АКУСТИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМИРУЕМАЯ СИСТЕМА
ACOUSTIC TRANSFORMABLE SYSTEM

Изобретение относится к электроакустике, конкретно к устройству акустического оформления для переносных, мобильных и транспортируемых аппаратов звуковоспроизведения.
Все существующие звуковые колонки для эффективного и качественного воспроизведения низких частот звукового материала должны иметь достаточно большой минимальный внутренний объем акустического оформления, что является крайне неудобным фактором при их эксплуатации, особенно при частых переездах. Подавляющее большинство транспортируемых звукоусилительных систем имеют не высокий процент времени работы относительно срока бездействия. К тому же эти аппараты могут эксплуатироваться в различных по акустическим параметрам условиях (помещения малого объема, помещения большого объема, открытые пространства). Хранение и транспортирование данного типа устройств требует соблюдения известных условий (температура, влажность, запыленность), что определяет непроизводительные затраты тем более значительные, чем больше габариты самих устройств и их количество.
Известные основные виды акустического оформления электродинамических головок - плоский акустический экран, свернутый акустический экран (открытый и закрытый ящики), рупор, лабиринт и ящик-фазоинвертор с уменьшением габаритов акустического оформления головок громкоговорителей резко теряют эффективность на нижних частотах (Шифман Д.X. Громкоговорители / М. - Л.: Издательство «Энергия», 1965, 248 с., Алдошина И.А. Электродинамические громкоговорители. - М.: Радио и связь, 1989. - 272 с.). Снижение их эффективности на нижних частотах связано с взаимным гашением противофазных излучений передней и задней сторон диффузора в обход боковых стенок корпуса (акустическое короткое замыкание) либо образования замкнутого объема воздуха, повышающего резонансную частоту подвижной системы акустического излучателя. Для акустических систем с инверсией фазы (эжекторные, лабиринтные и фазоинверторные), имеющих высокую отдачу на низких частотах, характерной является следующая закономерность: при уменьшении внутреннего объема ящика, а следовательно и длины канала фазоинвертора, разность частот верхнего и нижнего резонансных пиков частотной характеристики громкоговорителя в области резонанса подвижной системы излучателя увеличивается. При этом также увеличивается ее добротность и, как результат, неравномерность частотной характеристики Фиг.1. При значительной длине канала фазоинвертора негативное влияние на качество звука имеет большое время затухания стоячей волны:
p
f - резонансная частота колебаний подвижной системы;
1
f - резонансная частота нижнего пика при малом объеме;
2
f - резонансная частота нижнего пика при большом объеме;
3
f - резонансная частота верхнего пика при большом объеме;
4
f - резонансная частота верхнего пика при малом объеме.
В качестве прототипа принята «Акустическая рупорная трансформируемая система» (Патент Российской Федерации №27730, МПК: G10K 11/22. Дата публикации: 10.02.2003), которая содержит набор трубчатых элементов, представляющую сборно-разборную конструкцию с возможностью образования пакета при хранении или транспортировке с размещением упомянутых элементов друг в друге по мере убывания площади их оснований.
Недостатком прототипа является то, что отдельные секции акустической рупорной трансформируемой системы имеют фланцевое соединение, что в конструктивном плане предполагает точечные соединительные элементы, не обеспечивающие геометрическую стабильность плоскостей фланцев, а следовательно и герметичность.
Задачей изобретения является повышение качества и эффективности воспроизведения низких частот, а также достижение компактности при транспортировке и хранении. Достигается поставленная задача за счет того, что акустическая трансформируемая система включает набор из трубчатых секций сборно-разборной конструкции, сопрягаемых торцовыми поверхностями, закрепленных крепежными элементами, причем набор трубчатых секций включает в себя фронтальную, замыкающую, переориентируемые и промежуточные секции, на внешней и внутренней поверхности переориентируемых секций расположены ребра жесткости с трапецеидальными пазами, внутренняя поверхность которых снабжена эластичными уплотнениями; фронтальная, замыкающая, переориентируемые и промежуточные секции представляют собой аксиально трансформируемую, телескопическую конструкцию, в которой количество промежуточных секций на единицу меньше количества переориентируемых секций, крепежные элементы стягивают фронтальную и замыкающую секции и снабжены стопорными устройствами, а замыкающая секция снабжена фазоинверторными каналами.
