репродуцированного, то Pi д. б. равно к-р~ во всей области передаваемых частот, и к д. б. независимым пи от частоты, ни от интенсивности. Кроме того, во всей указанной области Г. не должен иметь резко выраженных резонансных частот. Второе из упомянутых условий кладет предел усилению токов, подводимых к Г.

В сущности, всякий Г. выполняет то же, что и телефон: превращает электрическ. колебания в акустические (см. Телефон). Поэтому он должен иметь две части: электрическую систему с вибрирующим механизмом, где электрич. колебания превращаются в ме-ханич., и акустич. систему, служащую для излучения звуковой эпергии. По конструкции акустич. части Г. делятся на рупор-и ы е, где излучателем звуковой энергии служит рупор, и безрупорные (или д и ф ф у 3 о р н ы е), где звуковая энергия излучается непосредственно вибрирующим механизмом, к-рый имеет в этом случае большую поверхность (диффузор). По конструкции электрической части Г. делятся на электромагнитные, электродинамические и электростатические .

Электромагнитные Г. имеют, как и телефон, вибрирующий механизм в виде железной мембраны, которая колеблется под действием переменного магнитного поля, создаваемого телефонным током, проходящим после усиления но обмоткам электромагнитов (фиг. 1). Искажения в этой системе могут обусловливаться:

1) Резонансом мембраны; для ослабления резонансных свойств мембрана должна обладать большим затуханием; кроме того, резонанс мембраны должен лежать вне об.яа-сти передаваемых частот. Так как собственная частота мембраны повышается с увеличением ее упругости и с уменьшением ее

алюсы \ / с разговори,

магнитов Катушки током

Регумровка

Фиг. 1.

Фиг. 2.

массы, ТО частоту мембраны можно понизить, увеличив массу и уменьшив упругость (большие тонкие мембраны), или же повысить, уменьшив массу и увеличив упругость. Но в первом случае прогиб мембраны оказывается слишком большим, и при сильных токах мембрана может касаться магнита, а во втором (малые мембраны)-ее амплитуды оказываются слишком малыми. Благодаря своей легкости, могут применяться и мембраны из немапштного материала (слюда, алюминий, целлюлоид) с железным якорем.

2) Если переменное магнитное поле велико сравнительно с дополнительным постоянным, то возникает удвоение частоты (октава); этот недостаток устраняется применением сильных постоянных магнитов.

3) При больших амплитудах мембраны упругая сила, которая уравновешивает отклоняющее действие магнитного поля, оказывается непропорциональной току, создающему переменное магнитное ноле, вследствие чего появляются добавочные частоты. Непропорциональность между отклонениями мембраны и силой тока, проходящего по обмоткам электромагнитов, является причиной наиболее существенных искажений звука. Поэтому чистая репродукция возмолс-на лишь при малых амплитудах мембраны. Ради возможности применять большие мембраны с относительно большими амплитудами, мембрану скрепляют с якорем, находящимся в сбалансированном положении между полюсами сильного магнита (фиг. 2). Наконечники магнита состоят из листов мягкого железа, на к-рые надета обмотка для телефонного тока. Якорь укреплен в одной точке и, находясь в однородном ноле, совершает отклонения, пропорциональные изменениям тока (и по.тя). Таким сим-метричньш (двусторонним) вибратором снаб-ж:еи рупорный Г. Государств, электротехнического треста заводов слабого тока- Аккорд ; несимметричным (односторонним) вибратором снабжен маломощный рупорный Г. того же треста- Лилипут .

Т.к. мембрана сама по себе излучает мало звуковой энергии, то все мембранные Г. спабкают рупором. Его прямое назначение излучать акустич. энергию в окружающий воздух. Он играет в Г. ту же роль, что антенна в радиопередатчике; поэтому мембрану без рупора мож;но сравнить с замкнутым колебательным контуром без антенны. Таким образом, рунор позволяет и при малых амплитудах мембраны получить достаточную громкость звука. Рупор заканчивается камерой, в которой помещена мембрана. При движениях мембраны, в узком конце рупора создаются большие скорости движущихся частиц воздуха. Для получения возможно больших скоростей прилежащее к мембране отверстие рупора д. б. возможно узким; точно так же и камера, в к-рой заключена мембрана, д. б. возможно малой; в противном случае воздух в этой камере при движениях мембраьшг будет лишь периодически сжиматься, а не вгоняться в отверстие рупора, что необходимо д.тя создания больших скоростей. Предел уменьшению камеры и сужению отверстия кладется уве-личеьшем внутреннего трения. Рунор, являясь нагрузкой мембраны, увеличивает ее затухание, что благоприятно в отношении ослабления ее резонансных свойств и необходимо для увеличения излучаемой ею звуковой мощности. Вместе с тем, благодаря нагрузке, несколько понижается собственный тон мембраны, так как сопротивление, создаваемое камерой и рупором, увеличивает массу воздуха, колеблющегося вместе с мембраной, что эквива-тентио увеличению массы самой мембраны.

