Устройство и принцип действия динамических головок громкоговорителем

Независимо от типа конструкции динамических головок, действие всех динамических головок основано на одном и том же принципе. Все динамические головки имеют в своей конструкции неподвижный магнит, подвижную проволочную катушку и легкий жесткий диффузор, прочно приклеиваемый к этой катушке. Когда через катушку, помещенную в магнитное поле постоянного магнита, течет переменный ток, она начинает совершать колебательное движение, которое передается диффузору, приводящему в движение воздух. Подвижная катушка динамической головки и наматывается специальным медным или алюминиевым проводом на поверхность тонкого каркаса, помещаемого в узкий магнитный зазор, в котором она может свободно перемещаться. Эта катушка удерживается в области сильного постоянного поля посредством специальных пружинящих гибких элементов, которые всегда стремятся вернуть ее в некоторое среднее положение. Если через катушку пропустить постоянный ток, то катушка вместе с каркасом сместится от среднего положения на расстояние, пропорциональное величине этого тока. Чтобы катушка могла совершать быстрые и сильные колебания, она должна быть предельно легкой и иметь как можно большее число витков, поэтому она наматывается очень тонким проводом. Но тонкий провод может выдержать весьма ограниченную силу тока. Если ток в катушке превосходит предельно допустимый, провод, которым намотана катушка, нагревается, отчего его изоляционный слой и каркас катушки постепенно сгорают. Для того, чтобы повысить мощность динамической головки, применяют различные методы отвода тепла, например, специальные вентиляционные отверстия или жидкие магниты - специальные жидкости с магнитными свойствами, циркулирующие во внутренней полости магнита и эффектно отводящие улавливаемое магнитом тепло катушки. Принципы действия высокочастотных и низкочастотных динамических головок одинаковы. Разница конструктивного исполнения этих головок объясняется различием воспроизводимых ими частотных диапазонов. Диффузор высочастотной головки должен иметь малую массу и площадь, и быть предельно жестким. Для того, чтобы этот диффузор при малой площади мог создавать высокое звуковое давление, его иногда помещают в специальную камеру, площадь выходного отверстия которой меньше площади диффузора. За счет разницы площадей диффузора и выходного отверстия камеры амплитуда создаваемого головкой давления возрастает. Такая конструкция высокочастотной динамической головки называется драйвером давления.

Диффузор драйвера давления должен быть чрезвычайно жестким и прочным, поэтому его изготавливают из специальных материалов - особо прочных пластмасс, алюминия или даже титана, и придают ему сферическую форму. Из-за сферичности диффузора драйвера, давления, создаваемые различными областями этого диффузора, имеют разные фазы. Чтобы скомпенсировать эту разницу фаз, в выходном отверстии располагают корректирующий вкладыш, который также способствует повышению создаваемого драйвером звукового давления. Если вы обратитесь в любую компанию, сдающую в аренду звукоусилительное оборудование, и спросите, насколько большой срок службы имеют динамические головки, вы будете удивлены, узнав, как часто они перегорают. Вы также сможете узнать, что основными причинами выхода из строя динамических головок являются превышение их допустимой мощности, случайное попадание на них высокого постоянного напряжения, вызванное неисправностью усилителя, и неправильное подключение. Все эти причины приводят к перегреву катушек и, в конечном итоге, к полному перегоранию. Отремонтировать перегоревшую головку чрезвычайно сложно. Для этого необходимо заменить катушку вместе с каркасом, а иногда, вместе с диффузором и подвесом.

Если вы разберете перегоревший драйвер, вы увидите, что его диафрагма очень легко заменяется. В принципе, это можно сделать во время концертного выступления. Отремонтировать низкочастотную динамическую головку, катушка которой перегорела, можно только в специализированной мастерской ремонта.

Количество тепла, рассеиваемое магнитной системой динамической головки, эквивалентно количеству количеству тепла, которое может рассеять небольшой радиатор транзистора.