ГРОМКОГОВОРИТЕЛЬ
LOUDSPEAKER

Область техники
Изобретение относится к звуковоспроизводящим устройствам и в частности к громкоговорителям.
Предшествующий уровень техники
Известны громкоговорители, в которых для получения широкой частотной характеристики используются несколько излучающих головок работающих в разных частотных диапазонах. Для улучшения компактности громкоговорителя и для приближения к идеальному точечному источнику звука, несколько излучающих головок нагружают на один рупор.
Например, известен громкоговоритель US8284976B2 содержащий рупор, одну высокочастотную (ВЧ) звуковоспроизводящую головку и четыре среднечастотных (СЧ) звуковоспроизводящих головки, нагруженные на общий рупор. При этом ВЧ головка нагружена на горло рупора, а СЧ головки нагружены на отверстия, выполненные в боковой поверхности рупора.
Однако в таком громкоговорителе, взаимное влияние СЧ головок, и влияние СЧ головок на ВЧ головку, приводит к искажениями звучания, искажениям пространственной и частотной характеристик, что особенно проявляется на так называемой частоте раздела, или частоте сопряжения излучения СЧ и ВЧ головок.
Сущность изобретения
Целью изобретения является уменьшение взаимного влияния звуковоспроизводящих головок при их совместной работе в громкоговорителе, улучшение частотной и пространственной характеристик громкоговорителя и улучшение качества звучания. Другой целью изобретения является получение круговой диаграммы направленности громкоговорителя в вертикальной плоскости, т.е. в плоскости перпендикулярной оси излучения громкоговорителя.
Указанные цели достигаются в громкоговорителе содержащем: рупор, имеющий горло, боковую поверхность, и устье, а также отверстия выполненные в боковой поверхности рупора; одну ВЧ головку нагруженную на горло рупора; и несколько СЧ головок нагруженных на отверстия выполненные в боковой поверхности рупора, при этом, рупор дополнительно снабжен отражающими лепестками, выполненными на боковой поверхности рупора, закрывающими указанные отверстия со стороны горла рупора, и переотражающими излучение СЧ головок к краю устья рупора.
Предпочтительно, устье рупора имеет форму круга. Такая форма рупора и устья позволяет получить наиболее равномерное излучение во все стороны от оси рупора.
Предпочтительно, лепестки установлены таким образом, что суммарная диаграмма направленности излучения СЧ головок на частоте раздела имеет форму кольца. Такая суммарная диаграмма направленности СЧ головок наилучшим образом согласуется с диаграммой направленности ВЧ головки, которая имеет форму круга.
Желательно, чтобы отражающие лепестки имели выпуклую форму. Такая форма лепестка позволяет более равномерно переотразить излучение СЧ головки к краю устья рупора.
Также, желательно, выполнить отражающие лепестки в виде карманов закрытых со стороны горла рупора и с боковых сторон и открытых со стороны устья рупора. Такие лепестки позволяют лучше изолировать СЧ головки друг от друга.
Предпочтительно, громкоговоритель содержит четыре СЧ головки. Четыре СЧ головки позволяют получить достаточно равномерную диаграмму направленности в фронтальной плоскости, к тому же четыре СЧ головки удобно вписываются в прямоугольный корпус громкоговорителя.
Желательно, чтобы боковая поверхность рупора имела выпуклую форму. Такая форма рупора обеспечивает лучшее согласования излучения ВЧ головки с излучением СЧ головок.
Желательно, чтобы СЧ головки располагались в верхней части рупора, вблизи его устья. При этом, расстояние 1 по оси рупора от его горла до отверстий в боковой поверхности рупора на которые нагружены СЧ головки составляет не менее половины высоты h рупора, а предпочтительно, не менее трех четвертых высоты h рупора. Такое расположение отверстий, на которые нагружены СЧ головки, позволяет разнести ВЧ и СЧ головки друг от друга на достаточное расстояние.
Краткое описание чертежей
На чертежах изображено:
Фиг. 1 общий вид громкоговорителя;
Фиг. 2 громкоговоритель в разрезе по линии АА;
Фиг. 3 громкоговоритель в разрезе по линии ББ;
Фиг. 4 акустическое излучение громкоговорителя на частоте раздела;
Фиг. 5 рупор громкоговорителя виз сзади.
Осуществление изобретения
Определение некоторых терминов используемых в данном описании.
