Известно, что рупорные громкоюворители имеют некоторые преимущества перед диффузорными и поэтому часто применяются в театрах и в других общественных местах; кривизна рупора обычно соответствует экспоненте. У обычного экспоненциального рупора площадь поперечного сечения определяется формулой:
А АО
где АО - площадь «горла рупора, m - постоянная величина, х - расстояние по оси. Предельная частота такого рупора определяется постоянной ш.
Если при высоких частотах нужно большое акустическое сопротивление рупора в соответствии со значительным акустическим сопротивлением мембраны, питающей рупор, то для получения высокой эффективности применяется рупор с небольщим «горлом. С другой стороны, если нужна эффективность при низких частотах звукового диапазона, то применяют рупор с относительно щироким горлом, так как акустическое сопротивление вибрирующей системы при низких частотах не имеет значения. Отсюда
следует, что, если один обычный рупор должен перекрывать весь звуковой диапазон, то будет страдать передача либо высоких, либо низких частот. Для уничтожения этого дефекта предлагалось применять два различных рупора с одной общей или двумя отдельными мембранами; один из этих рупоров рассчитан на высокие частоты, а другой - на низкие. Однако, применение двух рупоров иногда нежелате. ьно.
Предметом настоящего изобретения является усовершенствованный однорупорный громкоговоритель, г ерекрывающий весь диапазон звуковых частот без искажений верхнего или нижнего пределов диапазона и обеспечивающий повышенную (по сравнению с известными громкоговорителями аналогичного типа) эффективность звучания. Кроме того настоящее изобретение даёт средство для превращения обычных однорупорных систем в системы, имеющие характеристику многорупорных.
Согласно настоящему изобретению, рупор громкоговорителя выполняется с различными степенями расширения по длине, так что акустический импеданс у горла возрастает с частотой. Рупор может состоять или из нескольких секций с различными степенями расширения, или же может быть выполнен, как целый рупор с одной степенью расширения, но с внутренними деталями, делящими его на несколько секций с различными расширениями.
Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, на фиг. 1 которого показан в разрезе рупор, выполненный согласно изобретению, на фиг. 2 - разрез видоизменённого рупора, на фиг. 3 - вид с конца приспособления для изменения степени расширения, применяемого в рупорах по фиг. 2, на фиг. 4 - такое же приспособление изменённой формы, на фиг. 5 - вид сбоку приспособления по фиг. 3, на фиг. 6- схематический вид ешё одной модификации рупора, выполненного согласно изобретению, на фиг. 7 - характеристики сопротивления рупоров по фиг. 1 к 2, сравнённые с характеристиками двух рупоров обычной системы, и на фиг. 8 - характеристика сопротивления рупора по фиг. 6.
На фиг. 1 изображён сравнительно длинный рупор, питаемый подходящей системой, например, электродинамическим громкоговорителем (показан только конус или мембрана 3). Рупор 1 состоит из двух секций 1а и Ib, соединённых в общее целое; секция 1а сравнительно коротка и имеет небольшое горло, так чтобы акустическое сопротивление было ве.пико и хорошо воспроизводились высокие частоты; секция 1Ь значительно длиннее и имеет широкое горло, так что акустическое сопротивление невелико и хорошо воспроизводятся низкие частоты. Для надлежащей передачи высоких и низких частот короткая секция 1а сделана с большим расишрением, а длинная секция 1Ь с малым. Таким образом, если секции 1а и Ib обе расширяются по экспоненте, то показатель в приведенном ранее уравнении будет велик для секции 1а и мал для секции 1Ь.
На фиг. 7 дана характеристика усовершенствованного рупора ера в нительно с характеристиками двух простых рупоров. Акустическое сопротивление короткого рупора с небольшим горлом и быстро расшифяющимся раструбом (секция 1а) довольно велико; оно изображено пунктирной линией а. Сопротивление рупора с большим горлом и небольшим расширением по типу секции 1Ь значительно ниже, что видно по линии Ь. Как сказано выше, это нужно для надлежащей передачи высокой и низкой частот и это же условие нужно соблюсти и в случае применения одного рупора. У рупора с двумя степенями расширения акустическое сопротивление при низких частотах равно сопротивлению рупора с широким горлом и малым расширением, а при высоких частотах - сопротивлению рупора с небольшим горлом и большим расширением; характеристика такого рупора, показанного на фиг. 1, изображается на фиг. 7 сплошной линией с. Соединение воедино секций 1а и 1Ь не меняет характеристики последней при низких частотах, но секцию 1а не следует делать слишком длинной, так как от этого черезчур повысилось бы сопротивление у верхней границы области низких частот.
