MXPA03005789A - Convertidor electro-acustico de multiples bandas, coplanar, concentrico. - Google Patents

Abstract

Una unidad de altoparlante compuesta que comprende una primera unidad de impulsion y una segunda unidad de impulsion dispuestas coaxiales con respecto al eje central al altoparlante, y cada unidad de impulsion comprende medios de iman permanente y medios de pieza de polo que forman juntos un circuito magnetico con un espacio de polo para excitar un conjunto de bobina de voz, cada espacio de polo proporcionando campo magnetico radialmente dirigido con respecto a un eje central del altoparlante. Cuando menos uno de los medios de iman permanente tiene una direccion de magnetizacion que se extiende radialmente con respecto al eje central del altoparlante y los centros acusticos de las: unidades de impulsion coinciden substancialmente.

Description

CONVERTIDOR ELECTRO-ACÚSTICO DE MÚLTIPLES BANDAS, COPLANARr CONCÉNTRICO Referencia a Solicitudes Relacionadas Esta solicitud de patente está relacionada y reclama la prioridad de la solicitud de patente provisional de E.ü.A. 60/257,693, presentada el 26 de diciembre de 2000, que se incorpora en la presente por referencia.

Campo Técnico de la Invención La presente invención se relaciona con convertidores electro-acústicos para reproducción de sonido, en particular, con unidades de impulsión de altoparlante compuesto que tienen una multitud de unidades funcionales, están adaptadas para reproducir diferentes partes de los espectros de audio frecuencia y están dispuestas en una construcción coaxial y coplanar.

