Вантовая акустическая система Российский патент 2024 года по МПК H04R1/02 G10K15/04 E01D19/16 H04R1/28 

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для свободного позиционирования и фиксирования компонентов акустической системы в пространстве с контролем и синхронизацией фаз сигналов излучателей компонентов, устранения воздействия толчков и разночастотных колебаний от акустической системы на пол и наоборот. Более конкретно изобретение относится к области акустики и может быть применено при изготовлении высококачественной акустической электронной аппаратуры, позволяющей добиться от акустической системы непревзойденного качества звучания: за счет позиционирования диффузоров каждого из компонентов акустической системы в оптимальной точке комнаты для прослушивания, с оптимальным направлением на точку прослушивания, оптимального фазирования излучателей каждого из компонентов во временной области, с оптимальным по углу наклона оси каждого излучателя, за счет свободного выбора количества компонентов, их размеров в комплекте акустической системы и в зависимости от этого показателя свободным числом полос звуковоспроизведения.

Заявленное изобретение не имеет аналогов.

Задача, которую поставил перед собой разработчик нового изобретения, состояла в создании новой акустической системы, которая полностью блокирует возможность попадания вибраций и резонансов на каждый из компонентов акустической системы и обеспечивает возможность более качественного извлечения звука. Техническим результатом, достигнутым в процессе решения поставленной перед разработчиком задачи, является обеспечение возможности производить свободное позиционирование каждого компонента акустической системы в нужной точке пространства комнаты для прослушивания, используя трехмерную систему координат: x, y и z и фиксации в заданном положении с учетом фазы воспроизводимого сигнала. Также техническим результатом является обеспечение возможности свободной ориентации подвешенного на вантах каждого компонента вантовой акустической системы в соответствии с тремя осями вращения: вокруг оси Ox (крен), вокруг оси Oy (рыскание), вокруг оси Oz (тангаж) и фиксации в заданном положении. Также техническим результатом является обеспечение возможности исключения физического контакта компонентов акустической системы с любой из поверхностей, образующих внутренний объём помещения для прослушивания, а соответственно исключение возможности взаимной передачи паразитных колебаний как помещения, так и сейсмических колебаний от поверхности земли, на которой находится здание с помещением. Технический результат достигается за счет совокупности всех существенных признаков.

Сущность изобретения состоит в том, что вантовая акустическая система состоит из каркаса, включающего основание и жестко соединенную с ним опору, на опоре с возможностью регулировки закреплено по меньшей мере две силовые перемычки со штангами, на штанге сконструированы по меньшей мере два регулировочных узла для фиксации в них вант, причем регулировочные узлы выполнены с возможностью регулирования длины вантов, высоты размещения компонентов акустической системы, угла наклона подвешенных компонентов акустической системы, длины вылета фронта компонента, при этом компоненты акустической системы выполнены с крепежами для фиксации вант. Кроме того, опора с одной стороны по всей длине выполнена с зубчатой кромкой. Также опора выполнена телескопической. Вместе с тем, каркас выполнен из металла либо дерева, либо полимерного материала, либо их комбинаций. А опора выполнена под углом от 0° до 15° относительно вертикали. Причем в качестве компонентов акустической системы применены: модуль супертвитера, модуль ВЧ динамика, модуль СЧ динамика верхнего диапазона, модуль СЧ динамика нижнего диапазона, модуль мидбасового динамика, модуль басового динамика. А ванты выполнены в виде лент, и/или шнуров, и/или тросов, и/или стренг, и/или веревок и их комбинаций. Также ванты выполнены из эластичного материала с коэффициентом растяжения не менее 3-5%. А штанга выполнена с возможностью регулирования по длине.

Изобретение поясняется графически, где:

на фиг. 1 - схематично показана вантовая акустическая система (один из вариантов компоновки компонентов);

на фиг. 2 - схематично показана вантовая акустическая система, вид сбоку;

на фиг. 3 - схематично показана вантовая акустическая система, вид сбоку;

на фиг. 4 - схематично показана вантовая акустическая система, вид снизу;

на фиг. 5 - схематично показана вантовая акустическая система, вид сверху;

на фиг. 6 - схематично показана вантовая акустическая система, разрез А-А;

на фиг. 7 - схематично показана вантовая акустическая система, вырез В;

на фиг. 8 - показана принципиальная схема расположения компонентов вантовой акустической системы (другой из вариантов компоновки компонентов);

