ES2254640T3

ES2254640T3 - Caja acustica y aparato audiovisual que incluye dicha caja acustica.

Info

Publication number: ES2254640T3
Application number: ES02700340T
Authority: ES
Inventors: Gilles Bourgoin
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2006-06-16
Anticipated expiration: 2022-01-21
Also published as: FR2819974A1; DE60208000D1; EP1368987A1; CN1488231A; DE60208000T2; US20040055812A1; EP1368987B1; US7111706B2; JP2004538672A; CN100518383C; WO2002060217A1; JP3965120B2

Abstract

Caja acústica (2) que incluye un cajón (8) sobre el que está montado, al menos, un transductor electro-acústico(4), y un respiradero (16) que junto a la caja (8) constituye un sistema bass-reflex con una frecuencia de resonancia de bass-reflex determinada (F0), caracterizada porque el respiradero (16) incluye medios de atenuación (20, 22) a dicha frecuencia de resonancia de bass-reflex (F0).

Description

Caja acústica y aparato audiovisual que incluye dicha caja acústica.

La presente invención se refiere a cajas acústicas y a dispositivos audiovisuales que incluyen dichas cajas
acústicas.

Es bien conocida la técnica de instalar un respiradero en una caja acústica compuesta al menos por un transductor electro-acústico, tal como un altavoz, montado en un cajón. Este tipo de cajas se denominan generalmente bass-reflex o cajas acústicas ventiladas. El conjunto constituido por el volumen de la caja y el respiradero reacciona ante las excitaciones vibratorias del altavoz como un sistema oscilante (resonador de Helmholtz), con una frecuencia de resonancia F_{0}, denominada frecuencia de resonancia de bass-reflex. La respuesta en frecuencia de la caja acústica bass-reflex puede de este modo adaptarse a la utilización deseada.

La utilización de las cajas acústicas bass-reflex se conoce sobradamente en los aparatos audiovisuales, como los televisores, como se describe, por ejemplo, en el modelo de utilidad JP 63-183 788.

En la figura 1 se muestra un ejemplo de respuestas en frecuencia en el caso de una caja acústica sin respiradero (línea de puntos) y con respiradero (línea continua). En dicha figura aparece claramente el pico de resonancia F_{0} en el caso de la caja acústica equipada con respiradero.

Las solicitudes de patente USA-5659155, FR-A-2403706 y DE-A-2727075 describen igualmente unas cajas acústicas con respiradero, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Dichas cajas acústicas, no obstante, no incluyen medios de atenuación de la respuesta en frecuencia F_{0}.

El inventor ha señalado que, en ciertas aplicaciones, y especialmente cuando se utilizan altavoces de suspensión dura (por ejemplo, de espuma o papel), el pico de resonancia podría ser demasiado marcado, mientras que por lo general, lo deseable es una respuesta lo más plana posible.

A fin de mejorar la respuesta acústica de la caja bass-reflex, el inventor propone, por tanto, que el respiradero incluya unos medios de atenuación de la frecuencia de resonancia de bass-reflex.

De acuerdo con otras características ventajosas,

- El respiradero incluye, al menos, una placa flexible;

- El respiradero incluye, al menos, una placa cuya frecuencia de resonancia mecánica está próxima a la de la resonancia de bass-reflex;

- El respiradero incluye, al menos, una placa cuya frecuencia de resonancia mecánica es prácticamente igual a la resonancia de bass-reflex;

- El respiradero incluye dos placas flexibles que definen un volumen de respiradero que desemboca en una abertura del cajón;

- el transductor electro-acústico es un altavoz de suspensión dura.

La invención también propone un aparato audiovisual que incluye un dispositivo de visualización y una de dichas cajas acústicas.

