EA000640B1 - Panel-form microphone - Google Patents

Panel-form microphone Download PDF

Info

Publication number
EA000640B1
EA000640B1 EA199800262A EA199800262A EA000640B1 EA 000640 B1 EA000640 B1 EA 000640B1 EA 199800262 A EA199800262 A EA 199800262A EA 199800262 A EA199800262 A EA 199800262A EA 000640 B1 EA000640 B1 EA 000640B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
panel
transducer
acoustic
microphone according
form microphone
Prior art date
Application number
EA199800262A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA199800262A1 (en
Inventor
Генри Азима
Мартин Колломз
Нейл Харрис
Original Assignee
Нью Трэнсдьюсерз Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB9517918.0A external-priority patent/GB9517918D0/en
Priority claimed from GBGB9522281.6A external-priority patent/GB9522281D0/en
Priority claimed from GBGB9606836.6A external-priority patent/GB9606836D0/en
Application filed by Нью Трэнсдьюсерз Лимитед filed Critical Нью Трэнсдьюсерз Лимитед
Publication of EA199800262A1 publication Critical patent/EA199800262A1/en
Publication of EA000640B1 publication Critical patent/EA000640B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R7/00Diaphragms for electromechanical transducers; Cones
    • H04R7/02Diaphragms for electromechanical transducers; Cones characterised by the construction
    • H04R7/04Plane diaphragms
    • H04R7/045Plane diaphragms using the distributed mode principle, i.e. whereby the acoustic radiation is emanated from uniformly distributed free bending wave vibration induced in a stiff panel and not from pistonic motion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42DBOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D15/00Printed matter of special format or style not otherwise provided for
    • B42D15/02Postcards; Greeting, menu, business or like cards; Letter cards or letter-sheets
    • B42D15/022Postcards; Greeting, menu, business or like cards; Letter cards or letter-sheets combined with permanently fastened sound-producing or light-emitting means or carrying sound records

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

1. A panel-form microphone characterised by a distributed mode acoustic member (2) and at least one transducer (9,63), said transducer mounted on said member to produce a signal in response to resonance of the member due to incident acoustic energy. 2. A panel-form microphone according to Claim 1, characterised in that the member (2) is mounted in a surrounding frame (1) by means of an interposed resilient support (3). 3. A panel-form microphone according to any preceding Claim, characterised in that the member (2) has a cellular core (22) sandwiched between skins (21). 4. A panel-form microphone according to any preceding Claim, characterised in that the each transducer (9,63) is a piezo-electric device.

Description

Изобретение относится к микрофонам, а более конкретно - к микрофонам, содержащим панелевидные акустические элементы.

Известно, что в заявке на патент Великобритании № 2262861 предложена панелевидная колонка, содержащая: резонансный многорежимный излучающий элемент, являющийся унитарной трехслойной панелью, образованной из двух оболочек материала с разделяющей их сердцевиной из поперечно-ячеистой конструкции, причем панель такова, что имеет отношение изгибной жесткости (В) при любых ориентациях к третьей степени массы панели на единичную площадь поверхности (μ), по меньшей мере, 10; установочное средство, которое поддерживает панель или свободно прикрепляет к ней поддерживающее тело без демпфирования; и средство электромеханического привода, связанное с панелью, которое служит для возбуждения многорежимного резонанса в излучающей панели в ответ на электрический входной сигнал в полосе рабочих частот колонки.

В конкретных вариантах осуществления настоящего изобретения используются элементы, характер, структуру и конфигурацию которых можно реализовать в общем и/или конкретно в соответствии с одновременно рассматриваемой международной заявкой того же заявителя, опубликованной под номером PCT/WG 97/09842, с той же датой подачи, что и данная заявка. Таким образом, эти элементы обладают способностью поддерживать и распространять входную вибрационную энергию изгибных волн в рабочей зоне (рабочих зонах), проходящей (проходящих) поперек толщины, зачастую (но необязательно) - до кромок элемента (элементов), имеют конфигурацию с анизотропией или без анизотропии изгибной жесткости, чтобы обеспечить наличие составляющих вибрации в режиме резонанса, распределенных по указанной зоне (указанным зонам) с выгодой для акустической связи с окружающим воздухом, и имеют заранее определенные места или точки в указанной зоне для преобразующего средства, причем их конкретно активная (активные) при эксплуатации или движущаяся (движущиеся) часть (части) эффективны применительно к акустической вибрационной активности в указанной зоне (указанных зонах) и к сигналам, обычно - электрическим, соответствующим акустическому содержанию такой вибрационной активности. В одновременно рассматриваемой международной заявке, опубликованной под номером PCT/WG 97/09842, с той же датой подачи, что и данная заявка, предусмотрено использование таких элементов в качестве «пассивных» акустических устройств или в таких устройствах без преобразующих средств, например, для реверберации или для акустической фильтрации, или для акустического «озвучивания» некоторого пространства или помещения, и в качестве «активных» акустических устройств или в таких устройствах с преобразующими средствами, например, в исключительно широком диапазоне источников звука или колонок, когда на них подаются входные сигналы, преобразуемые в звук, или в микрофонах, когда они подвергаются воздействию звука, преобразуемого в другие сигналы.