На практике выяснилось, что полной длине рупора в 90 дюймов отличные результаты получаются, если секция 1а имеет в длину примерно 7 дюймов и площадь горла около 3 кв. дюймов, а секция 1Ь - длину примерно 83 дюйма и площадь горла примерно 12 кв. дюймов. У такого рупора нижняя пограничная частота секции 1Ь равна примерно 45 герцам и степень расширения секции 1а примерно в пять раз больше, чем у секции 1Ь.
Модификации изобретения, показанные на фиг. 2-5, особенно пригодны для переделки обычных однорупорных систем с целью придания им свойств многорупорных систем. В модификации по фиг. 2 в обычный, сравнительно длинный рупор 5 вставляется приспособление 7, которое меняет эффективную стелень расипфеиия рунора 5 в пространстве, занятом приспособлением 7. Приспособление 7 состоит из трубчатой наружной части 9 квадратного (фиг. 3) или цилиндрического (фиг. 4) сечения и детали 13. Трубчатая часть 9 у основания 9а толще, чем у конца 9Ь, и её стенка или стенки постепенно утончаются, как показано на фиг. 5, и к концу 9Ь сходят на острую грань. В трубу 9 концентрически вставлена деталь 13, пирамидальная (фиг. .3) или коническая (фиг. 4); она крепится распорками 11; основание этой детали устанавливается там, где находится основание 9а, а конец (острие) там, где находится конец 9Ь трубы 9. Таким образом сечение пространства 15 между деталями 9 и 13 постепенно возрастает, начиная от основания 9а к концу 9Ь.
Выбирая надлежащим образом размеры и форму деталей 9 и 13 и вставляя приспособление 7 в рупор 5 у горла его, а также располагая приспособление 7 коаксиально тонким концом 9Ь по направлению к раструбу, мы значительно увеличиваем степень расщирения рупора 5. В результате получается рупор с двумя секциями, соответствующими секциям 1а и 1Ь на фиг. 1. Для рупора длиною 90 дюймов с горлом площадью в 3 кв. дюйма приспособление 7 можно взять длиною 7 дюймов; внутренний размер детали 9 равен примерно IVa дюйма, внещний - дюйма у основания; у своего основания центральная часть 13 может иметь размер в 1 кв. дюйм. При таких размерах рупор 5 будет действовать при низких частотах, как если бы площадь горла его равнялась, примерно, 12 кв. дюймам, а при высоких частотах площадь горла, обращённая к диффузору 3, равнялась примерно 3 кв. дюймам.
Очевидно, что рупор, согласчю изобретению, может состоятг, пе
только из двух, но и из MHOlHX
секций. На фиг. 6 схематически изображён рупор с четырьмя секциями hv }х, 1у и Iz; степень расширения каждой секции меньше степени расширения предыдущей секции. Применяя такой рупор, можно получить систему, хорошо действующую в пределах всего звз кового диапазона. Например, у изображённого четырехсекционного рупора низший предел секции hv может быть равен 500 герцам; секции 1х- 250 герцам, секции 1у-125 герцам и секции Iz - 50 герцам. Характеристика рупора по фиг, 6 изображена на фиг. 8; кривые w, х,у, z соответствуют секциям рупора , 1х, 1у, Iz,
Возможны другие различные модификации изобретепия. Например, в обычный рупор можно вставить не одно, а несколько приспособлений 7 соответственной формы и размера.
Предмет изобретения
1.Одпорупорный громкоговоритель, отличающийся тем, что. с целью перекрывания всего диапазона звуковых частот без искажения верхнего и нижнего пределов диапазона, рупор составлен из нескольких секций, имеющих различные степени расширения.
2.Видоизменение громкоговорителя поп. 1, отличающееся тем, что в случае выполнения рупора целым с единой степенью расщирения, он снабжён расположенными внутри полыми трубчатыми или призматическими деталями, придающими соответственной части рупора степень расширения, отличную от таковой другой части рупора.
.f-T
to
фНГ 5
фНГ 7 фиг 5
ШИГЗи,
г
iLf 13
