BG112389A - Озвучително тяло - Google Patents

Abstract

Озвучително тяло, включващо нискочестотни, средно честотни и един високочестотен двуполюсен високоговорител, монтирани в специално изрязани отвори в корпуса и пасивни филтри на аудиосигнали, монтирани в отделни кутии с терминали за включване на озвучителното тяло към аудио усилвател. Кутиите са постоянно свързани с високоговорителите чрез проводници с трилентова система на филтриране, разделяща подавания аудиосигнал на нискочестотен, средночестотен и високочестотен. Корпусът е изработен от многослоен огъваем материал, като между два от слоевете се вграждат проводниците, свързващи средно и високочестотните високоговорители с филтъра и се състои от основно тяло (1) и държач (2) на нискочестотните високоговорители, в долната част на корпуса, където той контактува с пода, са монтирани две лайсни, които стабилизират тялото (1), а частта от корпуса, която служи за монтаж на нискочестотните високоговорители е изработена чрез слепването на четири слоя, предварително изрязан в желаната форма ниско резонансен материал и се прикрепя към основното тяло (1), така че да съставлява неразделна част от него.

Description

ОЗВУЧИТЕЛНО тяло

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

При звуковото възпроизвеждане чрез технически средства е от изключително значение качеството на звука, който се излъчва от високоговорителите, поради което специалистите в областта на озвучителната техника се стремят да създадат озвучително тяло, което гарантира в на-й добра степен силно фронтално излъчване на звуковия сигнал и минимално или дори нулево акустично излъчване в страни и назад. Това е така, защото страничните и задните акустични излъчвания влошават качеството на звука, често причиняват микрофония, свързана с излъчването на неприятни за човешкото ухо пищящи звуци.

За постигането на максимално добро качество на възпроизведения звук от съществено значение е както конфигурацията на високоговорителите на дадено озвучително тяло, така и материалите, които са вложени в него.

До момента са известни на заявителя три технически решения за преодоляването на посочения по-горе проблем, разкрити в документ GB2191065, DE102008016703 А1 и US4437541.

В първия документ GB2191065 е разкрито озвучително тяло със система от високоговорители, което съдържа корпус, в който са монтирани множество диполи, позиционирани в една линия едни срещу други, като към корпуса над дипол линията е монтиран допълнителен високоговорител с възможност за промяна на неговия наклон.

Във втория документ DE102008016703 А1 е разкрито озвучително тяло, включващо ниско честотен високоговорител, средно честотен високоговорител и високочестотен високоговорител, като всички те са монтирани в специална конфигурация към стените на озвучителното тяло и са разположени в специална конфигурация.

В третия документ US4437541 е разкрито озвучително тяло, оформено от първа и втора успоредни плоскости с отвори, като първи високоговорител е монтиран в отвора на първата плоскост, а между двете плоскости има плоскост от акустичен поглъщащ материал.

И при трите решения обаче се наблюдават някои недостатъци, които се преодоляват със заявеното изобретение.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Целта на настоящото изобретение е да осигури покриването на изключително широка честотна лента, максимална линейност на възпроизвеждане, минимизиране на различните по вид изкривявания и възможно най-натурално и високо качество на звука. Всичко това е съчетано и с възможността за използването им е аудио усилватели както с ниска, така и с висока мощност.

Настоящото изобретение е озвучителното тяло от пасивен тип, не съдържат в себе си активни електронни елементи и за работата му не е нужна допълнителна електрическа енергия. То, чрез вградените в него високоговорители (електромагнитни дифузори/трансдюзери ) възпроизвежда подадените му от усилвател на аудио сигнали честоитни колебания, превръщайки ги в звукови вълни, възприемани от човешкото ухо. Това става чрез свързването му с изходните терминали на произволен аудио усилвател посредством два проводника (+/-).

Като акустично оформление настоящото изобретение съставлява отворена система, както е показано на Фиг. 1. Отвореният тип озвучително тяло се характеризира е натурален и детайлен звук, отворена сцена и „живо“ възприемане на цялата музикална картина. При тях се избягват всички негативи на затворения тип системи.

