В этой книге рассказано о ламповых усилителях низкой частоты, громкоговорителях и их акустическом оформлении, о некоторых путях улучшения качества звучания радиоаппаратуры. Рассказ об основах радиоэлектроники и принципах усиления иллюстрируется схемами и описаниями радиолюбительских конструкций: радиограммофонов, высококачественных усилителей, простого школьного радиоузла, акустических агрегатов.
Звук — конечный продукт всех радиоаппаратов, о которых будет рассказано в этой книге. Радиоузел, усилитель низкой частоты, радиограммофон, приемник, магнитофон, радиола — все они предназначены для создания определенных звуковых колебаний, чаще всего для воспроизведения музыки. Все эти аппараты, так сказать, работают на одного потребителя — на человеческое ухо. И в конечном счете наш слух выставляет им главную оценку — за качество звучания.
Качество звучания звуковоспроизводящей аппаратуры зависит от многого: в частности, от выбранной схемы и конструкции, от того, как собран усилитель, как он налажен. И конечно, качество звука очень сильно зависит от подбора и расположения самих излучателей звуковых волн — громкоговорителей. Именно с них мы и начнем знакомство со звуковоспроизводящей аппаратурой. Для этого прежде всего нужно изучить продукцию, которую должен выпускать громкоговоритель, выяснить, что представляют собой звуки, которые он воспроизводит. Попутно мы коротко познакомимся с настоящими источниками звука — с некоторыми музыкальными инструментами. Не сможем мы обойтись и без знакомства с потребителем излучаемого звука — слуховым аппаратом (органом слуха) человека. Очень важно знать, как наше ухо воспринимает звуки, по каким признакам их различает, какие искажения и в какой степени фиксирует. Конечно, нужно нам поговорить и о самом звуке, о том, как возникают звуковые колебания, какими величинами характеризуются, чем похожи и чем отличаются звуки, полученные от различных источников, в чем проявляются искажения звука, как можно оценить степень этих искажений.
Именно с этих вопросов мы, пожалуй, и начнем.
Когда нужно найти лаконичное и четкое объяснение какого-либо слова, люди обычно обращаются к энциклопедическому словарю. Поступив подобным образом, мы сразу же запишем: «Звук — распространяющиеся в упругих средах — газах, жидкостях и твердых телах — механические колебания, воспринимаемые ухом». Оставим пока в стороне жидкости и твердые тела и посмотрим, что представляют собой звуковые колебания в газах, в частности в воздухе.
Источником звука могут быть различные колеблющиеся тела: например, хорошо известная струна. Вы тронули гитарную струну, и она пришла в движение. Струна вибрирует, быстро отклоняется то в одну, то в другую сторону от своего среднего положения, от положения покоя. Это один из примеров очень интересного вида движений, которые мы называем свободными колебаниями. Вам наверняка хорошо знакомы и другие примеры свободных колебаний, движений туда-обратно — колебания маятника, качелей, стальной линейки, зажатой в тиски.
Отчего же возникают колебательные движения? Попробуем разобраться в этом хотя бы в самых общих чертах.
Вы тронули гитарную струну и передали ей некоторую порцию энергии. Мы часто производим подобную передачу энергии, например, когда вращаем педали велосипеда, передвигаем по столу книгу или ударяем ногой по футбольному мячу. И всякий раз отданная нами энергия расходуется на какое-нибудь важное дело — на создание тепла, на борьбу с трением или сопротивлением воздуха. Одним словом, энергия сразу находит своего главного потребителя, который в основном ее и поглощает.
Иначе обстоит дело с натянутой струной. Здесь имеется сразу несколько главных потребителей энергии, причем два из них представляют для нас особый интерес — именно они заставляют струну совершать колебательные движения.
Когда мы оттягиваем струну, отводим ее от условной средней линии (рис. 1), то, естественно, затрачиваем на это какую-то энергию. Ее сразу же захватывает первый потребитель, чтобы превратить в так называемую упругую деформацию. Явление это связано с изменением внутренней структуры вещества, с его упругостью.
Рис. 1.
Когда мы сгибаем (деформируем, то есть изменяем форму) стальную пружину или сжимаем (деформируем) резиновый мяч, то затрачиваем свою энергию именно на то, чтобы преодолеть силы внутренней упругости. Но затраченная энергия не уходит безвозвратно. Упругое тело, как только у него появится возможность, вернется в первоначальное состояние и почти полностью отдаст полученную энергию.
