Partile componente

În fig. 3.5 se prezintă o secţiune printr-un difuzor electrodinamic cu radiaţie directă.

Părţile importante ale difuzorului sînt:
— sistemul mobil, format din membrană, centraj şi bobină mobilă;
— circuitul magnetic format din magnet şi piese polare;
— corpul propriu-zis al difuzorului (şasiul).

Concepţia şi realizarea membranei influenţează randamentul difuzorului, banda reprodusă şi puterea admisibilă,
Randamentul depinde de dimensiunile membranei, de forma şi de greutatea ei, de materialul utilizat la confecţionarea ei etc.

Membrana difuzorului trebuie să fie uşoară, pentru a realiza un bun randament şi pentru a permite redarea frecvenţelor înalte. In acelaşi timp ea trebuie să fie şi rigidă pentru a putea funcţiona corect la frecvenţe joase (ca piston oscilant). Aceste două condiţii sînt contradictorii şi nu se pot realiza decît pe cale de compromis.
Membrana poate fi de formă circulară sau eliptică. Aceasta din urmă permite obţinerea unei suprafeţe utile de radiaţie mai importantă atunci cînd înălţimea avută la dispoziţie pentru difuzor este limitată, aşa cum se întîmplă în cazul casetelor receptoarelor de radio şi televiziune.

O altă proprietate a membranei eliptice constă în faptul că, pe de o parte permite obţinerea unei directivităţi mai mari (caracteristică de directivitate mai ascuţită) în planul care conţine axa mare a elispei şi axa membranei şi, pe de 4ltă parte, o directivitate mai puţin pronunţată în planul, care conţine axa mică a elipsei şi axa membranei decît aceea dată de o membrană circulară de aceeaşi suprafaţă. Deci, un punct aflat pe axa conului, aflîndu-se în ambele planuri, se bucură de proprietăţi oarecum contradictorii. Aceasta face ca reproducerea frecvenţelor să fie mai uniformă, diametrul mare permiţînd radierea puterii acustice la frecvenţe joase, iar diametrul mic permiţînd radierea puterii acustice la frecvenţe înalte.

În secţiune, membrana poate fi conică sau exponenţială (fig. 3.6). Forma conică nu se întrebuinţează la puteri mai mari, din cauză că favorizează apariţia subarmonicilor.

În general, putern afirma că o membrană pentru un nivel sonor mare are caracteristici acustice mai slabe decît o membrană pentru un nivel sonor mai scăzut.

Pentru micşorarea direcţivităţii la frecvenţe înalte, în mijlocul membranei se poate prevedea un con fixat rigid de bolţ, confecţionat din metal sau material plastic (fig. 3.7).

Caracteristica de frecvenţă a difuzorului este determinată de particularităţile membranei. Neregula- rităţile caracteristicii de frecvenţă se datoresc diverselor moduri de vibraţie a unor porţiuni ale membranei, unele în fază, altele în antifază, care depind în mare măsură de compoziţia materialului din care este confecţionată membrana. Acest material este, în mod obişnuit,, celuloză cu diverse adaosuri (celofibră, negru de fum etc.). De asemenea, membrana poate fi confecţionată din material plastic, iar în ultimul timp s-au confecţionat membrane extrem de rigide dintr-o foiţă foarte subţire de aluminiu pe care s-a lipit, printr-un procedeu oarecare, o masă plastică spongioasă uşoară. S-ar părea că rezultatele obţinute sînt foarte bune.

În partea periferică a membranei există ondulaţii, care fac ca legătură ei cu şasiul să fie elastică. Datorită faptului că într-un anumit domeniu de frecvenţe ondulaţii le periferite vibrează în antifază cu restul membranei, caracteristica de frecvenţă va avea unele neregu1ari t ăţ i foarte pronunţate (fig. 3.8.). Pentru a remedia această deficienţă, la unele tipuri de difuzoare, ondulaţiile se ung cu un plastifiant care măreşte rezistenţa de frecări şi amortizează vibraţiile ondulaţiilor.

