Принцип работы динамика и его внутреннее устройство, схема

Все пользуются цифровой техникой, воспроизводящей звук: телефон, компьютер, телевизор, плеер. Каждое из устройств оснащено хотя бы одним встроенным динамиком или возможностью подключения такого: колонки, наушники. Рассмотрим, из чего состоит динамик – сердце любого устройства, проигрывающего звук. Разберёмся с принципом его функционирования, назначением компонентов.

Как устроен динамик

Человек говорит благодаря сокращению голосовых связок – мышцы управляемо совершают колебательные движения параллельно с движениями зыка. Для превращения электромагнитных колебаний в акустические – вибрация молекул воздуха – применяются динамики. Первое функционирующее устройство запатентовано Хансом Эрстедом в 1898 году. Для выпуска практичного прототипа акустического излучателя потребовалось три десятилетия.

Динамик состоит из следующих компонентов:

• Каркас (корзина) – в нём находятся все компоненты акустического излучателя. Штампуют из тонколистового металла, выливают из алюминия, реже – из пластика.


• Кольцевой магнит с сердечником – создают кольцевой зазор, где формируется мощное магнитное поле.


• Зазор занят звуковой (голосовой) катушкой, совершающей возвратно-поступательные перемещения под действием магнитного поля, генерируемого током. Последний определяет звучание драйвера.


• Сердечник или каркас катушки – цилиндр в изоляции, изготовленный из диэлектрика: пластик, плотный картон, текстолит.


• Магнит – делается преимущественно из феррита, реже – из неодима: качественнее, но дороже, труднее в обработке.


• Диффузор, соединённый с сердечником – тонкой мембраной, которая реализует и поддерживает амплитудно-частотную характеристику. Можно провести аналогию с поршнем в двигателе. На высоких частотах диффузор деформируется, что приводит к провалам и скачкам на графике АЧХ.


• Нижний и верхний (наружный) подвесы – гофрированная тонкая шайба из искусственной резины, гарантирующая низкую частоту резонанса. Обеспечивают движение подвеса вдоль оси симметрии благодаря вибрациям катушки. Должен сохранять свойства и форму на протяжении длительного времени.


• Безмоментные проводники, по которым ток подводится к катушке.


• Клеммы или контакты – подключаются к штекеру – аудиовходу.


• Пылезащитный колпачок – прикреплён к диффузору, предотвращает проникновение пыли в магнитный зазор.​

Принцип работы динамика

Усилитель работает по следующей схеме. На звуковой вход динамика подаётся переменный электрический ток определённой конфигурации – синусоида соответствует звуковой волне. По безмоментным проводам он направляется к катушке. Вокруг последней под действием тока создаётся магнитное поле, заставляющее катушку колебаться в соответствии с формой сигнала. Она увлекает за собой диффузор – система колеблется благодаря паре подвесов, генерируя механические колебания среды – молекул окружающего воздуха. Так создаётся доступный для восприятия человеческим ухом звук.

Воспроизводимые частоты зависят от параметров составляющих, особенно толщины магнитопровода. Она задаёт размер магнитного зазора. Чем он больше, тем выше эффективность динамика, поэтому миниатюрные драйверы отличаются провалами на низких (до 250-300 Гц) и высоких (свыше 12-13 кГц) частотах. В мобильных динамиках инженеры упростили конструкцию для минимизации габаритов: катушку сделали статичной, а диффузор заменили мембраной, провода используются тонкие. Качество звука таких наушников невысоко, а диапазон поддерживаемых частот – узок.