"Друг Радио", №8, июль-август, 1925 год, стр. 11-15.
Предыдущее изложение основ этого вопроса выяснило так сказать теоретическую сторону дела. Посмотрим теперь как эти принципиальные соображения осуществляются на практике в существующих у нас и заграницей лучших образцах громкоговорящих устройств.
Нет никакой возможности в журнальной небольшой статье описать все более или менее интересные устройства этого рода, поэтому придется ограничиться рассмотрением тех из них, которые наиболее распространены у нас в СССР и следовательно в этом смысле для наших любителей наиболее интересны.
Наибольшее распространение получили в настоящее время изготовляемые Э. Трестом Слабых Токов два комплекта громкоговорителей большой мощности: с шестиламповым усилителем (тип. W¹/₁) и с 10-ти ламповым мощным усилителем (тип. W¹/₄₀).
Мы ограничимся подробным описанием только этих громкоговорящих устройств, полагая, что будучи детально знакомым с ними, любитель разберется в любой конструкции, которые в общем довольно схожи между собой, по крайней мере принципиально.
Меньший из этих наборов, работающий с мощным шестиламповым усилителем, состоит из следующих приборов.
1) Микрофон повышенной мощности, применяемый в железнодорожной службе в так называемых «диспетчерских» телефонных аппаратах.
2) В случае желания усиливать прием от радио-приемника, — в комплект приборов входит нормальный приемник Треста для профессионального приема, так называемый регенеративный приемник (с обратной связью) типа Б. Л.
Диапазон его очень велик и достигается применением переставных катушек-вариометров для антенной настройки и для промежуточного контура.
Этот приемник дает возможность принимать волны в пределах от 150 до 25000 метров.
3) Для предварительного усиления предусмотрен специальный промежуточный усилитель, построенный согласно принципов, изложенных в предыдущих статьях (см. № 3—6 «Друг Радио»).
Этот усилитель работает на 2 лампах (лучше микро-лампы) и имеет переключение с микрофона на приемник, выполняемое поворотом рукоятки особого сложного переключателя.
4) Энергия промежуточного усилителя подводится далее к мощному, 6-ти-ламповому усилителю W¹/₁, который в состоянии, в зависимости от приложенного анодного напряжения (см. дальше) приводить в действие от 4 до 20 малых репродукторов или 1—2 больших.
5) Группа репродукторов типа Д. П. или 1—2 репродуктора типа Д5.
Пункты 1, 2, 3 и 5 этого комплекта тождественны с таковыми-же следующего, более мощного, который имеет отличие в спецификации аппаратуры только по пункту 4, где в качестве мощного усилителя применяется 10-ти-ламповый усилитель типа W¹/₄₀.
Кроме того, при применении этого мощного усилителя, возможно нагрузить полностью всегда не меньше 2 больших репродукторов типа Д5, а при достаточно сильной начальной передаче (н. п. прием от близкой радиостанции) можно с успехом включить и еще один, третий репродуктор типа Д5.
На фотографии № 1 изображен репродуктор малой модели типа Д. П.
Идея устройства репродукторов типа «диффузоров» была изложена в предыдущих статьях, из которых можно было уяснить себе принципы, обуславливающие его работу, лишенную каких-либо заметных искажений.
Диффузор не имеет собственно говоря того органа, который принято называть «мембраной», с другой стороны в нем нет и другой существенной части каждого репродуктора — нет рупора. Обе эти детали совмещены в диффузоре в одной — именно в бумажном конусе, вершина которого жестко соединена с вибрирующим механизмом (якорем мягкой стали) вращающийся в конических цапфочках).
Борты этого конуса слегка отогнуты назад и закреплены на жестком металлическом кольце, в свою очередь укрепленном на трех лапках, составляющих одно целое с общей стойкой прибора (см. фотографию № 2).
Конус диффузора изготавливается из плотной бумаги типа ватманской, обрабатывается особым способом для предотвращения действия на него влаги атмосферного воздуха и затем красится какой-либо влаго-упорной краской (эмалевая, масленая, лаковая и др.).
Действие этого конуса, заменяющего мембрану и рупор, — таково.
Часть конуса от вершины до отворотов, представляя по своей конструкции достаточно жесткую систему, — является как бы большим поршнем воздушного насоса, который, под влиянием вибрирующего механизма, производит последовательные давление и разрежение в прилегающем к нему воздухе и возбуждает таким образом более или менее мощную звуковую волну, в зависимости от величины перемещений вершины конуса — поршня.
Отврроты на бортах этого конуса служат для придания некоторой эластичности всей системе, и так как они несколько упруги с одной стороны, а с другой — упругость эта не особенно велика в бумажном кольце, то поэтому вся вибрирующая бумажная конструкция почти не обладает ясно выраженным собственным периодом колебания, что имеет следствием почти полное отсутствие каких-либо искажений звуков речи, пения и музыки.
