В радиолюбительской литературе можно найти описания различных конст­рукций громкоговорителей, но подавляющее большинство из них выполнено в виде либо закрытого ящика с фазоинвертором, либо группового излучателя. Громкоговорители с лабиринтом и рупором сложны в изготовлении, треоуют проведения сложных расчетов под конкретную головку, что затрудняет их по­вторение в любительских условиях. Ниже описаны самодельные громкогово­рители с различным числом головок, способные реализовать энергетические возможности усилителей НЧ, описания которых приведены были выше.

Громкоговорители с одной головкой

На рис. 59 показаны два варианта конструкции передней панели гром­коговорителя с фазоинвертором, в котором применена либо головка ЗГД-38Е, либо 4ГД-4 4ГД-35, 4ГД-36 (размеры для этого варианта даны в скобках). В первом варианте громкоговорителя рабочий интервал частот простирается от 80 Гц до 12,5 кГц, а сопротивление равно 4 Ом. У второго варианта громкоговорителя нижняя частота рабочего интервала соответствует 35 — 60 Гц. Сопротивление гром­коговорителя также равно 4 Ом (у некоторых экземпляров головок 4ГД-36 сопротивление равно 8 Ом, что указывается в паспорте, при­лагаемом к головке).

Следует отметить, что здесь указаны га­рантированные границы частотного интервала, на практике он обычно шире и достигает 14 и даже 16 кГц.

Переднюю панель громкоговорителя мож­но изготовить из многослойной фанеры тол­щиной 12 — 15 мм или древесностружечной пли­ты толщиной 18 — 20 мм. Ящик делают из того же материала и собирают на шурупах с обяза­тельной проклейкой всех швов. Лучше всего ис­пользовать казеиновый или синтетический клей. Головку устанавливают на внутреннюю поверх­ность передней панели и крепят шурупами. Желательно под головку подложить кольцо из войлока или толстого сукна. Глубину ящика определяют, исходя из требуемого объема громкоговорителя, имеющегося мате­риала и эстетических соображений. Для громкоговорителя с головкой ЗГД-38Е оптимальной является глубина 200 мм, а для 4ГД-4, 4ГД-35 и 4ГД-36 — 270 мм.

После сборки ящика все швы необходимо герметизировать шпаклевкой к клеем. Изнутри к стенкам нужно приклеить слой поглощающего материала толщиной 3 — 5 см из ваты или шерстяной ткани, простеганной с одним или дву­мя слоями легкой хлопчатобумажной ткани, например, марли, для того чтобы волокна и нити не попадали на головку. Тоннель фазоинвертора можно выпол­нить из фанеры толщиной 5 мм или из толстого жесткого картона.

Зная размеры ящика и резонансную частоту головки, можно по номограм­ме рис. 58 определить длину тоннеля таким образом, чтобы обеспечить наилуч­шее воспроизведение низших частот. Покажем это на примерах.

Пусть внутренний объем ящика равен 25 дм³, а сечение отверстия фазоин­вертора — 0,84 дм². Резонансная частота головки ЗГД-38Е равна 80 Гц. Для. нахождения длины тоннеля сначала находим точку лересечения наклонной пря­мой 80 Гц с вертикалью, проведенной через отметку 25 дм³. Затем из точки, со­ответствующей сечению 0,84 дм², опускаем вертикаль до пересечения с гори­зонталью, проведенной через ранее полученную точку. Точка их пересечения в зоне кривых Длина тоннеля дает искомое значение. Согласно проведенным по­строениям, длина тоннеля должна быть равна 7 см.

Для громкоговорителя с четырехваттной головкой внутренний объем гром­коговорителя равен примерно 48 дм³, сечение отверстия фазоинвертора 1,3 дм², а резонансная частота головки близка к 60 Гц. Аналогичные построения на но­мограмме показывают, что длина тоннеля должна быть равна 9 см. В тех слу­чаях, когда с первого раза не удается подобрать приемлемый результат, необ­ходимо изменить объем или площадь сечения отверстия и вновь повторить по­строение.

Как показывает практика, громкоговоритель с фазоинвертором обеспечива­ет дополнительное увеличение эффективности преобразования электрической мощности в акустическую на низших частотах примерно в 3 — 4 раза, т. е. на 5 — 6 дБ. Это увеличение эквивалентно понижению нижней границы интервала воспроизводимых частот примерно на 20 — 30%.

