CS266703B1

CS266703B1 - Device for sound reproduction

Info

Publication number: CS266703B1
Application number: CS86220A
Authority: CS
Inventors: Ales Dr Ing Csc Boleslav
Original assignee: Ales Dr Ing Csc Boleslav
Priority date: 1986-01-10
Filing date: 1986-01-10
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS22086A1

Abstract

Řešení spadá do oboru zařízení pro reprodukci zvuku a řeší problém optimálního využití běžných širokopásmových reproduktorů určených pro masově používaná zařízení, jako přijímače, televizory a levné reproduktorové soustavy apod. Podstata řešení spočívá v tom, že reproduktor je opatřen akustickým obvodem sestávajícím z nejméně jednoho průchozího otvoru v koši reproduktoru pro průchod vzduchu a z nejméně jednoho akustického odporového členu umístěného nejméně po jedné straně reproduktorové membrány, zhotoveného z porézního materiálu, přičemž reproduktor je umístěn v otvoru stěny bassreflexové ozvučnice. Akustický odporový člen může mít různé varianty a. být vůči reproduktoru umístěn v různých polohách. Řešení lze výhodně uplatnit pro zkvalitnění zvuku přijímačů, televizorů a levných reproduktorových jednotek. .The solution lies in the field of reproduction apparatus sound and solves the optimal problem using common broadband speakers intended for mass-used devices like receivers, televisions and cheap loudspeakers systems, etc. The essence of the solution lies in the that the loudspeaker is provided with an acoustic circuit consisting of at least one pass hole in the speaker basket for passage air and at least one acoustic a resistive element positioned at least after one side of the loudspeaker membrane made made of porous material, with a loudspeaker is located in the bassreflex wall opening ozvučnice. The acoustic resistive member may have different variants of a. be towards the speaker placed in different positions. The solution is advantageous to apply to improving receiver sound TVs and cheap speaker units. .

Description

Vynález se týká zařízení pro reprodukci zvuku s aplikací reproduktoru běžného provedení.The present invention relates to a sound reproducing apparatus using a speaker of a conventional design.

Je známo, že širokopásmové reproduktory běžného provedení se obvykle používají ve spojení s otevřenou, částečně otevřenou nebo uzavřenou ozvučnicí ve tvaru skříně, s níž tvoří jednotku pro reprodukci zvuku.It is known that wideband speakers of conventional design are usually used in conjunction with an open, partially open or closed cabinet-shaped baffle with which they form a sound reproducing unit.

Nevýhoda uvedeného uspořádání spočívá v tom, že výsledný kmitočtový průběh takové jednotky bývá zejména v oblasti nízkých kmitočtů nevyrovnaný, přičemž bývá vlivem vysokého Činitele kvality kmitacího systému reproduktoru zdůrazněna oblast signálů v okolí jeho základního rezonančního kmitočtu. Další nevýhodou tohoto řešení je skutečnost, že v této kmitočtové oblasti a v oblasti podrezonanční, se obvykle projevuje u této jednotky značné nelineární zkreslení, ovlivněné nelinearitou uložení kmitacího systému reproduktoru a nesymetrickým umístěním kmitací cívky v mezeře magnetického obvodu reproduktoru. Je rovněž známo, že značně lepších výsledků lze u zmíněných jednotek docílit, je-li membrána širokopásmového reproduktoru umístěného v uzavřené ozvučnici, zatížena přídavným akustickým obvodem, sestávajícím z prvků o převážném reálném akustickém odporu, s nímž se paralelně uplatňuje prvek o akustické impedanci dané hmotností vzduchu proudícího volným otvorem tohoto obvodu, což odpovídá uspořádání podle čs. patentů č. 146 330 a 146 335. Určitá nevýhoda uvedeného uspořádání spočívá v tom, že membrána reproduktoru musí i v oblasti nízkých kmitočtů vyzářit celý akustický výkon, což nutně vede k jeho omezení maximální možnou amplitudou membrány.The disadvantage of this arrangement is that the resulting frequency response of such a unit tends to be unbalanced, especially in the low frequency range, and the high signal quality factor of the loudspeaker system emphasizes the signal area around its fundamental resonant frequency. Another disadvantage of this solution is the fact that in this frequency domain and in the subresonant region, this unit usually exhibits considerable nonlinear distortion, influenced by the nonlinearity of the speaker oscillation system and the asymmetrical placement of the voice coil in the magnetic circuit gap. It is also known that much better results can be obtained with said units if the diaphragm of a wideband loudspeaker located in a closed cabinet is loaded with an additional acoustic circuit consisting of elements of predominant real acoustic resistance, with which an acoustic impedance element of a given mass is applied in parallel. air flowing through the free opening of this circuit, which corresponds to the arrangement according to MS. Nos. 146,330 and 146,335. A certain disadvantage of said arrangement is that the loudspeaker diaphragm must radiate the entire acoustic power even in the low frequency range, which necessarily leads to its limitation by the maximum possible diaphragm amplitude.

