают несимметрично (рис.6.29).

При этом пути дополнительные r для обратной волны будут со всех сторон разными. Частотная характе­ри­стика будет иметь более равномерный ха­рактер (кривая 3, рис.6.27).

6.29. Несимметричное расположение головки в экране

2. Закрытый ящик

Головка в таком оформлении является излучателем второго типа (см. 6.2), у которого излучение обратной стороны поршня изолировано.

Такое оформление называется ящиком с закрытой задней стенкой (рис.6.30–а).

Поскольку обратная волна не попадает в окружающее пространство, то и АКЗ отсутствует во всем диапазоне частот.

Недостатком такого оформления является повышение частоты механиче­ского резонанса головки. А так как она является нижней границей излучаемого головкой диапазона частот, то указанное обстоятельство означает его сокраще­ние со стороны нижних частот, причем в тем большей степени, чем меньше внутренний объем ящика.

Причину повышения частоты механического резонанса головки поясняет схема электрического аналога механико-акустического системы головки, поме­щенной в закрытый ящик (рис.6.30–г).

Как видно из схемы аналога (рис.6.30–г), гибкость воздуха в ящике вклю­чается последова­тельно с гибкостью подвеса диффузора. Общая гибкость всей системы уменьша­ется и становится равной: , а частота механи­чес­кого резонанса ₀ увеличивается до .

Для того чтобы оставалась достаточно низкой обычно идут по пути увеличения гибкости , которую можно увеличить путем увеличения обеих составляющих: с и с₀. Гибкость с увеличивают, выполняя верхний гофр в виде кольца из ре­зины, а диаметр центрирующей шайбы делают как можно больше. Увеличение же гибкости с₀ воз­можно только путем увеличения объема воздуха в ящике, а значит и его габари­тов, что не всегда приемлемо. Тем не менее эти меры позволяют получить нижнюю частоту порядка 3050 Гц.

Рис.6.30. Головка в ящике с закрытой задней стенкой (а) и последовательность построения схемы ее электрического аналога (с–гиб­кость центрирующей шайбы и верх­него гофра; с₀–гибкость воздуха в ящике; r–сопротивление молекуляр­ного трения при изгибе гофра и цен­трирующей шайбы и активная состав­ляющая сопротивления излучения; m–масса диффузора с катушкой и при­соединенная масса среды)

Наличие замкнутого объема воздуха имеет еще и тот недостаток, что внутри ящика возникают резонансные колебания воздушного объема в области частот, где его размеры сравнимы с длиной волны или больше ее. Возникаю­щие резонансные колебания значительно увеличивают неравномерность час­тотной характеристики громкоговорителя за счет появления в ней пиков и про­валов. Для борьбы с этими явлениями внутреннюю поверхность ящика покры­вают слоем звукопоглощающего материала или заполняют им весь внутренний объем ящика. В качестве поглотителя используют капроновую вату, базальто­вое волокно и т.п.

Заполнение внутреннего объема поглотителем одновременно обеспечи­вает и, так называемое, акустическое демпфирование подвижной системы го­ловки, что улучшает ее переходную характеристику, увеличивая затухание сис­темы.

При этом, однако, увеличиваются потери на трение частиц воздуха в по­рах поглотителя. Компенсировать эти потери приходится за счет увеличения мощности усилителя.