Это изобретение конкретно связано с активными акустическими устройствами в виде микрофонов.

Элементы, подобные вышеуказанным, здесь называются акустическими излучателями, работающими в распределенном режиме, и должны быть охарактеризованы аналогично вышеупомянутой публикации РСТ и/или, в противном случае, так, как конкретно указано в данном описании.

Изобретение представляет собой панелевидный микрофон, отличающийся тем, что содержит жесткий легковесный элемент, обладающий способностью поддерживать и распространять входную вибрационную энергию с помощью изгибных волн, по меньшей мере, в одной рабочей зоне, проходящей поперек толщины, чтобы иметь составляющие вибрации в режиме резонанса, распределенные по указанной, по меньшей мере, одной зоне, и иметь заранее заданные предпочтительные места или точки в указанной зоне для преобразующих средств, и имеющий преобразователь, установленный полностью и исключительно на указанном элементе в одном из указанных мест или точек для выработки сигнала в ответ на резонанс элемента вследствие вносимой акустической энергии. Этот элемент может быть установлен в окружающей раме посредством вставляемой упругой опоры. В местах или точках элемента можно установить два или более указанных преобразователя. Элемент может иметь ячеистую сердцевину, заключенную между наружными слоями. Единственный или каждый преобразователь может быть пьезоэлектрическим устройством.

Изобретение схематически иллюстрируется в качестве примера прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг. 1 изображает схему, на которой колонка, работающая в распределенном режиме, как описано и заявлено в одновременно рассматриваемой международной заявке, опубликованной под номером WO 97/09842;

фиг. 2а - частичное сечение по линии А-А, показанной на фиг. 1 ;

фиг. 2b - поперечное сечение в увеличенном масштабе через работающий в распределенном режиме излучатель того типа, который показан на фиг. 2а, и показывает две альтернативные конструкции;

фиг. 3 - схему конкретного варианта осуществления микрофона, работающего в распределенном режиме, в соответствии с настоящим изобретением; и фиг. 4 показывает перспективное изображение преобразователя вибрации.

На фиг. 1 изображена панелевидная колонка (81) такого типа, который описан и заявлен в одновременно рассматриваемой международной заявке того же заявителя, опубликованной под номером WO 97/09842, с той же датой подачи, что и данная заявка, содержащая прямоугольную раму (1), несущую упругую подвеску (3), окружающую ее внутреннюю периферию и служащую опорой работающей в распределенном режиме звукоизлучающей панели (2). Преобразователь (9), подробно описанный в одновременно рассматриваемых международных заявках того же заявителя, опубликованных под номерами WO 97/09859, WO 97/09861, WO 097/09858, с той же датой подачи, что и данная заявка, установлен полностью и исключительно на или в панели (2) в заранее определенном месте, определяемом размерами «х» и «у», причем положение этого места рассчитывается как описано в одновременно рассматриваемой международной заявке, опубликованной под номером WO 097/09842, для обеспечения внесения изгибных волн в панель, чтобы заставить панель резонировать для излучения акустического выходного сигнала. Преобразователь (9) приводится в действие усилителем (10), например, усилителем звуковой частоты, соединенным с преобразователем проводниками (28).

Нагрузка усилителя и требования к мощности могут быть совершенно стандартными, аналогичными обычным колонкам конусного типа, с чувствительностью порядка 86-88 дБ/Вт при условиях нагрузки в помещении. Полное сопротивление нагрузки усилителя является в основном резистивным при 6 Ом, с поддержанием мощности 20-80 Вт. Если сердцевина и наружные слои панели металлические, то их можно выполнить так, что они будут действовать как теплоотвод для преобразователя, чтобы отводить тепло из звуковой катушки преобразователя и таким образом улучшать управление мощностью.

На фиг. 2а и 2b изображены типовые частичные поперечные сечения через колонку (81), показанную на фиг. 1. На фиг. 2 а показано, что рама (1), упругая подвеска (3) и панель (2) соединены друг с другом соответствующими клеевыми соединениями (20). В число подходящих материалов для рамы входят легковесные рамы для картин из металла, полученные методом экструзии, например, из алюминиевого сплава или пластмассы. В число подходящих материалов для упругой подвески, входят упругие материалы, например, пенорезина и пенопласт. В число подходящих клеящих веществ для соединений (20) входят эпоксидные, акриловые, цианоакрилатные и т. д. клеящие вещества.

Фиг. 2 показывает в увеличенном масштабе, что панель (2) является жесткой легковесной панелью, имеющей сердцевину (22), например, из жесткого пенопласта (97), в частности, структурированного поливинилхлорида, или ячеистой матрицы (98), например, пористой матрицы из металлической фольги, пластмассы и т.п., с ячейками, проходящими поперек плоскости панели, и охваченной противоположными наружными слоями (21 ), например, из бумаги, кардной ленты, пластмассы или металлической фольги или листа. Если наружные слои выполнены из пластмассы, их можно армировать волокнами, например, из углеводорода, стекла, кевлара и т.п., способом, который сам по себе известен, чтобы увеличить их модуль упругости.