Omezení akustického výkonu v oblasti nízkých kmitočtů lze snížit použitím passreflexové ozvučnice, do jejíž stěny je reproduktor zamontován, a u níž se na vyzařování akustických signálů o nízkých kmitočtech podílí i vzduch proudící hrdlem ozvučnice, což vede ke snížení potřebné amplitudy membrány reproduktoru při zvýšení vyzářeného celkového akustického výkonu, širokopásmový reproduktor zmíněné konstrukce a vlastností však dosud nelze použít ve spojení s bassreflexovou ozvučnicí a to proto, že jeho činitel kvality Qr uvažovaný při jeho rezonančím kmitočtu, je obvykle vyšší než 1, zatímco reproduktor aplikovaný ve spojení s bassreflexovou ozvučnicí musí mít s ohledem na výsledný kmitočtový průběh hodnotu tohoto činitele v rozmezí 0,35 až 0,5, což se u běžných širokopásmových reproduktorů nevyskytuje a z hlediska dnešního stavu techniky je nutno považovat za nedostatek.Limitation of acoustic power in the low frequency range can be reduced by using a pass-reflex baffle, in the wall of which the loudspeaker is mounted and in which the air flowing through the baffle also contributes to the emission of low frequency acoustic signals, However, a wideband loudspeaker of that design and characteristics cannot yet be used in conjunction with a bass reflex baffle because its quality factor Qr considered at its resonant frequency is usually higher than 1, for the resulting frequency response, a value of this factor in the range of 0.35 to 0.5, which does not occur with conventional wideband speakers and must be considered a shortcoming in view of the current state of the art.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro reprodukci zvuku s použitím širokopásmového reproduktoru umístěného v otvoru přední stěny bassreflexové ozvučnice, zároveň opatřené hrdlem rezonátoru. Podstata vynálezu spočívá v tom, že reproduktor je opatřen akustickým obvodem sestávajícím nejméně z jednoho průchozího otvoru umístěného nejméně po jedné straně reproduktorové membrány a z akustického odporového členu tvořeného akustickým odporovým materiálem.The above-mentioned drawbacks are eliminated by a device for reproducing sound using a wideband loudspeaker located in the opening of the front wall of the bass reflex baffle, at the same time provided with a resonator neck. The essence of the invention consists in that the loudspeaker is provided with an acoustic circuit consisting of at least one through hole located on at least one side of the loudspeaker membrane and of an acoustic resistance member formed by an acoustic resistance material.

Akustický odporový člen je tvořen prvním akustickým odporovým členem akustického obvodu vytvořeným z porézního materiálu, umístěný na koši reproduktoru a opatřeným nejméně jedním průchozím otvorem.The acoustic resistance member is formed by a first acoustic resistance member of the acoustic circuit formed of a porous material, placed on the speaker basket and provided with at least one through hole.

