АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Российский патент 2008 года по МПК H04R1/28 

Заявляемое изобретение относится к области электроакустики, в частности к конструктивным элементам акустического оформления громкоговорителей электродинамического типа, и может быть использовано в бытовой и профессиональной звуковоспроизводящей технике.

Разработчики акустических систем (далее АС) с электродинамическими головками, стремясь повысить качество звука, делают лицевую панель корпуса наклонной, улучшая тем самым согласование ВЧ- и НЧ-громкоговорителей по фазе излучаемых волн. И снижают добротность резонанса между передней и задней панелями. В результате таких усилий звук приходит в неискаженном виде.

Известна АС, в которой уменьшения временной задержки в излучении различных громкоговорителей, т.е. улучшения фазового согласования, добиваются конструктивными методами, смещая ВЧ- и СЧ-громкоговорители внутрь корпуса АС, например, используя не вертикальную, а наклонную лицевую панель в виде «заваленной» назад верхней части (см. статью «Акустика, с которой мы живем», с.14 на сайте www.express.kirov.ru). Нижняя часть передней панели остается вертикальной плоскостью. Благодаря созданию угла наклона верхней части передней панели по отношению к вертикальной нижней части частично улучшается фазовое согласование звуковых сигналов, излучаемых громкоговорителями. Однако ВЧ-излучение все же опережает НЧ-излучение, а ВЧ-излучение направлено в виде узкого луча, что не обеспечивает его согласование с окружающим пространством по акустической нагрузке и не позволяет достигнуть значительного улучшения качества звука. В этом заключаются недостатки известной АС.

Известна акустическая система, которая по технической сущности и достигаемому эффекту близка к заявляемой АС и выбрана в качестве прототипа. Она содержит ВЧ- и НЧ-громкоговорители, установленные на лицевой панели, которая слегка наклонена по направлению к задней панели (см. статью «Акустическая система Ruark Prelude II» с.1-2 на сайте dom.hi-fi.ru). В известной АС недостатки те же, что и у вышеуказанного аналога. Из-за маленького угла наклона лицевой панели не удается добиться нужного для высокачественного звучания фазового согласования ВЧ- и НЧ-громкоговорителей. Направленное в виде узкого луча ВЧ-излучение не обеспечивает его согласование с окружающим пространством по акустической нагрузке. Все это снижает качество звука.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества звука.

Технический результат заключается в значительном улучшении фазового согласования ВЧ- и НЧ-излучений, снижении добротности резонанса между передней и задней панелями, согласовании ВЧ-излучения с окружающим пространством по акустической нагрузке.

Указанная задача достигается тем, что в известной акустической системе, содержащей корпус с ВЧ- и НЧ-громкоговорителями, установленными на его лицевой панели, наклоненной в сторону задней панели, при этом нижняя сторона лицевой панели жестко соединена с передней стороной нижней стенки корпуса, согласно изобретению лицевая панель смещена внутрь корпуса относительно плоскости его переднего вертикального проема так, что боковые и верхняя стороны лицевой панели соответственно жестко соединены с боковыми и верхней стенками корпуса, ВЧ-громкоговоритель снабжен рупором, образованным частью лицевой наклонной панели, с которой жестко соединены две боковины и козырек, жестко соединенные между собой и с примыкающими к ним участками периметра переднего вертикального проема корпуса.

В акустической системе козырек и две боковины, образующие рупор, могут быть выполнены плоскими, что обеспечивает линейную характеристику расширения рупора.

В акустической системе козырек и две боковины, образующие рупор, могут быть выполнены криволинейными, что обеспечивает экспоненциальную характеристику расширения рупора.

В акустической системе угол наклона, образованный лицевой панелью и плоскостью переднего вертикального проема корпуса, может находиться в пределах от 7 до 35°.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации свидетельствуют, что предлагаемая акустическая система неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, а следовательно, соответствует критерию «новизна». Заявляемое изобретение может быть изготовлено в условиях предприятия, специализирующегося в отрасли, занятой производством акустических систем, с использованием стандартного отечественного или импортного оборудования, известных технологий и серийно выпускаемых промышленностью соответствующих деталей и сборок.