La descripción que figura seguidamente hace referencia a las figuras adjuntas, en las cuales:

- la figura 1 representa las respuestas en frecuencia de los sistemas conocidos, como ya se ha explicado anteriormente;

- la figura 2 representa una caja acústica realizada de acuerdo con las enseñanzas de la invención;

- la figura 3 representa la respuesta en frecuencia de la caja acústica de la figura 3, comparada con las respuestas en frecuencia de la figura 1.

La caja acústica 2 representada en la figura 2 incluye cuatro altavoces 4 montados sobre la parte delantera 6 de un cajón 8 en forma de paralelepípedo cuyas paredes están fabricadas en madera. Los altavoces 4 están alineados sobre la cara delantera 6 del cajón 8 de acuerdo con una dirección general Y. La caja incluye igualmente una cara trasera 7 paralela a la cara delantera, así como dos caras laterales 14.

Los altavoces son del tipo "Odyssey 1", con suspensión de espuma.

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Las dimensiones del cajón 8, en el ejemplo estudiado, son las siguientes: altura 250 mm (entre la cara superior 10 y la cara inferior 12); anchura 43 mm (entre las caras laterales 14); profundidad 55 mm (entre la cara delantera 6 y la cara posterior 7).

La caja acústica 2 incluye igualmente un respiradero 16 constituido por una abertura 18 rectangular situada en la cara delantera 6, así como por una placa superior 20 y una placa inferior 22 paralelas a las caras superior 10 e inferior 12. La abertura 18 no es necesariamente rectangular; como variante, podría ser oblonga.

Las placas inferior 22 y superior 20 no se extienden por toda la profundidad de la caja 8 (es decir, que su superficie es inferior a la de las caras inferior 12 y superior 10). En el ejemplo, tiene una extensión de 40 mm. Con toda seguridad, en una variante, las placas pueden tener unas longitudes diferentes entre sí. Por otra parte, no son necesariamente rectangulares ni perfectamente planas. Las placas inferior 22 y superior 20 están separadas 5 mm, y definen entre sí de este modo un volumen de respiradero que se abre, por una parte, al exterior del cajón 8 a través de la abertura 18, y por otra parte, hacia el interior del cajón.

Las placas inferior 22 y superior 20 se extienden a lo largo de toda la anchura de la cara delantera, de tal forma que el volumen de respiradero queda igualmente delimitado por las caras laterales 14.

Un conjunto de este tipo constituye una caja acústica bass-reflex 2, con una frecuencia de resonancia F_{0} de 155 Hz.

Las placas inferior 22 y superior 20 tienen cada una de ellas una rigidez inferior a la de las paredes de la caja 8. En el ejemplo estudiado, las placas 20, 22 están realizadas en PS-HI (poliestireno de alto impacto) con un espesor de 0,17 mm.

Estas placas 20, 22 se comportan como unas placas flexibles vibrantes, y están concebidas de tal forma que su frecuencia de resonancia mecánica F_{M} está próxima a la frecuencia de resonancia F_{0} de la caja acústica bass-reflex 2. En el ejemplo, las placas 20, 22 tienen una frecuencia de resonancia mecánica F_{M} de 153 Hz.

Para caracterizar la flexibilidad de una placa rectangular se considera la frecuencia del primer modo propio de vibración de la propia placa encastrada en sus cuatro lados, frecuencia que viene dada por la siguiente relación
teórica:

F_{v} \ = \ \frac{35,99}{2\pi} \cdot \sqrt{\frac{D\cdot\left(\frac{3}{a^{4}} \ + \ \frac{2}{a^{2}\cdot b^{2}} \ + \ \frac{3}{b^{4}}\right)}{8\cdot\rho\cdot h}}

Donde D es el factor de rigidez de la placa, definido de la forma siguiente:

D \ = \ \frac{E\cdot h^{3}}{12\cdot(1 - \mu^{2})}

Donde h es el espesor de la placa, a y b las dimensiones de los lados del rectángulo formado por la placa; \rho la masa volumétrica, E el módulo de Young y \mu el coeficiente de Poisson del material. En el caso del PS-HI, E = 2,1\cdot10^{9} N\cdotm^{-2}, \mu = 0,3, \rho = 1050 kg\cdotm^{-3}.