Akustický odporový člen může být tvořen druhým akustickým odporovým členem akustického obvodu ve tvaru kruhu, vytvořeným z porézního materiálu, umístěným soustředně na obvodu otvoru přední stěny bassreflexové ozvučnice a opatřeným centricky umístěným průchozím otvorem.The acoustic resistance member may be formed by a second acoustic resistance member of a ring-shaped acoustic circuit formed of a porous material located concentrically on the circumference of the opening of the front wall of the bass reflex baffle and provided with a centrally located through hole.

Akustický odporový člen může být dále tvořen třetím akustickým odporovým členem akustického obvodu ve tvaru kruhového krytu zadní strany reproduktoru, umístěným na vnitřní části přední stěny bassreflexové ozvučnice a opatřeným excentricky umístěným otvorem.The acoustic resistance member may further be formed by a third acoustic resistance member of the acoustic circuit in the form of a circular cover of the rear side of the loudspeaker, located on the inner part of the front wall of the bass reflex baffle and provided with an eccentrically located hole.

Výhody zařízení pro reprodukci zvuku podle vynálezu spočívají v možnosti dokonalejšího využití vlastností běžných, hlavně širokopásmových reproduktorů, v důsledku čehož je možno při poměrně nízkých pořizovacích nákladech zkvalitnit akustické vlastnosti nejvíce používanýchThe advantages of the sound reproducing device according to the invention lie in the possibility of making better use of the properties of conventional, mainly wideband loudspeakers, as a result of which it is possible to improve the acoustic properties of the most used ones at relatively low acquisition costs.

CS 266 703 Bl zařízení, jako přijímačů, televizorů a levných reproduktorových jednotek.CS 266 703 Bl equipment such as receivers, televisions and inexpensive speaker units.

Zařízení pro reprodukci zvuku podle vynálezu bude následovně blíže popsáno v příkladovém provedení pomocí připojených vyobrazení, kde obr. la a lb znázorňují zařízení pro reprodukci zvuku uspořádané s reproduktorem opatřeným akustickým obvodem vytvořeným za membránou na vnější straně koše reproduktoru, přičemž obr. la znázorňuje pohled na zařízení zezadu s odstraněnou zadní stěnou bassreflexové ozvučnice a obr. lb pohled na zařízení v řezu z boku, obr. 2a a 2b znázorňují zařízení pro reprodukci zvuku uspořádané s reproduktorem opatřeným akustickým obvodem upevněným na perforované desce, umístěným před membránou reproduktoru, přičemž obr. 2a znázorňuje pohled na zařízení v řezu a obr. 2b pohled na zařízení zepředu, a obr. 3a a 3b znázorňují zařízení pro reprodukci zvuku, u nějž je akustický obvod ve tvaru krytu umístěn za zadní stěnu reproduktoru na vnitřní stěně ozvučnice, přičemž obr. 3a znázorňuje pohled na zařízení s odstraněnou zadní stěnou zezadu, a obr. 3b pohled na zařízení v řezu z boku.The sound reproducing apparatus according to the invention will be described in more detail below in an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings, in which Figures 1a and 1b show a sound reproducing apparatus arranged with a loudspeaker provided with an acoustic circuit formed behind a diaphragm on the outside of the loudspeaker basket. Fig. 2a and 2b show a sound reproducing device arranged with a loudspeaker provided with an acoustic circuit mounted on a perforated plate located in front of the loudspeaker diaphragm, Fig. 2a Fig. 2 is a front view of the device, and Fig. 2b is a front view of the device, and Figs. 3a and 3b show a sound reproducing apparatus in which a cover-shaped acoustic circuit is located behind the rear wall of the speaker on the inner wall of the baffle; a rear view of the device with the rear wall removed, and FIG. 3b a view of the device in a row to the side.