Т. к. рупор сам по себе представляет резонатор, то он может иметь собственные частоты, искажающие репродукцию. Собственные тоны возникают при отражении звуковых волн (образовагше стоячих волн в рупоре) на внешнем отверстии рупора или в

Фиг. 3.

местах его внезапных расширений или сужений. Поэтому чем более плавно расширяется рупор и чем больше его наружное отверстие, тем слабее в нем резонансные явления. Наиболее выгоден в этом отношении рупор, у которого поперечное сечение возрастает по закону показательной кривой А = Ае {А---поперечное сечение на расстоянии х, -поперечное сечение узкого отверстия и В - константа). Длинные звуковые волны претерпевают более сильное отражение на конце рупора, чем короткие, поэтому рупор резонирует на низкие частоты (и их гармоники). Чем длиннее рупор, тем ниже его собственная частота; поэтому, для увеличения длины, рупор делают изогнутым или придают ему форму, показанную на фиг. 3. Если резонанс рупора ниже резонанса мембраны, область равномерной передачи разных частот оказывается расширенной. Ниже некоторой

частоты, определяемой уравнением / = -J

(где а-скорость звука в cmIck), рупор не проявляет и.злучающего действия. Амплитуды звуковых ко-небаний на нек-ром расстоянии от мембраны, не снабженной рупором, оказываются (при одинаковом возбу-лодении мембраны) иропорциональными (/-частота). Наличие рупора уменьшает зависимость амплитуд от частоты и, в лучшем случае, делает их независимыми от /. Вообще рупор тем лучше, чем бо.пее равномерно распределены по частотам интенсивности даваемых им звуков (при условии одинакового возбунодения мевхбраны). На фиг. 4 показано распределение интенсив-ностей хорошего рупора (сплошная черта) и плохого (пунктир). Качества рупора тем выше, чем уже его внутреннее отверстие, чем шире его наружное отверстие и чем более плавно он расширяется. По мере расширения и укорочения рупора его резонансные свойства ослабляются, а излучение увеличивается, пока, наконец, он не нерейлет

Фиг. 4.

1 3 4 S а,.

В короткий конус с широким отверстием- чистый излучатель, лишенный резонансных свойств (диффузор). Рупор об.тадает направляющим действием, которое тем сильнее, чем короче излучаемые им волны. Звуковые В0.71НЫ, длины к-рых бсльше длины рупора, направляющего действия со стороны рупора не испытывают. Помимо резонанса, обусло-

вленного столбом воздуха в рупоре, возможен резонанс, вызванный вибрациями стенок рупора и его арматурой; если рупор сделан из достаточ?го твердого материала, это явле1ше незначительно.

Электродинамические Г. Наиболее существенный недостаток электромагнитных Г.-непропорциональность между отклонениями мембраны и током (при больших амплитудах) - отсутствует в электродина-мич. Г., где вибрирующим механизмом является проводник с током, находящийся в переменном магнитном поле. В этих Г. собственная частота вибрирующих частей зависит .лишь от их массы и упругости, но не

от магнитного поля. В электродинамическ. Г. разговорный ток проходит по скрепленной с легкой немагнитной мембраной катушке, находящейся в узком мелодуполюсном пространстве постоян. э.лектромагнита. На фиг. 5 показана схема Г. Магнавокс . Мембрана жестко скреплена с катушкой, навернутой на целю.ллоидном барабанчике, находящемся в межно.люсном пространстве NS.

iпост, тот Фиг. 5.

--Обмотка пост, тока

Фиг. 6.

Фиг. 7.

Разговорный ток подводится к катушке (сопротивление к-рой 10 ft) от анодной цепи последней усилительной лампы через сни-нсающий трансформатор. На фиг. 6 показана схема Г. Гомон . Здесь вибрирующей частью является шелковый конус с навернутой алюминиевой проволокой, по к-рой проходит разговорный ток. Колебания воздуха передаются через отверстия рупору. Другой тип электродинамич. Г. представляет собою ленточный Г. конструкции Сименса-Шотки. В нем вибрирующим механизмом является очень тонкая гофрированная алюминиевая лента (вес-несколько мг на 1 см поверхности), подвешенная в постоянном магнитном по.те напряженности ок. 10 ООО гаусс (фиг. 7). Примерные размеры ленты: длина 10 cjh, ширина 10 мм, толщина 10вес 30 мг. По ней пропускается усиленный разговорный ток (максимум 10 А), под влиянием к-рого лента колеблется в направлении, перпендикулярном магнитному полю (максимальная амплитуда---5 мм). Хотя масса ленты очень мала, но и упругость ее весьма ничтожна; поэтому собственная частота ленты лежит вне пределов передаваемых частот. Этот Г. даст чистую передачу и для увеличения из.?1учаемой звуковой мощности тоже

99999999�

so/ \ffO°

снабжается рупором. Главный недостаток такого громкоговорителя-непрочность ленты.

