АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к электроакустике и может быть использовано для озвучивания помещений, открытых площадок и в бытовой электроакустической аппаратуре.
Известные серийно выпускаемые (стандартные) акустические системы (АС) с громкоговорителями (одним или более), установленными на фронтальной поверхности АС и излучающими звуковую энергию через диффузор в сторону слушателя, обладают двумя основными недостатками:
- с ростом частоты сужается диаграмма направленности, т.к. диаметр диффузора громкоговорителя становится соизмерим с длиной волны. Это приводит к локализации источника звука;
2
- подобные АС формируют сферическую звуковую волну с затуханием 1/R, 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 (например, Dolby Surround и другие). Некоторые авторы предлагают до 22 каналов (доклад фирмы NHK на 116 конгрессе AES - http//www.aes.org).
Это обусловлено применением стандартных АС и определяется перечисленными недостатками.
Существуют различные способы создания АС, устраняющие перечисленные недостатки (SU №680201, SU №936462, W 092/22990, GB 92/01030).
Теоретически наиболее полно данная задача решается с помощью формирования круговой диаграммы направленности в горизонтальной плоскости с уменьшением вертикальной составляющей, т.е. формирование звуковой волны по свойствам, приближенным к цилиндрической звуковой волне с затуханием 1/R.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому эффекту является резонансная AC (RU 2129762, H 04 S 5/00, H 04 R 1/28.
Однако эта система характеризуется формированием четких резонансных пиков (стоячих волн), гребенчатой формой амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), что приводит к своеобразной тембральной окраске излучаемого звука.
Последовательное включение катушек громкоговорителей приведет к перегрузке средне- и высокочастотных громкоговорителей низкочастотным сигналом и, как следствие, к искажениям.
Задача полезной модели - формирование круговой диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, получение равномерной АЧХ и подавление излучения в вертикальной плоскости.
Для решения данной задачи предложена акустическая система, содержащая корпус, по меньшей мере один высокочастотный громкоговоритель, по меньшей мере один низкочастотный громкоговоритель и тело, предназначенное для взаимодействия с потоком звуковой энергии.
Каждый высокочастотный громкоговоритель и каждый низкочастотный громкоговоритель акустической системы имеют диффузор.
При этом, каждое последующее поперечное сечение тела в направлении от каждого громкоговорителя больше, чем предыдущее поперечное сечение тела.
Диффузоры каждого высокочастотного громкоговорителя и каждого низкочастотного громкоговорителя установлены с возможностью излучения звуковой энергии в направлении упомянутого тела.
Поверхность тела имеет форму тела вращения, предпочтительно, имеет форму конуса.
Диффузоры каждого высокочастотного громкоговорителя и каждого низкочастотного громкоговорителя установлены коаксиально оси симметрии
конического тела так, что высокочастотный громкоговоритель расположен между низкочастотным громкоговорителем и упомянутым телом.
АС может быть как двухполосной так и трехполосной, что потребует использование более одного высокочастотного или низкочастотного громкоговорителя и более сложного фильтра.
АС иллюстрируется чертежами на которых показаны:
на фиг.1 - вариант предполагаемой акустической системы;
на фиг.2 - амплитудно-частотные характеристики (АЧХ).
Акустическая система, выполненная согласно полезной модели, содержит корпус 1, в частности, один высокочастотный громкоговоритель 2, один низкочастотный громкоговоритель 3 и тело 4, предназначенное для взаимодействия с потоком звуковой энергии от громкоговорителей 2, 3.
Каждое последующее поперечное сечение тела 4 в направлении от каждого громкоговорителя 2, 3 больше, чем предыдущее поперечное сечение тела 4.
Диффузор высокочастотного громкоговорителя 2, также как и низкочастотного громкоговорителя 3, установлен с возможностью излучения звуковой энергии в направлении тела 4.
Поверхность тела 4 имеет форму конуса.
Диффузоры высокочастотного громкоговорителя 2 и низкочастотного громкоговорителя 3 установлены коаксиально оси 5 конуса тела 4.
Высокочастотный громкоговоритель 2 расположен коаксиально между низкочастотным громкоговорителем 3 и упомянутым телом 4.
При этом высокочастотный громкоговоритель 2 излучает звуковую энергию через центральную часть низкочастотного громкоговорителя 3 (как точечный излучатель с меньшими фазовыми искажениями).
Низкочастотный громкоговоритель 3 установлен (закреплен) в корпусе 1, который служит для поглощения излучения обратной стороны диффузора. Корпус 1 может быть выполнен в варианте: «закрытый ящик», «фазоинвертор», «пассивный излучатель».
Тело 4 изготовлено из твердого материала, который выбран из группы: металл, камень, пластик для отражения звуковой энергии с минимальными потерями.
Форма поперечного сечения тела 4 может быть криволинейной для согласования с параметрами конкретных громкоговорителей 2, 3.
Диаметр конуса тела 4 выбирается максимально возможный по конструктивным соображениям. Чем он больше, тем большую часть звуковой энергии удастся направить в горизонтальную плоскость, и тем ближе излучаемая волна по свойствам приблизится к цилиндрической.
Расстояние между телом 4 и громкоговорителями 2, 3 выбирается с возможностью получения линейной АЧХ и не может быть сделано достаточно большим.
Тело 4 в форме конуса закреплено на стойках 6 корпуса (также как и высокочастотный громкоговоритель 2).
Работа акустической системы осуществляется следующим образом.
Звуковой сигнал поступает от источника на фильтр, который разделяет высокие и низкие частоты для подачи соответственно на высокочастотный громкоговоритель 2 и низкочастотный громкоговоритель 3, что позволяет оптимально использовать упомянутые громкоговорители.
Звуковое поле, сформированное громкоговорителями 2 и 3, поступает на рассеивающий конус 4.
На Фиг.2 представлена частотная характеристика (АЧХ) предлагаемой АС, измеренная с рассеивающим конусом (сплошная линия) и без него (пунктирная линия) - с плоским отражателем. Хорошо заметно, что в области низких частот разница отсутствует, но на частотах более 7 кГц заметен резкий спад звукового давления в горизонтальной плоскости. Величина этого спада достигает 8 дБ.
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет создать АС с круговой диаграммой направленности в горизонтальной плоскости с одновременным улучшением АЧХ системы.