La difuzorul electrodinamic cu radiaţie directă, transformarea energiei electrice în energie acustică se face în următoarele două etape:
— transformarea energiei electrice în energie mecanică cu ajutorul bobinei mobile care constituie motorul electric;
— transformarea energiei mecanice în energie acustică cu ajutorul membranei care este acţionată de bobina mobilă.
În cele ce urmează, se prezintă cîteva caracteristici de bază ale difuzorului.
Puterea electrică nominală este puterea electrică consumată la bornele de intrare, la frecvenţa de 1 000 Hz, pentru care distorsiunile nu depăşesc 5%. Puterea electrică se poate da în volţi-amperi sau, în cazul difuzoarelor electrodinamice, în waţi.
Puterea electrică instantanee este mereu variabilă. Indicarea puterii fixează valoarea de vîrf a puterii admisibile. O suprasarcină de scurtă durată poate să nu aibă consecinţe supărătoare. O suprasarcină permanentă, în afară de distorsionarea semnalului, poate avea însă consecinţe grave, ca: încălzirea părţilor componente ale difuzorului şi distrugerea bobinei mobile, amplitudini excesive ale membranei. şi deci deformări ale acesteia. De aceea, puterea nominală a difuzorului mai poate fi definită şi ca puterea electrică medie pe care acesta o poate absorbi fără să se încălzească sau să aibă deformări mecanice.
Impedanţa difuzorului este valoarea complexă a impendanţei electrice măsurată la bornele de intrare ale difuzorului. Ea este compusă din suma impedanţei electrice a transductorului, cînd sistemul mecano-acustic (radiatorul) este blocat, şi a impedanţei de mişcare care se reflectă din sistemul mecano-acustic în sistemul electric. La difuzorul electrodinamic, impedanţa va avea un maxim la frecvenţa de rezonanţă – Frecvenţa de rezonantă fr a difuzorului este frecvenţa la care sistemul mobil are amplitudinea cea mai mare. La această frecventă reactanţa mecanică a sistemului mobil este nulă.) a echipajului mobil, deoarece la această frecvenţă cuplajul electromecanic este maxim, va fi aproximativ constantă într-o regiune destul de întinsă de frecvenţe şi apoi va începe să crească la frecvenţe mai înalte, datorită inductantei bobinei mobile (fig. 3.l). Cu cît bobina mobilă este mai mare, cu atît partea inductivă va fi mai pronunţată.
Impedanţă nominală Zn este valoarea minimă a modulului împedanţei electrice măsurată la bornele de intrare ale difuzorului, la o frecvenţă mai mare decît frecvenţa de rezonanţă a echipajului mobil. În general, impedanţa nominală se măsoară la 1 000 Hz şi poate fi cu aproximativ 10—20% mai mare decît rezistenţa în curent continuu.
Caracteristica de răspuns sau caracteristica de frecvenţă a difuzorului este dată de variaţia presiunii acustice a difuzorului în funcţie de frecvenţă (fig. 3.2). Această caracteristică se măsoară de obicei aplicînd la bornele difuzorului un semnal constant cu frecvenţa şi măsurînd cu ajutorul unui , microfon, plasat la o distanţă de 0,5—1 m de axul difuzorului, variaţiile de presiune care rezultă cînd frecvenţa se modifică.
Cu cît această caracteristică este mai uniformă într-o bandă de frecvenţe cîjt mai largă, cu atît difuzorul este considerat mai bun. De obicei, variaţiile de presiune sînt date în decibeli – Nivelul de referinţă este p0 = 2∙10-4 µb.) într-o anumită bandă de frecvenţă. Din fig. 3.2 rezultă, că difuzorul reproduce banda de 85—6 000 Hz cu o neuniformitate de 15 dB.
Precizăm că, în general, caracteristica de frecvenţă a difuzorului se măsoară sub tensiune constantă şi este foarte neregulată, putînd atinge, obişnuit, la difuzoarele normale, neu- niformităţi de 16—18 dB (un amplificator are neuniformităţi ale caracteristicii de frecvenţă de numai 3—6 dB). De asemenea, deoarece la frecvenţe mai mici decît frecvenţa de rezonanţă presiunea acustică dată de difuzor scade foarte repede, aceasta se consideră de obicei limita inferioară a benzii de frecvenţă pe care o poate reproduce difuzorul.