Таким образом, предусмотренные слоистые материалы оболочек и арматуры включают в себя волокна из углерода, стекла, кевлара (зарегистрированный товарный знак), номекса (зарегистрированный товарный знак), т.е. арамида, и т. д., в различных расположениях и переплетениях, а также бумагу, слоистые материалы с бумажным наполнителем, меламин и различные пленки из синтетической пластмассы с высоким модулем упругости, например, майлар (зарегистрированный товарный знак), каптан (зарегистрированный товарный знак), поликарбонат, фенольные, выполненные на основе сложных полиэфиров или относящиеся к ним пластмассы и армированные волокнами пластмассы, и т.д., и лист или фольгу из металла. Исследование качества по вектору жидкокристаллических полимерных термопластов показывает, что их можно использовать при литьевом формовании под давлением методом впрыскивания тонких наружных слоев или оболочек, скажем, диаметром до 30 см. Этот материал сам образует ориентированную кристаллическую структуру в направлении впрыскивания, которое определяет предпочтительную ориентацию для надлежащего распространения энергии звуковых частот от точки внесения к периметру панели.

Такое формование для этого и других термопластов позволяет при формовочной обработке определять и выполнять канавки или кольца для точного размещения деталей преобразователя, например, звуковой катушки, и магнитной подвески. Считается, что в дополнение к некоторым более изнашиваемым материалам сердцевины было бы выгодно предусмотреть местное увеличение толщины наружных слоев, например, в зоне или кольце с размером до 150% диаметра преобразователя, чтобы усилить эту зону и с выгодой подавать энергию вибрации в панель. За счет этого характеристика на верхних частотах улучшится с применением более мягких пенопластовых материалов.

В число материалов предусмотренного слоя сердцевины входят ячейки или гофры из листа или фольги из алюминиевого сплава или кевлар (зарегистрированный товарный знак), номекс (зарегистрированный товарный знак), простая или предназначенная для печатания различных документов бумага, а также вспениваемые пластики или пенопласты или пульповые материалы и даже металлы в форме аэрогелей, если у них достаточно низкая плотность. Некоторые подходящие материалы слоя сердцевины эффективно демонстрируют полезное самообразование поверхностных корок при их изготовлении и/или по какой-либо иной причине имеют достаточную собственную жесткость для использования без образования слоев из них между наружными слоями. Обладающий высокими эксплуатационными свойствами материал ячеистой сердцевины известен под торговым наименованием «Rohacell» и может быть пригоден в качестве излучающей панели без наружных слоев. В практическом смысле цель заключается в том, чтобы достичь общей легкости и жесткости, приемлемых для практических целей, что, в частности, предусматривает оптимизацию вкладов, вносимых сердцевиной и наружными слоями и переходами между ними.

В нескольких предпочтительных составах для панелей используются наружные слои из металла и сплава металлов или вместо этого арматура из углеродных волокон. В обоих этих случаях, а также в конструкциях с сердцевиной из сплава «аэрогель» или металлических ячеек, будет обеспечено наличие свойств значительного экранирования радиочастот, что должно быть важным в некоторых приложениях, предусматривающих электромагнитную совместимость (ЭМС). Обычные панелевидные или конусные колонки не обладают экранирующей способностью в смысле ЭМС.

Кроме того, в предпочтительной форме пьезо- или электродинамические преобразователи имеют пренебрежимо малое электромагнитное излучение или магнитные поля рассеяния. Обычные колонки обладают значительным магнитным полем на расстоянии до 1 м, если не приняты специальные меры противокомпенсации.

Если при некотором приложении важно поддерживать экранирование, можно осуществить электрическое соединение с проводящими частями подходящей DML-панели или можно использовать электропроводный пенопласт или аналогичную поверхность раздела для монтажа по краям.

Подвеска (3) может демпфировать края панели (2), чтобы предотвратить излишнее краевое перемещение панели. Кроме или вместо этого, можно применить дополнительное демпфирование, например, с помощью накладок, приклеенных к панели в выбранных положениях, чтобы демпфировать излишнее перемещение для равномерного распределения резонанса по панели. Накладки могут быть выполнены из материала на основе битума, обычно используемого в корпусах колонок, или могут быть выполнены из упругого или жесткого полимерного листового материала. Некоторые материалы, особенно бумага и кардная лента, и некоторые сердцевины могут быть самодемпфирующимися. Если это необходимо, можно увеличить демпфирование в конструкции панелей путем использования упруго отверждаемых, а не жестко отверждаемых клеевых веществ.

Осуществление указанного избирательного демпфирования включает в себя конкретное нанесение на панель, включая ее листовой материал, постоянно связанных с ней средств. В частности, края и углы могут быть важными для преобладающих и менее распределенных режимов низкочастотной вибрации панелей с этими краями и углами. Фиксация демпфирующих средств по краям может с выгодой привести к получению панели, в которой весь ее листовой материал заключен в раму, хотя такие углы зачастую могут быть относительно свободными, скажем, на требуемом протяжении для работы на более низких частотах. Другие формы полезного демпфирования, в частности, при более подходящих воздействиях и/или на средних и более высоких частотах, можно реализовать с помощью подходящей массы или масс, прикрепленных к листовому материалу в заранее заданных эффективных средних локализованных положениях указанной зоны.