Некоторое, правда ничтожное изменение тембра человеческого голоса со склонностью к понижению его регистра (тенор н. п. звучит иногда, на некоторых нотах с оттенком баритона) происходит потому, что бумажный конус не всегда удастся сделать вполне жестким от вершины до отворотов и вместо того чтобы, как поршень, передвигаться параллельно самому себе, конус начинает слегка вибрировать своими стенками.
Убедиться в такого рода ничтожных искажениях, очень легко при некоторой перегрузке репродуктора, когда стоит только наложить что-либо мягкое, хотя-бы ладонь руки на боковую поверхность конуса и мы получаем гораздо более чистую, свободную от понижения тембра, передачу.
Изыскания к устранению этого небольшого дефекта ведутся в настоящее время и вопрос будет решен вероятно подбором соответствующего сорта бумаги или картона и выработкой нового метода пропитки или окраски конуса.
Так как движения всего конуса сильно амортизируются (успокаиваются, затрудняются) малой относительно упругостью отворотов его, то энергия, необходимая на приведение в движение прибора не может быть очень малой, другими словами прибор этот является мало чувствительным к сравнительно слабым воздействиям. Это обстоятельство является некоторым преимуществом системы диффузоров, так как незначительные шорохи (н. п. атмосферных разрядов) сильно скрадываются и меньше мешают чистоте работы репродуктора.
С другой точки зрения это обстоятельство является и некоторым дефектом, так как энергия, потребляемая этим репродуктором несколько велика и для полной его нагрузки требуется до 0,2 ватт.
Электромагнитная система репродуктора состоит из мощного стального магнита помещенного по оси конуса и закрытого никкелированным чехлом (см. фотогр. № 1 и № 2).
На этом магните прикреплены полюсные надставки из слоенного мягкого листового железа, на которых надеты катушки для воздействия на вибрирующую пластинку.
Сопротивление обмотки каждой катушки около 1000 омов, и при последовательном соединении их общее омическое сопротивление репродуктора получается около 2000 омов, что дает возможность непосредственного (без переходного трансформатора) включения его в анодную цепь последнего каскада мощного усилителя.
Регулировка репродуктора производится помощью особого винта с мелкой резьбой, который дает возможность приближать и удалять якорек относительно полюсных надставок и тем самым усиливать или ослаблять действие репродуктора.
При правильной сборке и надлежащей регулировке репродуктор дает (конечно при условии отсутствия искажения в усилителях) вполне чистую передачу речи, пения и музыки.
Издали можно подумать, что говорит или поет живой человек.
В тех случаях, когда не получается тихих хороших результатов или наоборот результаты получаются совсем неудовлетворительные, необходимо уметь разобраться в причинах неудачи.
Чаще всего в сильных искажениях рупора виноват не он сам, а те детали общей схемы, которые лежат между первоначальным воздействием (микрофон, радио-приемник) и репродуктором.
Простейшее, но к сожалению не для всякого доступное, средство отделить, так сказать, действие самого рупора от приборов, воздействующих на него, взяв н. п. заведомо работающее без искажений усилительное устройство, проверить на нем сомнительный рупор.
Если и в этом случае окажется, что действие самого рупора неудовлетворительно, то тогда приходится лечить его собственный механизм.
Случается, что в транспорте репродуктор сильно разрегулировывается, первоначальная правильная сборка его расстраивается и ее надо вновь наладить.
Тогда необходимо обратить внимание на следующее.
1) Про вращении, достаточно быстром, регулирующего приспособления должен явственно слышаться характерный щелчок, обусловленный моментом прилипания и отскакивания якорька от полюсов магнита. Если это не имеет места, — необходимо, сняв чехол с магнитной системы и отпустив зажимающий ее винт, установить полюса таким образом, чтобы плоскость их была бы параллельна внутренней плоскости якорька и отстояла от нее на расстояние в несколько десятых долей миллиметра.
При этом необходимо проследить чтобы зазор между якорьком и полюсами был везде одинаков и чтобы якорек закрывал всю плоскость полюсов.
2) Затем при правильном положении якорька стерженек, связывающий его с вершиной конуса, должен быть более или менее перпендикулярен (под прямым углом) к внешней плоскости якорька. Если этого нет — можно осторожно выгнуть этот штырек плоскогубцами (или даже рукой), предварительно вывинтив винтик, зажимающий его к вершине конуса.
3) Винтик, зажимающий вышеуказанный штырек, ослаб или нарезка на нем почему-либо (от сильного удара в транспорте, н. п.) срезана.
Необходимо хорошенько завинтить этот зажим, иначе не все колебания якорька будут одинаково передаваться бумажному конусу, а именно, при более сильных колебаниях якорька, стерженек будет попросту скользить в своем гнезде и от этого явственно будут слышаться искажения.
4) В редких случаях может быть замечена неисправность обмотки: она может иметь в соединениях несовершенный контакт, который во время работы то включает, то выключает репродуктор из его цепи, отчего конечно произойдут очень сильные шорохи, дающие невероятные искажения при передаче.