Antecedentes de la Invención En la mayoría de los sistemas de altoparlante para reproducir una mayor parte de los espectros de audio frecuencia cuando menos de utilizan dos unidades de impulsión. Por ejemplo, siendo un altavoz utilizado para reproducción de sonidos en las andas de baja frecuencia y un altavoz reforzador utilizado para las bandas de alta frecuencia. Las bobinas de voz de las unidades de impulsión separadas son a través de una red de filtro cruzada conectada a un amplificador de energía, que proporciona las señales eléctricas que representan el sonido que se va a reproducir. El propósito del filtro cruzado es proporcionar cada unidad de impulsión con señales eléctricas que corresponden a la escala de audio frecuencia que cada unidad de impulsión está diseñada para reproducir. Las características del filtro están dispuestas de manera que alrededor de una frecuencia cruzada, en una banda intermedia, la salida del altavoz se dispersa con frecuencia incrementante y la salida al altavoz reforzador se dispersa con frecuencia que disminuye. El filtro de cruzamiento, por ejemplo, puede ser pasivo o activo, digital o análogo. Se tiene que tomar una coincidencia cuidadosa de las características del filtro con las características de las unidades de impulsión para lograr buena reproducción de sonido. El sistema altoparlante puede incorporar más de dos unidades de impulsión. Un sistema de tres vías con un altavoz reforzador, un altavoz de escala media y un altavoz< es una construcción de altoparlante común. El filtro de cruzamiento de coincidencia dividirá la señal eléctrica a las unidades de impulsión que tienen dos frecuencias de cruzamiento características y dos bandas intermedias . Por lo tanto, la siguiente observación importante de discusión, es que un sistema de altoparlante con más de una unidad de impulsión, tendrá cuando menos una banda de audio frecuencia en la que el sonido se genera mediante más de una unidad de impulsión. El sonido radiado de cada una de las unidades de impulsión se puede decir que emana de la fuente de sonido aparente o centro acústico de esa unidad; la posición del centro acústico es una función del diseño de la unidad de impulsión particular y de manera típica se puede determinar mediante mediciones acústicas. Además, la posición absoluta del centro acústico puede ser dependiente de la frecuencia del sonido emitido. Cuando se utilizan unidades de impulsión de altoparlante separadas, tales como en los sistemas comunes de dos y tres vías brevemente descritos arriba, los centros acústicos se desplazarán físicamente uno del otro. Las unidades de impulsión usualmente están montadas en un deflector común de modo que sus centros acústicos quedan en un plano común, pero se desvían en una dirección vertical en el plano del deflector. Para un escucha colocado aproximadamente en línea con los ejes de las unidades de impulsión de altoparlante y aproximadamente equidistante de los centros acústicos de ambas unidades de impulsión, se puede obtener un equilibrio deseado de salida de las dos unidades de impulsión. Sin embargo, si la posición del escucha se mueve de la posición equidistante, las distancias entre el escucha y los centros acústicos de las unidades de impulsión de altoparlante será diferente y, por lo tanto, los sonidos en las bandas de frecuencia intermedias producidas por dos unidades de impulsión, serán recibidas por el escucha con una diferencia en tiempo. Esta diferencia de tiempo entre sonidos recibida resulta en una diferencia de fase entre los sonidos recibidos en la posición de escucha. Los sonidos de las dos unidades de impulsión ya no se añaden más juntas como se pretende en la banda o bandas intermedias; el sonido recibido resultante será desordenado. Una área de interés particular son el Anuncio Público (PA) en por ejemplo auditorios y salas de concierto. Las instalaciones modernas se construyen frecuentemente de una manera que la propia habitación es de manera virtual acústicamente muda. Un sistema PA apropiado comprende de manera típica un número de altoparlantes de Q elevada (comúnmente cornetas Q elevadas) dispuestas de manera que, en principio, cada escucha tiene una línea libre de vista a un altoparlante. Esto limitará, pero no eliminará completamente, los problemas ocasionados por la diferencia de fase. Un acercamiento alternativo es tener una gran multitud de pequeños altoparlantes que operan en niveles acústicos moderados, distribuidos cerca del escucha. Más problemático es amplificar el sonido en instalaciones acústicamente comple as, no mudas, frecuentemente más antiguas tales como iglesias, teatros y salas de concierto. Estas salas reverberantes se construyen frecuentemente para amplificar la voz humana o el sonido de instrumentos por una multitud de reflexiones de las ondas de sonido en paredes y techos. Si altoparlantes convencionales, con una diferencia de fase entre las diferentes unidades de impulsión, se utilizan en dicho ambiente, cada reflexión duplicará la diferencia de fase. Cuando el sonido, después de una multitud de reflexiones, alcanza al escucha estará altamente distorsionado. Para amortiguar la sala para obtener un ambiente acústico casi mudo en la mayoría de los casos no es una solución atractiva, puesto que el carácter acústico, por ejemplo, de una iglesia se percibe como una parte esencial de la experiencia de sonido de dichas instalaciones. Un número de intentos se han hecho para superar los efectos indeseables que se originan del desplazamiento de los centros acústicos de las unidades de impulsión. Se sabe como combinar las unidades de impulsión de altoparlante de baja y alta frecuencia en una sola construcción coaxial compuesta. La unidad de impulsión de altoparlante coaxial compuesta consiste de un diafragma de baja frecuencia generalmente cónico impulsado por una bobina de voz que interactúa con una estructura magnética que tiene un polo central que se extiende a través de la bobina de voz. Un diafragma de alta frecuencia está colocado en la parte posterior de la estructura y la salida de sonido de este diafragma es dirigida al frente de la unidad de impulsión de altoparlante por medio de una estructura de corneta que se extiende coaxialmente a través del polo central de la estructura magnética que interactúa con el diafragma de baja frecuencia. De esta manera, ambos sonidos de baja ' frecuencia y alta frecuencia son dirigidos en una dirección generalmente hacia adelante desde la unidad de impulsión de altoparlante compuesta. En esta forma coaxial de construcción de altoparlante no existe desviación vertical u horizontal de las fuentes de sonido aparentes para frecuencias bajas y elevadas. Sin embargo, el diafragma de baja frecuencia está colocado en el frente de la unidad de altoparlante mientras que el diafragma de frecuencia elevada está colocado en la parte posterior de la unidad de altoparlante y esto resulta en desplazamiento relativo de los centros acústicos en la dirección del eje de la unidad de impulsión ocasionando una diferencia de tiempo indeseable en la llegada, en el escucha, de sonidos de los diafragmas de alta y baja frecuencia. Esfuerzos más recientes se enseñan en, por ejemplo, las patentes de E.U.A. 4,492,826 y 4,552,242 en las que cuando menos un parlante menor está montado coaxialmente arriba del parlante mayor. Ambos comparten, hasta un grado no omisible, la desventaja de la construcción arriba descrita de tener un desplazamiento relativo de los centros acústicos en la dirección del eje de la unidad de impulsión. Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta con una unidad de baja frecuencia y una unidad de frecuencia elevada con su centro acústico coincidiendo en todas las tres dimensiones se describe en la patente de E.U.A. 5,548,657 y se encuentra comercialmente disponible. Un altoparlante reforzador miniatura, pero de tipo convencional, se ha proporcionado en un rebajo provisto en la pieza de polo central del altoparlante. Debido a la miniaturización del altoparlante reforzador, su eficiencia constituirá una limitación. (Métodos complejos y costosos de enfriamiento, por ejemplo con ferrofluidos, serán necesarios a fin de lograr un nivel de eficiencia aceptable.). Aún cuando construcciones superiores a las previamente descritas, también este altoparlante compuesto muestra una diferencia de fase que lo hace menos apropiado para uso en un ambiente de reflexión múltiple. Además, la enseñanza de la patente de E.U.A. 5,548,657, está limitada a un altoparlante compuesto que tiene dos unidades de impulsión, y no es aplicación si se requieren tres o más unidades de impulsión. De esta manera, existe la necesidad en el ramo de proporcionar un convertidor electro acústico que proporcione un frente de onda coherente para las ondas de sonido emitidas en una escala de frecuencia completa, necesaria para la reproducción de sonido precisa en ambientes de reflexiones múltiples, y todavía tener una eficiencia de energía elevada. La eficiencia de energía elevada típicamente anticipa enfriamiento eficiente de las bobinas de voz e imanes permanentes .