Вышеуказанная панель является хорошим приемником звука, который возникает в виде акустической вибрации на панели. Предпочтительная легковесная конструкция панели способствует чувствительности, и вибрацию можно измерять с помощью одного, а предпочтительно нескольких простых преобразователей изгиба, например, из числа пьезопреобразователей, как описано ниже на фиг. 4. Совокупность преобразователей и положений размещения преобразователей оптимизирует величину связи вибраций, распределенных по панели, с желаемым электрическим выходным сигналом. Размещение следует осуществлять в положении (положениях) высокой модальной плотности внутри панели, тогда как сама панель должна иметь предпочтительную фактическую или эквивалентную геометрию, пригодную для хорошего модального распределения.

Звуковая энергия, вносимая в панель, преобразуется в вибрацию в свободном режиме. Эту вибрацию можно измерить с помощью оптических или электродинамических преобразователей вибрации, и результатом этого является микрофон. В некритических приложениях эффективен единственный датчик, размещенный в эквивалентной, оптимизированной точке привода в действие.

Для получения превосходного качества следует рассмотреть невозвратно-поступательную природу принципа преобразования. Уместно рассмотреть два фактора: во-первых, некоторое частотно-зависимое выравнивание для достижения плоской частотной характери7 стики, а во-вторых, необходимость проведения граничных замеров сложных вибраций акустической панели. Необходимы минимум три преобразователя; они могут быть недорогими пьезоэлектрическими изгибными датчиками, выходы которых соединены параллельно. Вместо этого можно нанести полимерные пьезопленки большей площади с имеющим надлежащую геометрию звукоснимателем, структурированным с возможностью ограничения зон объединения вибраций для требуемой оптимизации зависимости чувствительности от частоты.

Если речь идет об использовании в качестве микрофонов, то выгодно, чтобы панель была легкой для обеспечения наилучшего согласования между полным сопротивлением излучения воздуха и панели. Наивысшая чувствительность достигается с помощью панелей наименьшей массы. В случае единственного преобразователя расчет теоретической модели указывает место в углу панели, поскольку все вибрационные режимы «озвучиваются» в углах.

Фиг. 3 изображает работающую в распределенном режиме панель (2), соответствующую настоящему изобретению, например того типа, которая показана на фиг. 1 и 2, предназначенную для использования в качестве приемника звука или микрофона. Хотя на чертеже это не показано, панель (2) установлена в окружающей ее раме (1 ) и прикреплена к этой раме посредством гибкой подвески (3) способом, показанным на фиг. 1 и 2. Рама свисает на паре проводов (33), например с потолка, или является рамой, установленной на полу (не показана).

Панель несет на себе группу из четырех вибрационных преобразователей (63), расставленных по панели, которые могут быть пьезоэлектрическими преобразователями типа того, что изображен на фиг. 4 и описан ниже, и кото-

Фиг. 1 рые соединены параллельно для привода в действие приемника сигнала и предварительного формователя (65), подключенного в выходу (66).

Фиг. 4 изображает преобразователь (9) для работающей в распространенном режиме панели (2) в виде кристаллического дискообразного изгибного пьезоэлектрического датчика (27), установленного на диске (118), например из латуни, который приклеен к лицевой поверхности панели (2), например посредством клеевого соединения (20). В процессе эксплуатации акустический сигнал, подаваемый на преобразователь (9) по проводам (28) заставит пьезодиск (27) изгибаться и таким образом осуществлять местную деформацию панели (2) со внесением изгибных волн в панель.

The invention relates to microphones, and more specifically to microphones containing panel-shaped acoustic elements.

It is known that British Patent Application No. 2262861 proposes a panel-shaped column comprising: a resonant multi-mode radiating element, which is a unitary three-layer panel formed from two shells of a material with a cross-honeycomb core separating them, and the panel is such that it has a flexural rigidity (B) with any orientations to the third degree of panel mass per unit surface area (μ) of at least 10; an installation tool that supports the panel or loosely attaches to it a supporting body without damping; and an electromechanical drive means associated with the panel that serves to excite a multi-mode resonance in the radiating panel in response to an electrical input signal in the operating frequency band of the column.

In particular embodiments of the present invention, elements are used, the nature, structure and configuration of which can be implemented in general and / or specifically in accordance with the simultaneously considered international application of the same applicant, published under number PCT / WG 97/09842, with the same filing date, as this application. Thus, these elements have the ability to support and distribute the input vibration energy of bending waves in the working area (work areas) passing (passing) across the thickness, often (but not necessarily) - to the edges of the element (s), have a configuration with anisotropy or without anisotropy bending stiffness to ensure the presence of components of vibration in the resonance mode, distributed in the specified zone (specified zones) with a benefit for acoustic communication with the ambient air, and have predetermined locations and and points in the specified zone for the conversion means, and their specifically active (active) during operation or moving (moving) part (s) are effective in relation to acoustic vibration activity in the specified zone (specified zones) and to signals, usually electric, corresponding to acoustic the content of such vibrational activity. The simultaneously considered international application, published under number PCT / WG 97/09842, with the same filing date as this application, provides for the use of such elements as “passive” acoustic devices or in such devices without transformative means, for example, for reverberation either for acoustic filtration, or for acoustic “sounding” of a certain space or room, and as “active” acoustic devices or in such devices with transforming means, for example, in exclusively shea rock band sound sources or speakers when they are input signals converted to sound, or in microphones when they are exposed to sound converted to other signals.