Технический результат предлагаемой конструкции: повышение звукового давления на низких частотах; уменьшение неравномерности частотной характеристики; уменьшение нежелательных вибраций акустического оформления (ящика); уменьшение габаритов устройства при транспортировке и хранении, увеличение внутреннего объема акустического оформления в рабочем состоянии.
- акустическое оформление источника звука образуется из трех, пяти, семи, девяти и т.д. трубчатых телескопических секций сборно-разборной конструкции, сопрягаемых торцовыми поверхностями, закрепленных крепежными элементами - при трансформации обеспечивается необходимый внутренний объем акустического оформления, обеспечивающий повышение звукового давления на низких частотах и равномерную амплитудно-частотную характеристику;
- все переориентируемые при трансформации секции устройства имеют установленные по их внешнему и внутреннему контуру ребра, по всей длине которых выполнены трапецеидальные пазы, в которых установлены эластичные уплотнители, увеличивающие пространственную жесткость боковой поверхности акустической системы, а следовательно, уменьшающие нежелательную вибрацию;
- замыкающая секция имеет элементы, образующие каналы фазоинвертора и увеличивающие пространственную жесткость этой секции и уменьшающие нежелательную вибрацию;
- крайние секции устройства стягиваются крепежными элементами, обеспечивающими фиксацию всех секций конструкции и создающими предварительное напряженное состояние поверхностей этих секций.
На Фиг.1 - представлены амплитудно-частотные характеристики фазоинвертора при изменении внутреннего объема.
На Фиг.2 - представлен внешний вид акустической системы с электродинамической головкой в рабочем состоянии.
На Фиг.3 - представлена трансформация трехсекционного корпуса акустической системы.
На Фиг.4 - представлена трансформация пятисекционного корпуса акустической системы.
На Фиг.5 - представлен межсекционный уплотняющий узел.
Акустическая трансформируемая система состоит из набора трубчатых секций и включает в себя фронтальную 1, замыкающую 2, переориентируемые 3 и промежуточные 4 секции, на внешней и внутренней поверхности переориентируемых 3 секций расположены ребра жесткости 5 с трапецеидальными пазами 6, внутренняя поверхность которых снабжена эластичными уплотнениями 7. Фронтальная 1, замыкающая 2, переориентируемые 3 и промежуточные 4 секции представляют собой аксиально трансформируемую, телескопическую конструкцию, в которой количество промежуточных 4 секций на единицу меньше количества переориентируемых 3 секций, крепежные элементы 8 стягивают фронтальную 1 и замыкающую 2 секции и снабжены стопорными устройствами 9, а замыкающая 2 секция снабжена фазоинверторными каналами 10.
Акустическая система может быть изготовлена из традиционных материалов (древесина, фанера, ДСП) и им подобных. Ребра жесткости 5 желательно выполнить из твердых сортов древесины (дуб, бук, лиственница). Эластичные уплотнения 7 нарезают из листовой резины толщиной (1-3) мм в зависимости от размеров громкоговорителя. Секции 1, 2, 3, 4 и ребра жесткости 5 соединяют при помощи шурупов и клея ПВА. Все технологические операции изготовления устройства и оборудование являются стандартными для деревообрабатывающей промышленности. Крепежные элементы 8 представляют собой резьбовые штанги из легкого металла со стопорными устройствами 9, устраняющие возможность ослабления стягивающего усилия штанг от вибрации при работе акустической системы.
Работает акустическая система следующим образом.
Трансформация объема при переводе устройства из транспортного состояния в рабочее происходит следующим образом.(см. Фиг.3). Устройство располагают лицевой поверхностью фронтальной 1 секции на горизонтальной плоской поверхности. Расфиксируют стопорные устройства 9 и удаляют замыкающую 2 секцию. Переориентируемые 3 секции переворачивают на 180 градусов и устанавливают в соответствующие трапецеидальные пазы 6 (см. Фиг.4) с эластичными уплотнениями 7. Промежуточные 4 секции переносят без разворота. Затем монтируют замыкающую 2 секцию и стягивают ее с фронтальной 1 секцией крепежными элементами 8 с последующей фиксацией последних стопорными устройствами 9. Перевод устройства из рабочего в транспортное состояние проводят в обратной последовательности. Усилие стягивания фронтальной 1 и замыкающей 2 секций при работе должно обеспечивать плотное соединение всех телескопических секций и их напряженное состояние, уменьшающее нежелательную вибрацию.