ダイナミックスピーカー（スピーカー）の設計と特性。スキーム、説明

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ダイナミックスピーカー（スピーカー）の設計と特性。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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典型的なダイナミックスピーカー (スピーカー) の設計と特性を考えてみましょう。

外形寸法 - 通常、ディフューザーの直径に関しては5〜30 cmで、重量は寸法に対応します。

ダイナミックスピーカー（スピーカー）の設計と特性。断面のスピーカー

ダイナミックスピーカー（スピーカー）の設計と特性。スピーカー正面図

ディフューザー - これは音を出します。ディフューザーの素材は、ほとんどの場合、消費者モデル向けに含浸されたプレス紙 (セルロース) です。主なことは、ディフューザーが動作中に変形しないことです。自動車に搭載されるモデルには、吸湿性が少なく、十分な剛性を備えた発泡プラスチックがよく使用されます。高価なモデルの場合、ディフューザー素材の選択の幅は広くなり、主に開発者の「急峻さ」によって決まります。アルミニウム製のディフューザーの製造が流行しており、複合材料 (サンドイッチ) がよく使用されます。

波形 - それを通してディフューザーはフレーム本体（ディフューザーホルダー）に取り付けられます。成形時にディフューザーと一緒に成形することも、別の素材（ラテックス、ポリウレタンフォーム）とは別に作成することもできます。重要なことは、動作中のディフューザーの動きに対する抵抗を最小限に抑える必要があることです。多くの場合、紙の波形には、柔軟性を高めると同時に寄生共振振動を減衰させるために特別な化合物が含浸されています。通常、波形はディフューザーホルダーに接着されていますが、以前はクランプリングで固定するデザインもありました。

磁気システム - コイルが移動する磁場を作成します。明らかに、この磁場が強いほど、スピーカーの「叫び声」が大きくなるため、設計者は高効率の磁性材料を使用する傾向があります。衝撃、磁気システムの自己分解、高温の場合、特性が不可逆的に劣化する可能性があります。場合によっては、磁気システムが上からシールドされていることがあります (たとえば、テレビやモニターに組み込まれたスピーカーの場合)。以前は、磁場を増幅するために、補助電源から電力を供給されて磁気システムに追加のコイルが巻かれる設計がありました。

カーン - コイル内の磁場を伝達しますが、それ自体が磁化されるべきではないため、磁気的に柔らかい材料で作られています。

コイルフレーム - コイルの「キャリア」は、磁場を遮蔽せず、最小限の質量を持つ、薄くて耐久性のある素材で作られています。古いデザインでは電気段ボールのみ、新しいデザインではアルミニウムです。

音声コイル - アンプによって生成された電力がアンプに供給されます。コイル有効抵抗 (DC):

2オームから (車のスピーカー用);

4 - 6 - 8 オーム （ごくありふれた）;

16～32オーム （経済的または特別な目的のため）。

コイルは通常、ラッカー絶縁の通常のワイヤで XNUMX 層に巻かれますが、特に強力な設計では、ギャップの効果的な充填を高めるために、ワイヤの断面を長方形にすることもできます。コイルはフレームに接着されています。品質の悪いサイジングやスピーカーに過負荷がかかると、一部のターンが内部で「ぶら下がり」、高品質のサウンド再生のカテゴリーに属さない音響効果が発生する可能性があります。前世紀には、特に多くのスピーカーの設計がそれを可能にしていたため、アマチュア無線家は独自にボイスコイルを巻き直していました。

センタリングワッシャー - タイトルから目的は明らかです。主なことは、ボイスコイルの動きを妨げず、通気性があることです。そうでないと、コイルが配置されている磁気システムの内部に閉じた容積が形成されます。しかし、スピーカーの音響設計を考えるとき、その害についてさらに思い出すことになるでしょう。洗濯機の素材は、含浸ガーゼのようなもので、消費財用、その他すべての専用品です。

高湿度やその他の悪影響により、位置合わせが乱れることがあります。スピーカーを分解しないと欠陥を取り除くことはできません。ディフューザーをそっと押して内部の音を聞くことで調整を確認できますが、そのような音は聞こえないはずです。