- Высокочастотная (ВЧ) головка - высокочастотная звуковоспроизводящая головка, это электроакустический преобразователь способный воспроизводить верхнюю часть средних частот и верхние частоты, обычно от 600 Гц до 20 кГц;
- среднечастотная (СЧ) головка - среднечастотная звуковоспроизводящая головка, это электроакустический преобразователь способный воспроизводить низкие частоты и нижнюю часть средних частот, обычно от 40 Гц до 3 кГц;
- частота раздела - граница между частотными диапазонами излучения СЧ и ВЧ головок, обычно в пределах от 1.2 кГц до 1.8 кГц.
На Фиг. 1 приведен общий вид громкоговорителя. На Фиг. 2-3 изображен тот же громкоговоритель без корпуса в разрезе. Громкоговоритель содержит корпус 1, установленный в корпусе 1 рупор 2, одну ВЧ головку 7, нагруженную на горло 3 рупора и четыре СЧ головки 8 нагруженные на отверстия 6 выполненные в боковой поверхности 4 рупора. На Фиг. 1 изображен громкоговоритель с четырьмя СЧ головками, однако количество СЧ головок может быть и больше четырех, например, пять или шесть.
В данном примере ВЧ головка излучает в диапазоне, примерно от 1.2 кГц до 20 кГц, а СЧ головки в диапазоне от 40 Гц до 1.2 кГц. Частота раздела 1.2 кГц. При использовании других головок, частота раздела тоже может быть другой.
На боковой поверхности 4 рупора 2 выполнены отражающие лепестки 9, которые закрывают отверстия 6, на которые нагружены СЧ головки 8, со стороны горла 3 рупора и переотражают излучение СЧ головок 8 к краю устья 5 рупора. Количество отражающих лепестков 9 соответствует количеству СЧ головок 8. Отражающие лепестки 9 не только закрывают СЧ головки 8 со стороны ВЧ головки 7, но и закрывают СЧ головки 8 друг от друга, тем самым, уменьшая негативное взаимное влияние СЧ головок 8 друг на друга и на ВЧ головку 7.
Желательно, чтобы отражающие лепестки 9 закрывали отверстия 6 не только со стороны горла 3 рупора, но и с боков, тем самым, уменьшая взаимное влияние СЧ головок друг на друга.
СЧ головки 8 расположены на одном уровне по высоте рупора 2, и равномерно распределены по периметру рупора 2, таким образом, на частоте раздела, излучение ВЧ головки 7, если смотреть на громкоговоритель спереди, имеет форму круга, а суммарное излучение СЧ головок 8 имеет форму кольца расположенного по периметру этого круга.
Уровень расположения отверстий 6 выбирается таким, чтобы расстояние I по оси рупора от его горла до отверстий в боковой поверхности рупора на которые нагружены СЧ головки составляет не менее половины высоты h рупора. Более желательно, чтобы расстояние 1 составляло не менее трех четвертых высоты h. Такое расположение отверстий, на которые нагружены СЧ головки, позволяет разнести ВЧ и СЧ головки друг от друга на достаточное расстояние.
На Фиг. 4 показан результат моделирования с помощью компьютерной программы излучения такого громкоговорителя на частоте раздела. На частоте раздела излучения ВЧ и СЧ головок сливаются в общую звуковую волну. В реальном громкоговорителе такое слияние приводит к существенному снижению интерференционных искажений по сравнению с традиционными рупорными громкоговорителями.
На Фиг. 5 отдельно изображен рупор 2 громкоговорителя. Рупор 2 выполнен из пластмассы в виде единого изделия содержащего и рупор и отражающие лепестки 9 а также посадочные места под звукоизлучающие головки и элементы крепления рупора к корпусу громкоговорителя. Для уменьшения интерференционных искажений места соединения отражающих лепестков с боковой стенкой рупора, края отверстий на которые нагружены СЧ головки и края лепестков имеют обтекаемую форму.
В результате, получился достаточно компактный громкоговоритель, имеющий плавную частотную характеристику в широком диапазоне частот, равномерную круговую характеристику излучения во фронтальной плоскости, и достаточно малые интерференционные искажения.
При использовании ВЧ головки с выходом 1.4 дюйма, и СЧ головок с выходом 5 дюймов, громкоговоритель в корпусе с фазоинверторами и встроенным усилителем мощности на 250 Вт имеет размеры 32×32×32 см.
Обозначения на чертежах:
1 корпус
2 рупор
3 горло рупора
4 боковая поверхность рупора
5 устье рупора
6 отверстия в боковой поверхности рупора
7 ВЧ головка
8 СЧ головка
9 отражающий лепесток
10 акустическое излучение h высота рупора
1 расстояние от устья рупора до отверстия.