Compendio de la Invención Un objeto de la presente invención es superar las desventajas de la técnica anterior proporcionando una unidad de impulsión compuesta de escala de frecuencia completa que tiene una fuente de sonido aparente semejante a punto, es decir, que tiene los centros acústicos de las unidades de impulsión individuales coincidiendo en todas las tres dimensiones y combina las señales acústicas separadas en un frente de onda coherente, convirtiendo de esta manera la señal eléctrico con un alto grado de precisión y eficiencia elevada. Otro objeto es proporcionar una unidad de impulsión compuesta que utiliza completamente las ventajas proporcionadas por el material magnético de alto funcionamiento moderno tal como imanes permanentes basados en tierra rara y materiales magnéticos extremadamente suaves. En particular, el objeto es utilizar un diseño que permite el enfriamiento eficiente de las bobinas de voz e imanes permanentes . Todavía otro objeto es proporcionar un sistema de altoparlante apropiado para amplificar sonido en ambientes caracterizados por una multitud de reflexiones de las ondas de sonido, sin alterar substancialmente el carácter del sonido en dicho ambiente. Los objetos arriba mencionados se logran mediante el dispositivo que tiene particularidades de conformidad con la reivindicación 1. Los objetos también se logran mediante el dispositivo que tiene las particularidades de conformidad con la reivindicación 12. Un sistema de refuerzo de sonido de conformidad con la invención se define en la reivindicación 20. Gracias al diseño inventivo de las estructuras magnéticos se hace posible lograr unidades de impulsión eficientes con un diámetro pequeño y de esta manera superar los problemas asociados con las unidades de impulsión compuestas de la técnica anterior. Gracias al sistema de la presente invención, es posible diseñar sistemas de amplificación capaces de amplificar sonido en ambientes reverberantes sin las desventajas asociadas con los sistemas de la técnica anterior. Una ventaja proporcionada por la presente invención es que proporciona convertidor electro acústico que proporciona un frente de onda coherente para las ondas de sonido emitidas en una escala de frecuencia completa. La coherencia de las ondas de sonido emitidas permite, por ejemplo, el uso de (múltiples) reflexiones para amplificación del sonido. Otra ventaja proporcionada por la presente invención es que proporciona una unidad de impulsión compuesta construida de conformidad con un principio de construcción que permite más de dos unidades de impulsión individuales esencialmente coplanares y coaxiales. Todavía otra ventaja es que la unidad de impulsión compuesta en la que los centros acústicos de las unidades de impulsión individuales se pueden ajusfar fácilmente una con relación a la otra a lo largo de la dirección del eje de la unidad de impulsión, a fin de reducir al mínimo la diferencia de fase entre las unidades de impulsión individuales . Todavía otra ventaja del diseño de la invención es permitir el enfriamiento eficiente de las bobinas de voz e imanes permanentes.