АС может широко использоваться в домашних условиях, офисах и развлекательных помещениях.

Таким образом, заявляемая акустическая система соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому устройству новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.

Благодаря наклону плоской передней панели внутрь корпуса звуковые волны от обоих громкоговорителей приходят к потребителю с одинаковой фазой, т.е. одновременно. Поэтому потребитель получает неискаженный звук. В результате улучшается амплитудно-частотная характеристика (далее АЧХ). Также снижается добротность резонанса между передней и задней панелями, что, в свою очередь, положительно влияет на вибрацию: она уменьшается, исчезают призвуки, излучается меньше паразитных вибраций. В результате происходит улучшение качества звука.

Был экспериментально подобран α - угол наклона передней панели по отношению к плоскости переднего вертикального проема корпуса: он лежит в пределах от 7 до 35°. Если угол α меньше 7°, то для обеспечения фазового согласования необходимо увеличивать межцентровое расстояние между ВЧ- и НЧ-громкоговорителями. В результате увеличиваются габариты устройства и возникают эффекты хоруса, т.е. раздельного восприятия звучания громкоговорителей. Кроме того, ВЧ-громкоговоритель находится очень близко к передней вертикальной плоскости проема корпуса, вследствие чего длина рупора чрезвычайно мала и не улучшает качество звука. Если угол α больше 35°, то для обеспечения фазового согласования следует уменьшить межцентровое расстояние ВЧ- и НЧ-громкоговорителей. При этом необходимое межцентровое расстояние становится меньше суммы радиусов громкоговорителей, что неприемлемо. С другой стороны, увеличение угла α больше 35° приводит к существенному снижению внутреннего объема АС, что повышает ее резонансную частоту и уменьшает составляющую НЧ-излучений. Для увеличения последней необходимо увеличить габариты корпуса, что ухудшает потребительские свойства.

Мало получить фазовое согласование НЧ- и ВЧ-излучений. Наличие ВЧ-громкоговорителя вызывает необходимость согласовывать ВЧ-излучение с окружающим пространством по акустической нагрузке, поскольку ВЧ-излучение происходит в виде узкого луча. Обеспечить такое согласование позволяет рупор. В заявляемой конструкции он образован лицевой наклонной панелью, а также двумя боковинами и козырьком. Рупор обеспечивает широкую направленность ВЧ-излучения, и АЧХ акустической системы по звуковому давлению в окружающем пространстве будет равномернее с рупором. Расширяется диаграмма направленности ВЧ-излучения для комфортного восприятия звука в любой точке прослушивания того пространства, на которое рассчитана заявляемая АС.

Предлагаемая акустическая система поясняется чертежами, где представлено:

фиг.1 - вертикальный разрез корпуса;

фиг.2 - вид А фиг.1.

Акустическая система содержит корпус 1, в котором на лицевой панели 2 установлены ВЧ-громкоговоритель 3 и НЧ-громкоговоритель 4. Корпус 1 выполнен, как правило, из дерева, иногда из пластмассы. Установленная наклонно в сторону задней панели (на чертеже не обозначена) лицевая панель 2 смещена внутрь корпуса 1 относительно плоскости 5 его переднего вертикального проема. При этом нижняя сторона 6 панели 2 жестко соединена с передней стороной нижней стенки 7 корпуса 1, а боковые 8 и верхняя 9 стороны соответственно жестко соединены с боковыми и верхней стенками (на чертеже не обозначены) корпуса 1. ВЧ-громкоговоритель 3 снабжен рупором 10, образованным частью лицевой наклонной панели 2, двумя боковинами 11 и козырьком 12. Последние три детали 11 и 12 жестко соединены с лицевой панелью 2, между собой и примыкающими к ним участками периметра плоскости 5 переднего вертикального проема корпуса 1. Боковины 11 могут выполняться плоскими, что обеспечивает линейную характеристику расширения рупора 10, либо криволинейными, что обеспечивает, в частности, экспоненциальную либо иную характеристику расширения рупора 10. Угол наклона α лицевой панели 2, обозначенный буквами ВАС, выбран из предела от 7 до 35°. Треугольник CBD, образованный козырьком 12 (ВС), частью (BD) лицевой панели 2 и частью (DC) верхней стенки корпуса 1, придает дополнительную жесткость конструкции заявляемого устройства, что уменьшает вибрацию лицевой панели.