на фиг. 9 - показана принципиальная схема расположения компонентов вантовой акустической системы (третий из вариантов компоновки компонентов);

на фиг. 10 - показана принципиальная схема расположения компонентов вантовой акустической системы в помещении по отношению к точке прослушивания для варианта компоновки компонентов на фиг. 8;

на фиг. 11 - показана принципиальная схема расположения компонентов вантовой акустической системы в помещении по отношению к точке прослушивания для варианта компоновки компонентов на фиг. 9;

на фиг. 12 - показана принципиальная схема расположения компонентов вантовой акустической системы, вариант компоновки динамиков с минимальным расстоянием динамиков от центральной оси вантовой акустической системы (четвёртый из вариантов компоновки компонентов);

на фиг. 13 - показана принципиальная схема расположения компонента вантовой акустической системы в помещении по отношению к точке прослушивания, корректировка угла наклона фронта одного из компонентов 8 вантовой акустической системы по осям Ox (крен), Oy (рыскание), Oz (тангаж).

Вантовая акустическая система состоит из каркаса. Каркас включает основание 1 и жестко соединенную с ним опору 2. Основание 1 предназначено для размещения акустической системы на горизонтальной поверхности и закрепления на нем опоры 2. В конкретном примере исполнения, не ограничивающем объём правовой охраны, основание 1 выполнено П-образной формы. Также основание 1 соответственно может быть выполнено V-образной формы, Т-образной формы и иных форм. Опора 2 представляет собой вертикальную конструкцию, с одной стороны жестко соединенную с основанием 1. Опора 2 в конкретном примере исполнения, не ограничивающем объем правовой охраны, с одной стороны по всей длине выполнена с зубчатой кромкой 5. Опора 2 в одном из вариантов исполнения, не ограничивающем объем правовой охраны, может быть выполнена телескопической. Каркас может быть выполнен из металла, дерева, различных видов полимерных композиционных материалов и их комбинаций. В одном из вариантов исполнения, не ограничивающем объем правовой охраны, опора 2 выполнена под наклоном от 0° до 15° относительно вертикали. На опоре 2 с возможностью регулировки закреплено по меньшей мере две силовые перемычки 3 со штангами 11. Расстояние между штангами 11 вариативно и зависит от габаритов компонента 8. Штанга 11 силовой перемычки 3 в конкретном примере исполнения, не ограничивающем объем правовой охраны, имеет регулируемую по длине фиксируемую телескопическую конструкцию, предоставляющую возможность регулировать вдоль горизонтальной оси положение фронта компонента 8 по вылету, относительно остальных компонентов 8 в вантовой акустической системе с целью точной подстройкой фазы сигнала. Силовая перемычка 3 со штангой 11 представляет собой конструкцию П-образной формы, в средней части соединенную с опорой 2 при помощи крепежного узла 4. Также силовая перемычка 3 соответственно может быть выполнена V-образной формы, Т-образной формы, F-образной формы, Е-образной формы, -образной формы, -образной формы и иных форм. Крепежный узел 4 жестко соединен с силовой перемычкой 3. При помощи крепежного узла 4 регулируют высоту размещения силовой перемычки 3, а следовательно, и компонентов 8 вантовой акустической системы. Внутренняя часть крепежного узла 4 может быть выполнена зубчатой, как и на кромке 5. Крепежный узел 4 выполнен с возможностью жесткой фиксации силовой перемычки 3 на опоре 2 на необходимой высоте, например, при зацеплении его зубьев с зубьями кромки 5. В иных вариантах, не ограничивающих объем правовой охраны, техническим решением фиксирования перемычки 3 могут быть отверстия для установки штифтов как на спортивных тренажерах, могут быть самофиксирующиеся зажимы, эксцентриковые зажимы. В нижней части основания 1 дополнительно размещены упоры. Упоры могут быть выполнены в виде ножек регулируемых либо нерегулируемых по высоте, колес со стопорами и без. Упоры могут быть смонтированы с пластиковой торцевой заглушкой с наклеенной на неё войлочной самоклеящейся прокладкой большой толщины. Это обеспечивает уменьшение резонансов как самой акустической системы, так и минимизации уровня вибраций, передающихся на основание 1 от горизонтальной поверхности на котором она установлена. На штанге 11 силовой перемычки 3 закреплены по меньшей мере два регулировочных узла 6. В наилучшем примере