Акустическая система

 

Полезная модель относится к электроакустике. Акустическая система содержит корпус, высокочастотный громкоговоритель, низкочастотный громкоговоритель и тело, предназначенное для взаимодействия с потоком звуковой энергии, идущим от диффузора соответствующего громкоговорителя. Форма тела такова, что каждое последующее поперечное сечение тела в направлении от каждого громкоговорителя больше, чем предыдущее поперечное сечение тела. В частности, тело имеет форму конуса. Технический результат - формирование круговой диаграммы направленности в горизонтальной плоскости и улучшение АЧХ. 7 зависим. п-тов ф-лы, 2 илл.

Полезная модель относится к электроакустике и может быть использовано для озвучивания помещений, открытых площадок и в бытовой электроакустической аппаратуре.

Известные серийно выпускаемые (стандартные) акустические системы (АС) с громкоговорителями (одним или более), установленными на фронтальной поверхности АС и излучающими звуковую энергию через диффузор в сторону слушателя, обладают двумя основными недостатками:

- с ростом частоты сужается диаграмма направленности, т.к. диаметр диффузора громкоговорителя становится соизмерим с длиной волны. Это приводит к локализации источника звука;

- подобные АС формируют сферическую звуковую волну с затуханием 1/R2, что еще в большей степени приводит к локализации АС.

Существующая в мире тенденция формирования пространственного звукового поля с минимизацией локализации источника звука приводит к созданию многоканальных систем звукоусиления (например, Dolby Surround и другие). Некоторые авторы предлагают до 22 каналов (доклад фирмы NHK на 116 конгрессе AES - http//www.aes.org).

Это обусловлено применением стандартных АС и определяется перечисленными недостатками.

Существуют различные способы создания АС, устраняющие перечисленные недостатки (SU №680201, SU №936462, W 092/22990, GB 92/01030).

Теоретически наиболее полно данная задача решается с помощью формирования круговой диаграммы направленности в горизонтальной плоскости с уменьшением вертикальной составляющей, т.е. формирование звуковой волны по свойствам, приближенным к цилиндрической звуковой волне с затуханием 1/R.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому эффекту является резонансная AC (RU 2129762, H 04 S 5/00, H 04 R 1/28.

Однако эта система характеризуется формированием четких резонансных пиков (стоячих волн), гребенчатой формой амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), что приводит к своеобразной тембральной окраске излучаемого звука.

Последовательное включение катушек громкоговорителей приведет к перегрузке средне- и высокочастотных громкоговорителей низкочастотным сигналом и, как следствие, к искажениям.

Задача полезной модели - формирование круговой диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, получение равномерной АЧХ и подавление излучения в вертикальной плоскости.

Для решения данной задачи предложена акустическая система, содержащая корпус, по меньшей мере один высокочастотный громкоговоритель, по меньшей мере один низкочастотный громкоговоритель и тело, предназначенное для взаимодействия с потоком звуковой энергии.

Каждый высокочастотный громкоговоритель и каждый низкочастотный громкоговоритель акустической системы имеют диффузор.

При этом, каждое последующее поперечное сечение тела в направлении от каждого громкоговорителя больше, чем предыдущее поперечное сечение тела.

Диффузоры каждого высокочастотного громкоговорителя и каждого низкочастотного громкоговорителя установлены с возможностью излучения звуковой энергии в направлении упомянутого тела.

Поверхность тела имеет форму тела вращения, предпочтительно, имеет форму конуса.

Диффузоры каждого высокочастотного громкоговорителя и каждого низкочастотного громкоговорителя установлены коаксиально оси симметрии

конического тела так, что высокочастотный громкоговоритель расположен между низкочастотным громкоговорителем и упомянутым телом.

АС может быть как двухполосной так и трехполосной, что потребует использование более одного высокочастотного или низкочастотного громкоговорителя и более сложного фильтра.

АС иллюстрируется чертежами на которых показаны:

на фиг.1 - вариант предполагаемой акустической системы;

на фиг.2 - амплитудно-частотные характеристики (АЧХ).

Акустическая система, выполненная согласно полезной модели, содержит корпус 1, в частности, один высокочастотный громкоговоритель 2, один низкочастотный громкоговоритель 3 и тело 4, предназначенное для взаимодействия с потоком звуковой энергии от громкоговорителей 2, 3.