Конечно, достижение таких результатов возможно только при соблюдении всех требований, а в любительских условиях это затруднительно. Отклонения в размерах и резонансной частоте могут повлиять на конечный результат. В неко­торой степени отклонения можно скомпенсировать подбором длины тоннеля. Для этого тоннель изготавливают с припуском 1,5 — 2 см по длине, а затем при налаживании припуск срезают до получения наилучшего звучания низших час­тот. Для того чтобы при укорачивании тоннеля каждый раз не разбирать громкоговорителя, можно рекомендовать временно вывести тоннель наружу. Правда, это несколько изменит общий объем ящика, но зато позволит быстро и удобно найти оптимальную длину тоннеля. Затем его вновь устанавливают внутрь ящика и окончательно фиксируют на клею.

Групповой излучатель с четырьмя головками

На рис. 61 изображена разметка передней панели громкоговорителя, в котором установлены четыре однотипных четырехваттных головки (4ГД-4, 4ГД-35, 4ГД-36). Его номинальная мощность — 16 Вт (паспортная — до 30 Вт), сопротивление зависит от выбранного типа головок и способа соединения их звуковых катушек (оно может быть равно 8 или 32 Ом для 4ГД-4 и 4 или 16 Ом для остальных). Громкоговоритель эффективно воспроизводит частоты от 45 — 50 Гц до 12 — 14 кГц.

Задняя стенка у ящика отсутствует. Глубина его — 150 мм. На дне ящи­ка изнутри можно разместить усилитель НЧ и автономный источник питания (или выпрямитель), причем каких-либо перегородок для них не требуется.

Динамические головки громкоговорителя могут быть соединены последова­тельно или смешанно (параллельно-последовательно), как показано на рис. 62,а и б соответственно. Во всех случаях обязательно синфазное включение головок, что обеспечивается правильным подключе­нием начала и конца звуковых катушек. У современных головок на диффузородержа-теле есть цветные метки, обозначающие начало катушки (на рис. 62 обозначено точками).

При описании усилителей НЧ было ука­зано, что их выходная мощность зависит от сопротивления нагрузки. Поэтому, исполь­зуя различные варианты включения голо­вок, можно подбирать желаемые характе­ристики усилителя. Например, в том случае, когда усилитель питается от батарей элемен­тов, целесообразно увеличить сопротивление нагрузки и тем самым снизить потребляе­мый ток. Для этого головки включают по­следовательно. Если каждая головка име­ет сопротивление 4 Ом, то громкоговори­тель будет иметь 16 Ом. Параллельно-по­следовательное соединение головок предпо­чтительно при питании усилителя от мощного выпрямителя. В этом случае сопротивление громкоговорителя будет равно сопротивлению одной головки. Описанные в этой книге усилители НЧ могут работать как с автономным (батарейным), так и с сетевым питанием. Путем несложной коммутации зву­ковых катушек головок переключателем В1, как это показано на схеме рис. 63, можно обеспечить более полное использование источников питания. Тумблер устанавливают внутри ящика громкоговорителя рядом с головками.

Групповой излучатель с шестью головками

Для вокально-инструментальных ансамблей, при проведении танце­вальных вечеров в большом зале нужны громкоговорители с номинальной мощ­ностью не менее 20 Вт. Очевидно, что располагая четырехваттными головками, такой громкоговоритель можно собрать только при наличии пяти или шести го­ловок. При пяти головках трудно обеспечить одинаковый ток через них в па­раллельно-последовательном соединении, а последовательное соединение дает чрезмерно большое сопротивление громкоговорителя. Поэтому удобнее устано­вить в громкоговоритель шесть головок, включив их по три последовательно и обе группы параллельно. При сопро­тивлении каждой головки 4 Ом со­противление громкоговорителя бу­дет равно 6 Ом, что хорошо согла­суется с большинством усилителей НЧ. Фазировка головок в громко­говорителе обязательна.

На рис. 64 приведен эскиз ящика громкоговорителя с шестью четырех­ваттными головками 4ГД-4, 4ГД-35 или 4ГД-36. Передняя панель состав­лена из двух одинаковых частей, из­готовленных из древесностружечной ллиты. На каждую полупанель уста-яавливают по три головки и соединя­ют их между собой последовательно. Такая конструкция передней панели выбрана для улучшения ее жесткости и достижения более равномерного из­лучения в пространстве. Последнее особенно желательно потому, что с увеличением числа головок в громко­говорителе излучение концентрирует­ся в направлении, перпендикулярном плоскости передней панели, а боковое излучение значительно ослабляется.

