Электродинамический излучатель Российский патент 2023 года по МПК H04R9/06 H04R7/04 H04R7/14 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области электроакустики и может быть применено при создании акустических систем и наушников. Недостаток известных конструкций при колебаниях в зазорах между магнитами и диафрагмой создаются области повышенного и пониженного давления, которые зонально демпфируют диафрагму на этих участках под магнитами. В результате с ростом амплитуды рассогласование движения активных и пассивных участков диафрагмы нарастает, что приводит к фазовым, амплитудным, гармоническим, переходным искажениям.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В заявке RU 2580217 С1, опубл. 10.04.2016 описана конструкция электродинамического излучателя. Изобретение направлено на повышение акустической мощности излучателя, снижение нелинейных и паразитных резонансов. Результат достигается за счет магнитов трапецеидальной или полукруглой формы и гофрировки диафрагмы. Где форма магнитов снижает акустическое сопротивление за счет обтекания воздуха и более равномерного поля, а гофры увеличивают акустическую мощность излучателя. Однако гофры полученные технологически должны иметь достаточную толщину для сохранения формы, что снижает чувствительность звукового излучателя. Кроме того, в данном преобразователе при поперечном расположении проводников относительно гофров снижение резонансов обеспечивается нанесением вибродемпфирующего материала, что увеличивает массу диафрагмы. Кроме того, поперечное расположение проводников ведет к увеличению резонансов.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленного изобретения является разработка электродинамического излучателя, в котором отсутствуют недостатки известных электродинамических излучателей.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение акустической мощности излучателя, снижение нелинейных искажений, снижение паразитных резонансов, увеличение дисперсии звука.

Указанный технический результат достигается за счет того, что электродинамический излучатель содержит раму, на которой закреплены две пары губок, расположенные по меньшей мере на одной стороне рамы, и выполненные с возможностью регулировки положения и фиксации вдоль продольной оси рамы, магнитную систему, расположенную на раме по меньшей мере с одной стороны и выполненную из постоянных магнитов, и по меньшей мере одну клеммную плату для подключения проводников в электрическую цепь. Причем между губками закреплена диафрагма, по меньшей мере с одной стороны которой нанесены проводники. Причем постоянные магниты на раме и проводники на диафрагме расположены диагонально под углом к продольной оси рамы, при этом угол (β) наклона постоянных магнитов и угол (β1) наклона проводников к продольной оси рамы равны и находятся в диапазоне от 1 до 89 градусов, а поверхности упомянутых губок, между которыми закреплена диафрагма, выполнены с профилем в форме периодических синусоидальных волн, причем при натяжении диафрагмы упомянутые поверхности губок обеспечивают образование гофров на диафрагме.

Клеммные платы выполнены с перемычками.

Поверхность постоянных магнитов, обращенная к диафрагме, выполнена с профилем в форме периодических синусоидальных волн, и с углом (β2) наклона поперечного сечения профиля относительно продольной оси магнита, равным углу (β) наклона постоянных магнитов к продольной оси рамы и находится в диапазоне от 1 до 89 градусов.

Указанный технический результат достигается также за счет того, что электродинамический излучатель содержит раму, на которой закреплены две пары губок, расположенные по меньшей мере на одной стороне рамы, и выполненные с возможностью регулировки положения и фиксации вдоль продольной оси рамы, магнитную систему, расположенную на раме по меньшей мере с одной стороны и выполненную из постоянных магнитов, и по меньшей мере одну клеммную плату для подключения проводников в электрическую цепь. Причем между губками закреплена диафрагма, по меньшей мере с одной стороны которой нанесены проводники. Причем постоянные магниты на раме и проводники на диафрагме расположены диагонально под углом к продольной оси рамы, при этом угол (β) наклона постоянных магнитов и угол (β1) наклона проводников к продольной оси рамы равны и находятся в диапазоне от 1 до 89 градусов, а упомянутые губки, между которыми закреплена диафрагма, выполнены с профилем в форме гребенки, с шагом профиля Р=0.5-50 мм, углом профиля α=1-179 градусов и радиусом R=(0.001-0,25)⋅P, причем при натяжении диафрагмы упомянутые поверхности губок обеспечивают образование гофров на диафрагме.

Клеммные платы выполнены с перемычками.

