В области акустики диафрагма — это преобразователь, предназначенный для взаимного преобразования механических колебаний в звуки или наоборот. Обычно она изготавливается из тонкой мембраны или листа различных материалов, подвешенных по краям. Изменяющееся давление воздуха звуковых волн сообщает диафрагме механические колебания, которые затем могут быть преобразованы в какой-либо другой тип сигнала; примеры этого типа диафрагмы можно найти в микрофонах и барабанной перепонке человека . И наоборот, диафрагма, вибрирующая под воздействием источника энергии, бьется о воздух, создавая звуковые волны. Примерами этого типа диафрагмы являются конусы громкоговорителей и диафрагмы наушников , а также встречаются в воздушных рожках .
В электродинамическом громкоговорителе диафрагма — это тонкая, полужесткая мембрана , прикрепленная к звуковой катушке , которая движется в магнитном зазоре, вызывая вибрацию диафрагмы и производя звук . Ее также можно назвать конусом , хотя не все диафрагмы громкоговорителей имеют форму конуса. Диафрагмы также встречаются в наушниках .
Качественные среднечастотные и басовые динамики обычно изготавливаются из бумаги, бумажных композитов и ламинатов, пластиковых материалов, таких как полипропилен , или полипропилена с минеральным/волокнистым наполнителем. Такие материалы имеют очень высокое отношение прочности к весу (у бумаги оно даже выше, чем у металлов) и, как правило, относительно устойчивы к изгибу во время больших экскурсий. Это позволяет динамику быстро реагировать во время переходов в музыке (т. е. быстро меняющихся переходных импульсов) и минимизирует акустические искажения на выходе.
При правильном проектировании с точки зрения массы, жесткости и демпфирования бумажные конусы НЧ/СЧ-динамиков могут превзойти многие экзотические драйверы, изготовленные из более дорогих материалов. Другие материалы, используемые для диафрагм, включают полипропилен (ПП), полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) , поликарбонат (ПК ), майлар (ПЭТ), шелк , стекловолокно , углеродное волокно , титан , алюминий , алюминиево- магниевый сплав, никель и бериллий . Бумажный НЧ-динамик диаметром 12 дюймов (300 мм) с размахом колебаний 0,5 дюйма при 60 Гц испытывает максимальное ускорение 92 "g"s.
Бумажные конусы составляют около 85% конусов, продаваемых во всем мире. Способность бумаги (целлюлозы) легко модифицироваться химическими или механическими средствами дает ей практическое преимущество в обработке, не встречающееся в других распространенных материалах конусов.
Целью сборки конуса/окружения является точное воспроизведение формы волны сигнала звуковой катушки. Неточное воспроизведение сигнала звуковой катушки приводит к акустическим искажениям. Идеалом для сборки конуса/окружения является расширенный диапазон линейности или «поршневого» движения, характеризующийся i) минимальным акустическим разрушением материала конуса, ii) минимальными моделями стоячих волн в конусе и iii) линейностью кривой силы-отклонения окружающего звука. Жесткость/демпфирование конуса и линейность/демпфирование окружающего звука играют решающую роль в точности воспроизводимой формы волны сигнала звуковой катушки. Это суть высококачественного стерео.
Окружение может быть выполнено из обработанной смолой ткани, обработанных смолой нетканых материалов, полимерных пен или термопластичных эластомеров, формованных поверх корпуса конуса. Идеальный окантовочный элемент имеет линейную кривую силы-отклонения с достаточным демпфированием для полного поглощения вибрационных передач от интерфейса конус/окружающий элемент и «прочность», чтобы выдерживать длительную усталость, вызванную вибрацией. Иногда коническая часть и внешнее окантовочное устройство формуются за один этап и представляют собой одну деталь, как это обычно используется для гитарного динамика .
Другие типы динамиков (например, электростатические громкоговорители ) могут использовать тонкую мембрану вместо конуса.
Микрофоны можно рассматривать как динамики наоборот. Звуковые волны ударяют в тонкую диафрагму, заставляя ее вибрировать. [1] Диафрагмы микрофонов, в отличие от диафрагм динамиков, как правило, тонкие и гибкие, поскольку им необходимо поглощать как можно больше звука. В конденсаторном микрофоне диафрагма располагается перед пластиной и заряжается . [ 2] В динамическом микрофоне диафрагма приклеена к магнитной катушке, похожей на ту, что установлена в динамическом громкоговорителе. (На самом деле, динамический громкоговоритель можно использовать как элементарный микрофон, и наоборот.) [3]
Диафрагма микрофона работает аналогично барабанной перепонке человека .
В воспроизводящем устройстве фонографа диафрагма представляет собой плоский диск, как правило, из слюды или рыбьего клея , который преобразует механическую вибрацию, передаваемую на опору от записанной канавки, в звук. В случае акустической записи воспроизводящее устройство преобразует звук в движение иглы, которая прописывает канавку на носителе записи.