This invention is specifically related to active acoustic devices in the form of microphones.

Elements similar to the above are referred to here as acoustic emitters operating in a distributed mode, and should be characterized similarly to the aforementioned PCT publication and / or, otherwise, as specifically stated in this specification.

The invention is a panel-shaped microphone, characterized in that it contains a rigid lightweight element that has the ability to support and distribute the input vibrational energy using bending waves, at least in one working zone, passing across the thickness, in order to have the constituent vibrations in resonance mode distributed on the specified at least one zone, and to have predetermined preferred places or points in the indicated zone for conversion means, and having a converter, is established ny wholly and exclusively on said member at one of said sites or points to generate a signal in response to resonance element due to the acoustic energy introduced. This element can be installed in the surrounding frame by means of an inserted elastic support. In places or points of the element, you can install two or more of the specified transducer. The element may have a cellular core enclosed between the outer layers. A single or each transducer may be a piezoelectric device.

The invention is schematically illustrated by way of example with the accompanying drawings, in which:

FIG. 1 depicts the scheme in which a column operating in a distributed mode, as described and claimed in the simultaneously considered international application published under WO 97/09842;

FIG. 2a is a partial section along the line A-A shown in FIG. one ;

FIG. 2b is an enlarged cross-section through a distributed-mode radiator of the type shown in FIG. 2a, and shows two alternative constructions;

FIG. 3 is a diagram of a specific embodiment of a microphone operating in a distributed mode in accordance with the present invention; and FIG. 4 shows a perspective view of a vibration transducer.

FIG. 1 depicts a panel-like column (81) of the type described and claimed in the international application of the same applicant, simultaneously considered, published under WO 97/09842, with the same filing date as this application, containing a rectangular frame (1) carrying elastic suspension (3), surrounding its internal periphery and serving as a support for a sound-emitting panel (2) operating in a distributed mode. The converter (9), described in detail in the simultaneously considered international applications of the same applicant, published under the numbers WO 97/09859, WO 97/09861, WO 097/09858, with the same filing date as this application, is fully and exclusively installed on or in panel (2) at a predetermined location determined by the dimensions “x” and “y”, the position of this location being calculated as described in the simultaneously considered international application published under WO 097/09842 to ensure the introduction of bending waves into the panel, to force the panel ezonirovat acoustic output radiation. The transducer (9) is driven by an amplifier (10), for example, an audio amplifier connected to the transducer by conductors (28).

Amplifier load and power requirements can be completely standard, similar to conventional cone-type speakers, with a sensitivity of about 86-88 dB / W under load conditions in the room. The impedance of the load of the amplifier is mainly resistive at 6 ohms, with maintaining the power of 20-80 watts. If the core and outer layers of the panel are metallic, they can be made so that they act as a heat sink for the transducer in order to remove heat from the voice coil of the transducer and thus improve power management.

FIG. 2a and 2b show typical partial cross sections through the column (81) shown in FIG. 1. In FIG. 2a it is shown that the frame (1), the elastic suspension (3) and the panel (2) are connected to each other by the corresponding adhesive joints (20). Suitable materials for the frame include lightweight metal picture frames made by extrusion, such as aluminum alloy or plastic. Suitable materials for an elastic suspension include elastic materials such as foam rubber and foam. Suitable adhesives for compounds (20) include epoxy, acrylic, cyanoacrylate, etc. adhesives.

FIG. 2 shows on an enlarged scale that the panel (2) is a rigid lightweight panel having a core (22), for example, rigid foam (97), in particular, structured polyvinyl chloride, or a cellular matrix (98), for example, a porous metal matrix foil, plastics, etc., with cells extending across the plane of the panel and encircled by opposing outer layers (21), for example, of paper, card tape, plastic, or metal foil or sheet. If the outer layers are made of plastic, they can be reinforced with fibers, for example, from hydrocarbons, glass, Kevlar, etc., in a manner that is known per se to increase their elastic modulus.

Thus, the provided laminates of shells and reinforcement include fibers made of carbon, glass, Kevlar (registered trademark), Nomex (registered trademark), i.e. aramid, etc., in various arrangements and weaves, as well as paper, layered materials with paper filler, melamine and various films of synthetic plastic with a high modulus of elasticity, for example, mylar (registered trademark), captain (registered trademark , polycarbonate, phenolic, polyester-based or related plastics and fiber-reinforced plastics, etc., and metal sheet or foil. The vector quality study of liquid crystal polymer thermoplastics shows that they can be used in injection molding by injecting thin outer layers or shells, say up to 30 cm in diameter. This material itself forms an oriented crystalline structure in the direction of injection, which determines the preferred orientation for proper the energy distribution of sound frequencies from the point of introduction to the perimeter of the panel.