исполнения на штанге 11 силовой перемычки 3 закреплены по меньшей мере четыре регулировочных узла 6. В конкретном примере исполнения, не ограничивающим объём правовой охраны, в качестве регулировочного узла 6 применены щелевые стопоры на скобе с фиксатором, свободно скользящие по штанге 11 силовой перемычки 3. В регулировочных узлах 6 зафиксированы ванты 7. Регулировочные узлы 6 выполнены с возможностью регулирования длины вантов 7. При помощи крепежного узла 4 регулируют высоту размещения компонентов 8 акустической системы. При помощи регулировочных узлов 6 регулируют: высоту размещения компонентов 8 акустической системы путем синхронного изменения длины передних и задних вант 7 относительно поверхности пола; угол наклона подвешенных компонентов 8 акустической системы путем изменения длины передних или задних вант 7 относительно фронта компонентов 8 при фиксировании вант 7 к регулировочным узлам 6; временную калибровку фазы излучаемого сигнала за счет вылета фронта компонента 8 относительно остальных компонентов 8 в вантовой акустической системе путем перемещения и фиксирования регулировочных узлов 6 на штангах 11 перемычки 3 для соблюдения одинакового расстояния от фронта каждого компонента 8 до точки прослушивания 10 независимо от высоты размещения компонента 8 относительно точки прослушивания 10. Это позволяет произвести корректировку положения каждого из фронтов независимых друг от друга компонентов 8 вантовой акустической системы в трехмерной системе координат x, y и z комнаты для прослушивания, по осям Ox (крен), Oy (рыскание), Oz (тангаж) (как показано на фиг. 13), а также в соответствии с осью диаграммы направленности каждого излучателя компонента 8 вантовой акустической системы. Ванты 7 предназначены для размещения на них компонентов 8 вантовой акустической системы. При этом компоненты 8 вантовой акустической системы выполнены с крепежами 9 для фиксации вант 7. Крепежи 9 могут находиться в любых точках корпуса компонента 8: сверху два для подвешивания; снизу для фиксирования положения проходящего под компонентом 8 шнура с лежащим на шнурах компонентом 8 и иных точках корпуса. В качестве компонентов 8 в описанных вариантах набора динамиков разного формата не ограничивающим объем правовой охраны, применены: модуль супертвитера, модуль ВЧ динамика, модуль СЧ динамика верхнего диапазона, модуль СЧ динамика нижнего диапазона, модуль мидбасового динамика, модуль басового динамика. Ванты 7 представляют собой эластичный материал в виде лент, шнуров, тросов, стренг, веревок и их комбинаций. Комбинированный вант 7 в качестве одного из примеров исполнения выполнен из эластичного шнура в средней части фиксаторами соединенного с эластичным шнуром. Комбинированный вант 7 в качестве другого примера исполнения выполнен в виде эластичного шнура, состоящего из латексных нитей, снаружи покрытых оплеткой из полипропилена. В конкретном примере исполнения, не ограничивающим объём правовой охраны, в качестве ванта 7 применен репшнур с коэффициентом растяжения 3-5%. Вант 7 закреплен в регулировочном узле 6, а другой стороной в крепеже 9. Для регулировки длины вант 7, может быть применена микролебедка или подъёмный механизм с ручным или электроприводом. В другом примере исполнения все регулируемые узлы вантовой акустической системы: упоры в виде колес, телескопическая опора 2, регулировочные узлы 6, крепежные узлы 4 выполнены с электроприводами, тогда для синхронизации работы электронных компонентов вантовую акустическую систему оснащают блоком управления для автоматизации процессов регулировки положения компонентов 8 в пространстве. Управление настройками вантовой акустической системы также возможно посредством специального программного обеспечения, установленного на смартфон, планшет, компьютер и отдельного программного продукта по цифровой оптимизации звука в помещении с использованием микрофонов для калибровки звука. Например, с помощью системы акустической коррекции Dirac Live можно легко измерить акустические характеристики колонок и помещения и откалибровать звуковую систему, чтобы она воспроизводила звук так, как нужно. Достоинство вантовой акустической системы - свободное позиционирование каждого компонента 8 в соответствии с необходимостью даже в координатах, полученных расчетным путем с помощью программ для цифровой коррекции акустики помещения комнаты для прослушивания.

