Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Нелинейные искажения в динамических головках

Вторая строка таблицы - зависимость эффективности электромеханического преобразователя головки от местоположения звуковой катушки при фиксированном токе через нее - силовой фактор.

Магнитное поле в кольцевом зазоре не является однородным. Величина магнитной индукции В максимальна в центре зазора и уменьшается у его краев (рисунок 10). В результате, при колебаниях катушки, не будет линейной зависимость между силой F и током I в звуковой катушке. Как показано в , при этом головка продуцирует существенные гармонические и интермодуляционные искажения с очень широким спектром. Особенно искажения заметны в области НЧ.

Традиционный метод снижения этого вида искажений - применение длинной звуковой катушки. Ее длина выбирается существенно больше высоты рабочего магнитного зазора. Искажения уменьшаются, если высота катушки превышает высоту зазора: hкат> hз. При этом условии выход части витков в более слабое поле сопровождается переходом витков другой стороны катушки в более сильное поле и величина F остается пропорциональна силе тока I. Однако увеличение катушки утяжеляет подвижную систему головки, снижая ее чувствительность. Кроме того, длинная катушка имеет большую индуктивность.

Рисунок 10 - Магнитная индукция В в магнитном зазоре магнитной системы головки громкоговорителя

Большинство современных высококачественных НЧ-СЧ головок имеют "длинные" звуковые катушки и, как следствие, невысокую чувствительность. Увеличение мощности магнита не позволяет поднять чувствительность, так как магнитное насыщение материала керна головки не позволяет существенно увеличить магнитный поток в рабочем зазоре. Поэтому чаще используют другой способ - снижение массы катушки (намотка ее алюминиевым проводом). Это позволяет получить заметный выигрыш в весе, поскольку алюминий легче меди в 3,3 раза, а его удельное сопротивление выше только в 1,65 раза. Намотка катушек шестигранным или плоским проводом увеличивает плотность намотки, что позволяет уменьшить длину намотки катушки и расположить ее в центре равномерного магнитного поля. Это уменьшает нелинейные искажения.

Термином "линейное смещение

" принято называть параметр, определяющий максимальное отклонение катушки от положения равновесия, при котором еще не происходит ее выхода за пределы магнитного зазора. Обычно для НЧ-СЧ головок амплитуда линейного смещения находится в интервале 2-7 мм. Понятие "линейное смещение" достаточно условно. В действительности силовой фактор изменяется при любой величине смещения катушки, уменьшаясь при ее движении наружу и сначала увеличиваясь, а затем уменьшаясь при смещении внутрь магнитной системы. Это связано с асимметрией магнитной системы. Асимметрия конструкции порождает асимметрию рассеянного магнитного поля (вне рабочего зазора), которое сосредоточено преимущественно внутри магнитной системы. Распределение поля схематично показано на рисунке 11а.

Рисунок 11 - Распределение поля внутри магнитной системы

Рассеянное магнитное поле, взаимодействуя с витками катушки, находящимися вне рабочего зазора, создает добавочный силовой фактор. Таким образом, когда катушка втянута внутрь, эта добавка существенно больше, чем при выдвинутой катушке. Такое асимметричное поведение силового фактора порождает значительные гармонические (в основном 2-я гармоника) и интермодуляционные искажения. Подобный недостаток присущ дешевым головкам. В более дорогих головках применяют различные меры для уменьшения и симметрирования рассеянного поля.

Один из наиболее простых и при этом достаточно эффективных методов - это применение керна Т-образной формы. Суть этого конструктивного решения показана на рисунок 12б. Такой керн уменьшает рассеянное поле и делает его более симметричным, однако за это приходится платить снижением чувствительности из-за уменьшения эффективного сечения керна.

Нелинейности, связанные с индуктивностью звуковой катушки

головки. Как известно, чем длиннее звуковая катушка, тем больше ее индуктивность. Эта величина не является фиксированной - ее значение зависит как от смещения катушки относительно положения равновесия (L(х)), так и от протекающего через катушку тока (L(i)). При втягивании звуковой катушки внутрь магнитной системы ее индуктивность возрастает, а при движении наружу падает.

Изменение индуктивности катушки при изменении тока связано с тем, что керн магнитной системы уже намагничен до состояния, близкого к насыщению полем постоянного магнита. Вследствие этого изменение магнитного потока в керне при сложении полей магнита и катушки оказывается меньше, чем при их вычитании, а это значит, что и индуктивность катушки будет вести себя также асимметрично при изменении направления тока в ней. Перейти на страницу: 1 2 3

Другие статьи по теме:

Многофункциональное приемопередающее устройство диапазона 433 МГц В настоящее время многие зарубежные и отечественные производители микросхем имеют в своей линейке продуктов однокристальные ресиверы или приемопередатчики с возможностью работы как с одн ...

Механизмы фотоаппарата В современном мире фотография является средством информирования людей о событиях в мире, средством научных исследований, видом искусства. Изобретение фотографии относится к 1839году. Че ...

Методика проектирования многослойной печатной платы 1. Погонная емкость сигнальных проводников . Число сигнальных проводников . Число потенциальных слоев . Технологические требования: 4.1. Пе ...