Such molding for this and other thermoplastics allows, when molding processing, to determine and perform grooves or rings for precise placement of converter components, for example, voice coil, and magnetic suspension. It is believed that in addition to some of the more wearable core materials, it would be advantageous to provide for a local increase in the thickness of the outer layers, for example, in a zone or ring with a size of up to 150% of the transducer diameter, in order to enhance this zone and to provide vibration energy to the panel. Due to this, the characteristic at high frequencies will improve with the use of softer foam materials.

The materials of the core layer provided include cells or corrugations of aluminum alloy sheet or foil or Kevlar (registered trademark), Nomex (registered trademark), plain paper or paper intended for printing various documents, as well as expandable plastics or foams or pulp materials and even metals in the form of aerogels, if they have a sufficiently low density. Some suitable core layer materials effectively demonstrate useful self-formation of surface crusts during their manufacture and / or for any other reason have sufficient intrinsic rigidity to use without the formation of layers of them between the outer layers. The high performance material of the cellular core is known under the trade name "Rohacell" and may be suitable as a radiating panel without external layers. In practical terms, the goal is to achieve overall lightness and rigidity acceptable for practical purposes, which, in particular, provides for the optimization of the contributions made by the core and the outer layers and transitions between them.

In several preferred compositions for panels, outer layers of metal and metal alloy or carbon fiber reinforcement are used instead. In both of these cases, as well as in structures with an airgel core or metal cells, the properties of significant radio frequency shielding will be provided, which should be important in some applications involving electromagnetic compatibility (EMC). Conventional panel-shaped or conical columns do not have shielding ability in the sense of EMC.

In addition, in a preferred form, piezo or electrodynamic transducers have negligible electromagnetic radiation or stray magnetic fields. Conventional speakers have a significant magnetic field at a distance of up to 1 m, unless special anti-compensation measures are taken.

If, for some application, it is important to maintain shielding, it is possible to make electrical connection with the conductive parts of a suitable DML panel, or you can use electrically conductive foam or a similar interface for edge mounting.

The suspension (3) can dampen the edges of the panel (2) in order to prevent excessive edge movement of the panel. In addition, or instead, additional damping may be applied, for example, with the help of overlays glued to the panel in selected positions, in order to damp the excessive movement to evenly distribute the resonance across the panel. Pads can be made of bitumen-based material commonly used in column housings, or they can be made of elastic or rigid polymeric sheet material. Some materials, especially paper and card tape, and some cores may be self-damping. If necessary, it is possible to increase the damping in the construction of the panels by using elastically curable rather than rigidly curing adhesive substances.

The implementation of this selective damping includes a specific application on the panel, including its sheet material, of constantly associated means. In particular, edges and corners may be important for the prevailing and less distributed modes of low-frequency vibration of panels with these edges and corners. Fixing the damping means at the edges can advantageously lead to a panel in which all its sheet material is enclosed in a frame, although such angles can often be relatively free, say, at the required length for working at lower frequencies. Other forms of useful damping, in particular, at more suitable influences and / or at medium and higher frequencies, can be realized with the help of a suitable mass or masses attached to the sheet material in predetermined effective average localized positions of the specified zone.

The above panel is a good sound receiver, which occurs in the form of acoustic vibration on the panel. The preferred lightweight panel design promotes sensitivity, and vibration can be measured using one, and preferably several, simple flexural transducers, for example, from among piezo transducers, as described below in FIG. 4. A set of transducers and transducer placement positions optimizes the magnitude of the association of vibrations distributed across the panel with the desired electrical output signal. The placement should be in a position (s) of high modal density inside the panel, whereas the panel itself should have preferred actual or equivalent geometry suitable for good modal distribution.

Sound energy introduced into the panel is converted to vibration in the free mode. This vibration can be measured using optical or electrodynamic vibration transducers, and the result is a microphone. In non-critical applications, a single sensor is effective, located at an equivalent, optimized actuator point.

For superior quality, consider the irrevocable nature of the transformation principle. It is appropriate to consider two factors: first, some frequency-dependent alignment to achieve a flat frequency response, and secondly, the need for boundary measurements of the complex vibrations of an acoustic panel. At least three transducers are required; They can be inexpensive piezoelectric bending sensors whose outputs are connected in parallel. Instead, polymeric piezofilms of a larger area can be applied with a proper pickup geometry, structured with the possibility of limiting the zones of vibration integration for the required optimization of the dependence of sensitivity on frequency.

When it comes to use as microphones, it is advantageous that the panel is light to ensure the best agreement between the impedance of air and panel radiation. The highest sensitivity is achieved by using the lowest weight panels. In the case of a single transducer, the calculation of the theoretical model indicates a place in the corner of the panel, since all vibration modes are “voiced” in the corners.

