ИЗЛУЧА́ТЕЛИ ЗВУ́КА

ИЗЛУЧА́ТЕЛИ ЗВУ́КА (аку­сти­че­ские из­лу­ча­те­ли), уст­рой­ст­ва, пред­на­зна­чен­ные для воз­бу­ж­де­ния аку­стич. волн в га­зо­об­раз­ных, жид­ких и твёр­дых сре­дах. И. з. пре­об­ра­зу­ют в энер­гию зву­ко­во­го по­ля энер­гию к.-л. дру­го­го ви­да.

Ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние в ка­че­ст­ве И. з. по­лу­чи­ли элек­тро­аку­сти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­те­ли. Так, в зву­ко­вом диа­па­зо­не час­тот для вос­про­из­ве­де­ния зву­ка (ре­чи, му­зы­ки и др.) ис­поль­зу­ют­ся гром­ко­го­во­ри­те­ли элек­тро­ди­на­мич., элек­тро­маг­нит­но­го, элек­тро­ста­тич. и др. ти­пов; в УЗ-тех­ни­ке, гид­ро­аку­сти­ке, аку­сто­элек­тро­ни­ке на ульт­ра­зву­ко­вых и зву­ко­вых час­то­тах при­ме­ня­ют­ся пье­зо­элек­три­че­ские пре­об­ра­зо­ва­те­ли и маг­ни­то­ст­рик­ци­он­ные пре­об­ра­зо­ва­те­ли, в верх­ней час­ти УЗ-диа­па­зо­на и на ги­пер­зву­ко­вых час­то­тах – пье­зо­по­лу­про­вод­ни­ко­вые пре­об­ра­зо­ва­те­ли. Для боль­шин­ст­ва И. з. это­го ви­да име­ет ме­сто двой­ное пре­об­ра­зо­ва­ние энер­гии: элек­трич. энер­гия пре­об­ра­зу­ет­ся в энер­гию ме­ха­нич. ко­ле­ба­ний к.-л. твер­до­тель­но­го эле­мен­та (пла­сти­ны, стерж­ня, мем­бра­ны), ко­то­рая за­тем пре­об­ра­зу­ет­ся в энер­гию зву­ко­во­го по­ля в ок­ру­жаю­щей сре­де. Ес­ли ко­ле­ба­ния всех то­чек из­лу­чаю­щей по­верх­но­сти про­ис­хо­дят син­фаз­но, то из­лу­чаю­щий эле­мент при рас­чё­тах его зву­ко­во­го по­ля рас­смат­ри­ва­ет­ся как из­лу­ча­тель порш­не­во­го ти­па; в этом слу­чае ко­ле­ба­ния из­лу­чаю­щей сис­те­мы вос­про­из­во­дят по фор­ме воз­бу­ж­даю­щий элек­трич. сиг­нал. Во всех пере­чис­лен­ных элект­ро­аку­стич. пре­об­ра­зо­ва­те­лях про­ис­хо­дит ли­ней­ное пре­об­ра­зо­ва­ние сиг­на­ла, и лишь при очень боль­ших ам­пли­ту­дах мо­гут воз­ник­нуть не­ли­ней­ные ис­ка­же­ния. Элек­тро­аку­стич. пре­об­ра­зо­ва­те­ли без твер­до­тель­но­го эле­мен­та, с не­по­сред­ст­вен­ным элек­тро­аку­стич. пре­об­ра­зо­ва­ни­ем, при­ме­ня­ют­ся срав­ни­тель­но ред­ко. К ним от­но­сят­ся, напр., И. з., ос­но­ван­ные на элек­трич. раз­ря­де в жид­ко­сти, на яв­ле­нии элек­тро­стрик­ции, на воз­бу­ж­де­нии уп­ру­гой вол­ны мощ­ным оп­тич. из­лу­че­ни­ем (см. Оп­тоа­ку­сти­ка).

Дру­гой вид И. з. ос­но­ван на пре­об­ра­зо­ва­нии ки­не­тич. энер­гии га­за или жид­ко­сти в энер­гию зву­ко­во­го по­ля. Та­кое пре­об­ра­зо­ва­ние мо­жет про­ис­хо­дить при пе­рио­дич. пре­ры­ва­нии струи га­за или жид­ко­сти (см. Си­ре­на), при взаи­мо­дей­ст­вии её с твёр­ды­ми пре­пят­ст­вия­ми разл. ви­да (см. Га­зо­струй­ные из­лу­ча­те­ли, Гид­ро­ди­на­ми­че­ский из­лу­ча­тель).