Переднюю панель следует задрапировать снаружи неплотной тканью. Ее предварительно стирают, красят в темный цвет (обычно в черный или корич-иевый), разглаживают и натягивают на панель слегка влажной. Закрепляют ткань на тыльной стороне панели мелкими гвоздями и клеем. После высыха­ния ткань плотно и ровно обтянет панель.

Передняя панель должна плотно без зазоров прилегать к кромкам ящика. Обычно для этой цели к внутренней поверхности стенок ящика прикрепляют четыре рейки сечением 20X30 мм из прочной древесины, а к ним уже шурупа­ми крепят переднюю панель.

Громкоговорители с двумя головками

Электрические характеристики громкоговорителя с одной динамичес­кой головкой полностью определяются ее свойствами. Увеличение числа голо­вок дает возможность регулировать эти характеристики. Можно изменять со­противление громкоговорителя. Если соединить звуковые катушки головок син-фазно-последовательно, сопротивление увеличится вдвое по сравнению с сопро­тивлением одной головки. При синфазно-параллельном включении головок со­противление громкоговорителя уменьшается вдвое. Кроме этого, в обоих слу­чаях увеличивается его. номинальная мощность. Например, если использовать две головки ЗГД-38Е, то номинальная мощность составит 6 Вт (паспортная 10 Вт), а сопротивление может быть равно 2 или 8 Ом. Как было показано вы­ше, сопротивление громкоговорителя обычно менее 4 Ом не выбирают, поэтому оптимальным следует считать сопротивление 8 Ом. При использовании двух го­ловок 4ГД-35 номинальная мощность составит 8 Вт (паспортная 16 Вт), со­противление 8 Ом.

На рис. 60 показана разметка передней панели громкоговорителя с двумя толовками ЗГД-38Е и 4ГД-35 или 4ГД-36. В первом случае (рис. 60,а) глуби­на ящика равна 300 мм, для варианта с четырехваттными головками (рис. 60,6) — 200 мм. Отверстия фазоинвертора в этом громкоговорителе выбраны круг­лыми, а тоннели с толщиной стенок 3 — 4 мм выполнены в виде цилиндров, склеенных из плотной бумаги или картона. В первом громкоговорителе тоннелей четыре, во втором — два. Сделано это для упрощения изготовления фазоинвер­тора. При расчете учитывают суммарную площадь его отверстий. По номограм­ме длина каждого из четырех тоннелей первого варианта громкоговоритеяя должна быть равна 5 см, а каждого из двух второго — 5,5 см. Тоннели склеива­ют на цилиндрических деревянных болванках диаметром 36 и 72 мм соответст­венно.

В случае необходимости переднюю панель можно изготовить и из двух кус­ков фанеры или древесностружечной плиты. Возможное место стыка двух частей показано на рис. 60 штриховой линией. С внутренней стороны панели стык должен быть усилен накладкой из фанеры или древесностружечной плиты та­кой же толщины шириной 60 — 80 мм либо сосновой рейкой сечением 20x50 мм.

Размеры громкоговорителей позволяют разместить в них усилитель НЧ и автономный источник питания. Для этого в ящике отгораживают отсек необхо­димых размеров. Уменьшение объема громкоговорителя компенсируют соответст­вующим удлинением тоннелей фазоинвертора. Такая конструкция громкогово- рителя весьма удобна для различных переносных электроакустических устано­вок. На верхней панели ящика целесообразно смонтировать ручку для перенос­ки громкоговорителя.

Громкоговорители с двумя головками несколько лучше воспроизводят низ­шие частоты. Это улучшение для описанных выше конструкций начинается с ча­стоты 800 — 1000 Гц и достигает максимума (отдача увеличивается почти в два раза) на частотах ниже 300 Гц. В свою очередь это расширяет полосы воспро­изводимых частот примерно на пол-октавы в сторону низших частот.

Как уже было указано выше, изготовление громкоговорителя с фазоинвертором является относительно сложным делом. Поэтому, если требуется изгото­вить простую конструкцию громкоговорителя с относительно большой номи­нальной мощностью, целесообразно выбрать один из вариантов громкоговорите­ля типа групповой излучатель, содержащего четыре или шесть однотипных го­ловок. Такие громкоговорители имеют значительную мощность, позволяют в широких пределах варьировать сопротивление и хорошо воспроизводят ниа« шие частоты при использовании простейшего ящика без задней стенки.