FIG. 3 shows a panel operating in distributed mode (2) in accordance with the present invention, for example of the type shown in FIG. 1 and 2, intended for use as a sound or microphone receiver. Although not shown in the drawing, the panel (2) is mounted in the frame (1) surrounding it and attached to this frame by means of a flexible suspension (3) in the manner shown in FIG. 1 and 2. The frame hangs over a pair of wires (33), for example from the ceiling, or is a frame mounted on the floor (not shown).

The panel carries a group of four vibration transducers (63) arranged on the panel, which can be piezoelectric transducers of the type shown in FIG. 4 and described below, and which

FIG. 1 are connected in parallel to drive the signal receiver and preformer (65) connected to the output (66).

FIG. 4 shows a converter (9) for a panel operating in a common mode (2) in the form of a crystalline disk-shaped flexural piezoelectric sensor (27) mounted on a disk (118), for example from brass, which is glued to the front surface of the panel (2), for example by means of adhesive compounds (20). During operation, the acoustic signal supplied to the transducer (9) through the wires (28) will cause the piezo-disk (27) to bend and thus carry out local deformation of the panel (2) with the introduction of bending waves into the panel.

Claims (4)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1 . Панелевидный микрофон, отличающийся тем, что содержит акустический элемент распределенного режима, на котором установлен, по меньшей мере, один преобразователь, вырабатывающий сигнал при резонансе элемента, вызванном оказываемым на элемент акустическим воздействием.one . A panel-shaped microphone, characterized in that it comprises an acoustic element of a distributed mode, on which at least one transducer is mounted, which generates a signal when the element resonates due to the acoustic effect exerted on the element. 2. Панелевидный микрофон по п.1, отличающийся тем, что элемент установлен в окружающей его раме посредством упругой подвески.2. The panel-shaped microphone according to claim 1, characterized in that the element is installed in the surrounding frame by means of an elastic suspension. 3. Панелевидный микрофон по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что элемент имеет ячеистую сердцевину, заключенную между наружными слоями.3. A panel-shaped microphone according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the element has a honeycomb core enclosed between the outer layers. 4. Панелевидный микрофон по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что каждый преобразователь является пьезоэлектрическим элементом.4. The panel-shaped microphone according to any one of claims 1 to 3, characterized in that each transducer is a piezoelectric element.
EA199800262A 1995-09-02 1996-09-02 Panel-form microphone EA000640B1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9517918.0A GB9517918D0 (en) 1995-09-02 1995-09-02 Acoustic device
GBGB9522281.6A GB9522281D0 (en) 1995-10-31 1995-10-31 Acoustic device
GBGB9606836.6A GB9606836D0 (en) 1996-03-30 1996-03-30 Acoustic device
PCT/GB1996/002155 WO1997009862A1 (en) 1995-09-02 1996-09-02 Panel-form microphones

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA199800262A1 EA199800262A1 (en) 1998-10-29
EA000640B1 true EA000640B1 (en) 1999-12-29

Family

ID=34865243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA199800262A EA000640B1 (en) 1995-09-02 1996-09-02 Panel-form microphone

Country Status (13)

Country Link
EP (1) EP0847678B1 (en)
JP (1) JPH11512254A (en)
CN (1) CN1195463A (en)
AT (1) ATE179297T1 (en)
AU (1) AU703058B2 (en)
CA (1) CA2230449A1 (en)
DE (1) DE69602204T2 (en)
DK (1) DK0847678T3 (en)
EA (1) EA000640B1 (en)
ES (1) ES2132952T3 (en)
HK (1) HK1008652A1 (en)
RO (1) RO119057B1 (en)
WO (1) WO1997009862A1 (en)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19757097B4 (en) * 1997-12-20 2004-04-15 Harman Audio Electronic Systems Gmbh Sound reproduction device
AU756783B2 (en) 1998-06-22 2003-01-23 Slab Technology Limited Loudspeakers
DE19943084A1 (en) * 1999-09-09 2001-04-05 Harman Audio Electronic Sys Sound transducer
US10158337B2 (en) 2004-08-10 2018-12-18 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US11431312B2 (en) 2004-08-10 2022-08-30 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US8284955B2 (en) 2006-02-07 2012-10-09 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US10848118B2 (en) 2004-08-10 2020-11-24 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
DE602005006601D1 (en) * 2004-10-08 2008-06-19 Koninkl Philips Electronics Nv DISPLAY DEVICE WITH A PANEL ACOUSTIC TRANSFORMER AND TRANSPARENT PANEL ACOUSTIC CONVERTER
JP2007116422A (en) * 2005-10-20 2007-05-10 Sony Corp Audio output device and method
US10069471B2 (en) 2006-02-07 2018-09-04 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US11202161B2 (en) 2006-02-07 2021-12-14 Bongiovi Acoustics Llc System, method, and apparatus for generating and digitally processing a head related audio transfer function
US10701505B2 (en) 2006-02-07 2020-06-30 Bongiovi Acoustics Llc. System, method, and apparatus for generating and digitally processing a head related audio transfer function
US9615189B2 (en) 2014-08-08 2017-04-04 Bongiovi Acoustics Llc Artificial ear apparatus and associated methods for generating a head related audio transfer function
US10848867B2 (en) 2006-02-07 2020-11-24 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
ITMI20121414A1 (en) 2012-08-08 2014-02-09 Hst Italia ALARM SYSTEM WITH OPERATING OBJECTS BOTH AS SENSORS OR AS ACTUATORS
US9883318B2 (en) 2013-06-12 2018-01-30 Bongiovi Acoustics Llc System and method for stereo field enhancement in two-channel audio systems
US9264004B2 (en) 2013-06-12 2016-02-16 Bongiovi Acoustics Llc System and method for narrow bandwidth digital signal processing
US9906858B2 (en) 2013-10-22 2018-02-27 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing
US9615813B2 (en) 2014-04-16 2017-04-11 Bongiovi Acoustics Llc. Device for wide-band auscultation
US10820883B2 (en) 2014-04-16 2020-11-03 Bongiovi Acoustics Llc Noise reduction assembly for auscultation of a body
US10639000B2 (en) 2014-04-16 2020-05-05 Bongiovi Acoustics Llc Device for wide-band auscultation
US9564146B2 (en) 2014-08-01 2017-02-07 Bongiovi Acoustics Llc System and method for digital signal processing in deep diving environment
CN114815486B (en) * 2014-12-09 2023-12-29 图像影院国际有限公司 Method and system for vibrating screen
US9638672B2 (en) 2015-03-06 2017-05-02 Bongiovi Acoustics Llc System and method for acquiring acoustic information from a resonating body
JP2018537910A (en) 2015-11-16 2018-12-20 ボンジョビ アコースティックス リミテッド ライアビリティー カンパニー Surface acoustic transducer
US9621994B1 (en) 2015-11-16 2017-04-11 Bongiovi Acoustics Llc Surface acoustic transducer
CN112236812A (en) 2018-04-11 2021-01-15 邦吉欧维声学有限公司 Audio-enhanced hearing protection system
US10959035B2 (en) 2018-08-02 2021-03-23 Bongiovi Acoustics Llc System, method, and apparatus for generating and digitally processing a head related audio transfer function