Вантовую акустическую систему собирают следующим образом. Из основания 1 опоры 2 формируют каркас. Закрепляют на опоре 2 необходимое количество силовых перемычек 3 со штангами 11. При наличии упоров их закрепляют на нижней части основания 1. На штангах 11 силовой перемычки 3 устанавливают по меньшей мере четыре регулировочных узла 6. В регулировочных узлах 6 фиксируют ванты 7. Колебательную энергию, передающуюся механическим путем из окружающей среды, поглощают ванты 7. Виброизоляция обеспечивается за счет силы инерции, свободно подвешенных на вантах 7 компонентов 8 акустической системы и амортизирующего эффекта от коэффициента растяжения вант 7. Согласно существующим правилам расстановки акустической системы, традиционные колонки должны: 1) устанавливаться по длинной стене помещения; 2) стереоколонки и слушатель должны располагаться в углах равностороннего треугольника; 3) фронты акустических систем (акустические оси) должны быть сориентированы прямо на место прослушивания; 4) по высоте ВЧ-излучатели полочных колонок или ось между ВЧ и СЧ динамиками у напольной колонки должны находиться на уровне уха сидящего человека; 5) не ставить колонки акустической системы вплотную к тыловой стене сзади колонок; 6) не ставить колонки акустической системы вплотную к боковым стенам; 7) слушатель не должен находиться вплотную к стене за своей спиной. Часть вышеперечисленных условий трудновыполнима только из-за физических параметров системы: акустических колонок, помещения, точки прослушивания 10. Например, по п.4 зачастую невыполнимо из-за высоты кресла на месте прослушивания и высоты расположения ВЧ-СЧ излучателей колонки. При этом имеются иные физические параметры, коренным образом влияющие на качество звуковоспроизведения, о которых не задумываются даже производители акустических систем. Заявленное изобретение позволяет обеспечить исполнение указанных правил в отдельности для каждого из компонентов 8 вантовой акустической системы, а также дополнительно позволяет ему свободно позиционироваться и фиксироваться в любой точке пространства (объёма) помещения, с учетом вертикальных аксиальных мод по ширине и по длине помещения; свободно позиционироваться и фиксироваться на любой высоте пространства (объёма) помещения, с учетом горизонтальных акустических мод в помещении; свободно позиционироваться и фиксироваться своим фронтом по направлению на точку прослушивания 10; свободно позиционировать и фиксировать ось излучателя каждого компонента 8 вантовой акустической системы по углу наклона от положительных до отрицательных значений относительно точки прослушивания 10; свободно корректировать вдоль горизонтальной оси и фиксировать положение фронта компонента 8 по вылету, относительно остальных компонентов 8 в вантовой акустической системе с целью точной подстройки фазы сигнала в точке прослушивания 10 путем перемещения и фиксирования регулировочных узлов 6 по штангам 11 силовой перемычки 3 для соблюдения одинакового расстояния от фронта каждого компонента 8 до точки прослушивания 10 независимо от высоты размещения компонента 8 относительно точки прослушивания 10; не иметь прямой физической связи с полом для исключения передачи паразитных резонансов как между компонентами 8 вантовой акустической системы, так и от любого из компонентов 8 на пол помещения, а также в обратном направлении, от пола на компоненты 8 вантовой акустической системы. Вантовая акустическая система позволит каждому входящему в неё компоненту 8 реализовать свой потенциал даже в большем объёме, на который любой из динамиков способен будучи в составе обычной напольной колонки.

Вантовая акустическая система обеспечивает: свободное позиционирование и фиксирование каждого из компонентов 8 акустической системы в любой точке пространства (объёма) комнаты для прослушивания по осям x, y, z, с учетом вертикальных аксиальных мод по ширине и по длине помещения; свободное позиционирование и фиксирование компонентов 8 акустической системы на любой высоте пространства (объёма), с учетом горизонтальных акустических мод в помещении; свободное позиционирование и фиксирование фронта компонентов 8 акустической системы по осям Ox, Oy, Oz, по направлению на точку прослушивания 10; свободное позиционирование и фиксирование компонентов 8 акустической системы по углу наклона оси компонента 8 от положительных до отрицательных значений относительно точки прослушивания 10; корректирование и синхронизацию фаз сигналов всех компонентов в точке прослушивания 10; исключение прямой механической связи компонентов 8 вантовой акустической системы с полом помещения с целью устранения возможности передачи паразитных резонансов между компонентами 8 и от компонентов 8 вантовой акустической системы на пол помещения, а так же в обратном направлении, от земли в корпус компонента вантовой акустической системы, а оттуда в корзины динамиков; устранение распространения толчков и разночастотных колебаний от компонентов 8 акустической системы на пол помещения, в котором размещается акустическая система и также для устранения воздействия толчков и разночастотных колебаний в обратном направлении - от пола к акустической системе.

