АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Область применения
Полезная модель относится к конструктивным элементам акустического оформления громкоговорителей электродинамического типа и может быть использована для реализации многополосных акустических систем, обладающих малыми габаритами и улучшенной отдачей звуковых волн в области НЧ.
Уровень техники
Известно, что акустические системы с большим числом частотных полос способны более качественно и точно воспроизводить звук.
Из уровня техники широко известны трехполосные акустические системы. В трехполосных системах используются три динамические головки - НЧ, СЧ и ВЧ, воспроизводящие соответственно низкие, средние и высокие частоты. Трехполосная система это классическая акустическая система. У любой трехполосной системы за воспроизведение низких частот (НЧ) и средних частот (СЧ) отвечают отдельные динамические головки, работающие в своем индивидуальном воздушном объеме. Это всегда два независимых друг от друга устройства. Устройство воспроизведения СЧ и устройство воспроизведения НЧ отдельно. При добавлении к ним устройства воспроизведения высоких частот (ВЧ) получают трехполосную систему.
Одним из их недостатков является то, что они габаритны, поскольку СЧ и НЧ динамические головки для своей нормальной работы должны находиться в индивидуальных звукоизолированных корпусах необходимого воздушного объема. Объединение устройств НЧ и СЧ воспроизведения в едином корпусе не реализовано по той причине, что динамическая головка НЧ будет своими колебаниями препятствовать нормальной работе СЧ динамикой головке. Так как СЧ динамическая головка изначально делается более нежной и приспособленной только для работы в индивидуальном звукоизолированном внутреннем пространстве. При воспроизведении звука динамик вступает в резонанс с корпусом акустической системы, в котором он находится. В случаи, когда СЧ и НЧ динамики находятся в разных
объемах (отделены друг от друга разными корпусами) характер этих резонансов различен. Вследствие разности резонансов СЧ и НЧ динамиков у акустической системы нарушается единство звуковой сцены, так как резонансы взаимодействия корпуса и динамиков на СЧ и НЧ будут различными.
Другой, проблемой трехполосных акустических систем является согласование НЧ и СЧ полос. В настоящее время общепринято динамические головки воспроизводящие СЧ и НЧ выполнять конструктивно различными. Как следствие они имеют свои индивидуальные особенности передачи звука. Кроме этого СЧ и НЧ динамические головки работают в индивидуальных и отличных друг от друга воздушных объемах и корпусах. А это значит, что резонансы их взаимодействия с корпусами будут различными. Вследствие этого СЧ и НЧ полосы имеют свои индивидуальные особенности тональной передачи звука и несколько отличные характеры звучания.
Технический результат: обеспечение условия компактности акустической системы, работающей на низких и средних частотах при относительно недорогой конструкции; обеспечивается расширение функционального назначения за счет того, что СЧ динамик может работать как пассивный излучатель НЧ, что позволяет увеличить отдачу звука в области НЧ; обеспечивается единство индивидуальных особенностей тональной передачи звука для всего воспроизводимого совместно участка звуковых средних и низких частот.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показано конструктивное устройство акустической системы, где 1 - динамическая головка СЧ/НЧ, 2 - корпус акустической системы, 3 - звуковая катушка, на которую подается НЧ сигнал, 4 - звуковая катушка, на которую подается СЧ сигнал, 5 - усилитель, 6 - динамическая головка ВЧ.
Осуществление полезной модели
Заявленный технический результат достигается за счет того (см. Фиг.1), что акустическая система, содержащая СЧ/НЧ динамические головки (1), отличающаяся тем, что две аналогичные или близкие по габаритам в пределах ±20% СЧ/НЧ динамические головки располагают в едином корпусе (2) акустической системы без преград, препятствующих свободному прохождению звука между ними, причем одна звуковая катушка (3) динамической головки соединена с выходом усилителя (5) имеющего на своем входе
фильтр НЧ, а звуковая катушка (4) другой динамической головки соединена с выходом усилителя имеющего на своем входе фильтр СЧ.
Акустическая система по п.1 отличающаяся тем, что содержит устройство воспроизведения ВЧ (6), соединенное с устройством, имеющем на выходе сигнал с выделенной ВЧ звуковой составляющей.
В качестве устройства, подающего НЧ, СЧ и ВЧ электрические сигналы может использоваться, например, усилитель (5).
Динамические головки для выполнения своей функции, по техническим условиям должны находиться в корпусах определенного объема.
Для уменьшения вибраций стенок акустических систем применяют различные методы звукозвукопоглощения, а также виброизоляции и вибропоглощения. Заявленное решение отражает наличие двух динамических головок в едином корпусе без таких преград между ними, которые обладают функциями звукозвукопоглощения или виброизоляции, или вибропоглощения.
Заявленное устройство акустической системы воспроизведения звука на СЧ и НЧ выполнено на двух динамиках работающих в едином внутреннем воздушном пространстве. При добавлении к нему устройства воспроизведения ВЧ получается трехполосная система.