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3247925A (en) * 1962-03-08 1966-04-26 Lord Corp Loudspeaker
FR2437137A1 (en) * 1978-09-19 1980-04-18 Sony Corp ELECTRO-ACOUSTIC TRANSDUCER
GB2161672A (en) * 1983-01-14 1986-01-15 Gustav Georg Arne Bolin Sound-wave receiving applicance
US4751419A (en) * 1986-12-10 1988-06-14 Nitto Incorporated Piezoelectric oscillation assembly including several individual piezoelectric oscillation devices having a common oscillation plate member
WO1992003024A1 (en) * 1990-08-04 1992-02-20 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Panel-form loudspeaker

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3247925A (en) * 1962-03-08 1966-04-26 Lord Corp Loudspeaker
FR2437137A1 (en) * 1978-09-19 1980-04-18 Sony Corp ELECTRO-ACOUSTIC TRANSDUCER
GB2161672A (en) * 1983-01-14 1986-01-15 Gustav Georg Arne Bolin Sound-wave receiving applicance
US4751419A (en) * 1986-12-10 1988-06-14 Nitto Incorporated Piezoelectric oscillation assembly including several individual piezoelectric oscillation devices having a common oscillation plate member
WO1992003024A1 (en) * 1990-08-04 1992-02-20 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Panel-form loudspeaker
GB2262861A (en) * 1990-08-04 1993-06-30 Secr Defence Panel-form loudspeaker

Also Published As

Publication number Publication date
ATE179297T1 (en) 1999-05-15
CN1195463A (en) 1998-10-07
EA199800262A1 (en) 1998-10-29
RO119057B1 (en) 2004-02-27
EP0847678B1 (en) 1999-04-21
CA2230449A1 (en) 1997-03-13
WO1997009862A1 (en) 1997-03-13
EP0847678A1 (en) 1998-06-17
HK1008652A1 (en) 1999-05-14
DE69602204T2 (en) 1999-09-16
JPH11512254A (en) 1999-10-19
AU6881296A (en) 1997-03-27
DK0847678T3 (en) 1999-10-25
DE69602204D1 (en) 1999-05-27
ES2132952T3 (en) 1999-08-16
AU703058B2 (en) 1999-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA000640B1 (en) Panel-form microphone
US6307942B1 (en) Panel-form microphones
US6198831B1 (en) Panel-form loudspeakers
JP3542136B2 (en) Inertial vibration transducer
US6215881B1 (en) Ceiling tile loudspeaker
AU703198B2 (en) Inertial vibration transducers
US6751333B1 (en) Inertial vibration transducers
US6192136B1 (en) Inertial vibration transducers
KR19990037725A (en) Display means combined with loudspeakers
EA002109B1 (en) Loudspeakers comprising panel-form acoustic radiating elements
EA002375B1 (en) Musical instrument incorporating loudspeakers
EA000376B1 (en) Vibration transducer
EA000612B1 (en) Noticeboards incorporating loudspeakers
SK26398A3 (en) Loudspeakers comprising panel-form acoustic radiating elements
EP0847666B1 (en) Panel-form loudspeakers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU