Динамик 25ГДШ-2Н: особенности сотовой диафрагмы и параметры

Разработка головок громкоговорителей с плоскими сотовыми диафрагмами началась еще в 80-х годах, однако массовое внедрение таких решений в акустические системы (АС) стало возможным лишь в последние десятилетия. В отличие от традиционных конусных диффузоров, динамики на базе сотовых структур демонстрируют уникальные характеристики, что сделало их востребованными среди аудиофилов и инженеров. Подробнее о том, как создавались эти решения, можно узнать из материалов об акустических системах на сотовых громкоговорителях (ВНИИРПА).

Преимущества сотовой диафрагмы перед традиционными материалами

Качество звучания акустической системы напрямую зависит от характеристик применяемых головок громкоговорителей. Электроакустике уделяется пристальное внимание не только к совершенствованию подвижных систем, но и к материалам излучающих элементов. Основными требованиями к физико-механическим параметрам материалов являются высокая жесткость на изгиб, малая плотность и большие внутренние потери.

Чем выше жесткость, тем шире частотный диапазон головки и меньше амплитудно-частотные искажения (АЧХ). Плотность материала определяет чувствительность, а внутренние потери способствуют демпфированию колебаний на резонансных частотах. Долгое время доминировала бумажная масса, однако композиты на основе целлюлозы с добавлением углеродных или металлических волокон не смогли существенно повысить жесткость из-за малых внутренних упругих сил.

Эволюция материалов: от бумаги к полимерам и сотовым структурам

Для решения проблемы жесткости ведущие производители Hi-Fi техники перешли на полимерные материалы: майлар, полиамид, полипропилен, поливинилхлорид, тергаль, супронил, керамический олефин, полимерный графит. Также широко используются композиты (бекстрен, кобекс, каптон) и слоистые материалы с напылением алюминия. Для куполообразных диафрагм СЧ и ВЧ диапазонов применяются металлы: алюминий, титан, бериллиевые сплавы, пористый никель.

Несмотря на технологическое разнообразие, производство многих из этих материалов требует сложных и дорогостоящих процессов, а сами материалы часто не являются универсальными для всех диапазонов (НЧ, СЧ, ВЧ). Поэтому они не смогли полностью заменить проверенные временем бумажные конусы, оставаясь нишевыми решениями.

Исследования, проведенные специалистами ВНИИРПА им. А. С. Попова в 1980–1990 годах, выявили перспективное направление — использование плоских сотовых диафрагм. Это решение объединяет преимущества, недоступные традиционным материалам.

Технические параметры и конструкция динамика 25ГДШ-2Н

Плоская сотовая диафрагма имеет трехслойную конструкцию: основу в виде пчелиных сотов из алюминиевой фольги, покрытую с двух сторон обшивками из листовых материалов. Подобные трехслойные материалы на основе сотового заполнителя давно используются в авиационной промышленности благодаря соотношению прочности и веса. Однако специфика работы головок громкоговорителей потребовала разработки новых технологических процессов и специального оборудования.

Многолетний опыт конструирования позволил выделить ключевые преимущества головок с сотовыми диафрагмами перед традиционными бумажными диффузорами:

• Широкий диапазон и низкие искажения: Головки воспроизводят более широкий диапазон частот при минимальных АЧХ искажениях, что позволяет создавать АС с неравномерностью АЧХ в рабочем диапазоне всего +1,5 дБ.
• Снижение нелинейных искажений: Структура диафрагмы позволяет существенно уменьшить нелинейные искажения сигнала.
• Повышенная мощность и охлаждение: Тепло от звуковых катушек рассеивается через диафрагму в окружающее пространство, а не передается внутрь корпуса через магнитопровод, как в бумажных диффузорах. Это позволяет создавать более мощные головки.
• Упрощение конструкции АС: Плоская поверхность излучателей не требует сложных мер по выравниванию центров излучения.
• Стабильность параметров: Электроакустические параметры сотовых головок менее подвержены влиянию температуры и влажности, что обеспечивает стабильность при серийном производстве.

Возможность создания на базе сотовых диафрагм головок для всех диапазонов (НЧ, СЧ, ВЧ) и широкополосных излучателей открывает путь к созданию акустических систем любого назначения — от автомобильных до High End. Для тех, кто интересуется альтернативными путями улучшения звука, полезно ознакомиться с материалами о рупорной конструкции и расчете.

Применение в современной акустике

Динамик 25ГДШ-2Н и его аналоги демонстрируют, что сотовая технология является не просто экспериментом, а зрелым инженерным решением. Выбор материалов корпуса также играет важную роль в раскрытии потенциала таких головок. О том, какие материалы лучше всего подходят для корпусов, рассказывается в обзоре корпусов для акустических систем.