О коррекции добротности динамических головок

Добротность динамической головки влияет на её импульсные характеристики. Особенно это существенно для низкочастотных головок, работающих с заходом в область механического резонанса – прежде всего, сабвуферных. Акустическим оформлением можно воздействовать на добротность громкоговорителя, но лишь в сторону повышения. Пропорционально растёт при этом и частота механического резонанса, поэтому конструкторам сабвуферов приходится ориентироваться на низкодобротные головки с низкой частотой резонанса.

Q_ts = (Q_ms • Q_es) / (Q_ms + Q_es)

Дополнительные возможности коррекции появляются в случае использования двухобмоточных головок. Вопреки устоявшемуся мнению их добротность не зависит от схемы соединения обмоток – при параллельном соединении BL уменьшается вдвое, но вдвое растёт и ток, отдаваемый усилителем в нагрузку, поэтому «мощность» привода остаётся постоянной. Это подтверждается результатами измерений в редакционной лаборатории.

Если использовать только одну обмотку, электрическая добротность головки возрастает вдвое. Поскольку у современных головок полная добротность определяется в основном электрической составляющей, она также вырастет почти в два раза.

А что делать с «холостой» обмоткой, оставшейся не у дел (Гусары, молчать!)? Для неё тоже есть работа. При перемещении звуковой катушки в магнитном зазоре в этой обмотке наводится ЭДС, то есть она становится генератором напряжения. Безусловно, некоторая часть напряжения будет трансформирована от рабочей обмотки, но из-за малой индуктивности обмоток эффективность этого «трансформатора» на частотах ниже 100 Гц будет близка к нулю. Поэтому будем считать, что «холостая» обмотка – «чистый» генератор.

Если к этому «генератору» подключить нагрузочное сопротивление, то протекающий по обмотке ток будет создавать торможение – то есть демпфировать перемещение диффузора. Осталось выяснить, насколько эффективен этот метод.

В эксперименте приняла участие головка Audison Prima с F_S = 32,7 Гц и R_E  = 3,2 Ом, а также древний проволочный реостат изрядной мощности. Результаты измерений – в таблице.

При уменьшении сопротивления шунта, вплоть до короткого замыкания «холостой» обмотки, механическая добротность снижается в 2,6 раза. Электрическая, правда, при этом растёт – но всего в 1,8 раза, так что можно добиться снижения полной добротности на целых 16%. Это не фантастический показатель, но важнее то, что метод позволяет «приручить» резонансный горб на Z-характеристике, при этом стабилизируется нагрузка усилителя.

Замыкание выводов «холостой» обмотки накоротко не означает короткого замыкания на выходе усилителя – индуктивная связь обмоток на низких частотах практически отсутствует. Однако шунтовые сопротивления должны иметь мощность рассеяния, соответствующую мощности усилителя.

Как вариант, можно использовать нелинейное сопротивление – лампу накаливания. Сопротивление холодной нити минимально, поэтому при малой амплитуде перемещения диффузора, когда ЭДС мала и лампа не светится, демпфирование будет максимальным, то есть лампа может снизить остаточные колебания диффузора. Бонус – бесплатная «цветомузыка».

Необходимые характеристики шунта можно получить, используя комбинированое соединение ламп. Однако это тема следующего эксперимента.

Автомобильные лампы в режиме нелинейного сопротивления (А. Павлов, Челябинск). Точкой отмечено начало свечения