U základního uspořádání zařízení pro reprodukci zvuku podle vynálezu znázorněného na obr. la a lb, jsou dva průchozí otvory 211 v horní části koše širokopásmového reproduktoru 2 zcela kryty akustickým odporovým členem 3a zhotoveným z porézního materiálu a umístěným na vnější straně koše 21 reproduktoru 2. Tento akustický člen 3a zčásti zakrývá i oba zbývající průchozí otvory 211 v dolní části koše 21 reproduktoru 2 tak, že nezakryté průchozí otvory 22a a 22b jsou zmenšené. Reproduktor .2 je připevněn do stěny 11 bassreflexové ozvučnice £, opatřené hrdlem 112 pod obvodem reproduktoru 2^In the basic arrangement of the sound reproducing apparatus according to the invention shown in Figs. 1a and 1b, the two through holes 211 in the upper part of the wideband speaker basket 2 are completely covered by an acoustic resistance member 3a made of porous material and located on the outside of the speaker basket 21. the acoustic member 3a also partially covers the two remaining through holes 211 in the lower part of the basket 21 of the loudspeaker 2 so that the uncovered through holes 22a and 22b are reduced. The loudspeaker 2 is fixed to the wall 11 of the bass reflex baffle 6 provided with a socket 112 below the perimeter of the loudspeaker 2.

U jiného možného uspořádání zařízení pro reprodukci zvuku podle obr. 2a a 2b je před ústím reproduktoru umístěn akustický odporový člen 3b zhotovený z porézního materiálu a opatřený ve svém středu jedním průchozím otvorem 22c tak, že tento akustický odporový člen 3b zakrývá otvor 111 pro reproduktor 2. v přední stěně 11 bassreflexové ozvučniceIn another possible arrangement of the sound reproducing device according to Figs. 2a and 2b, an acoustic resistance member 3b made of porous material and provided with one through hole 22c in its center is placed in front of the speaker mouth so that this acoustic resistance member 3b covers the speaker hole 111. in the front wall 11 of the bass reflex baffle

U dalšího uspořádání zařízení pro reprodukci zvuku podle obr. 3a a 3b je reproduktor 2 upevněný na obvodu otvoru 111 v přední stěně 11 bassreflexové ozvučnice 1. zakrytý uvnitř ozvučnice 1 akustickým odporovým členem 3c ve tvaru krytu opatřeného nejméně jedním průchozím otvorem 22d umístěným mimo jeho střed.In another arrangement of the sound reproducing apparatus according to Figs. 3a and 3b, the loudspeaker 2 mounted on the periphery of the opening 111 in the front wall 11 of the bass reflex baffle 1 is covered inside the baffle 1 by an acoustic resistive member 3c in the form of a cover .

Kromě uvedených uspořádání je možné i další uspořádání, u něhož je možno akustický odporový člen reproduktoru 2, zakrývající otvor 111 ve stěně 11 bassreflexové ozvučnice £, umístit jak za membránou reproduktoru 2, jak je znázorněno.na obr. 1, resp. obr. 3, tak i před jeho membránou, jak je patrno z obr. 2.In addition to the above arrangements, it is possible to arrange another arrangement in which the acoustic resistance member of the loudspeaker 2 covering the opening 111 in the wall 11 of the bass reflex baffle 6 can be placed both behind the diaphragm of the loudspeaker 2, as shown in Figs. Fig. 3, as well as in front of its membrane, as can be seen from Fig. 2.