Breve Descripción de los Dibujos La invención se describirá ahora en detalle, con referencia a las figuras del dibujo, en las cuales La Figura la ilustra esquemáticamente una vista en sección transversal de los circuitos magnéticos de una modalidad de la unidad de impulsión compuesta de conformidad con la presente invención; La Figura Ib muestra la vista superior del circuito magnético de la Figura la; La Figura 1c muestra una vista inferior del circuito magnético de la Figura la; Las Figuras ld-e ilustran esquemáticamente la unidad de impulsión compuesta que comprende el circuito magnético de la Figura lar- Las Figuras 2a-b ilustran esquemáticamente los ductos de aire de enfriamiento de conformidad con una modalidad de la presente invención; Las Figuras 3a-b ilustran esquemáticamente la vista de fondo de los circuitos magnéticos de conformidad con modalidades alternativas de la presente invención; La Figura 4 ilustra esquemáticamente el medio para ajusfar los centros acústicos de las unidades de impulsión individuales de conformidad con una modalidad de la presente invención; Las Figuras 5a-b ilustran esquemáticamente la unidad de impulsión compuesta que comprende tres unidades de impulsión individuales de conformidad con una modalidad de la presente invención; La Figura 6 ilustra esquemáticamente una vista en sección transversal de los circuitos magnéticos y la vista superior de una modalidad de la unidad de impulsión compuesta de conformidad con la presente invención; La Figura 7 ilustra esquemáticamente una vista en sección transversal de los circuitos magnéticos y la vista superior de una modalidad de la unidad de impulsión compuesta de conformidad con la presente invención.

