электродинамический преобразователь "комаг"

Формула изобретения

Электродинамический преобразователь, например, в громкоговорителе, содержащий подвижную систему, включающую диффузор со звуковой катушкой переменного тока, размещенной в радиальном цилиндрическом зазоре магнитной цепи, включающей кольцевой постоянный магнит и цилиндрический керн, отличающийся тем, что керн выполнен в виде постоянного магнита, ось намагниченности которого развернута на 180^o относительно оси намагниченности кольцевого магнита, при этом, в зазоре сформированы два параллельных радиальных постоянных магнитных потока противоположных направлений, а звуковая катушка выполнена на каркасе в виде двух секций с одинаковым числом витков и противоположным направлением намотки, при этом каждая секция размещена в зазоре магнитной цепи соответственно в зоне одного из двух магнитных потоков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к электродинамическим преобразователям, например громкоговорителям.

Известны электродинамические громкоговорители прямого излучения, нашедшие наибольшее промышленное применение, действие которых основано на движении в постоянном магнитном поле катушки, питаемой переменным током [1] (Устройство принято за прототип).

Известная конструкция электродинамического громкоговорителя в своей основе содержит:

- подвижную систему, включающую диффузор, выполненный в виде оболочки вращения за одно целое со звуковой катушкой и закрепленный на диффузородержателе эластичными элементами - подвесом и центрирующей шайбой с возможностью осевого колебания системы;

- магнитную цепь, формирующую радиальный цилиндрический магнитный поток, содержащую постоянный магнит кольцевой формы, стальной цилиндрический керн и стальную кольцевую шайбу, образующую с верхней частью керна кольцевой воздушный зазор, в котором размещена звуковая катушка, выполненная на цилиндрическом каркасе изолированным проводником.

Известный электродинамический громкоговоритель представляет собой сложный электромеханоаккустический преобразователь, в котором происходит преобразование знакопеременного электрического сигнала в знакопеременную механическую силу в системе "магнитная цепь + звуковая катушка", которая определяет параметры звукового давления устройства.

Звуковое давление, в основном форма его амплитудно-частотной характеристики, является главным критерием или электроакустическим параметром качества громкоговорителя.

Одним из основных недостатков известных электродинамических громкоговорителей является возникновение в них сложных нелинейных явлений, искажающих при воспроизводстве входной сигнал, в системе "магнитная цепь + звуковая катушка", в виде реального музыкального или речевого сигнала и субъективно оцениваемых как "призвук".

Эти нелинейные искажения вызваны в основном противодействием тока противоЭДС основному току. ПротивоЭДС неизбежно индуцируется в витках звуковой катушки при изменении основного тока.

Указанные недостатки стимулировали поиск новых нетрадиционных технических решений.

Предложенное техническое решение направлено на улучшение параметров, определяющих качество электродинамического преобразователя и увеличение звукового давления.

Задача по улучшению качества звука решается за счет значительного уменьшения нелинейных искажений формы амплитудно-частотных характеристик звукового давления.

Согласно изобретению в электродинамическом преобразователе, например в громкоговорителе, содержащем подвижную систему, включающую диффузор со звуковой катушкой переменного тока, размещенной в радиальном цилиндрическом зазоре магнитной цепи, включающей кольцевой постоянный магнит и цилиндрический керн, керн выполнен в виде постоянного магнита, ось намагниченности которого развернута на 180^o относительно оси намагниченности кольцевого магнита, при этом в зазоре сформированы два параллельных радиальных постоянных магнитных потока противоположных направлений, а звуковая катушка выполнена на каркасе в виде двух секций с одинаковым числом витков и противоположным направлением намотки, при этом каждая секция размещена в зазоре магнитной цепи соответственно в зоне одного из двух магнитных потоков.

Технический результат выражается практически в исключении нелинейных искажений механических колебаний звуковой катушки с диффузором и увеличении механической силы, определяющей звуковое давление, без соответствующего развития электромеханических параметров устройства.

Двухсекционное выполнение звуковой катушки с противоположным направлением намотки секций одинаковым числом витков компенсирует противоЭДС, индуцируемые в каждом витке основным переменным током, и исключает появление новых спектральных составляющих, искажающих временную структуру входного электрического сигнала в процессе преобразования его в механические колебания.

Рационально при этом решается проблема использования изобретения в серийно выпускаемых громкоговорителях практически без изменения технологии производства.

Это позволяет сделать вывод о нетрадиционном решении разработки устройства, его новизне, изобретательском уровне и не вызывает проблем реализации в условиях предприятий, выпускающих аналогичные устройства.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, поясняются чертежами, где на фиг.1 представлено осевое сечение громкоговорителя, на фиг.2 - схема магнитной цепи.

В корпусе 1 коаксиально установлены кольцевой 2 и цилиндрический 3 постоянные магниты с взаимно развернутыми на 180^o осями намагниченности, которые формируют два параллельных радиальных магнитных потока противоположных направлений 4, 5. В образованном магнитами цилиндрическом зазоре 6 размещена на каркасе 7 звуковая катушка 8 в виде двух секций 9, 10 с одинаковым в каждой секции числом витков и противоположным направлением намотки. Каркас 7 жестко соединен с диффузором 11 и центрирующей шайбой 12.

Устройство работает следующим образом. При протекании переменного электрического тока по секциям звуковой катушки 6 его магнитное поле будет взаимодействовать с постоянными магнитными потоками, сформированными постоянными магнитами 2, 3. Результатом этого взаимодействия будет возникновение осевых переменных механических сил, действующих на секции звуковой катушки. Так как направления намоток секций взаимно противоположны и направления магнитных потоков тоже взаимно противоположны, то по правилу Ленца "левой руки" направления осевых механических сил, действующих на каждую секцию звуковой катушки, будут совпадать.

В это же время, при изменении значения основного тока по модулю, в каждом витке неизбежно будет индуцироваться противоЭДС, ток которой противоположен по направлению основному току и препятствует его изменению. Так как катушка выполнена из двух секций с одинаковым числом витков, но противоположным направлением намотки, то вышеуказанная противоЭДС компенсируется.

Таким образом, громкоговоритель преобразует электрическую энергию в энергию звуковой волны, а частоты излучаемых им звуковых волн, лишенные нелинейных искажений, с повышенной степенью точности воспроизводят входной электрический сигнал.

Источник информации.

1. И. А. Алдошина. Электродинамические громкоговорители, М., "Радио и связь", 1989.