Конструкцията на заявеното озвучително тяло е комбинация от две подсистеми - в нискочестотния спектър е използван „Безобемен двоен дипол” ( Фиг.2 - (6) и Фиг. 4), а в средно и високочестотния - класически дипол, излъчвайки звукови вълни двустранно напред и назад, спрямо корпуса на озвучителното тяло. При тази система, излъчването на предна( + ) и задна ( - ) полувълна ( Фиг. 3 ) ( и двете на 180 градуса спрямо дипол линията) и взаимното им „гасене“ в точките, близки до 0 градуса, елиминира един от основните причинители на изкривявания, а именно стоящите вълни.

Озвучителното тяло се състои от корпус (1), високоговорители, монтирани в специално изрязани отвори в корпуса и пасивни филтри на аудио сигнали ( кросоувъри) (7), монтирани в отделни кутии е терминали за включване на озвучителното тяло към аудио усилвател, постоянно свързани с високоговорителите чрез проводници ( 8 ), както е показано на Фиг. 2. При проектирането е използвана трилентова система на филтриране, която разделя подавания аудио сигнал на ниско честотен ( 21 - 400Hz ), средно честотен ( 400 - 4000Hz), и високочестотен (4000 - 54kHz) (фиг. 5 и 6).

В заявеното озвучително тяло се използват следните високоговорители:

- Два нискочестотни двуполюсни високоговорителя, представляващи електродинамични дифузори, монтирани в специално изрязан отвор в средата на долната част на корпуса на озвучителното тяло, както е показано на Фиг. 7 и 8. Двата високоговорителя са монтирани един срещу друг, разположени под 90 градуса спрямо корпуса (дипол линията ). Конструкцията на Безобемния двоен дипол е подобна на досега известните „Двоен дипол” на Линквиц и “RiPol W

Profile” на Ридталер. Основната разлика спрямо тези конструкции е премахване на всички плоскости, използвани за монтаж на високоговорителите и създаващи полузатворени обеми за насочване на предната и задна полувълна. При Безобемния двоен дипол всяка предна половина на високоговорителя е затворена по корпуса му, така че да се изолира задната полувълна, която бива излъчвана назад от тялото. В задната си част, с помощта на държана ( 2 от Фиг. 1), двата високоговорителя затварят обема помежду си и така оформят една предна полувълна за двата, която излъчват напред. Така монтирани и работещи във фаза ( НЕ „Пуш/пул“ ! ), те заедно излъчват една предна и една задна полувълна и работят като един излъчвател ( Фиг. 4 ), но с увеличена площ на мембраната и съответно драстично увеличена акустична енергия, без това да вреди на другите им характеристики. Използването на нискочестотна секция от отворен тип помага за избягването на основните проблеми при системите, използващи обеми, а именно - избягване наличието на стоящи вълни, избягване наличието на „оцветяване“ на звука, избягване наличието на т.н. „port voice” при бас рефлекс системите, „кутиения звук“ и т.н. При тази отворена система ниският диапазон се характеризира е дълбок и отчетлив детайл, възприема се като едно цяло е цялата картина, звучи естествено и не е толкова силно позициониран, като при затворените системи. Използваната конфигурация значително повишава акустичната енергия в ниските честоти и позволява на озвучителните тела да постигнат 34Hz при -3dB и 21Hz при -10dB ( lw/lm ). Това от своя страна спомага за линейната честотна характеристика на изделията;

- Шест средночестотни двуполюсни високоговорителя, представляващи електродинамични дифузори,(4 от Фиг. 2), монтирани ( заедно е високочестотния високоговорител ) на специална плоча (3 от фиг. 2).

