|
Конечным звеном звуковоспроизводящего аппарата, преобразующим электрические колебания звуковой частоты в колебания акустические, является динамическая головка. Одна или несколько динамических головок в соответствующем акустическом оформлении представляют громкоговоритель или акустическую систему (АС). АС может быть встроена в корпус аппарата или иметь выносную конструкцию. Если весь диапазон воспроизводимых звуковых частот (вся полоса) в данной АС воспроизводится одной динамической головкой или группой одинаковых головок, то такая АС называется однополосной, а входящая в ее состав головка — широкополосной. В АС более высокого качества диапазон воспроизводимых частот разбивают на две или три полосы, каждая из полос воспроизводится отдельной головкой (группой головок). Динамические головки для работы в многополосных АС имеют специальную конструкцию и разделяются на низкочастотные (31,5 — 5000 Гц), среднечастотные (200 — 5000 Гц) и высокочастотные (2000—25000 Гц). В качестве низкочастотной или среднечастотной может быть использована широкополосная головка. Разделение звукового диапазона на полосы производится разделительными LC фильтрами. В состав активных АС входит усилитель мощности и источник питания.
В подавляющем большинстве случаев конструкция динамической головки состоит из диффузородержателя (корпуса) с укрепленными на нем подвижной и магнитной системами. Подвижная система состоит из бумажного, металлического, полимерного или многослойного диффузора со звуковой катушкой, находящейся в кольцевом зазоре магнитной системы. К диффузородержателю подвижная система крепится при помощи воротника и центрирующей шайбы. Воротник может выполняться в виде гофрированной части диффузора или изготавливаться из резины или полимерного материала. Диффузор среднечастотных и высокочастотных головок может быть выполнен в виде купола и не иметь центрирующей шайбы.
Реже применяются изодинамические головки. Подвижная система такой головки выполнена из тонкой полимерной пленки с нанесенной на нее методом вакуумного напыления звуковой катушкой. Магнитная система выполнена на основе стержневых магнитов, установленных по сторонам подвижной системы. Изодинамические головки обладают хорошими характеристиками и применяются в некоторых типах высокочастотных головок и стереотелефонов. Стереотелефоны, кроме изодинамических, могут быть изготовлены на основе малогабаритных широкополосных динамических головок и головок с купольным диффузором.
Высококачественные АС в последнее время комплектуются электростатическими головками. Такие головки чаще используют в среднечастотной и высокочастотной полосах. Электростатическая головка изготовлена в виде тонкой металлизированной полимерной пленки, по сторонам которой установлены перфорированные электроды. Такая система образует конденсатор, одной обкладкой которого является металлизация пленки, а другой — электроды. Пленка колеблется под действием напряжения звуковой частоты. Для устранения искажений на головку подается поляризующее напряжение. Для питания электростатической головки требуется значительное (порядка сотен вольт) напряжение, поэтому в АС установлены повышающие трансформаторы и источник поляризующего напряжения.
Основные параметры динамической головки: номинальная мощность, полоса воспроизводимых частот, номинальное сопротивление звуковой катушки постоянному току.
Система из двух динамических головок, приведенная на рисунке, часто применяется в простых звуковоспроизводящих аппаратах . Головка ВА2, имеющая частотную полосу 80 — 12500 Гц, подключена непосредственно к выходу усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ) и используется в качестве широкополосной. Головка ВА1 (3150—20000 Гц) подключена через конденсатор С1 и дополнительно воспроизводит высокие частоты.
Емкость конденсатора С1 подобрана так, чтобы на головку ВА1 попадали лишь частоты выше определенного предела, называемого частотой раздела. В нашем случае частота раздела составляет 3500 Гц.
Простейший фильтр, состоящий из конденсатора С1, не способен резко снизить уровень частот ниже частоты раздела, он их только ослабляет. Проникающие на головку ВА1 частоты, близкие к частоте основного резонанса головки (3000 Гц), вызывают паразитные резонансные колебания диффузора, что снижает качество воспроизведения звука. Для ослабления проникания частот между полосами применяют более сложные фильтры.
Принципиальная схема трехполосного разделительного фильтра с небольшими изменениями применяется в AC: 35АС-1, 35АС-212 (S-90), 35АС-012, 35АС-016. Частота раздела между низко- и среднечастотной полосами — 500 Гц, между средне- и высокочастотной — 5000 Гц.
Низкочастотная головка ВА1 (30—1000 Гц) подключена к выходу УМЗЧ через фильтр верхних частот (фильтр снижает уровень частот выше 500 Гц) L2, С5—С7, С9, С10. Высокочастотная головка ВАЗ 5000-25000 Гц) подключена к УМЗЧ через фильтр нижних частот (фильтр снижает уровень частот ниже 5000 Гц) CI, LI, С2. Среднечастотная головка ВА2 (200 — 5000 Гц) подключена к УМЗЧ через полосовой фильтр (фильтр снижает уровень частот ниже 500 Гц и выше 5000 Гц) СЗ, L3, С4, L4.
Пять конденсаторов цифры 5 на схеме С5 —С7, С9, С10 емкостью по 20 мкФ соединены параллельно, их общая емкость — 100 мкФ. Величина индуктивностей и емкостей каждого фильтра рассчитана на
определенную нагрузку, которую создают сопротивления звуковых катушек динамических головок. Для компенсации изменения сопротивления звуковой катушки головки ВА2 от частоты, применена цепочка С8, R7. Переключателями S1 и S2 можно изменять уровень звукового давления (уровень громкости головок ВА2 и ВАЗ но отношению к головке ВА1), что приводит к изменению тембра АС. Переключателями тембра подстраивают звучание АС к акустическим особенностям помещения, в котором она установлена. Величины сопротивлений резисторов делителей R3, R4, R5, R6, R8, R9, R10, R11 подобраны так, чтобы при всех переключениях нагрузка на фильтры не изменялась.
Отсутствие или искажение звучания АС вызываются неисправностью УМЗЧ или самой АС. Проверить исправность АС можно омметром или подключением ее к исправному усилителю (другому каналу стереофонического усилителя). При отсутствии звучания проверить разъем ХР и шнур от разъема к полосовому фильтру. Искажение звучания чаще всего вызывается неисправностью одной из головок или ослаблением крепления головки к корпусу АС. Вибрация работающих головок иногда приводит к разрушению пайки между проводами от фильтра и лепестками выводов звуковой катушки.
Замена неисправной головки производится с учетом полярности. Полярность головки на принципиальной схеме обозначена знаком +» на корпусе головки этот знак нанесен около плюсового вывода звуковой катушки. Плюсовой вывод может быть обозначен краской (точка) или углублением в корпусе головки.
Если диффузоры головок колеблются одинаково, то головки включены синфазно, если в противоположные стороны — противофазно. В нашем случае головки ВА1 и ВА2 включены синфазно, а головка ВАЗ — в противофазе к ним. В АС, имеющих группы одинаковых головок, все головки группы включаются синфазно. Стереофонические АС подключаются к УМЗЧ синфазно, это надо учитывать при ремонте неисправного разъема или замене соединительного шнура. В аппарате, имеющем одну головку, при ее замене полярность можно не соблюдать.
Все соединения корпуса АС с фазоинвертором или закрытого типа герметизируются поролоновыми прокладками и специальной мастикой. При ремонте корпуса АС или замене головки необходимо восстановить нарушенную герметизацию пластилином и плотно затянуть все винты и шурупы.
Возможные неисправности динамических головок:
Головка не работает. Причины: сгорела звуковая катушка; обрыв в гибких проводниках или соединениях.
Головка работает с искажениями, особенно на большой громкости. Причины: поврежден диффузор; подвижная система деформирована, отчего звуковая катушка задевает за детали магнитной системы; в зазор магнитной системы попали посторонние частицы; сползли витки звуковой катушки из-за некачественной проклейки и задевают за детали магнитной системы.