コイル端子 - 細い銅糸と絹糸を混ぜた特殊なワイヤー「見掛け倒し」を使用して行われます。結論としては、ディフューザーの動きを妨げるべきではありません。絶え間なく動くため、ボイスコイルのリード線にはんだ付けされている接触パッチ付近で破損する傾向があります。良い代替品は、被覆を剥いだ MGTF ワイヤです。長すぎるリードはコーンに擦れて、スピーカーに風味を加える興味深いサウンドを生み出す可能性がありますが、他のリスナーには評価されません。

ギャップ - ボイスコイルが動く磁気システムとコアの間のギャップ。ギャップが小さいほど、ギャップ内のインダクタンスが高くなり、スピーカーの効率が高くなります。

そこに磁性流体を導入することで、ギャップを増やさずにインダクタンスを増大させる試みが繰り返されてきた。しかし、これによりディフューザーの動きに対する抵抗が増大し、再生周波数の下限が上昇してしまいました。隙間にゴミが入ると音の歪みが発生するため、通常はキャップ（図示せず）で隙間を塞ぎます。同時に、キャップは高音周波数の再生を改善します。

フレーム - 彼女はフレームであり、ディフューザーホルダーです。安価なデザインではプラスチックから、消費財では打ち抜きシートから、より高価なデザインではアルミニウム合金から鋳造します。通常、空気を自由に移動させるためにフレームに「窓」がありますが、ツイーターではこれは必要ありません。フレームは非常に剛性が高く、共振せず、スピーカーをケースに取り付けるときに快適で、デバイスの幸せな所有者の目を楽しませる必要があります。

サウンドに直接影響する特性については次回の記事でお話します。

一般的なスピーカー設計の問題については説明しましたが、次にいくつかの珍しい設計を見てみましょう。

スピーカーコーンの形状は、最も先進的な要素として正確な円形です。

楕円形はサイズを小さくするだけで何のメリットもありません。そして日本人は、長方形のケースに非常にうまく収まる正方形のものを作ることさえできました。ディフューザーの素材は、日本酒で熟成させた樺の最薄材*****を使用しています。もちろん、真の美食家はこの装置を高く評価しています。

NASA (米国にあります) は、ジェミニ降下機のテストのために、メカニカルドライブを備えた直径 XNUMX メートルを超えるスピーカーを製造しました。その後、アトランタのディスコに移されました。本当の意味で芯まで震える怪物の響きだった。

高周波スピーカー (ツイーター) の場合、ディフューザーという概念は事実上存在せず、コイルに接着された球形のキャップによってサウンドが再生されます。質量を減らすために、キャップはシルク製、場合によってはベリリウム製、セラミック製、さらにはダイヤモンドのような透明な音を得るためにダイヤモンドコーティングが施されています。

静電サウンドエミッターは非常に限定されたエディションで生産されており、もはやスピーカーとは言えません。それらでは、ディフューザーの役割はスパッタされた箔を備えた薄膜によって果たされ、これらすべては1000ボルトの電圧で分極された巨大なコンデンサー内に配置されます。この設計は特別な音響設計を必要とせず、100 Hz を超える周波数で優れたサウンドを実現します。

私たちの国では、ISODYNAMICエミッターが製造されました。これもスパッタリングされた導体を備えたフィルムですが、すべてが5つの多極磁石の間に配置されています。 XNUMX kHz を超える周波数に最適なラジエーターです。

圧電セラミックラジエーターと珍しいスピーカーが一般的です (XNUMX ウェイまたは XNUMX ウェイラジエーターを備えたラジカセを参照)。私の猫は、Hi-Fi サウンド再生を主張するピエゾエミッターを一度も聞いたことがありません。それらはすべて Hi-Hi に分類できます。

そして最もエキゾチックなエミッターはイオノフォンです。それは、前世紀の 50 年代のどこかで、アマチュア無線家の創造性を示す全連合展示会で実証されました。空気イオンの流れは音の周波数によって調整されました。音質は賞賛を超えています。欠点 - 寸法が大きく、有害な空気のイオン化。外国では時々このようなエミッターを復活させようとしているようですが、直列化はしないでしょう。普通のスピーカーはもっとシンプルで安価で、音の違いを聞き取るには訓練された耳が必要です。耳を発達させる一連の練習についての特別記事が予定されています。

出版物: radiokot.ru

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