Поверхность постоянных магнитов, обращенная к диафрагме, выполнена с профилем в форме гребенки, с шагом профиля Р=0.5-50 мм, и с углом профиля α=1-179 градусов, радиусом R=(0.001-0,25)⋅P, углом (β2) наклона поперечного сечения профиля, равным углу (β) наклона постоянных магнитов к продольной оси рамы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет более понятным из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

На фиг. 1 изображен общий вид электродинамического для акустических систем.

На фиг. 2 показан общий вид электродинамического излучателя в сборе для акустических систем.

На фиг. 3 показан общий вид электродинамического излучателя для наушников.

На фиг. 4 показан вид с верху электродинамического излучателя для акустических систем в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 5 показан вид в разрезе электродинамического излучателя для акустических систем, содержащий магниты в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 6 показан вид в разрезе электродинамического излучателя, содержащий диафрагму и губки в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 7 показан вид в разрезе электродинамического излучателя, содержащий диафрагму и губки, в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 8 показан вид в разрезе электродинамического излучателя для акустических систем, содержащий магниты, в соответствии с в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 9 показан вид с верху электродинамического излучателя для наушников.

На фиг. 10 показан вид в разрезе электродинамического излучателя для наушников, содержащий магниты, в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 11 показан вид в разрезе электродинамического излучателя для наушников, содержащий магниты, в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 12 показан вид сверху и в разрезе магнита, в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 13 показан вид сверху и в разрезе магнита, в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

1 - рама; 2 - губка; 3 - диафрагма; 4 - проводники; 5 - постоянные магниты; 6 - клеммная плата; 7 - перемычка; 8 - планка; 9 - винт; 10 - гайка.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, электродинамический излучатель содержит: раму 1, на которой закреплены две пары губок 2, расположенные по меньшей мере на одной стороне рамы 1; диафрагму 3, закрепленную между губками 2; магнитную систему в виде постоянных магнитов 5, установленных на раме 1 по меньшей мере с одной стороны; по меньшей мере одну клеммную плату 6 для подключения проводников в электрическую цепь. Губки 2 выполнены с возможностью регулировки положения вдоль продольной оси рамы 1 и закрепляются на раме при помощи винтов 9 и гаек 10. Диафрагма 3 дополнительно по длинным кромкам приклеена к планкам 8. На диафрагму 3 нанесены проводники 4 по меньшей мере с одной стороны. Постоянные магниты 5 на раме 1 и проводники 4 на диафрагме 3 расположены диагонально под углом к продольной оси рамы, при этом угол (β) наклона постоянных магнитов и угол (β1) наклона проводников к продольной оси рамы равны и находятся в диапазоне от 1 до 89 градусов, а поверхности упомянутых губок, между которыми закреплена диафрагма, выполнены с профилем в форме периодических синусоидальных волн, причем при натяжении диафрагмы упомянутые поверхности губок обеспечивают образование гофров на диафрагме. Электродинамический излучатель в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения используют для акустических систем (фиг. 1) и для наушников (фиг. 3). В электродинамическом излучателе для акустических систем применяют две клеммные платы 6, выполненные с перемычками 7 для подключения отдельных проводников 4 диафрагмы 3 в последовательную электрическую цепь (звуковую катушку), а в электродинамическом излучателе для наушников звуковая катушка является частью конструкции диафрагмы 3 и перемычки 7 не требуется. Поверхность постоянных магнитов 5, обращенная к диафрагме 3, выполнена с профилем в форме периодических синусоидальных волн, и с углом (β2) наклона поперечного сечения профиля относительно продольной оси магнита, равным углу (β) наклона постоянных магнитов к продольной оси рамы и находится в диапазоне от 1 до 89 градусов.

Формула для расчета профиля (у) губок в форме периодических синусоидальных волн

y=a+b cos(cx+d),

где а - сдвиг синусоиды по оси Оу, b - растяжение функции по оси Оу, с - сдвиг синусоиды по оси Ox, d - растяжение функции по оси Ох.

В соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения электродинамический излучатель содержит: раму 1, на которой закреплены две пары губок 2, расположенные по меньшей мере на одной стороне рамы 1; диафрагму 3, закрепленную между губками 2, магнитную систему в виде постоянных магнитов 5, установленных на раме 1 по меньшей мере с одной стороны; по меньшей мере одну клеммную плату 6 для подключения проводников в электрическую цепь. Губки 2 выполнены с возможностью регулировки положения и фиксации вдоль продольной оси рамы 1 и закрепляются на раме при помощи винтов 9 и гаек 10. Диафрагма 3 дополнительно по длинным кромкам приклеена к планкам 8. На диафрагму 3 нанесены проводники 4 по меньшей мере с одной стороны. Постоянные магниты 5 на раме 1 и проводники 4 на диафрагме 3 расположены диагонально под углом к продольной оси рамы 1, при этом угол (β) наклона постоянных магнитов и угол (β1) наклона проводников к продольной оси рамы равны и находятся в диапазоне от 1 до 89 градусов, а упомянутые губки 2, между которыми закреплена диафрагма 3, выполнены с профилем в форме гребенки, с шагом профиля Р=0.5-50 мм, углом профиля α=1-179 градусов и радиусом R=(0.001-0,25)⋅P, причем при натяжении диафрагмы упомянутые поверхности губок обеспечивают образование гофров на диафрагме.

Электродинамический излучатель в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения используют для акустических систем (фиг. 1) и для наушников (фиг. 3). В электродинамическом излучателе для акустических систем применяют две клеммные платы 6, выполненные с перемычками 7 для подключения отдельных проводников 4 диафрагмы 3 в последовательную электрическую цепь (звуковую катушку), а в электродинамическом излучателе для наушников звуковая катушка является частью конструкции наушников и перемычки 7 не требуется.

Поверхность постоянных магнитов, обращенная к диафрагме, выполнена с профилем в форме гребенки, с шагом профиля Р=0.5-50 мм, углом профиля α=1-179 градусов, радиусом R=(0.001-0,25)⋅Р, и с углом (β2) наклона поперечного сечения профиля, равным углу (β) наклона постоянных магнитов к продольной оси рамы.

Электродинамический излучатель работает следующим образом. На проводники 4 через клеммную плату 6 подается переменный электрический ток в результате. Постоянные магниты 5 создают постоянное магнитное поле. При возбуждении проводников 4 переменным магнитным полем, за счет взаимодействия этого поля с магнитным полем постоянных магнитов 5 происходит возвратно-поступательное движение диафрагмы 3 относительно магнитой системы, что приводит к распространению звука из электродинамического излучателя.

Благодаря тому, что на диафрагме 3 образуются гофры при ее натяжении, увеличивается ее жесткость, что приводит к увеличению равномерность хода диафрагмы 3 по всей площади, что в свою очередь, повышает акустическую мощность излучателя при той же подводимой электрической мощности. На тот же результат влияет признак, связанный с областями повышенного и пониженного давления между диафрагмой 3 и магнитами 5, которые при таком профиле диафрагмы меньше демпфируют. Кроме того гофрированная форма диафрагмы влияет на увеличение дисперсии звука.

Также на технический результат, а именно снижение нелинейных и паразитных искажений влияет расположение проводников на диафрагме 3 и магнитной системы 5 на раме 1. Проводник 4 на диафрагме 3 и магнитная система на раме 1 расположены по диагонали с углами наклона β=β1 (фиг. 4, фиг. 10) в диапазоне от 1 до 89 градусов, где углы наклона β=β1 образованы между продольной осью рамы 1 и продольными осями магнитов 5 и проводников 4. При таком диагональном расположении проводников 4 и магнитной системы магнитно-индукционная нагрузка на каждый последующий гофр будет приложена со смещением на шаг вдоль продольной оси диафрагмы 3, вследствие чего колебания смежных гофров будут возникать не в одном сечении и при этом иметь не одинаковую амплитуду, что ведет к уменьшению паразитных резонансов.

Электродинамический излучатель фиг. 12 может быть таким, что постоянные магниты выполнены с профилем в форме гребенки, с шагом профиля Р=0.5-50 мм, углом профиля α=1-179 градусов, радиусом R=(0.001…0,25)⋅Р, углом наклона профиля гребенки относительно продольной оси магнита β2=β.

Электродинамический излучатель фиг. 13 может быть таким, что постоянные магниты выполнены с профилем в форме периодических синусоидальных волн, углом наклона поперечного сечения профиля относительно продольной оси магнита β2=β.