În exploatare este bine ca difuzorul să fie alimentat la tensiune constantă, pentru a evita o supraîncărcare la frecvenţa de rezonanţă, care ar putea duce, în afară de distorsionări, la deteriorarea sistemului mobil al difuzorului. De aceea, un amplificator de bună calitate frebuie realizat cu o reacţie negativă de tensiune suficient de puternică, pentru ca să aibă rezistenţă internă mică şi deci să dea o tensiune constantă, indiferent de variaţiile impedanţei de sarcină.
Randamentul difuzorului se defineşte ca fiind raportul dintre puterea acustică radiată şi puterea reală electrică absorbită. Această mărime variază cu frecvenţa (fig. 3.3). Astfel, la frecvenţe mai mici decît frecvenţa de rezonanţă, randamentul scade rapid, ceeia ce face ca răspunsul difuzorului să se limiteze în jos la această frecvenţă. La frecvenţa de rezonanţă randamentul are un maxim, deoarece suma reactanţei de masă şi elastică a sistemului mobil este nulă. La. frecvenţe mai mari decît frecvenţa de rezonanţă randamentul se păstrează oarecum constant într-o regiune destul de întinsă,, care depinde de diametrul membranei. Cu cît acesta este mai mic, cu atît această regiune se va întinde spre frecvenţele mai înalte. În acelaşi timp însă valoarea randamentului va fi mai scăzută.
La frecvenţele înalte, randamentul începe să scadă destul de repede. În acelaşi timp, însă, şi directivitătea difuzorului creşte, ceea ce face ca presiunea pe ax să nu scadă, deoarece: energia se concentrează într-un unghi mai mic.
Randamentul difuzorului este direct proporţional cu suprafaţa membranei şi cu volumul magnetului (bineînţeles va fi mai mare la o calitate mai bună a acestuia) şi invers proporţional cu pătratul, masei sistemului mobil.
Întrucît măsurarea randamentului este foarte dificilă, în general acest parametru nu se precizează în cataloage. Randamentul este proporţional cu pătratul inducţiei din întrefier. Din această cauză, în cataloage se indică acest ultim parametru sau fluxul total din întrefier (în Maxwell). Mărimea care ne dă însă imaginea cea mai clară asupra valorii randamentului este energia magnetică din întrefier (exprimată uzual în mws).
Eficacitatea difuzorului este raportul dintre presiunea acustică dată de difuzor pe axa sa la o distanţă de 1 m şi rădăcina pătrată a puterii electrice absorbite. Această caracteristică, cu toate că nu este identică cu randamentul difuzorului, totuşi valoarea ei ne dă o indicaţie în ceea ce priveşte mărimea acestuia.
Eficacitatea difuzorului se exprimă în (dB x m)/√W.
Caracteristica de directivitate a difuzorului ne arată repartiţia în spaţiu a energiei acustice radiate. Directivitatea depinde de frecvenţă, de diametrul difuzorului şi fie unghiul, de deschidere al conului membranei. Directivitatea creşte o dată cu frecvenţa (fig. 3.4). La o frecvenţă dată, un difuzor cu, un diametru mai mare va fi mai directiv decît un difuzor cu un diametru mai mic. De asemenea, directivitatea va fi mai mare atunci cînd unghiul de deschidere al membranei va fi mai mic.
Distorsiunile neliniare ale unui difuzor se datoresc în principal neliniarităţii suspensiei, neomogenităţii fluxului în întrefier, iar la difuzoarele cu pîlnie şi neliniarităţii aerului. Ele sînt mai mari cînd amplitudinea de oscilaţie creşte, deci la frecvenţe joase şi la puteri acustice radiate mari
Răspunsul difuzorului în regim tranzitoriu este influenţat de impedanţa internă a generatorului, care trebuie să fie cît mai mică faţă de impedanţa difuzorului. De asemenea, o mare rezistenţi mecanică (membrană de suprafaţă mare) şi o inducţie puternică îmbunătăţeşte răspunsul în regim tranzitoriu.
Pentru aprecierea calităţii unui difuzor trebuie luate în considerare toate caracteristicile lui.
Articole din aceasi publicatie
