Перемещение железа динамик был ранний тип электрического громкоговорителя. Они все еще используются сегодня в некоторых миниатюрных динамиках, где малый размер и низкая стоимость важнее качества звука. Динамик с подвижным железом состоит из диафрагмы или язычка из черных металлов, постоянного магнита и катушки с изолированным проводом. Катушка намотана на постоянный магнит, образуя соленоид. Когда на катушку подается звуковой сигнал, сила магнитного поля изменяется, и упругая диафрагма или язычок перемещается в ответ на изменяющуюся силу, действующую на нее. Движущийся железный громкоговоритель телефонной трубки Bell имел такую форму. У больших единиц был бумажный конус, прикрепленный к трости из черного металла.
Есть несколько типов подвижных железных динамиков. Современные механизмы подвижного железа с демпфированием могут обеспечить приличное качество звука и используются в наушниках.
Первый подвижный железный преобразователь, телефонная трубка или наушник, появился вместе с первыми телефонными системами в 1870-х годах. Громкоговорители с подвижным железным рупором, разработанные из наушников после того, как первое усилительное устройство, которое могло приводить в действие динамик, триодная вакуумная лампа, было усовершенствовано примерно в 1913 году. Они использовались в радиоприемниках и первых системах громкой связи. Громкоговорители с подвижным железным конусом появились примерно в 1920 году. Примерно в 1930 году они были заменены громкоговорителями с подвижной катушкой, разработанными в 1925 году Эдвардом Келлогом и Честером Райсом. Сегодня механизм движущегося железа все еще используется в некоторых наушниках и крошечных динамиках ПК.
СОДЕРЖАНИЕ
- 1 Дизайн
- 1.1 Сдержанность
- 1.1.1 Мембрана
- 1.1.2 Трость
- 1.2 Акустическая нагрузка
- 1.3 Метод привода
- 1.4 Демпфирование
- 2 Импеданс
- 3 дефекта
- 4 использования
- 5 См. Также
- 6 Ссылки
- 7 Внешние ссылки
Дизайн
Есть несколько вариаций. У каждого динамика есть одно свойство из каждой из следующих групп характеристик:
- Средства сдерживания движущегося элемента:
- Диафрагма
- Пружинная металлическая трость
- Акустическая нагрузка:
- Конус
- Диск
- Рог
- Резонансная камера
- Никто
- Метод привода:
- Односторонний привод
- Сбалансированная арматура
- Индуктор динамический
- Демпфирование:
Сдержанность
Диафрагма
В громкоговорителях мембранного типа используется тонкий полугибкий железный диск, удерживаемый на его внешнем ободе. Диск приводится в движение центральным приводом, изгибаясь назад и вперед под действием магнитной силы. Практично делать только маленькие драйверы с этой технологией, большие диафрагмы имеют слишком большую массу и, следовательно, инерцию для приемлемой частотной характеристики.
Это остается популярным типом конструкции преобразователя, который используется в:
- Ранние (довоенные) наушники
- Довоенные рупорные громкоговорители
- Какие-то бюджетные современные наушники
- Большинство наушников для телефонов до начала 1980-х гг.
- Миниатюрные сирены
Плохая пропускная способность и скромная производительность являются ограничениями большинства этих устройств.
Рид
В механизмах язычков используется плоская полоса из пружинной стали, закрепленная на одном конце, а другой конец перемещается магнитным полем звуковой катушки. Трость перемещает конусную или гофрированную бумажную диафрагму.
Акустическая нагрузка
- Конус
- Конусная нагрузка более или менее всегда используется с подрессоренными механизмами. Комбинация этих двух элементов обеспечивает менее жесткую фиксацию ведомого элемента, обеспечивая большее перемещение. Диффузор также лучше справляется с низкими частотами по сравнению со настольным рупором. Следовательно, у этих динамиков лучшие басы, чем у маленьких рупорных динамиков. Пружина сила удерживает подвижное железо. Обратной стороной большего движения является большая нелинейность и, следовательно, более высокие искажения. Движущиеся железные динамики с бумажным конусом использовались до войны. При этом имелись некоторые заметные проблемы: магнитный зазор обычно регулировался вручную, чтобы обеспечить хорошую чувствительность при любом заданном объеме вывода. Таким образом, неправильная настройка была обычным явлением. Железо иногда прилипает к магниту, если перегружена или нарушения юстировки. Результатом был громкий удар, за которым последовала почти тишина. Громкие басы вызвали остановку. В отличие от современных динамиков, которые предназначены для мягкого торможения, железо в них, ударяясь о полюс, издавало шумный резонансный дребезжащий звук.
- Диск
- Менее популярными были динамики с бумажным диском. Для этого требовалась внешняя рамка для удержания диска. Они работали так же, как конические динамики, но поскольку внешняя сторона диска перемещалась меньше, чем центр, диск должен был быть намного больше, чтобы достичь той же громкости и низких частот. Примером этого типа является Sterling Primax. Диск гофрирован для жесткости.
- Рог
- Рупоры обычно приводились в действие драйверами диафрагменного типа. Проблема с рупорами заключается в том, что для разумного басового отклика требуется рупор непрактичного размера, а рупоры настольного размера, популярные на довоенных динамиках, поэтому имели очень слабый басовый отклик. Фактически они были почти лишены этого. Рупорные громкоговорители с диафрагменным приводом использовались в более современное время как среднечастотные громкоговорители и твитеры, частотные диапазоны, с которыми они способны правильно работать, если они соответствующим образом спроектированы. Однако ранние колонки пытались охватить как можно большую часть звукового диапазона одним устройством, из-за чего ВЧ-характеристика была очень плохой, как и НЧ.