В безрупорных (ди(1)фузорных) Г. излучателем с.тужит сама вибрирующая мембрана, имеющая больщую поверхность, которая в большинстве с.ччаев делается конической. Вибрирующий конус имеет загнутую эластичн. закраину, позволяющую ему двигаться целиком (как поршень). По конструкции электрической части безрупорпые Г. делятся на те же типы, что и рупорные. В электромагнитных Г. вершина конуса жестко скрепляется с якорем электромагнитного вибрирующего механизма, симметричного двустороннего (ках Рекорд Треста з-дов слабого тока) или несимметричного одностороннего (как ДП того же треста). Конус м. б. вогнутым, выпуклым или двусторонним. На электродинамич. принципе основан безрупорный Г. Риггера, квадратная мембрана к-рого (от 20x20 см и до 50x50 см) движется вся, как поршень, перед системой постоянных магнитов. Резонансная частота мембраны ниже предела передаваемых частот, и этот Г. дает наиболее чистую передачу, обладая заметным направляющим действием, особенно резко-сказывающимся на коротких звуковых волнах, как это можно видеть на фиг. 8. Безрупорные Г.могут быть основаны такле на э л е к-тростатич. принципе. Очень тонкая (0,02-0,03 мм), легкая мембрана (слюда или шелк, покрытые слоем металла, алюминий, листовое золото), расположена на расстояшп! нескольких сотых долей мм от неподвижной металлич. пластинки, к ним приложено высокое напряжение (600-800V). Если напряжение меняется так, как меняется разговорный ток в усилителе, то легкая мембрана, вибрируя, дает звук. Преимущество этого Г.-возможность применять очень тонкие и легкие мембраны, так как по ним ток не передается; т. о., собственная частота мембраны м. б. сделана очень малой. Недостаток его - необходимость высокого напряжения и хоропхей изоляцрги. При мембране в.400 см, расстоянии пластин в 0,5 мм, постоянном напряжении в 1 ООО V и массе мембраны 2 г, Г. излучает постоянную звуковую мощность в 0,7-10~з W в области частот приблизительно от 150 до 2 500 пер/ск. (при переменном напряжении на его обкладках ок. 100 V). Массоле, Фогт и Энгль, разрабатывая говорящую фильму ( Триер-гон ), конструировали электростатический Г. из трех слюдяных пластин, предназначен, каждая для воспроизведения различных областей частот; эти мембраны, для ослабления резонанса в данной области, были снабжены соответственно подобранными и наложенными па них эксцеитрич. кольцами.

Фиг. 8.

Аналогично работает Г. конструкции Рей-ца. Он состоит из тонкой резиновой мембраны, на одной стороне которой удерживаются клеем мелкие угольные зерна. Эти зерна служат одной из обкладок конденсатора; второй обкладкой является неподвижная металлическая пластина, помещенная на близком расстоянии от резиновой мембраны,

Фиг. 9.

со свободной от угля стороны. Под действием переменного напряжения той или иной частоты резиновая мембрана прогибается отдельными участками, в зависимости от массы зерен, находящихся на тохм или другом ее участке. Этот тип электростатич. Г. работает при дополнительном постоянном напряжении 100-300 V.

На электростатич. же принципе германской фирмой Хута сконструирован Г., основанный иа явлении Ионсена и Рабека, состоящем в том, что при высоких напряжениях проводник и полупроводник притягиваются друг к другу. Схема этого Г. дана на фиг. 9. Мембрана М скреплена с металлической лентой В, лежащей на вращающемся на оси D агатовом валике А. К валику и ленте при-ножено постоянное иапряже-иие Е, заставляющее ленту притягиваться к валику. Валик отчасти увлекает ленту и создает натяжение мембраны. Если через трансформатор Т передается от усилителя еще дополнительное напряжение, создаваемое разговорным током, то сила взаимного притяжения меняется; изменяется и сила трения между валиком и лентой, а вместе с тем меняется и сила, натягивающая мембрану,-т. о. мембрана начинает ко-тхебаться. Для увеличения звуковой отдачи Г. снабжают рупором. Недостаток такого Г.-непостоянство силы трения, зависящей от состояния трущихся поверхностей. Электростатич. Г. вообще широкого применешш не имеют.

Кпд Г. вообще мал-ок. 1-2%, при чем большая часть энергии расходуется в элек-тромап-гатной части (около 76%) и меньшая (ок. 23%)-в акустической. Наибольшим кпд обладает безрупорный электродинамический Г. конструкции Риггера-в нем кпд доходит до 10%. Экспериментальные сравнения разных систем Г. показали, что этот Г. в настоящее время-лучший из Г. в отношении