Акустическая система работает следующим образом. При поступлении электрического сигнала на громкоговорители 3 и 4 происходит излучение звуковых волн в окружающее пространство и внутрь корпуса 1. Благодаря наклону лицевой панели 2 внутрь корпуса звуковые волны от обоих громкоговорителей 3, 4 приходят к потребителю с одинаковой фазой, т.е. одновременно. Поэтому потребитель получает неискаженный звук. Кроме того, снижается добротность резонанса между лицевой и задней панелями, что способствует уменьшению излучений паразитных вибраций и уменьшению громкости призвуков по отношению к полезному сигналу. В результате заявляемая акустическая система обеспечивает звук улучшенного качества.

Преимущества заявляемой АС по сравнению с прототипом:

- улучшение качества звука;

- уменьшение вибрации лицевой панели.

Применение: в бытовой и профессиональной звуковоспроизводящей технике. Технический результат: значительное улучшение фазового согласования ВЧ- и НЧ-излучений, снижение добротности резонанса между передней и задней панелями, согласование ВЧ-излучения с окружающим пространством по акустической нагрузке. Сущность изобретения: заявляемая акустическая система содержит корпус с установленным на его лицевой панели ВЧ- и НЧ-громкоговорителями, которая наклонена в сторону задней панели корпуса и смещена внутрь относительно плоскости его переднего вертикального проема. По периметру лицевая панель жестко соединена со стенками корпуса. ВЧ-громкоговоритель снабжен рупором, образованным частью лицевой наклонной панели, двумя боковинами и козырьком. Последние три детали жестко соединены с лицевой панелью, между собой и примыкающими к ним участками периметра плоскости переднего вертикального проема корпуса. Боковины могут быть выполнены плоскими, что обеспечивает линейную характеристику расширения рупора, либо криволинейными, что обеспечивает экспоненциальную характеристику расширения рупора. Угол наклона α лицевой панели выбран из предела от 7 до 35°. В результате улучшается качество звука и уменьшается вибрация лицевой панели. 3 з.п. ф-лы, 2 ил,

1. Акустическая система, содержащая корпус с ВЧ- и НЧ-громкоговорителями, установленными на его лицевой панели, наклоненной в сторону задней панели, при этом нижняя сторона лицевой панели жестко соединена с передней стороной нижней стенки корпуса, отличающаяся тем, что лицевая панель смещена внутрь корпуса относительно плоскости его переднего вертикального проема так, что боковые и верхняя стороны лицевой панели соответственно жестко соединены с боковыми и верхней стенками корпуса, ВЧ-громкоговоритель снабжен рупором, образованным частью лицевой наклонной панели, с которой жестко соединены две боковины и козырек, жестко соединенные между собой и с примыкающими к ним участками периметра переднего вертикального проема корпуса.2. Акустическая система по п.1, отличающаяся тем, что козырек и две боковины, образующие рупор, выполнены плоскими для обеспечения линейной характеристики расширения рупора.3. Акустическая система по п.1, отличающаяся тем, что козырек и две боковины, образующие рупор, выполнены криволинейными для обеспечения экспоненциальной характеристики расширения рупора.4. Акустическая система по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона, образованный лицевой панелью и плоскостью переднего вертикального проема корпуса, находится в пределах от 7 до 35°.