Как работают рупоры и их головки (драйверы)

Традиционный конический громкоговоритель (или прямой излучатель) излучает звуковую энергию, нагружая свою электромеханическую систему непосредственно на окружающую среду. Такой способ является малоэффективным: для получения акустической мощности 2-3 Вт необходимо 100 Вт электрической, то есть КПД громкоговорителя прямого действия составляет величину 2-3 % (для сравнения, КПД паровоза примерно 5 %). При использовании рупора эффективность воспроизведения звука повышается до 25-30 %. То есть для достижения того же значение акустической мощности нужно уже 10-12 Вт электрической.

Конструкция ВЧ компрессионной динамической головки представлена на рис. 1. Головка состоит из тонкой диафрагмы, расположенной на расстоянии примерно 0.5 мм от фазирующего устройства. Звуковая катушка, что крепится на концах диафрагмы, расположена в мощном поле постоянного магнита. Сферическая поверхность фазирующего устройства имеет концентрические щели, которые проходят через всю конструкцию головки до ее выхода. Отношение общей площади щелей к площади диафрагмы составляет величину порядка 0.1-0.125. Это отношение площадей, что характеризует коэффициент трансформации (компрессии) головки, позволяет максимально согласовать импеданс подвижной системы головки и входное сопротивление горла рупора. Громкоговоритель такого типа максимально оптимизирован для воспроизведения звука на высоких уровнях в широкой полосе частот. На рис. 2 изображена фотография типовой компрессионной головки. Впервые такое конструктивное решение было предложено компанией Western Electric в середине 30-х годов и до сих пор остается основным для создания высокоэффективных профессиональных громкоговорителей. В качестве материала диафрагмы используют алюминий, титан и бериллий.