- Загрузка камеры
- Звуковые сигнализаторы используют резонансную камеру для увеличения звуковой мощности. Это приносит в жертву полосе пропускания уровень звукового давления (SPL). Такие единицы не подходят для речи. Такие устройства меньше и дешевле, чем их основные конкуренты пьезоизлучатели.
- Нет загрузки
- Движущиеся железные преобразователи, используемые в наушниках, обычно не имеют прикрепленной нагрузки (конуса, рожка или диска). Уровень громкости на них достаточен для использования наушников.
Метод привода
- Односторонний привод
- Ранние колонки обычно были односторонними. Этот простой метод работы произвел большое количество второй гармоники и интермодуляционных искажений.
- Сбалансированная арматура
- Стальные громкоговорители со сбалансированным якорем и подвижным сердечником были разработаны в попытке снизить высокий уровень искажений несимметричных динамиков. Их успех был неоднозначным, поскольку, хотя они и снизили процент искажений, они изменили это искажение с четного гармонического искажения на нечетное, что сделало искажение в некоторых отношениях более неприятным.
- Индукторный динамический динамик
- Они пользовались кратковременным успехом в 1920-х годах, но были быстро вытеснены динамиками с подвижной катушкой. Индуктор динамик решил проблему нелинейности ранее движущихся типов железа, обеспечивая более приятный опыт прослушивания. Основным недостатком динамиков ID был очень плохой отклик на высокие частоты, из-за чего они имели характерное глухое гудение. Индукторные динамические подвижные железные динамики сейчас редкость. Механизмы с подвижной катушкой обеспечивают лучшее качество звука без множества недостатков движущегося железа и затмили динамику индуктора вскоре после его появления.
Демпфирование
Многие движущиеся железные динамики не имеют демпфирования. Это означает, что подвижный элемент свободно резонирует в звуковом диапазоне. Это плохие новости для качества звука, но введение демпфирования сильно снижает чувствительность. Это было непрактично в довоенные времена, когда усиление было очень дорогим, поэтому подвижное железо всегда использовалось без демпфирования.
Современные наушники, в которых используется эта технология, включают демпфирование для значительного улучшения качества звука. Пониженная чувствительность не проблема современного оборудования.
Импеданс
Эти динамики представляют собой индуктивную нагрузку, поэтому импеданс динамика пропорционален частоте с отклонением от этой пропорциональности на низкой частоте из-за сопротивления обмотки, а на высокой частоте из-за межобмоточной емкости.
Полное сопротивление таких громкоговорителей может отличаться более чем на 100: 1 по звуковому спектру - это нормально.
В результате невозможно даже приблизительное согласование импеданса с усилителем. Это сильно влияет на частотную характеристику, и усилитель должен выдерживать нагрузку с очень низким импедансом на низких частотах.
Такие устройства могут быть использованы на клапанов (ламповых) усилителей, но при использовании с транзисторами некоторые меры предосторожности, чтобы предотвратить перегрузки по току на низких частотах часто бывает необходимо, например, последовательно резистор или конденсатор. В качестве альтернативы можно выбрать усилитель для управления сопротивлением динамика, хотя это приведет к худшему рассогласованию импеданса и, следовательно, выходной мощности намного ниже проектной спецификации усилителя.
Дефекты
Незатухающие подвижные железные динамики имеют следующие дефекты:
Антикварные довоенные подвижные железные колонки также имели следующие дефекты:
- У конических динамиков - тенденция подвижного железа прилипать к полюсному наконечнику, что приводит к «удару» с последующим очень слабым звуком.
- Шумная болтовня при представлении громкой басовой ноты
- Необходимость корректировки
- Рупорные громкоговорители (популярные в то время) были направленными
Использует
- Импеданс
- Ранние движущиеся железные динамики обычно имели высокий импеданс и предназначались для подключения непосредственно к выходному триоду без трансформатора или блокировки по постоянному току. Качество и выходной уровень можно значительно улучшить, удалив большую часть басов из электрического входного сигнала. Это просто достигается последовательным подключением конденсатора к динамику. Настольные рупоры могут воспроизводить только самые высокие басовые частоты, поэтому заметные басы не теряются при удалении большей части входных басов. Это уменьшает отклонение диафрагмы или язычка, уменьшая гармонические и интермодуляционные искажения.
- Полярность
- Полярность имеет значение, когда в динамике присутствует постоянный ток. Неправильная полярность ослабляет магнитное поле и иногда может размагнитить постоянный магнит, в результате чего динамик не работает. При питании только от сети переменного тока полярность не является проблемой. Почти все современные усилители подают на динамики только переменный ток. Однако при использовании подвижного железного динамика на раннем радио обычно присутствует постоянный ток, и следует соблюдать либо полярность, указанную на динамике, либо средства, используемые для удаления компонента постоянного тока из динамика. Часто это делали с дросселем и конденсатором.
- Наушники
- В современных наушниках часто используется сбалансированный арматурный механизм. Они используют демпфирование для достижения удовлетворительного звука.
- Простые домофоны
- Преобразователи с подвижной железной диафрагмой обладают высокой микрофонностью, а соединение двух вместе без усилителя дает полезную внутреннюю связь.
Смотрите также
Рекомендации
Внешние ссылки
