Динамическая головка как нагрузка генератора тока и генератора напряжения.

"При протекании тока через звуковую катушку на нее действует сила Ампера (F=B*L*I), приводящая ее в движение. Здесь B — индукция магнитного поля в зазоре, L— часть длины провода катушки, находящаяся в зазоре магнитопровода, I— ток через катушку." (цитата)

(Сила переменного тока через катушку на любой частоте -- это как раз давление звука на данной частоте.)

"Ток через катушку при использовании источника напряжения с низким выходным сопротивлением (например, УМЗЧ) по закону Ома в основном зависит от импеданса этой катушки" (цитата)


Картинки из симулятора подтверждают всё сказанное:

- УМЗЧ с низким выходным сопротивлением (генератор напряжения) обеспечивает ровную АЧХ по напряжению, но спадающую АЧХ по току:



- УМЗЧ с высоким выходным сопротивлением (генератор тока) обеспечивает ровную АЧХ по току, но растущую АЧХ по напряжению:



(Вторично напоминаю, что звук -- это ток через катушку динамика, а не напряжение на его клеммах. Поэтому на данных картинкх ровные красные линии суть очень хорошо, а неровные красные линии -- плохо.)




Итак, выяснили, что при прочих равных условиях индуктивность (катушка динамика) с увеличением частоты всё хуже и хуже воспроизводит звук.

Отчего же АЧХ всех более-менее нормальных СЧ-динамиков по звуковому давлению (SPL) более-менее ровная?

Оттого, что при моделировании и конструировании в поведение СЧ-динамика попросту "закладывается" влияние импеданса его катушки и итоговая АЧХ "выравнивавается" всеми доступными средствами, а если говорить более честно -- официально по паспорту тупо "режется" там, где начинается "минус три децибела" ПРИ ПИТАНИИ ОТ ГЕНЕРАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ.

С генератором тока этот же динамик имел бы ровную АЧХ заметно шире, но, естетсвенно, не бесконечно широкую (как это отражено в электрической модели симулятора), ибо выше по частоте вступают в силу механико-баллистические свойства подвижной системы и АЧХ всё равно загибается вниз.



Если трудно ориентироваться в графиках, то поясню максимально просто: генератор тока старается протолкнуть через катушку тот ток, который нужен для корректного звучания фонограммы -- в то время как генератор напряжения лишь пассивно "выставляет на прилавок" нужное напряжение и затем пофигистически начинает лузгать семечки, предоставляя динамику самостоятельно забирать на себя столько тока, сколько динамик посчитает нужным. А динамик в соотвествии с законами физики считает, что через его катушку индуктивности должно протекать тем меньше тока, чем выше его частота.

Такая зависимость тока от частоты реально существует и эта зависимость нелинейна, поэтому можно говорить о нелинейных искажениях, вносимых в звук импедансом динамика.

Вот поэтому я и сказал ранее, что в условиях работы УМЗЧ-генератора-напряжения -- АЧХ скрипки по току будет спадающей к ВЧ, а значит некорректной и будто бы обработанной эквалайзером. (Третий раз напоминаю, что ток -- это звуковое давление, а напряжение в чистом виде, без сопротивления катушки, это вообще по отношению к звуку -- ничто.)

Мне справедливо возразили, что ничего подобного у СЧ-динамика не наблюдается и что его АЧХ ровная. Разночтение ситуации возникло потому, что я иногда автоматически рассматриваю СЧ-динамик  как ШП, "забывая" о частотах раздела: у нормальных людей АЧХ на СЧ по паспорту уже кончилась, а у меня на ИТУНе всё ещё продолжается.


Итак, вывод:
при прочих равных условиях АБСОЛЮТНО ЛЮБАЯ динамическая головка, запитанная от источника тока, даст более широкий диапазон воспроизводимых частот при - ЧТО КУДА БОЛЕЕ ВАЖНО - меньшем проценте искажений.

А при питании головки генератором напряжения, чтобы не увеличивать искажения и не заваливать АЧХ, производитель указывает в паспотре более низкий верхний предел по -3Дб. При этом и АЧХ остается ровной, и THD не успевает безобразно возрасти.

Именно поэтому (из-за "более токового" воздействия на динамики) выходные ступени усиления на вакуумных триодах или пентодах (УМЗЧ с высоким выходным сопротивлением) привлекают слух аудиофилов и меломанов своей более корректной подачей звука даже несмотря на то, что сам вакуумный усилитель генерирует 3-5% нелинейных искажений у нескольких первых гармоник.

В то же время любой хороший кремниевый УМЗЧ, обладая запредельно-низким THD в сотые и тысячные доли процента, но, увы, работая в режине генератора напряжения ("выставил вольты на прилавок и начал пассивно грызть семечки") -- абсолютно неспособен _активно_ проталкивать нужный для правильного звучания ток через катушку динамика. Поэтому и создалось мнение, что транзисторные УМЗЧ -- плохие УМЗЧ.


С особым удовольствием добавлю, что генератор тока, _управляемый_ импедансом собственно динамика, превосходит по качеству звучания и лампу, и неуправляемый генератор тока. А это и есть его превосходительство ИТУН -- источник тока, управляемый напряжением ошибки поведения динамика.  

Такой УМЗЧ автоматически обеспечивает корректный ток во всем диапазоне "злектрического отклика" катушки, то есть выравнивает импеданс устройства ПО ТОКУ, а значит и по звуковому давлению. (Четвертый раз имею честь напомнить, что ЗВУК суть именно ТОК, а не напряжение, поэтому АЧХ по напряжению нам, по сути, вообще не нужна, так как она в любой момент может навести тень на плетень. А вот кривая количества тока уже не соврёт.)