Ondulaţiile de la periferia conului determină frecvenţa de rezonanţă fundamentală, care trebuie să fie cît mai coborîtă. Deci, ondulaţiile vor fi destul de subţiri pentru a fi elastice, dar suficient de rezistente pentru a nu periclita funcţionarea difuzorului.

Ondulaţiile pot fi din hîrtie, ca şi membrarna, şi formînd corp comun cu aceasta, sau din piele moale, ţesătură etc., lipită printr-un mijloc oarecare de marginea membranei. Acest ultim procedeu, deşi conduce la o calitate mult mai bună, este foarte scump. Numărul de ondulaţii este de obicei de 2—3, în funcţie de frecvenţa de rezonanţă pe care vrem să o obţinem şi de amplitudinea de vibraţie pe care trebuie să o aibă membrana.

Bobina mobilă se realizează din conductor de cupru sau aluminiu cu secţiunea circulară, şi mai rar pătrată sau drep- unghiulară. înfăşurarea se efectuează pe o carcasă de hîrtie sau aluminiu.

Bobina mobilă trebuie să fie cît mai uşoară şi să ocupe un spaţiu cît mai mic pentru a se putea, mişca liber în între- fierul circuitului magnetic. Dacă prima condiţie nu.este îndeplinită, restituireia frecvenţelor înalte va avea de suferit datorită inerţiei mari a sistemului mobil. Bobina realizată cu sîrmă de aluminiu prezintă din acest punct de vedere avantajul de a fi mai uşoară. Ţinînd seama însă că rezistivitatea cuprului este mai mică şi că sudarea sîrmei de aluminiu prezintă încă dificultăţi practice, mai adesea se preferă utiti- zarea cuprului.

Aluminiul se utilizează numai la o parte din difuzoarele speciale realizate pentru redarea frecvenţelor înalte.
Impedanţa mică a bobinei mobile (3 — 5 Ω pentru radioreceptoare şi 10— 15 Ω pentru aparate de puteri mai mari) a impus utilizarea unui transformator care sa adapteze această impedanţă la impedanţa optimă mare a tubului final al amplificatorului. Calitatea transformatorului are un rol important asupra calităţii de redare a difuzorului şi asupra stabilităţii amplificatorului, atunci cînd acesta are o reacţie negativă puternică (cazul amplificatoarelor de calitate). În aceste cazuri, transformatorul devine o piesă grea, scumpă şi totuşi imperfectă. De aici a rezultat necesitatea eliminării transformatorului de ieşire. S-au făcut studii, s-au utilizat tuburi finale noi cu impedanţa de sarcină mai redusă (EL86), s-a elaborat un montaj special pentru o impedanţă de sracină de numai 800 Ω în loc de 7 000—10 000 Ω la vechile montaje. În aceste condiţii se revine încetul cu încetul la montaje fără transformator de ieşire. Acest lucru este favorizat şi de faptul că apariţia tranzistoarelor a permis realizarea unor etaje finale care au nevoie de impedanţe de sarcină relativ mici (10—30 Ω). Realizarea unor astfel de difuzoare nu mai este astăzi o problemă prea complicată.

Bobina mobilă — atunci cînd este corect construită — nu influenţează prea mult asupra performanţelor difuzorului. Este de dorit ca impedanţa ei să prezinte o mică variaţie cu frecventa. Pentru aceasta, uneori se utilizează un inel de cupru, exterior sau interior bobinei mobile, care funcţionînd ca o înfăşurare în scurtcircuit, reduce inductanţa bobinei mobile, astfel încît impedanţa nu mai creşte prea mult la frecvenţe înalte (curba 2, fig. 3.1). De asemenea, o carcasă de aluminiu are acelaşi efect.