Каждое последующее поперечное сечение тела 4 в направлении от каждого громкоговорителя 2, 3 больше, чем предыдущее поперечное сечение тела 4.

Диффузор высокочастотного громкоговорителя 2, также как и низкочастотного громкоговорителя 3, установлен с возможностью излучения звуковой энергии в направлении тела 4.

Поверхность тела 4 имеет форму конуса.

Диффузоры высокочастотного громкоговорителя 2 и низкочастотного громкоговорителя 3 установлены коаксиально оси 5 конуса тела 4.

Высокочастотный громкоговоритель 2 расположен коаксиально между низкочастотным громкоговорителем 3 и упомянутым телом 4.

При этом высокочастотный громкоговоритель 2 излучает звуковую энергию через центральную часть низкочастотного громкоговорителя 3 (как точечный излучатель с меньшими фазовыми искажениями).

Низкочастотный громкоговоритель 3 установлен (закреплен) в корпусе 1, который служит для поглощения излучения обратной стороны диффузора. Корпус 1 может быть выполнен в варианте: «закрытый ящик», «фазоинвертор», «пассивный излучатель».

Тело 4 изготовлено из твердого материала, который выбран из группы: металл, камень, пластик для отражения звуковой энергии с минимальными потерями.

Форма поперечного сечения тела 4 может быть криволинейной для согласования с параметрами конкретных громкоговорителей 2, 3.

Диаметр конуса тела 4 выбирается максимально возможный по конструктивным соображениям. Чем он больше, тем большую часть звуковой энергии удастся направить в горизонтальную плоскость, и тем ближе излучаемая волна по свойствам приблизится к цилиндрической.

Расстояние между телом 4 и громкоговорителями 2, 3 выбирается с возможностью получения линейной АЧХ и не может быть сделано достаточно большим.

Тело 4 в форме конуса закреплено на стойках 6 корпуса (также как и высокочастотный громкоговоритель 2).

Работа акустической системы осуществляется следующим образом.

Звуковой сигнал поступает от источника на фильтр, который разделяет высокие и низкие частоты для подачи соответственно на высокочастотный громкоговоритель 2 и низкочастотный громкоговоритель 3, что позволяет оптимально использовать упомянутые громкоговорители.

Звуковое поле, сформированное громкоговорителями 2 и 3, поступает на рассеивающий конус 4.

На Фиг.2 представлена частотная характеристика (АЧХ) предлагаемой АС, измеренная с рассеивающим конусом (сплошная линия) и без него (пунктирная линия) - с плоским отражателем. Хорошо заметно, что в области низких частот разница отсутствует, но на частотах более 7 кГц заметен резкий спад звукового давления в горизонтальной плоскости. Величина этого спада достигает 8 дБ.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет создать АС с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости с одновременным улучшением АЧХ системы.

1. Акустическая система, содержащая корпус, по меньшей мере, один высокочастотный громкоговоритель, по меньшей мере, один низкочастотный громкоговоритель, и тело, предназначенное для взаимодействия с потоком звуковой энергии, отличающаяся тем, что каждое последующее поперечное сечение тела в направлении от каждого громкоговорителя больше, чем предыдущее поперечное сечение тела.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый высокочастотный громкоговоритель и каждый низкочастотный громкоговоритель имеет диффузор.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что диффузоры каждого высокочастотного громкоговорителя и каждого низкочастотного громкоговорителя установлены с возможностью излучения звуковой энергии в направлении упомянутого тела.

4. Система по п.2, отличающаяся тем, что поверхность тела имеет форму конуса.

5. Система по п.2, отличающаяся тем, что диффузоры каждого высокочастотного громкоговорителя и каждого низкочастотного громкоговорителя установлены коаксиально оси конуса тела так, что высокочастотный громкоговоритель расположен между низкочастотным громкоговорителем и упомянутым телом.

6. Система по п.2, отличающаяся тем, что упомянутое тело изготовлено из твердого материала, выбранного из группы: металл, камень, пластик.

7. Система по п.2, отличающаяся тем, что поверхность тела имеет форму тела вращения.

8. Система по п.6, отличающаяся тем, что поверхность тела имеет форму конуса.



 

Наверх