En la aplicación que nos ocupa (una caja acústica, en este caso para dispositivos de visualización), se considera que la placa es flexible para unos valores de frecuencia del primer modo propio F_{v} inferiores a 800 Hz, y preferiblemente inferiores a 500 Hz. En el ejemplo que aquí se describe, F_{v} = 243 Hz.

Al seleccionar una resonancia mecánica F_{M} parecida (y, preferentemente, prácticamente igual) a la frecuencia de resonancia de bass-reflex, las placas 20, 22 llevan a cabo una atenuación y limitan la influencia del respiradero en torno a la frecuencia de resonancia de bass-reflex F_{0}, sin modificar su valor, absorbiendo parcialmente las vibraciones cuya frecuencia está próxima a la de la frecuencia de resonancia magnética F_{M}.

Como resulta perfectamente visible en la figura 3, la caja acústica bass-reflex 2 tiene, por lo tanto, una respuesta acústica (trazo continuo grueso) mejorada en las bajas frecuencias en relación con una caja sin respiradero (trazo punteado) sin representar, no obstante, el pico de resonancia demasiado agudo de una caja acústica bass-reflex clásica (trazo continuo fino).

Como variante, una sola de las placas puede realizarse con una rigidez inferior a la de las paredes del cajón 8, realizándose la otra placa, por ejemplo, de forma idéntica a las paredes del cajón. De este modo, las dimensiones de la placa de rigidez inferior estarán diseñadas, por lo tanto, para que el respiradero constituya un sistema mecánico con una frecuencia de resonancia mecánica F_{M} próxima a la frecuencia de resonancia de bass-reflex F_{0} y se consiga de este modo un medio de atenuación situado en torno a la frecuencia de resonancia de bass-reflex, y por tanto, especialmente, a la frecuencia de resonancia de bass-reflex.

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En la realización preferida que se ha explicado más arriba, la frecuencia de resonancia mecánica está muy próxima (y es sensiblemente igual) a la frecuencia de resonancia de bass-reflex. Es importante señalar, no obstante, que la invención no se limita a este caso concreto, sino que consiste en prever unos medios de atenuación que abarquen, especialmente, la frecuencia de resonancia de bass-reflex.

Para determinar la proximidad de ambas frecuencias, podrá recurrirse a criterios clásicos: por ejemplo, la frecuencia de corte a -3 dB puede considerarse próxima a la frecuencia de resonancia.

Claims

1. Caja acústica (2) que incluye un cajón (8) sobre el que está montado, al menos, un transductor electro-acústico (4), y un respiradero (16) que junto a la caja (8) constituye un sistema bass-reflex con una frecuencia de resonancia de bass-reflex determinada (F_{0}),

caracterizada porque el respiradero (16) incluye medios de atenuación (20, 22) a dicha frecuencia de resonancia de bass-reflex (F_{0}).

2. Caja acústica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el respiradero (16) incluye, al menos, una placa flexible (20; 22).

3. Caja acústica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el respiradero (16) incluye, al menos, una placa (20; 22) cuya frecuencia de resonancia mecánica (F_{M}) está próxima a la frecuencia de resonancia de bass-reflex (F_{0}).

4. Caja acústica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el respiradero (16) incluye, al menos, una placa (20; 22) cuya frecuencia de resonancia mecánica (F_{M}) es prácticamente igual a la frecuencia de resonancia de bass-reflex (F_{0}).

5. Caja acústica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el respiradero (16) incluye dos placas flexibles (20, 22) que definen un volumen de respiradero que desemboca en una abertura (18) del cajón (8).

6. Caja acústica de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el transductor electro-acústico es un altavoz (4) de suspensión dura.

7. Aparato audiovisual caracterizado porque incluye un dispositivo de visualización y una caja acústica (2) acorde con las reivindicaciones 1 a 6.