Позиционирането на средночестотните високоговорители върху плочата и монтажът им са извършени по специална конфигурация, която минимизира изкривяванията в средночестотния спектър и по най-добрия начин акустично взаимодейства с високочестотния високоговорител, монтиран на същата плоча. Използването на шест малки, а не на един по-голям високоговорител е съобразено с нуждата от бързина и детайлност в средночестотния спектър, породено от факта, че само така може да се достигне до реална музикална картина. От своя страна плочата е монтирана в специален отвор в корпуса на озвучителното тяло, изрязан асиметрично на средата на самото тяло, гледано отпред ( на определено разстояние в ляво за озвучително тяло, използвано за ляв канал и в дясно - за озвучителното тяло, използвано за десен канал) - Фиг. 2. Това разположение на плочата върху тялото също води до минимизация на вредните влияния на изкривяванията в средно и високочестотния спектър, породени от физическите закони при използване на отворен тип системи;

- Един високочестотен двуполюсен високоговорител от лентов тип ( „ribbon type” ) (5) от Фиг. 2, монтиран на упоменатата по-горе плоча, заедно с шестте

средночестотни високоговорителя, в специална конфигурация. При озвучителното тяло, използвано за ляв канал, високочестотният високоговорител е монтиран в лявата част на плочата. Съответно - при ОТ, използвано за десен канал - в десния край на плочата. ( Фиг. 2 ). Елекрическото им свързване е е обърната фаза, спрямо слушащия и останалите високоговорители, така че към предната част на озвучителното тяло той излъчва задната си полувълна. С това инженерно решение се елиминира фазовото избързване на лентовия високоговорител, спрямо значително по-бавните мембранни високоговорители, използвани за ниско и средночестотно излъчване. Използването на висококачествен лентов двуполюсен високоговорител позволява на озвучителните тела да достигнат рядко срещаните при конвенционалния тип 34kHz при -3dB и 54kHz при -10dB (1 w/lm);

Корпусът на озвучителното тяло е изработен от многослоен огъваем материал (например шперплат ) и се състои от основно тяло ( 1) и държач на нискочестотните високоговорители ( 2 ) от Фиг. 2. Чрез формата на корпуса и местата за монтаж на нискочестотната и средно - високочестотната групи високоговорители се постига правилното им разположение спрямо работния център на озвучителното тяло. В долната част на корпуса, там където той контактува с пода, са монтирани две лайсни, които стабилизират тялото и служат за своеобразни крака на изделието. При повърхностната обработка на корпусите на озвучителните тела се използват естествени дървесни масла, запазващи акустичните свойства на материала.

Частта от корпуса, която служи за монтаж на нискочестотните високоговорители (2 от Фиг. 1) е изработена чрез слепването на четири слоя, предварително изрязан в желаната форма, ниско резонансен материал (например шперплат, всеки слой с дебелина 24мм, с обща дебелина от 96мм). Прикрепя се към основното тяло, например посредством шест винта и адхезивен материал като полиуретаново лепило), така че веднъж сглобен, представлява неразделна част от тялото.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ с

Основното тяло на озвучителното тяло може да бъде с габаритни размери: Височина 1385 мм, Ширина - 424мм, Дълбочина - 645 мм, Дебелина 20мм и може да бъде изработено чрез формоването на четири слоя дървесен шперплат, всеки от които дебел по 5мм. При формоването му, между два от слоевете се вграждат проводниците, свързващи средно и високочестотните високоговорители с филтъра.

Чрез фрезовани преди залепване отвори във вътрешните слоеве на държача се подсигурява място за преминаване на окабеляването на озвучителните тела, като всички проводници се отвеждат в долния заден край на основното тяло, от където се свързват с отделно изработените кутии на филтрите ( кросоувърите ) и не натоварват визуално цялостната визия на изделието;

Кутиите на филтрите са изработени от МДФ и може да бъдат например в цилиндрична форма (7). Служат освен за монтаж на отделните елементи на кросоувъра, така и за екранировката им. Свързани са с високоговорителите посредством кабелна връзка ( 8 ) и на тези кутии са монтирани терминалите за включването на озвучителните тела към аудио усилвател.

Нискочестотните високоговорители се закрепват към корпуса на озвучителното тяло (например чрез шест броя винтове), от своя страна, един към друг, в предната си част двата високоговорителя може да се фиксират посредством три шпилки, изработени от неръждаема стомана и шест гайки от същия материал ( Фиг. 7 ). Шпилките подържат високоговорителите на разстояние един от друг (например на 70мм - Технологично разстояние, необходимо за правилното функциониране на Безобемния двоен дипол ). Панелът с монтираните средно и високочестотни високоговорители ( 3 ) се монтира към корпуса посредством четири винта.

