Расчет звуковой катушки

2.1.1 Расчет звуковой катушки

1 Исходя из заданного коэффициента нелинейных искажений К_f на нижней граничной частоте f_н , по кривой представленной на рисунке 2.1 определяем амплитуду колебаний подвижной системы X.

Рисунок 2.1 – Зависимость коэффициента нелинейных искажений от амплитуды колебаний подвижной системы громкоговорителя

Принимаем Х = 2*10³ м.

2 Определяем величину свободного воздушного зазора L_З , которая зависит от максимальной амплитуды колебаний подвижной системы. Эта зависимость показана на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Зависимость величины свободного воздушного зазора от амплитуды колебаний подвижной системы

Принимаем L_З = 0,15*10 ^{– 2} м.

3 По кривым на рисунке 2.3 находим удельную тепловую нагрузку Р_t звуковой катушки.

Рисунок 2. 3 – Зависимость удельной тепловой нагрузки звуковой катушки от величены свободного воздушного зазора:

1) t = 20 ⁰C; 2) t = 40 ⁰C.

Принимаем Р_t = 2*10³ Вт/м² при t = 40 ⁰C.

4 Определяем площадь боковой поверхности звуковой катушки:

(2.1)

5 Определяем диаметр звуковой катушки:

(2.2)

Для маломощных громкоговорителей k_K = 3…4, для мощных – 4…6. Принимаем k_K = 4.

6 Определяем диаметр керна магнитной цепи:

(2.3)

7 Определяем высоту катушки:

(2.4)

8 Определяем диаметр провода звуковой катушки:

(2.5)

По таблице проводов Таблица 13 [2] выбираем ближайший номинальный диаметр и определяем площадь сечения этого провода S_ПР = 133*10 ^{– 4} м. Выбранный провод ПЭЛУ – медный обмоточный провод с эмалевой утолщенной изоляцией.

9 Плотность тока в звуковой катушке:

(2.6)

10 Принимаем число слоев звуковой катушки с = 2 и определяем число витков катушки:

(2.7)

где k_З – коэффициент заполнения, равный 0,9…0,95. Число слоев звуковой катушки обязательно должно быть четным.

Принимаем k_З = 0,9.

11 Определяем длину провода:

(2.8)

12 Определяем толщину звуковой катушки:

(2.9)

где  - толщина каркаса, равная 1*10^{– 3} м.

13 Определяем массу звуковой катушки:

(2.10)

где  - плотность материала провода, равная 0,7*10³ кг/м³.

2.1.2 Расчет конструктивных параметров диффузора

1 Выбираем состав бумажной массы диффузора, ее плотность  и модуль упругости Е по таблице 2.1 [2].

Таблица 2.1 – Характеристики материалов, применяемых для изготовления диффузоров

Тип материала	Е*107 , Па	*103 , кг/м3
Бумага диффузорная с канифольно-парафиновой проклейкой Диффузор из бумажной массы, пропитанной цапон-лаком с сухим остатком 0,4% Шифон или миткаль, пропитанный раствором 15%-ного бакелитового лака	30 1,5 15	0,6 0,4 0,46

Выбираем диффузорную бумагу с канифольно-парафиновой проклейкой так как этот тип наиболее подходит для условий эксплуатации в местах с повышенной температурой и влажностью окружающего воздуха. И данный вид бумаги имеет больший модуль упругости, что позволяет использовать громкоговоритель на более высоких частотах.

2 Определяем номинальное звуковое давление громкоговорителя с учетом завала частотной характеристики на нижней граничной частоте:

(2.11)

3 Определяем площадь излучающей поверхности диффузора:

(2.12)

4 Выбираем форму диффузора. Выбираем диффузор круглым так как динамики данного типа предназначены для использования в малогабаритных приемниках, что уменьшает габариты изделия и сложность изготовления. Так же по сравнению с другими формами диффузоров, круглый имеет более равномерную диаграмму направленности и более плавные частотные характеристики.

Для круглых диффузоров диаметр излучающей поверхности рассчитывается по формуле:

(2.13)

5 Для эффективного воспроизведения высоких частот диффузор должен иметь достаточную жесткость, определяемую углом раствора конуса  или радиусом кривизны его образующей R. По рисунку 2.4 определяем угол раствора диффузора в зависимости от границы воспроизведения высоких частот.

Рисунок 2.4 – Зависимость границы воспроизведения высоких частот:

1 – от угла раствора диффузора ; 2 – от радиуса кривизны R.

