АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к электроакустике и может быть использована для озвучивания помещений, открытых площадок и в бытовой электроакустической аппаратуре.
Известные стандартные акустические системы (АС) с громкоговорителями (одним или более), установленными на фронтальной поверхности АС и излучающими звуковую энергию в сторону слушателя, обладают двумя основными недостатками:
- с ростом частоты сужается диаграмма направленности, т.к. диаметр диффузора громкоговорителя становится соизмерим с длиной волны, что приводит к локализации источника звука;
- подобные АС формируют сферическую звуковую волну с затуханием 1/R2, что еще в большей степени приводит к локализации АС. Существующая в мире тенденция формирования пространственного звукового поля с минимизацией локализации источника звука приводит к созданию многоканальных систем звукоусиления (Dolby Surround т.д.).
Некоторые авторы предлагают до 22 каналов (доклад фирмы NHK на 116 конгрессе AES, Берлин, 8-11 мая 2004 г.).
Это обусловлено применением стандартных АС и определяется перечисленными недостатками.
Известна резонансная АС, которая содержит первую и вторую подсистемы, каждая из которых включает соосно расположенные высокочастотный громкоговоритель и низкочастотный громкоговоритель, предназначенные для создания потока звуковой энергии, и тело, предназначенное для взаимодействия с потоками звуковой энергии от упомянутых громкоговорителей (RU 2129762, Н04S 5/00, 1999). Однако эта система характеризуется формированием четких резонансных пиков (стоячих волн), гребенчатой амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), что приводит к тембральной окраске излучаемого звука.
Наиболее близкой по техническому существу является АС, содержащая низкочастотный громкоговоритель, помещенный в корпус, среднечастотный и высокочастотный громкоговорители, установленные соосно, и конусообразные рассеиватели звука, основания которых совмещены (RU 89917 U1, H04R 5/02, 2009).
Недостатком этой системы является то, что использование стандартных диффузорных громкоговорителей не позволяет развивать высокое звуковое давление, необходимое для озвучивания больших площадей.
Задачей полезной модели является повышение эффективности преобразования электрической энергии в звуковое давление, необходимое для озвучивания больших площадей.
Поставленная задача достигается за счет того, что в акустической системе, содержащей низкочастотный громкоговоритель, помещенный в корпус, среднечастотный и высокочастотный громкоговорители, установленные соосно, и конусообразные рассеиватели звука, основания которых совмещены, высокочастотный громкоговоритель снабжен рупором, конусообразные рассеиватели, основания которых совмещены, размещены между высокочастотным и среднечастотным громкоговорителями сооно с ними, а низкочастотный громкоговоритель обращен к дополнительному конусообразному рассеивателю звука.
Во втором варианте полезной модели высокочастотный громкоговоритель снабжен рупором, конусообразные рассеиватели, основания которых совмещены, размещены между высокочастотным и среднечастотным громкоговорителями соосно с ними, а по меньшей мере, один низкочастотный громкоговоритель размещен на боковой стенке соответствующего ему корпуса.
Частными существенными признаками для обоих вариантов являются следующие признаки:
- среднечастотный громкоговоритель дополнительно снабжен рупором,
- среднечастотный и высокочастотный громкоговорители помещены каждый в соответствующий ему корпус.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых:
на фиг.1 представлен первый вариант акустической системы,
на фиг.2 - частный случай выполнения акустической системы по первому варианту,
на фиг.3 - второй вариант акустической системы.
Обозначения на чертежах: 1 - корпус высокочастотного громкоговорителя, 2 - высокочастотный громкоговоритель, 3 - рупор высокочастотного громкоговорителя, 4 и 5 - конусообразные рассеиватели звука, 6 - среднечастотный громкоговоритель, 7 - корпус среднечастотного громкоговорителя, 8 - корпус низкочастотного громкоговорителя, 9 - низкочастотный громкоговоритель, 10 - дополнительный конусообразный рассеиватель звука, 11 - рупор среднечастотного громкоговорителя.
Заявляемая трехполосная АС характеризуется использованием трех независимых громкоговорителей. Низкочастотная часть воспроизводимого частотного диапазона воспроизводится низкочастотным громкоговорителем 9, помещенным в собственный корпус 8, Низкочастотный громкоговоритель обращен к конусообразному рассеивателю звука 10.
Среднечастотный 6 и высокочастотный 2 громкоговорители, установлены соосно и оппозитно друг другу, а между ними и соосно с ними установлены конусообразные рассеиватели звука 4 и 5, основания которых совмещены. Между основаниями рассеивателей звука располагается крепежный элемент конусов. Толщина крепежного элемента должна быть минимальна, чтобы получить единый центр излучения. Высокочастотный громкоговоритель 2 снабжен рупором 3. Рупор 3 этого громкоговорителя совместно с конусообразным рассеивателем звука 4 _ образуют кольцевой рупор с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости. Среднечастотный громкоговоритель 6 работает на конусообразный рассеиватель звука 5, образуя кольцевой рупор с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости. Расстояния L1 и L2 между основаниями рассеивателей звука 4 и 5 и высокочастотным 2 и среднечастотным 6 громкоговорителями выбираются, исходя из требований компенсации временных задержек, обусловленных полосами пропускания разделительных фильтров. Низкочастотный громкоговоритель 9 работает на конусообразный рассеиватель звука 10, образуя кольцевой рупор с круговой диаграммой направленности.
На фиг.2 представлен вариант трехполосной акустической системы, в которой, в отличии от варианта, показанного на фиг.1, Среднечастотный громкоговоритель 6 дополнен рупором 11, который совместно с конусообразным рассеивателем звука 5 образуют кольцевой рупор с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости.
На фиг.3 представлен вариант трехполосной акустической системы, в которой в отличии от варианта на фиг.1 и 2, низкочастотный громкоговоритель или громкоговорители размещаются на боковых стенках акустической системы.
Акустическая система с рупорными громкоговорителями обеспечивает повышение эффективности преобразования электрической энергии в звуковое давление, необходимое для озвучивания больших площадей.
Применение рупора, нагружающего подвижную систему громкоговорителя, на порядок улучшает коэффициент полезного действия громкоговорителя, достигая 40-50% у рупора. Для сравнения: фазоинвертор - 2-5%, закрытый ящик - менее 1%.
Еще одним преимуществом, связанным с достижением высокого коэффициента полезного действия, является то, что амплитуда перемещения диафрагмы громкоговорителя будет существенно меньшей, чем для всех остальных видов оформлений, что приведет не только к повышению уровня звукового давления, но и к снижению гармонических и интермодуляционных искажений.