К осн. ха­рак­те­ри­сти­кам И. з. от­но­сят­ся их час­тот­ный спектр (см. Спектр зву­ка), из­лу­чае­мая мощ­ность зву­ка, на­прав­лен­ность из­лу­че­ния. Из­лу­че­ние зву­ка для его слу­хо­во­го вос­при­ятия про­из­во­дит­ся ши­ро­ко­по­лос­ны­ми пре­об­ра­зо­ва­те­ля­ми в диа­па­зо­не слы­ши­мых час­тот. Пре­об­ра­зо­ва­те­ли для раз­но­об­раз­ных тех­нич. це­лей – пе­ре­да­чи и об­ра­бот­ки сиг­на­лов, зву­ко­вой ло­ка­ции, кон­троль­но-из­ме­ри­тель­ных и тех­но­ло­гич. при­ме­не­ний ульт­ра­зву­ка, мед. тех­ни­ки, как пра­ви­ло, яв­ля­ют­ся мо­но­час­тот­ны­ми или об­ла­да­ют ог­ра­ни­чен­ным дис­крет­ным спек­тром. Их осо­бен­но­стью яв­ля­ет­ся ис­поль­зо­ва­ние ре­зо­нан­са эле­мен­тов ко­ле­ба­тель­ной сис­те­мы для по­вы­ше­ния эф­фек­тив­но­сти. Мощ­ность зву­ка И. з. за­ви­сит от ам­пли­ту­ды ко­ле­ба­тель­ных сме­ще­ний на из­лу­чаю­щей по­верх­но­сти и дей­ст­ви­тель­ной со­став­ляю­щей вы­ход­но­го аку­стич. им­пе­дан­са. Эф­фек­тив­ность из­лу­чаю­щих элек­тро­аку­стич. пре­об­ра­зо­ва­те­лей ха­рак­те­ри­зу­ет­ся кпд (от­но­ше­ни­ем из­лу­чае­мой и по­треб­ляе­мой мощ­но­сти) и чув­ст­ви­тель­но­стью (от­но­ше­ни­ем зву­ко­во­го дав­ле­ния в по­ле из­лу­че­ния к пи­таю­ще­му И. з. элек­трич. на­пря­же­нию или то­ку). В аку­сто­элек­тро­ни­ке при­ме­ня­ют ко­эф. элек­трич. по­терь (от­но­ше­ние элек­трич. мощ­но­сти к аку­сти­че­ской, вы­ра­жен­ное в де­ци­бе­лах). На­прав­лен­ность И. з. за­ви­сит от со­от­но­ше­ния их раз­ме­ров с дли­ной вол­ны из­лу­чае­мо­го зву­ка: для ост­ро­на­прав­лен­но­го из­лу­че­ния раз­ме­ры из­лу­чаю­щей по­верх­но­сти долж­ны быть су­ще­ст­вен­но боль­ше дли­ны вол­ны.

У И. з. га­зо­струй­но­го и гид­ро­ди­на­ми­че­ско­го ви­дов фор­ма из­лу­чае­мо­го сиг­на­ла, его спектр и мощ­ность оп­ре­де­ля­ют­ся ре­жи­мом ис­те­че­ния струи и гео­мет­рич. па­ра­мет­ра­ми кон­ст­рук­ции. Та­кие И. з. мо­гут обес­пе­чи­вать дос­та­точ­но эф­фек­тив­ное из­лу­че­ние в ок­ру­жаю­щую сре­ду, од­на­ко ре­жим их ра­бо­ты не­ста­би­лен, а спектр дос­та­точ­но сло­жен. Они не мо­гут соз­да­вать мо­но­час­тот­ное из­лу­че­ние и вос­про­из­во­дить сиг­нал за­дан­ной фор­мы.

И. з. яв­ля­ют­ся так­же муз. ин­ст­ру­мен­ты. У струн­ных ин­ст­ру­мен­тов ис­точ­ни­ком зву­ка слу­жат ко­ле­ба­ния струн и свя­зан­ных с ни­ми дек, воз­бу­ж­дае­мые уда­ром (кла­виш­ные ин­ст­ру­мен­ты), щип­ком (щип­ко­вые) или тре­ни­ем смыч­ка о стру­ну (смыч­ко­вые). У ду­хо­вых ин­ст­ру­мен­тов звук из­лу­ча­ет­ся за счёт ав­то­ко­ле­ба­ний стол­ба воз­ду­ха в ре­зо­нанс­ной по­лос­ти, воз­бу­ж­дае­мых про­ду­ва­ни­ем. В удар­ных ин­ст­ру­мен­тах для из­лу­че­ния зву­ка ис­поль­зу­ют­ся сво­бод­ные ко­ле­ба­ния мем­бран, пла­стин, стерж­ней, обо­ло­чек.

В ка­че­ст­ве И. з. мож­но рас­смат­ри­вать и зву­ко­об­ра­зую­щий ап­па­рат че­ло­ве­ка и жи­вот­ных (см. Фи­зио­ло­ги­че­ская аку­сти­ка).