Акустические системы на сотовых громкоговорителях

В 1980 - 1990 годах в нашей стране на базе ВНИИРПА им. А.С. Попова (г. Ленинград) было создано новое направление сотовых динамических громкоговорителей (НЧ, СЧ, ВЧ, ШП). На них построены акустические системы (АС) всех назначений: категории Hi-End (“Русь”, “Нева-2”), категории Hi-FI (“Нева”, “Онега”, “Лира”), автомобильные (“Норд”, “Север”) (Рис. 1).

Рис. 1. Сотовые динамические громкоговорители

За 20 лет эксплуатации сотовых громкоговорителей доказана универсальность их применения для всех назначений АС, поскольку они имеют существенные преимущества перед традиционными громкоговорителями с бумажными конусными диафрагмами:

1. Значительное (2-3 октавы) расширение частотного диапазона с минимальными амплитудно-частотными искажениями, что позволяет использовать НЧ, СЧ и ВЧ головки только в режиме синфазных колебаний подвижных систем, т.е. получить в основном диапазоне частот неравномерность АЧХ АС ±1,5 дБ.
2. Значительное снижение нелинейных искажений. Бумажный конический диффузор является физически (смещение не линейно зависит от вынуждающей силы) и геометрически (смещение точек поверхности больше толщины конической оболочки) нелинейной системой.
3. В конусной головке громкоговорителя возбуждаются резонансы воздуха внутри диффузора, что существенно увеличивает неравномерность АЧХ в рабочем диапазоне частот.
4. При одинаковом типоразмере сотовая головка имеет лучшие характеристики направленности по сравнению с конусной головкой.
5. Головки с сотовыми диафрагмами при прочих равных условиях обеспечивают большую мощность, поскольку тепло от звуковой катушки рассеивается через диафрагму в окружающее пространство, тогда как в головках с бумажными диффузорами тепло от звуковой катушки отводится внутрь акустической системы только через детали магнитопровода.
6. Плоская поверхность НЧ, СЧ, ВЧ излучателей не требует создания отдельных НЧ и СЧ-ВЧ модулей в акустических системах для выравнивания центров излучения.
7. Электроакустические параметры сотовых головок громкоговорителей не зависят от изменений температуры и влажности, тогда как у бумажных диффузорных головок эта зависимость весьма существенна.
8. Сотовые головки громкоговорителей позволяют получить большую стабильность основных электроакустических параметров (и в первую очередь АЧХ) в производстве.
9. Производство сотовых диафрагм не загрязняет окружающую среду, поскольку для этого используются готовые комплектующие (сотовый заполнитель, алюминиевая фольга, пленочный клей), тогда как производство бумажных диффузоров является вредным для окружающей среды, поскольку кроме вреда аналогичного целлюлозному производству содержит анилиновые красители и другие вредные вещества.
Особо следует подчеркнуть незаменимость сотовых громкоговорителей в военной технике, т.к. они надежно работают при резких перепадах температур, значительной влажности, различного рода вибрациях. Кроме того, громкоговорители с плоскими сотовыми диафрагмами обеспечивают высокую разборчивость речи в больших гулких помещениях, таких как вокзалы, станции метро, стадионы, бассейны и т.д. В настоящее время держателем конструкторской и технологической документации на всю линейку сотовых головок (НЧ, СЧ, ВЧ, ШП) и акустических систем всех назначений являются специалисты бывшей НИЛ ВНИИРПА им. А.С. Попова, которые после распада института в 1990 году были вынуждены организовать ООО “Фирма Звук”. За 1990 - 2005 годы “Фирма Звук” своими работами доказала несомненную перспективность направления сотовых АС (Таблица 3).
В нынешней экономической ситуации “Фирма Звук” испытывает огромные технические и экономические трудности, однако долг перед нашей наукой дает нам силы сохранять это направление для России. Технические характеристики сотовых головок громкоговорителей и акустических систем приведены в таблицах 1 и 2. В таблице 3 приведен перечень некоторых организаций, в которых работают АС на сотовых громкоговорителях.
Таблица 1. Основные технические характеристики динамических головок с сотовыми диафрагмами
Наименование 