Řešení zařízení pro reprodukci zvuku podle vynálezu je založeno na skutečnosti, že v případě, kdy se širokopásmový reproduktor běžného provedení opatří navrženým akustickým obvodem, dosáhne se toho, že jej lze využít ve spojení s bassreflexovou ozvučnicí, jak výše uvedeno. Při funkci zařízení je výsledný kmitočtový průběh vyzařovací jednotky vyrovnaný a činitel nelineárního zkreslení v oblasti nízkých kmitočtů má vyhovující hodnotu, což vyplývá z toho, že po úpravě reproduktoru akustickým obvodem podle vynálezu jeho činitel jakosti má potřebnou hodnotu 0,35 až 0,5. Aby měl činitel jakosti reproduktoru uvedenou hodnotu, je nutno zvolit velikost akustického odporu r a akustické hmotnosti m podle následovně uvedených vztahů: ·The solution of the sound reproducing apparatus according to the invention is based on the fact that in the case where the wideband loudspeaker of the conventional design is provided with a designed acoustic circuit, it is achieved that it can be used in conjunction with a bass reflex baffle, as mentioned above. In the operation of the device, the resulting frequency response of the radiating unit is balanced and the non-linear distortion factor in the low frequency range is satisfactory, which results from the fact that after adjusting the loudspeaker by the acoustic circuit according to the invention, its quality factor has the required value of 0.35 to 0.5. In order for the loudspeaker quality factor to have the stated value, it is necessary to choose the size of the acoustic resistance r and the acoustic mass m according to the following relations: ·

Akustický odpor r má mít hodnotu danou výrazemThe acoustic resistance r should have the value given by the expression

CS 266 703 Bl kde f je rezonanční kmitočet f je rezonanční kmitočet bassreflexové ozvučniceCS 266 703 B1 where f is the resonant frequency f is the resonant frequency of the bass reflex baffle

Q_r je činitel kvality reproduktoru při jeho rezonančním kmitočtu je akustická hmotnost kmitacího systému reproduktoru.Q _r is the quality factor of the loudspeaker at its resonant frequency is the acoustic mass of the loudspeaker vibration system.

Akustická hmotnost m vzduchu proudícího průchozími otvory je m = x (2 -τ 3) ₍ přičemž.The acoustic mass m of the air flowing through the through holes is m = x (2 -τ 3) ₍ where.

1,7 . § m = j-..... SST*1.7. § m = j -..... SST *

Ys . «π ' kde γ je specifická hmotnost vzduchuYs. «Π 'where γ is the specific gravity of air

S je plocha průchozích otvorů.‘S is the area of the through holes.

Objem V bassreflexové ozvučnice je dán dolním mezním kmitočtem f^, pro který platí:The volume V of the bass reflex baffle is given by the lower cut-off frequency f ^, for which the following applies:

f_d = f_r (0,7-1).f _d = f _r (0.7-1).

Velikost objemu ozvučnice vyplývá ze vztahu:The size of the baffle volume results from the relationship:

D4 . 10⁵ (2rf_d) (2fff_d) kdeD4. 10 ⁵ (2fff _d ) (2fff _d ) where

Ρθ je atmosférický tlak vzduchu je Poissonova konstanta vzduchu.Ρθ is the atmospheric air pressure is the Poisson air constant.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Sound reproducing device using a wideband loudspeaker located in the opening of the front wall of a bass reflex baffle provided with a resonator neck, characterized in that the loudspeaker (2) is provided with an acoustic circuit consisting of at least one through hole (22) located on at least one side of the loudspeaker diaphragm in an acoustic resistance member (3) formed by an acoustic resistance material.

2. A sound reproducing apparatus according to claim 1, characterized in that the acoustic resistance member (3) is formed by a first acoustic resistance member (3a) of the acoustic circuit formed of a porous material placed on the speaker basket (21) and provided with at least one through the hole (22a, 22b).

3. A sound reproducing apparatus according to claim 1, characterized in that the acoustic resistance member (3) is formed by a second acoustic resistance member (3b) of a ring-shaped acoustic circuit formed of porous material located concentrically on the front wall circumference (111) ( 11) bass reflex baffles (1) and provided with a centrally located through hole (22c).

CS 266 703 Bl

4. A sound reproducing apparatus according to claim 1, characterized in that the acoustic resistance member (3) is formed by a third acoustic resistance member (3c) in the shape of a circular cover of the rear side of the speaker (2) located on the inside of the front wall (11). tassreflex baffles (1) and provided with an eccentrically located through hole (22d).