Bobina mobilă şi membrana formează sistemul mobil. Întrucît bobina mobilă acţionează membrana, legătura dintre ele trebuie să fie făcută rigid. Aceasta se realizează prin lipirea cu un lac special a carcasei bobinei mobile cu membrana. La punctul de unire al bobinei cu membrana se găseşte şi centrajul care serveşte la ghidarea corectă a bobinei mobile în întrefier şi permite acesteia să vibreze axial. De asemenea, centrajul protejează întrefierul de praf, de pilitură de fier etc.

Orice abatere de la axialitate poate face ca bobina mobilă, să se frece de piesele polare, ceea ce conduce la distorsiuni inadmisibile.

În fig. 3.9 se prezintă cîteva forme de centraje uzuale. Centrajul de tip exterior se confecţionează din hîrtie sau pînză bachelizată. Interiorul lui se leagă la bobina mobilă, iar exteriorul se lipeşte cu ajutorul unui lac de corpul difuzorului.

Anumiţi constructori folosesc un nou tip de centraj exterior, confecţionat din nailon. Nailonul este suplu, imputres- cibil, nehigroscopic. Mai mult, el nu prinde mucegai, nu este atacat de diverse microorganisme şi este insensibil la schimbări de temperatură. De asemenea, nailonul prezintă o mare rezistenţă la îndoiri repetate şi la uzura prin frecare. El permite o siguranţă în funcţionare în orice condiţii şi face practic imposibil un descentraj.

Centrajul de tip interior se confecţionează din textolit. Interiorul lui se fixează, prin intermediul unui şurub, de bolţul sistemului magnetic.

Ondulaţiile, în cazul centrajului exterior, sau decupările, în cazul cantrajului interior, se fac cu scopul de a micşora rigiditatea centrajului pe axa lui, rigiditatea în sens radiai rămînînd aceeaşi. Elasticitatea centrajului şi a ondulaţilor periferice a membranei, împreună cu masa sistemului mobil, determină frecvenţa de rezonanţă a difuzorului, deci frecvenţa inferioară, care poate fi reprodusă de difuzor. Din această cauză se caută ca ondulaţiile periferice şi centrajul să fie cît mai elastice (cît mai puţin rigide), pentru ca să se obţină o frecvenţă de rezonanţă a sistemului mobil cît mai mică. Acelaşi lucru s-ar putea obţine şi dacă s-ar mări masa sistemului mobil (masa bobinei sau a. membranei), însă în acest caz ar scădea randamentul difuzorului şi posibilitatea lui de a reproduce frecvenţele înalte.

Circuitul magnetic este format dintr-un magnet permanent,, din piesele polare realizate dintr-un oţel moale (cu remanenţă foaţte mică) şi un întrefier. Asamblarea tuturor acestor piese se poate face în trei moduri: cu şuruburi şi piuliţe, prin înglobarea întregului sistem în masa plastică sau cu ajutorul unor lacuri de lipire.

Magnetul este confecţionat prin turnare dintr-un aliaj magnetic sau prin presarea unor oxizi de fier. Suprafeţele paralele ale magnetului trebuie bine şlefuite, pentru ca suprafaţa de contact cu piesele polare să fie cît mai mare, în vederea .micşorării reluctanţei circuitului rriagnetic. Magnetul poate să fie inelar sau cilindric, în acest din urmă caz el montîndu-se ca piesă centrală (fig. 3.10).

Piesele polare sînt flanşa superioară şi flanşa inferioară cu bolţ. Precizia de prelucrare a boitului trebuie’să fie foarte mare (de ordinul a 3/100 mm), deoarece pe el este centrată bobina mobilă. În cazul cînd magnetul constituie piesa centrală, deoarece el se prelucrează greu din punct de vedere mecanic, se adoptă o construcţie cu un bolţ din oţel moale, în prelungirea magnetului.