головки

Тип
Частота осн. резонанса , Гц
Номинальный 

диапазон 

частот, Гц

Ном. электрическое сопротивление, Ом
Характеристическая чувствительность, 

дБ/Вт/м

Шумовая (паспортная) мощность, (не более)Вт
Долговременная мощность, 

(не иенее)Вт

Расхождение АЧХ головок одного типа, дБ
Габаритные размеры, 

мм

300ГДН-1
нч
18
20-3150
4/8
90
200
300
± 1
0315x130
200ГДН
нч
25
31,5-4000
8
88
100
200
± 1
0 250x120
100ГДН
нч
40
63 - 5000
8
87
75
100
± 1
0 200x90
25ГДН
нч
50
70 - 6300
4
87
25
50
± 1
0 125x65
75 ГДС
сч
80
200 - 6300
4/8
92
50
75
± 1
0 160x85
50ГДС
сч
100
250 - 6300
8
89
25
50
± 1
0 125x65
1ОГДВ-5
вч
1100
2000-31500
8
91
20
 
± 1
110x110x35
25ГДШ-2М
шп
50
80 - 16000
4/8
87
25
50
± 1
0 125x65

Таблица 2. Основные технические характеристики акустических систем

Основные характеристики АС
“РУСЬ”
“НЕВА-2”
“НЕВА”
“ЛИРА”
Максимальная шумовая (паспортная) мощность, Вт
200
100
100
15
Максимальная долговременная мощность, Вт
400
300
200
25
Максимальная кратковременная мощность, Вт
500
400
300
50
Номинальное электрическое сопротивление, Ом
4
8
8
4
Уровень характеристической чувствительности, дБ/Вт/м
91
89
87
87
Номинальный диапазон частот, Гц
20-31500
25-31500
31,5-31500
80 - 16000
Неравномерность АЧХ (±) дБ (в диапазоне, Гц), 
1,5 (40-20000)
2 (50 - 20000)
2 (80-10000)
1,5 (125-10000)
Габаритные размеры, мм
1700x400x370
1520x350x270
700x345x270
300x150x150
Вес, кГ
90
36
24
5

Таблица 3. Перечень некоторых организаций, в которых работают АС на сотовых громкоговорителях.

Наименование организации
Содержание поставки
Помещение озвучивания
Год
1
Таврический дворец
2 комплекса на АС “Русь”, “Нева”
Большой колонный зал, Ротонда
1991
2
Мариинский дворец
3 комплекса на АС “Русь”
Зал заседаний, 
Красный зал, Белый зал
1992
3
Юсуповский дворец
Комплекс озвучивания на АС “Русь”
Банкетный зал
1993
4
Аничков дворец
Комплекс на АС “Русь”
Белый зал
1993
5
Дворец бракосочетаний № 1 (на Английской набережной)
Комплекс на АС “Онега”, “Лира”
Зал регистрации, 
Парадная лестница, 5 гостиных
1994
6
Дворец бракосочетаний Выборгского р-на
Комплекс на АС “Нева”
Зал ожидания
1995
7
Пост. Пред-ство Правительства Москвы в СПб
2 комплекса на АС “Русь”, “Лира”
Зал заседаний, Московская гостиная
1997
8
ТРК “Петербург”
3 комплекса на АС “Русь”
Тон-ателье
1997
9
СПб Консерватория им Н.А. Римского-Корсакова
Комплекс на АС “Нева-2”, “Нева”, “Лира”
Зал им. А.К Глазунова,
Показательный класс
1999
10
Государственный заказник “Царское село”
Комплекс на АС “Русь”
Большой зеркальный зал Екатерининского дворца
1999
11
“Исаакиевский Собор”
Комплекс на АС “Лира”
Колоннада Собора
2000
12
СПб Юр. ин-т Прокуратуры РФ
Комплекс на АС “Онега”, “Лира”
Лекционный зал
2000
14
Здание Админ.Приморского р-на
Комплекс на АС “Русь”, “Нева”
Зал заседаний
2005
13
Казанский Собор
Комплекс на АС “Нева”
Помещение Храма
2005-2006