Две аналогичные или близкие по габаритам в пределах ±20% СЧ/НЧ динамические головки располагают в едином корпусе.
По принятой в аудио технике терминологии СЧ/НЧ динамикой головкой называется динамическая головка способная воспроизводить сигнал, как низкой, так и средней группы звуковых частот.
На одну звуковую катушку динамической головки от усилителя или иного устройства, имеющего на выходе сигнал с выделенной НЧ звуковой составляющей, подают электрический сигнал содержащий только НЧ звуковую составляющую. Соответственно эта динамическая головка воспроизводит только НЧ.
На звуковую катушку другой динамической головки от усилителя или устройства, имеющего на выходе сигнал с выделенной СЧ звуковой составляющей, подают электрический сигнал содержащий только СЧ звуковую составляющую. Соответственно эта динамическая головка воспроизводит СЧ.
Так динамические головки располагаются в едином корпусе (объеме) динамическая головка, на которую подали только СЧ звуковую составляющую, начинает выполнять
функцию пассивного излучателя низких частот.
Таким образом, на СЧ/НЧ динамические головки, расположенные в едином корпусе (объеме) подается сигнал разные группы звуковых частот (низкие на одну динамическую головку и средние на другую).
Так как в предлагаемом решении СЧ и НЧ динамики конструктивно близки, - индивидуальные особенности тональной передачи звука будут едины для всего воспроизводимого ими совместно участка звуковых частот (СЧ и НЧ).
Одним из самых важных параметров акустических систем является ее габаритность (размеры). Предлагаемое решение (СЧ/НЧ динамические головки, расположенные в едином корпусе) позволяет уменьшить габариты акустической системы (обеспечить компактность). Это достигается за счет отказа от индивидуального акустического оформления динамической головки воспроизводящей СЧ.
Увеличение отдачи звукового давления на НЧ обеспечивается вследствие того, что динамическая головка СЧ излучателя выполняет не только функцию излучателя СЧ, но и пассивного излучателя низких частот.
Уменьшение стоимости акустических систем на основе заявленного решения достигается за счет того, что два излучателя звуковых волн реализуют функции, для выполнения которых известными аналогами требовалось три излучателя звуковых волн. (воспроизведение СЧ, воспроизведение НЧ, пассивный излучатель низких частот).
Дополнительное снижение стоимости обеспечивается за счет отказа от индивидуального акустического оформления СЧ динамической головки и как следствия упрощения конструкции акустической системы в целом.
Диффузор динамика крепится подвесом на раме динамика. Если диффузор, подвес и рама СЧ динамика будут по своим механическим параметрам аналогичны или близки в пределах ±20% по габаритам диффузору, подвесу и раме НЧ динамика, то он будет выполнять функцию пассивного излучателя.
Самое простое и распространенное решение пассивного излучателя - два аналогичных или близких в пределах ±20% по габаритам динамика. Но у динамика, который выполняет функцию пассивного излучателя отсутствует электромагнитные детали конструкции. У него оставлен только диффузор, подвес и рама.
А так как в заявленном устройстве СЧ динамика диффузор, подвес и рама по своим механическим параметрам аналогичны или близки диффузору, подвесу и раме НЧ динамика, то он будет выполнять функцию пассивного излучателя.
При разнице в габаритах более 20% динамическая головка выполняющая функцию пассивного излучателя утратит свою основную функцию - воспроизведение СЧ, так как произойдет гашение колебаний динамической головки меньшего размера динамикой головкой более большого размера. И акустическая система станет нефункциональной. То, что при этом динамик будет воспроизводить СЧ при помощи своей катушки не препятствует ему выполнять функцию пассивного излучателя. Происходит это за счет того, что колеблясь, НЧ диффузор излучает колебания (звук) как наружу, так и во внутрь корпуса своей обратной стороной. Диффузор СЧ динамика воспринимает эти колебания и начинает соответственно колебаться сам. Таким образом, излучая колебания НЧ наружу, они складываются с колебаниями низкочастотного динамика, что представляет собой классическую модель работы пассивного излучателя. Следовательно, НЧ будут излучать не только диффузор НЧ динамика, но и диффузор СЧ. Как следствие возрастет общее звуковое давление создаваемое акустической системой в области воспроизведения НЧ. Заявленное решение предполагает создание многополосной системы. На один динамик подается СЧ и на второй динамик НЧ. Один динамик воспроизводит одну полосу - другой другую.
В конструкции меняются частоты деления сигнала поступающего на динамики. В реальности при таком подключении получается принципиально иное, ранее не известное из уровня техники. Из уровня техники известно однополосное устройство воспроизведения звука. В заявленном решении получается двухполосное устройство воспроизведения звука и динамики воспроизводят не широкую полосу частот, а каждый свою полосу.
Таким образом, реализуется акустическая система, в которой два динамика работают в едином внутреннем воздушном пространстве и воспроизводят каждый свою полосу частот (СЧ и НЧ). А ВЧ динамик воспроизводит ВЧ полосу.