АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Российский патент 2003 года по МПК H04R1/20 

Изобретение относится к электроакустике.

Известны акустические системы содержащие высокочастотный (ВЧ) и среднечастотные (СЧ) излучатели, установленные в корпусе (см, например, DE 4184562, 1993, DE 2457480, 1976). Недостатком известных систем является значительная неравномерность полярных характеристик в области высоких частот.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание акустической системы, обеспечивающей выравнивание амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) высокочастотных и среднечастотных излучателей и повышение равномерности их полярных характеристик в более широком диапазоне частот.

Поставленная задача решается за счет того, что в системе громкоговорителей, содержащей ВЧ и СЧ излучатели, установленные в корпусе, последние излучатели выполнены в виде двух боксов прямого излучения, панели которых развернуты друг к другу под углом 90-120^o, на оси симметрии между ними установлен волновод в виде усеченной пирамиды, имеющей прямоугольное сечение, горловина которого соединена с высокочастотным излучателем, а в устье волновода, расположенном между панелями среднечастотных излучателей, установлен формирователь диаграммы направленности, расширяющий полярную диаграмму по горизонтали в верхнем участке рабочего диапазона частот, выполненный в виде треугольной призмы, установленной боковой гранью по продольной оси указанного волновода.

Частным существенным признаком является то, что угол при вершине сечения призмы по оси волновода составляет 10-20^o, а ширина сторон, прилегающих к этому углу, равна 4,8-5 см.

Осуществленный заявителями информационный поиск показал, что из уровня техники неизвестна акустическая система с указанным взаиморасположением СЧ и ВЧ излучателей, а также имеющая формирователь указанных формы и размеров и расположенный указанным образом относительно упомянутых излучателей, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой акустической системы условиям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых:
на фиг.1 - представлена схема заявленной акустической системы;
на фиг.2 - вид сверху фиг.1;
на фиг.3 - сечение А-А фиг.1;
на фиг.4 - общий вид формирователя диаграммы направленности;
на фиг.5 - сравнительные частотные характеристики известной и заявляемой акустических систем.

Акустическая система, выполненная согласно настоящему изобретению, содержит корпус 1, в котором установлены СЧ излучатели 2 и 3, выполненные в виде боксов прямого излучения, развернутых друг к другу под углом 90-120^o, например 120^o. На оси симметрии между боксами 2, 3 установлен волновод 4, выполненный в виде усеченной пирамиды, имеющей прямоугольное сечение. Горловина волновода 4 соединена с ВЧ излучателем 5. Устье волновода вынесено вперед между СЧ излучателями. В устье расположен формирователь диаграммы направленности 6, выполненный в виде треугольной призмы, установленной боковой гранью по продольной оси волновода.

Призма имеет сечение в виде равнобедренного треугольника, угол α между равными сторонами при вершине которого, лежащей на продольной оси волновода, составляет 10-20^o, а ширина сторон, прилегающих к этому углу, равна 4,8-5 см (в данном примере - 20^o и 5 см соответственно).

Акустическая система построена по принципу линейного группового излучателя (ЛГИ), при этом направленность в горизонтальной плоскости формируется конструкцией каждого отдельного элемента, а в вертикальной плоскости - еще и их взаимным расположением.

К ЛГИ предъявляются следующие требования:
- фронт волны, излучаемой отдельными источниками, должен быть плоским, излучающая плоскость должна составлять не менее 80% суммарной соответствующей акустической системы;
- размер индивидуальных излучателей должен быть не более половины длины волны в рабочем диапазоне частот.

Принцип работы формирователя горизонтальной направленности в верхнем участке рабочего диапазона частот 6 можно сравнить с принципом работы многоканальных рупоров.

Устье волновода 4 разбивается формирователем 6 на два равных элемента. Небольшое устье элемента обеспечивает более широкую полярную диаграмму каждого из них нежели для единичного волновода с той же полной (общей) поверхностью устья. Поэтому взаимное перекрытие зон соседними элементами будет выравнивать громкость по окружности.

В области работы СЧ излучателей применен следующий метод регулирования АЧХ. СЧ излучатели расположены под углом друг к другу и образуют камеру определенного объема и резонансных свойств. Из приведенной ниже диаграммы (фиг.5) следует, что АЧХ имеет резкое уменьшение значений (провал) в области от 700 Гц до 1 кГц (сплошная линия). Данный провал носит явно резонансный характер и для его устранения резонанс камеры, образованной СЧ излучателями, должен быть смещен в более высокую область, что достигнуто уменьшением объема камеры за счет выноса волновода вперед. Результатом этого является устранение провала в упомянутой области - пунктирная линия на диаграмме фиг.5.

Данный формирователь работает только для частот, длины волн которых малы по сравнению с его линейным размером. В данном примере регулирование горизонтальной направленности потребовалось начать с 7 кГц. Длина волны на этой частоте равна 4,9 см. Линейный размер (длина стороны А на фиг.4) формирователя был принят 5 см. Для частот ниже 7 кГц формирователь не оказывает существенного влияния из-за явления дифракции звука.

Анализ АЧХ акустических систем с формирователем и без него (фиг.5) показывает, что полярные характеристики становятся более равномерными в более широком диапазоне частот.

Изобретение обеспечивает повышение качества звукоизлучения.

Изобретение относится к электроакустике. Предложена система громкоговорителей, содержащая высокочастотный и среднечастотные излучатели, установленные в корпусе. При этом среднечастотные излучатели выполнены в виде двух боксов прямого излучения, панели которых развернуты друг к другу под углом 90-120^o. На оси симметрии между ними установлен волновод в виде усеченной пирамиды, имеющей прямоугольное сечение, горловина которого соединена с высокочастотным излучателем. В устье, расположенном между панелями среднечастотных излучателей, установлен формирователь диаграммы направленности, расширяющий полярную диаграмму по горизонтали в верхнем участке рабочего диапазона частот, выполненный в виде треугольной призмы, установленной боковой гранью по продольной оси указанного волновода. В результате обеспечивается выравнивание АЧХ излучателей, повышается равномерность их полярных характеристик в широком диапазоне частот. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система громкоговорителей, содержащая высокочастотный и среднечастотные излучатели, установленные в корпусе, отличающаяся тем, что среднечастотные излучатели выполнены в виде двух боксов прямого излучения, панели которых развернуты друг к другу под углом 90-120^o, на оси симметрии между ними установлен волновод в виде усеченной пирамиды, имеющей прямоугольное сечение, горловина которого соединена с высокочастотным излучателем, а в устье, расположенном между панелями среднечастотных излучателей, установлен формирователь диаграммы направленности, расширяющий полярную диаграмму по горизонтали в верхнем участке рабочего диапазона частот, выполненный в виде треугольной призмы, установленной боковой гранью по продольной оси указанного волновода. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что угол при вершине сечения призмы на оси волновода составляет 10-20^o, а ширина сторон, прилегающих к этому углу, равна 4,5-5 см.