Как на звук влияет искажение динамических головок

Динамическая головка преобразует электрический сигнал в механические колебания диффузора, что формирует звуковую волну. В идеальных условиях перемещение подвижной системы должно соответствовать входному сигналу с постоянными параметрами преобразования.

Реальные электромеханические компоненты имеют нелинейные характеристики. Поэтому форма выходного сигнала может отличаться от исходной. Искажения возникают при изменении параметров динамической головки в процессе движения диффузора. Далее их влияние рассмотрено подробнее.

Факторы

Основные источники нелинейности:

1. Магнитная система. При смещении звуковой меняется силовой фактор BL, от которого зависит эффективность преобразования электрического сигнала в механическое движение.
2. Механическая конструкция. При больших амплитудах движения изменяются условия взаимодействия элементов.
3. Подвес. Жесткость подвеса меняется в зависимости от величины смещения диффузора. Из-за этого восстанавливающая сила становится нелинейной.
4. Звуковая катушка. Ее параметры зависят от положения подвижной системы. Это влияет на характеристики динамика во время работы.

Важно учитывать параметры BL и Cms. Первый означает произведение магнитной индукции в зазоре с активной длиной проводника звуковой катушки. Второй – это механическая податливость подвижной системы. Их отклонение от постоянных значений приводит к изменению характера преобразования электрического сигнала.

Виды

Нелинейные искажения принято оценивать по характеру дополнительных составляющих, возникающих в выходном сигнале. Так, гармонические искажения проявляются в появлении составляющих, частоты которых кратны основной частоте сигнала. Например, при воздействии сигнала 100 Гц появляются дополнительные компоненты на частотах 200, 300 и 400 Гц.

Интермодуляционные искажения возникают при одновременном воспроизведении нескольких частот. Нелинейность системы приводит к появлению дополнительных спектральных составляющих, связанных с комбинациями исходных частот.

Оба вида искажений меняют спектральный состав воспроизводимого сигнала. При этом характер и степень изменений зависят от режима работы динамической головки.

Измерения

Для количественной оценки нелинейности применяют измерение коэффициента гармонических искажений (THD), а также интермодуляционных составляющих. Испытания проводят с использованием заданных тестовых сигналов, микрофона и анализатора спектра.

Что учитывается при измерениях:

1. Уровень входного сигнала.
2. Частота испытательного сигнала.
3. Рабочий диапазон динамической головки.
4. Изменение показателей при повышении нагрузки.

Измерения при разных уровнях сигнала позволяют определить, насколько устойчиво динамическая головка сохраняет линейность преобразования в различных режимах работы.

Снижение искажений

Уменьшение нелинейных искажений требует комплексного подхода к проектированию динамической головки. Конструкторы оптимизируют геометрию магнитной системы, характеристики подвеса, а также положение звуковой катушки.

Существенную роль играет обеспечение стабильного силового фактора в пределах рабочего хода диффузора. Для этого применяют конструктивные решения, направленные на выравнивание магнитного поля в рабочей зоне.

Нелинейные искажения относятся к важнейшим показателям качества динамической головки. Их анализ позволяет оценить точность электромеханического преобразования, а также проверить устойчивость оборудования при различных уровнях звуковой нагрузки. Узнайте больше от специалистов компании «НОЭМА» через форму на сайте или по номеру телефона: +7 (383) 220-65-23.