К таким же редким случаям относится и сильное размагничивание стального магнита, если по ошибке включить репродуктор прямо в цепь высокого напряжения и притом так, чтобы обмотка на полюсных наконечниках давала-бы поле, противоположное главному. Размагниченный стальной магнит вообще довольно трудно исправить и до некоторой степени это можно сделать лишь тем, что включить на момент на зажимы репродуктора высокое напряжение но по правильному направлению, указанному на зажимах репродуктора знаками + и —.
5. Бумажный конус репродуктора явно пострадал от каких-либо механических повреждений, н. п. во время транспорта, или вследствие долгого пребывания на сыром воздухе, либо, что еще хуже — под дождем. К сожалению, выправить такой конус своими средствами весьма трудно, и его необходимо отсылать на завод для серьезного ремонта.
Репродукторы типа Д5 (большая модель диффузора) по конструкции в общем походят на вышеописанные малые диффузоры Д.П., отличаясь лишь величиной бумажного конуса, способом его закрепления по бортам, мощностью постоянного магнита и обмоток полюсных подставок.
Кроме того, в цоколе этого репродуктора смонтированы конденсаторы емкостью около 1 микрофарады, которые могут быть по желанию включены параллелько обмоткам репродуктора дла изменения тембра.
Включение этих емкостей и их некоторая регулировка производится помощью рукоятки, закрепленной на цоколе репродуктора (см. фотографии № 3 и 4).
На фотографии № 3 репродуктор Д5 изображен в собранном виде, на № 4 — в разобранном.
Якорек здесь не качается на конических цапфах, как в репродукторе Д. П., а представляет жесткую стальную фасонную планку, наглухо зажатую с одного конца и другим концом подходящую близко своей плоскостью к плоскости полюсных наконечников. К этой же планке, с внешней ее стороны крепится стерженек, соединенный с вершиной бумажнаго конуса.
Весь конус по своим бортам зажат в металлических обручах — оправах, которые в свою очередь, помощью особых установочных болтов, прикрепляются к литым лапкам розетки основания (см. фот. № 4 справа).
Укрепление конуса на регулирующих болтах представляет существенное преимущество системы, так как дает возможность в случае ссыхания конуса приближать или удалять его вершину относительно вибрирующего механизма.
На репродукторе имеются три рукоятки: две — против центра конуса и одна внизу, на цоколе.
Назначение нижней рукоятки, как это было описано выше, включать и до некоторой степени регулировать емкость параллельно обмоткам репродуктора, вызывая тем самым некоторое изменение тембра.
Обычно приходится прибегать к включению этой емкости тогда, когда тембр репродуктора кажется несколько визгливым: включая емкость, мы даем более глухой тембр, что иногда бывает полезно при передаче музыки (скрипка, женский голос и др.).
Рукоятки против центра конуса служат для регулировки силы звука и для правильной постановки вибрирующего механизма. Та рукоятка, которая расположена точно против центра, регулирует расстояние вибрирующего якорька от полюсов магнита. Другая, расположенная сбоку, — закрепляет положение правильно нарегулированного первого винта. При быстром вращении регулирующего винта также должен быть слышен характерный щелчок, обусловленный моментами прилипания и отскакивания якорька от полюсов магнита.
Если щелчка нет, то необходимо нарегулировать установочные болты, держащие конус на звезде.
Работа этого репродуктора значительно сильнее чем малой модели Д. П.
В то время как тип Д. П. может покрыть, не будучи сфорсированным, площадь не более 50 квадр. метров, тип Д5 покрывает при достаточной энергии усилителя площадь до 1 000 кв. метров.
Если считать в среднем на человека до 1 кв. метра, то соответственно малый репродуктор дает возможность одновременного слушания 50 слушателям — большой до 1000 человек. Цифры эти относятся к закрытым помещениям не с очень скверной акустикой (н. п. не в очень длинном, высоком корридоре, не в деревянном здании с очень высокими потолками и большим количеством балок, как н. п. в ангарах, больших сараях и т. п.).
Сопротивление обмоток репродуктора Д5 колеблется от 600 до 800 омов, что все таки дает возможность включения его без промежуточного трансформатора прямо в цепь анодов последнего каскада мощного усилителя.
Сопротивление изоляции этого репродуктора достаточно велико, и его можно включать в устройства с напряжением до 1 000 вольт.
Энергия, потребляемая при полной нагрузке этим репродуктором, также как и в типе Д.П., несколько велика, а именно она доходит до 2,5—3 ватт.
Это опять-таки об'ясняется тем, что пружинящие отвороты рупора несколько жестки, что необходимо для увеличения затухания собственных колебаний конуса, дающего от этого большую чистоту воспроизведения речи и музыки.
Недостатки и болезни, присущие этому репродуктору, очень схожи с теми, которые уже были описаны при рассмотрении свойств малой модели Д. П., поэтому мы на них долго останавливаться не будем. Надо заметить лишь, что вследствие несколько большей поверхности конуса этого репродуктора и отсутствия в настоящее время необходимых сортов бумаги для его изготовления, он значительно больше «капризничает» на открытом воздухе.
Поэтому лучше применять такие репродукторы в закрытых помещениях, где они, кстати сказать, работают несравнимо приятнее каких-бы то ни было с рупорами.