Основните технически характеристики на озвучителното тяло са както следва:

Максимална подържана мощност - 250W;

Честотна лента (1 W/м ): 34Hz - 34kHz ( 0, -3dB ), 21Hz-54kHz ( 0,-10dB);

Неравномерност: 0,9 - IdB (Фиг. 5 - Измерване на честотната лента на ОТ е офсет 9dB);

Номинален импеданс: 4Ω, (Фиг. 6 - Измерена импедансна характеристика);

Чуствителност: 91dB/2,83V;

Външни габаритни размери: Височина 1385 мм, Ширина 424мм и Дълбочина 645 мм,;

Тегло на едно озвучително тяло ( вкл. 1 бр. филтър): 28кг;

ПОЯСНЕНИЯ НА ЧЕРТЕЖИТЕ

Фиг. 1 - Разрез на озвучителното тяло в профил;

Фиг. 2 - Озвучителното тяло в анфас (варианти с ляво и дясно подаване на сигнала);

Фиг. 3 - Предна и задна вълна на безобемния двоен дипол;

Фиг. 4 - Безобемен двоен дипол;

Фиг. 5 - Измерване на честотната лента на ОТ с офсет 9dB;

Фиг. 6 - Измерена импедансна характеристика;

Фиг. 7 - Двата нискочестотни двуполюсни високоговорителя - в диагонал;

Фиг. 8 - Двата нискочестотни двуполюсни високоговорителя - в анфас.

Claims (3)

1. ПРЕТЕНЦИИ

   За обект „Озвучително тяло”

   1. Озвучително тяло, характеризиращо се е това, че се състои от корпус, високоговорители, монтирани в специално изрязани отвори в корпуса и пасивни филтри на аудио сигнали, монтирани в отделни кутии с терминали за включване на озвучителното тяло към аудио усилвател, които кутии са постоянно свързани с високоговорителите чрез проводници с трилентова система на филтриране, разделяща подавания аудио сигнал на ниско честотен (21 - 400Hz), средно честотен (400 - 4000Hz), и високочестотен ( 4000 - 54kHz);
2. 2, Озвучително тяло съгласно т. 1, характеризиращо се с това, че корпусът на озвучителното тяло е изработен от многослоен огъваем материал, като между два от слоевете се вграждат проводниците, свързващи средно и високочестотните високоговорители с филтъра и се състои от основно тяло и държач на нискочестотните високоговорители, в долната част на корпуса, където той контактува с пода, са монтирани две лайсни, които стабилизират тялото, а частта от корпуса, която служи за монтаж на нискочестотните високоговорители е изработена чрез слепването на четири слоя, предварително изрязан в желаната форма ниско резонансен материал и се прикрепя към основното тяло, така че да съставлява неразделна част от него.
3. 3. Озвучително тяло съгласно т.1 и т.2, характеризиращо се с това, че включва:

   • Два нискочестотни двуполюсни високоговорителя, представляващи електродинамични дифузори, монтирани един срещу друг в специално изрязан отвор в средата на долната част на корпуса, разположени под 90 градуса спрямо корпуса (дипол линията ), като в предната си част са затворени с тънък нискорезонансен материал, оформяйки една задна полувълна, излъчвана от двата високоговирителя, а в задната си част затварят обема си с помощта на държач, оформяйки една предна полувълна за двата високоговорителя;

   • Шест средночестотни двуполюсни високоговорителя, представляващи електродинамични дифузори, монтирани заедно с високочестотния високоговорител на специална плоча;

   • Един високочестотен двуполюсен високоговорител от лентов тип, монтиран на упоменатата по-горе плоча, заедно с шестте средночестотни високоговорителя, в специална конфигурация, като електрическото му свързване е с обърната фаза, спрямо слушащия и останалите високоговорители, така че към предната част на озвучителното тяло той излъчва задната си полувълна.