Мелкие повреждения диффузора надо заклеить резиновым клеем, но диффузор будет работать хуже, чем неповрежденный. Чтобы очистить зазор магнитной системы от посторонних частиц, необходимо сначала снять защитный колпачок или купол, приклеенный в центре диффузора. Растворить клеевой шов, соединяющий колпачок с диффузором, можно ацетоном или растворителем на его основе. Растворитель наносится несколько раз по периметру колпачка спичкой или тонкой кисточкой. Очистить зазор магнитной системы можно полоской из плотной тонкой бумаги или фотопленки. Магнитные частицы надо извлекать, приклеивая их к липкой ленте. По окончании ремонта приклеить защитный колпачок на место.
Для установки остальных видов неисправности головки снимается подвижная система, для чего необходимо отпаять гибкие проводники от лепестков, затем растворителем отклеить защитный колпачок, растворить клеевые швы между диффузородержателем, воротником диффузора и центрирующей шайбой, затем снять подвижную систему. Сгоревшую или поврежденную звуковую катушку необходимо перемотать. Количество слоев намотки, витков провода в слое и диаметр провода должны быть такими же, как у неисправной катушки. В противном случае сопротивление новой звуковой катушки будет отличаться от необходимого, что недопустимо. При намотке надо вставить в каркас звуковой катушки оправку соответствующего диаметра.
Перед сборкой головки смазать клеем «Феникс», «Момент-1» или «88» необходимые места диффузородержателя, установить подвижную систему и поместить в зазор между керном магнитной системы и каркасом звуковой катушки центрирующую полоску из тонкой бумаги, свернутой в кольцо. Затем установить головку подвижной системой вверх до застывания клея, вынуть центрирующее кольцо и проверить, не задевает ли звуковая катушка за детали магнитной системы, после чего приклеить защитный колпачок и припаять гибкие проводники. Такой, достаточно сложный, ремонт целесообразно проводить для дефицитных мощных низкочастотных и широкополосных головок.
При замене неисправной головки на головку другого типа учитываются допустимая мощность головки, сопротивление звуковой катушки, диапазон воспроизводимых частот, установочные и габаритные размеры. Для головки, входящей в состав АС, надо учитывать развиваемое ею стандартное звуковое давление (чувствительность). Чем выше этот параметр, тем громче звучит головка при прочих равных условиях, т. е. такая головка имеет более высокий КПД.
Основные параметры УМЗЧ, учитываемые при его совместной работе с АС — максимальная выходная мощность при рекомендуемой нагрузке, полоса эффективно усиливаемых частот, коэффициент нелинейных искажений (коэффициент гармоник) на номинальной мощности, выраженный в процентах. Чем шире полоса усиливаемых частот и ниже уровень гармоник, тем выше качество усилителя. Изменение величины сопротивления нагрузки, изменяет такие параметры усилителя, как максимальная выходная мощность, уровень гармоник и усиление самых низких частот. Например, при подключении к УМЗЧ с рекомендуемым сопротивлением нагрузки 8 Ом АС, имеющей сопротивление 16 Ом, несколько снизится максимальная выходная мощность усилителя и уровень гармоник, а также улучшится усиление низких частот. Подключение АС с сопротивлением 4 Ом может при работе на максимальной мощности вывести УМЗЧ в аварийный режим и несколько ухудшать остальные параметры.
АС в свою очередь должна иметь рекомендованное для данного УМЗЧ сопротивление и допустимую мощность не ниже, чем максимальная мощность УМЗЧ, полоса эффективно воспроизводимых частот должна быть не уже, чем полоса частот, усиливаемых УМЗЧ.
От качества АС, в основном, зависит качество звуковоспроизведения, поэтому выбору АС надо уделить особое внимание.
Г.А. Волонцевич; «Бытовую радиоэлектронику ремонтируем сами» 1991г.
|