Для акустических систем уровня Hi-End назрела замена технологии размещения акустических колонок на полу помещения на технологию позиционирования акустической системы в пространстве (объёме) помещения. Для этого вантовая акустическая система в мобильном варианте основания каркаса имеет свободно-поворотные стопорящиеся колеса, что позволяет акустическую систему свободно перемещать и фиксировать фронт компонентов 8 в нужном месте помещения и направлением фронта компонента 8 на точку прослушивания 10, которая имеет механизм регулирования высоты и фиксирования компонента 8 над полом на заданной высоте, в которой возможно осуществить корректирование и синхронизацию фаз сигналов всех компонентов относительно точки прослушивания 10. В которой размещаемый компонент 8 не имеет прямого физического контакта с полом помещения, т.к. находится в свободноподвешенном состоянии на эластичных вантах 7 зафиксированных на регулировочных узлах 6 штанги 11 силовой перемычки 3 опоры 2 вантовой акустической системы. Которая по выбору владельца может быть оснащена любым набором компонентов 8: модуль супертвитера, модуль ВЧ динамика, модуль СЧ динамика верхнего диапазона, модуль СЧ динамика нижнего диапазона, модуль мидбасового динамика, модуль басового динамика. Чем ближе динамики находятся к центральной оси излучения, тем собраннее более цельно колонка формирует звуковое излучение. Центральная ось излучения должна располагаться (как показано на фиг. 12), в том числе и с учетом горизонтальных мод комнаты для прослушивания. При этом ось излучателя каждого динамика должна быть направлена на точку прослушивания 10. Достоинство вантовой акустической системы - свободное позиционирование каждого излучателя динамика в соответствии с необходимостью даже в координатах, полученных расчетным путем с помощью программ настройки звучания в комнате для прослушивания.

Изобретение относится к акустике. Вантовая акустическая система состоит из каркаса, включающего основание и жестко соединенную с ним опору, на опоре с возможностью регулировки закреплено по меньшей мере две силовые перемычки со штангами, на штанге сконструированы по меньшей мере два регулировочных узла для фиксации в них вант, причем регулировочные узлы выполнены с возможностью регулирования длины вантов, высоты размещения компонентов акустической системы, угла наклона подвешенных компонентов акустической системы, длины вылета фронта компонента вдоль горизонтальной оси, при этом компоненты акустической системы выполнены с крепежами для фиксации вант. Техническим результатом является обеспечение возможности производить свободное позиционирование каждого компонента акустической системы в нужной точке пространства комнаты для прослушивания, используя трехмерную систему координат: x, y и z и фиксации в заданном положении. 8 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Вантовая акустическая система, состоящая из каркаса, включающего основание и жестко соединенную с ним опору, на опоре с возможностью регулировки закреплено по меньшей мере две силовые перемычки со штангами, на штанге сконструированы по меньшей мере два регулировочных узла для фиксации в них вант, причем регулировочные узлы выполнены с возможностью регулирования длины вантов, высоты размещения компонентов акустической системы, угла наклона подвешенных компонентов акустической системы, длины вылета фронта компонента вдоль горизонтальной оси, при этом компоненты акустической системы выполнены с крепежами для фиксации вант.

2. Вантовая акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что опора с одной стороны по всей длине выполнена с зубчатой кромкой.

3. Вантовая акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что опора выполнена телескопической.

4. Вантовая акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что каркас выполнен из металла, либо дерева, либо полимерного материала, либо их комбинаций.

5. Вантовая акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что опора выполнена под углом от 0° до 15° относительно вертикали.

6. Вантовая акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве компонентов акустической системы применены: модуль супертвитера, модуль ВЧ динамика, модуль СЧ динамика верхнего диапазона, модуль СЧ динамика нижнего диапазона, модуль мидбасового динамика, модуль басового динамика.

7. Вантовая акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что ванты выполнены в виде лент, и/или шнуров, и/или тросов, и/или стренг, и/или веревок и их комбинаций.

8. Вантовая акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что ванты выполнены из эластичного материала с коэффициентом растяжения не менее 3-5%.

9. Вантовая акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что штанга выполнена с возможностью регулирования по длине.