În general, se obişnuieşte ca pe bolţ să-se monteze un inel, (fig. 3.11). Acest inel are drept scop protejarea întrefierului de praf, pilitură de fier etc. De asemenea, dacă el este confecţionat din alamă, cupru sau aluminiu, reprezintă o spiră în scurt-circuit, în care se induc curenţi,, atunci cînd difuzorul funcţionează. Fluxul dat de curenţii din această spiră este de sens contrar cu fluxul principal, ceea ce face să scadă inductanţa bobinei mobile şi deci impedanţa nu mai creşte pronunţat la frecvenţe înalte (fig. 3.l, curba 2).

La primele difuzoare electrodinamice, cîmpul njagnetic era produs de o înfăşurare de cupru alimentată cu curent continuu. Costul mare al cuprului şi necesitatea curentului de excitaţie conduc la un preţ de cost relativ ridicat. Astăzi, la marea majoritate a difuzoarelor cîmpui magnetic este produs de un magnet permanent. Dacă acest magnet posedă o energie mai mare, se poate realiza o aceeaşi inducţie în întrefier cu un magnet, mai mic. Construcţia cu magnet cilindric central, care se poate realiza numai cu un magnet cu o mare energie magnetică (de exemplu ticonal), prezintă avantajul unui flux de dispersie redus. Aceasta conduce atît la o utilizare mai raţională a fluxului magnetic cît la posibilitatea utilizării, acestor difuzoare în apropiere de tuburi cinescoape, antene de ferită etc. Celălat tip de circuit magnetic nu poate fi utilizat în apropierea unor elemente care ar putea fi perturbate de fluxul magnetic de dispersie.

Fluxul de dispersie este cu atît mai mare, cu cît magnetul este mai plat (cei doi poli mai apropiaţi) şi cu cît secţiunea acestuia este mai mare; acesta este mare deci în cazul magneţilor din ferită.
S-au propus diverse soluţii pentru micşorarea acestui flux de dispersie. Una din acestea constă în utilizarea unui al doilea magnet cu polaritate inversă faţă de magnetul principal şi care produce în exterior un flux de sens contrar. Deci fluxul total se va compune din diferenţa celor două fluxuri parţiale.

Pentru realizarea unui randament cît mai mare, şi pentru îmbunătăţirea regimului tranzitoriu, inducţia în întrefier trebuie să fie cît mai ridicată. Din considerente economice, magnetul trebuie situat în punctul optim de funcţionare. Pentru aceasta, raportul între secţiunea, şi lungimea magnetului trebuie să aibă o valoare bine determinată, care depinde de dimensiunile întrefierului şi de caracteristicile materialului magnetic folosit. Inducţia variază de la 8 000 la 10 000 Gs, în cazul difuzoarelor uzuale, iar cu precauţii speciale se pot obţine inducţii de 14—15 000 Gs, la difuzoarele de bună calitate.

Corpul difuzorului (şasiul) trebuie să prezinte două planuri paralele, pe care se montează centrajul şi marginile ondulaţiilor periferice. El trebuie să fie rigid şi fără rezonanţe proprii. Corpul se poate turna din alunminiu sau ştanţa din tablă de oţel sau aluminiu. în primul caz, preţul de cost este mai ridicat, însă şasiul fiind foarte rigid, difuzorul este mai bun. Această soluţie este adaptată în cazul difuzoarelor de putere relativ mare (peste 6—8 W). La difuzoarele mici soluţia adoptată este cea a ştanjării din tablă, ceea ce conduce la un preţ de cost mai scăzut..

Se mai pot confecţiona şasiuri de difuzor din bachelită, însă în acest caz sînt necesare prese mari, debitul acestora fiind destul de redus, iar precizia de realizare a dimensiunuilor propuse destul de mică.
Lipirea ondulaţiilor periferice ale membranei de marginea şasiului se face cu ajutorul unui lac. Pentru a evita orice fel de vibraţii parazite, peste marginea ondulaţiilor periferice se lipesc nişte sectoare care pot fi din pîslă, carton sau plută.