Принимаем  = 140

6 Определяем статическую массу диффузора:

(2.14)

где _Д – толщина диффузора, которую выбираем по таблице 2.2

Таблица 2.2 – Зависимость толщины диффузора от номинальной мощности громкоговорителя

Номинальная мощность Ре , Вт	0,1	1	2	5	10
Толщина диффузора в средней части образующей Д , м	0,1	0,2	0,25	0,3	0,4

При Р_е = 10 Вт, принимаем _Д = 0,4

7 Определяем массу воздуха колеблющегося перед диффузором:

(2.15)

8 Определяем массу подвижной системы:

(2.16)

2.1.3 Расчет магнитной цепи

1 Определяем геометрические размеры зазора магнитной цепи:

(2.17)

2 Высота рабочего зазора, при которой нелинейные искажения минимальны, определяются выражением:

(2.18)

3 Определяем необходимую величину индукции в рабочем зазоре магнитной цепи:

(2.19)

4 Определяем объем магнита:

(2.20)

где B_d – экономичная индукция, равная 5 Вб/м²;

H_d – экономичная напряженность поля, равная 10 А/м; [3]

_М – коэффициент использования магнита, равный 0,4…0,6;

₀ – магнитная проницаемость, равная 1,2*10^-6 Гн/м;

5 Определяем магнитную проводимость рабочего зазора:

(2.21)

6 Определяем длину магнита:

(2.22)

7 Находим площадь сечения магнита:

(2.23)

8 Внутренний диаметр магнита определяем по формуле:

(2.24)

где k_S – коэффициент, изменяющийся от 0,1 до 0,4

принимаем k_S = 0,2.

9 Определяем внешний диаметр кольцевого магнита:

(2.25)

ВВЕДЕНИЕ

В процессе создания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) разработка деталей и узлов является переходным этапом от принципиальной схемы устройства к практическому конструированию изделия, отвечающего назначению и условиям эксплуатации. В значительной степени способность аппаратуры обеспечивать требуемые характеристики в заданных условиях эксплуатации определяются параметрами и качеством радиодеталей (РД) и радиокомпонентов (РК). РД и РК, с одной стороны должны реализовывать функциональную направленность принципиальной схемы, а с другой стороны, отвечать назначению аппаратуры и условиям эксплуатации.

На конструкцию оказывают также существенное влияние воздействие высокой и низкой аппаратуры, влажность, давление воздуха, пыль, проникающая радиация, биологические факторы и т.п.

При конструировании РД и РК должна приниматься во внимание необходимость повышения надежности, снижение трудоемкости изготовления и миниатюризации.

Содержание:

	Стр.
Введение	2
1. Общий раздел	3
1.1 Принцип действия динамических громкоговорителей	3
1.2 Основные характеристики громкоговорителей	4
1.3 Классификация динамических громкоговорителей	6
1.4 Конструкции громкоговорителей и акустических систем	7
1.5 Общие требования к динамическим громкоговорителям	10
1.6 Внешнее оформление	13
2 Расчетный раздел	17
2.1 Расчет громкоговорителя	17
2.1.1 Расчет звуковой катушки	17
2.1.2 Расчет конструктивных параметров диффузора	21
2.1.3 Расчет магнитной цепи	24

Формат

Зона

Поз.

Обозначение

Наименование

Кол.

Примечание

Документация

А2

1

Сборочный чертеж

1

А4

2

Чертеж магнитной цепи

1

А4

3

Чертеж магнита

1

А2

4

Чертеж картонного сектора

1

Детали

2

Диффузор

1

3

Картонные секторы

2

4

Фланец

1

5

Постоянный магнит

1

6

Керн

1

7

Воротник

1

8

Подвес

1

Прочие изделия

1

Звуковая катушка

1

Материалы

Бумага диффузорная

ГОСТ 8.030.50-78

2

м2

Провод медный

ГОСТ 32502-67

0,67

м

Змі

Ліст

№докум

Підп

Дата

Розроб.

Авраменко

Літ

Аркуш

Арк.

Перевір.

Балакин В.А

У

1

1

Н.Контр.

Затвер.

Формат

Зона

Поз.

Обозначение

Наименование

Кол.

Примечание

Лист

изм

Лист

№докум.

Подп

Дата

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 «Радиодетали и их расчет» Под редакцией А.В. Коваля. М., «Сов. радио», 1977, 386 с.

2 «Справочник радиолюбителя» Под ред. Р. М. Терещук. Киев, «Техническая литература УССР», 1961, 840 с.

3 Л.Г. Мурашников «Динамики в быту» М., «Сов. радио», 1968, 2