В указанных типах магнитов магнитные полюса находятся на эквидистанте от звуковой катушки, что дополнительно повышает акустическую мощность излучателя.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как оно раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к акустике. Электродинамический излучатель в соответствии с первым вариантом осуществления содержит раму, на которой закреплены две пары губок, расположенные по меньшей мере на одной стороне рамы и выполненные с возможностью регулировки положения и фиксации вдоль продольной оси рамы, магнитную систему, расположенную на раме по меньшей мере с одной стороны и выполненную из постоянных магнитов, и по меньшей мере одну клеммную плату для подключения проводников в электрическую цепь. Причем между губками закреплена диафрагма, по меньшей мере с одной стороны которой нанесены проводники, постоянные магниты на раме и проводники на диафрагме расположены диагонально под углом к продольной оси рамы, при этом угол наклона постоянных магнитов и угол наклона проводников к продольной оси рамы равны и находятся в диапазоне от 1 до 89 градусов, а поверхности упомянутых губок, между которыми закреплена диафрагма, выполнены с профилем в форме периодических синусоидальных волн, причем при натяжении диафрагмы упомянутые поверхности губок обеспечивают образование гофров на диафрагме. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение акустической мощности излучателя, снижение нелинейных искажений, снижение паразитных резонансов, увеличение дисперсии звука. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Электродинамический излучатель, содержащий раму, на которой закреплены две пары губок, расположенные по меньшей мере на одной стороне рамы, и выполненные с возможностью регулировки положения и фиксации вдоль продольной оси рамы, причем между губками закреплена диафрагма, по меньшей мере с одной стороны которой нанесены проводники, магнитную систему, расположенную на раме по меньшей мере с одной стороны и выполненную из постоянных магнитов, по меньшей мере одну клеммную плату для подключения проводников в электрическую цепь, при этом постоянные магниты на раме и проводники на диафрагме расположены диагонально под углом к продольной оси рамы, при этом угол () наклона постоянных магнитов и угол (1) наклона проводников к продольной оси рамы равны и находятся в диапазоне от 1 до 89 градусов, а поверхности упомянутых губок, между которыми закреплена диафрагма, выполнены с профилем в форме периодических синусоидальных волн, причем при натяжении диафрагмы упомянутые поверхности губок обеспечивают образование гофров на диафрагме.

2. Электродинамический излучатель по п.1, отличающийся тем, что содержит клеммную плату, выполненную с перемычками.

3. Электродинамический излучатель по п.1, отличающийся тем, что поверхность постоянных магнитов, обращенная к диафрагме, выполнена с профилем в форме периодических синусоидальных волн, и с углом (2) наклона поперечного сечения профиля относительно продольной оси магнита, равным углу () наклона постоянных магнитов к продольной оси рамы, и находится в диапазоне от 1 до 89 градусов.

4. Электродинамический излучатель, содержащий раму, на которой закреплены две пары губок, расположенные по меньшей мере на одной стороне рамы и выполненные с возможностью регулировки положения и фиксации вдоль продольной оси рамы, причем между губками закреплена диафрагма, по меньшей мере с одной стороны которой нанесены проводники, магнитную систему, расположенную на раме по меньшей мере с одной стороны и выполненную из постоянных магнитов, по меньшей мере одну клеммную плату для подключения проводников в электрическую цепь, при этом постоянные магниты на раме и проводники на диафрагме расположены диагонально под углом к продольной оси рамы, при этом угол () наклона постоянных магнитов и угол (1) наклона проводников к продольной оси рамы равны и находятся в диапазоне от 1 до 89 градусов, а упомянутые губки, между которыми закреплена диафрагма, выполнены с профилем в форме гребенки, с шагом профиля P=0,5-50 мм, углом профиля = 1-179 градусов и радиусом R=(0,001-0,25)⋅P, причем при натяжении диафрагмы упомянутые поверхности губок обеспечивают образование гофров на диафрагме.

5. Электродинамический излучатель по п.4, отличающийся тем, что содержит клеммную плату, выполненную с перемычками.

6. Электродинамический излучатель по п.4, отличающийся тем, что поверхность постоянных магнитов, обращенная к диафрагме, выполнена с профилем в форме гребенки, с шагом профиля P=0,5-50 мм, углом профиля = 1-179 градусов, радиусом R=(0,001-0,25)⋅P и с углом (2) наклона поперечного сечения профиля, равным углу () наклона постоянных магнитов к продольной оси рамы.