Descripción Detallada de la Invención Una primera modalidad de la presente invención se describirá con referencia a las Figuras la-e. Mostrados en la Figura la-c se encuentran los circuitos magnéticos de una unidad de impulsión compuesta que comprende dos unidades de impulsión individuales para frecuencia baja y frecuencias altas, respectivamente. Una primera pieza 100 de polo externo formada substancialmente como un cilindro hueco proporciona una primera cámara central cilindrica, y tiene parte de su superficie interna en contacto metálico con la superficie externa de un primer imán permanente 105 de forma substancialmente cilindrica. Una primera pieza 110 de polo interno formada substancialmente como un cilindro hueco está con parte de su superficie externa en contacto metálico con la superficie interna del imán 105 permanente y constituye junto con la primera pieza 100 de polo un espacio 115 de polo. La primera pieza 100 de polo externa, el primer imán 105 permanente y la primera pieza 110 de polo interna proporciona el circuito magnético de la unidad 120 de impulsión de baja frecuencia. Localizada en el interior de, y coaxialmente y de manera substancial coplanar con la primera pieza de polo interna se encuentra una segunda pieza 125 de polo externa formada substancialmente como un cilindro hueco. El segundo polo externo está con parte de su superficie interna, en contacto metálico con la superficie externa de un segundo imán 130 permanente configurado cilindricamente. En contacto metálico con parte de su superficie externa a la superficie interna del segundo imán 130 permanente, se encuentra una segunda pieza 135 de polo interna formada como un cilindro y con un agujero en su centro, que es la perforación 140 central de la unidad de impulsión compuesta. Junto con la segunda pieza 125 de polo externa, la segunda pieza 135 de polo interna forma un segundo espacio 145 de polo. La segunda pieza 125 de polo externa, la segunda pieza 135 de polo interna y el segundo imán 130 permanente proporcionan el circuito magnético de la unidad 150 de impulsión de alta frecuencia. En esta modalidad de la invención, el flujo magnético se impide entre el circuito 120 magnético de baja frecuencia y el circuito 150 magnético de frecuencia elevada. Los dos circuitos magnéticos están fijos a una estructura 155 de soporte no magnética colocada en la superficie inferior de las estructuras magnéticas (no mostrada en las Figuras la-c) opuesta a los espacios de polo. A través de la estructura de soporte no magnética, las dos estructuras de soporte magnéticas están separadas magnéticamente. Como se indica en la figura, las piezas de polo interna y/o externa pueden tener protuberancias anulares para formar espacios de polo de tamaños apropiados. Los imanes 105r 130 permanentes tienen campos radialmente orientados, es decir, uno de los polos magnéticos está orientado hacia los ejes centrales de la unidad de impulsión y el otro polo magnético está orientado hacia afuera en la dirección radial como se ve en la Figura le. Por lo tanto, las piezas 100, 125 de polo externas se conectan a un polo de los imanes 105, 130 permanentes y las piezas 110, 135 de polo internas se conectan al otro polo. Los flujos magnéticos guiados por las piezas de polo de manera de proporcionar un campo magnético concentrado en los espacios 115 y 145 de polo, respectivamente. Los imanes permanentes son de preferencia de material magnético con contenido de energía muy elevado, tal como compuestos a base de tierra rara tales como neodimio-hierro-boro o samario-cobalto. Los imanes permanentes de funcionamiento elevado se encuentran comercialmente disponibles, por ejemplo, Vacodyir 510HR de Vacuumschmelze GmbH & Co. A fin de transferir el flujo magnético para proporcionar el campo magnético estático grande necesario en el espacio de polo, las piezas de polo se tienen que fabricar de materiales que se magnetizan muy fácilmente, llamados materiales magnéticos suaves. Adicionalmente, a fin de optimizar tanto las propiedades magnéticas estáticas como la configuración del lazo de histéresis una selección apropiada de materiales amorfos y nanocristalinos, sinterizados o laminados, se tiene que hacer. Los materiales magnéticos extremadamente suaves se encuentran en la actualidad comercialmente disponibles, por ejemplo, Vacofer*® SI o Vacoflux^ de Vacuumschmelze GmbH & Co. Gracias al diseño de la invención de las estructuras magnéticas, se hace posible lograr unidades de impulsión eficientes con un diámetro pequeño y de esta manera, superar los problemas asociados con las unidades de impulsión compuestas de la técnica anterior. En la Figura Id, las estructuras magnéticas se muestran en sección transversal en combinación con otros miembros necesarios para formar un convertidor electro-acústico. Una bobina 160 de voz de baja frecuencia se mantiene en el espacio 115 de polo de baja frecuencia mediante las suspensiones 162 y está conectada a un extremo de un diafragma 165 de baja frecuencia a través de una pieza moldeada 167 flexible. El otro extremo del diafragma 165 de baja frecuencia está a través de una suspensión 170 y una pieza 172 moldeada flexible conectada a una unidad 175 de soporte anular. La bobina 160 de voz está conectada a conductores 177 eléctricos que terminan en una terminal 180 eléctrica adaptada para estar conectada a un filtro de cruzamiento no mostrado. Como se ilustra en la Figura Id, los miembros de unidad de impulsión de baja frecuencia arriba descritos están contenidos en un conjunto 181 separable, que está dispuesto para interactuar con una unidad 182 de chasis principal. La bobina 160 de voz está centrada con precisión en el espacio 115 de polo por medio de pestañas 183 y las juntas tóricas contenidas en el mismo y la estructura se retiene en posición con la pestaña 185 de montaje y las juntas 184 tóricas. La capacidad de tener un conjunto de bobina de voz y diafragma fácilmente separable se proporciona mediante el diseño novedoso de la estructura magnética, pero la invención se puede utilizar igualmente bien con una estructura fija de bobina de voz y diafragma. La unidad de impulsión de frecuencia elevada ilustrada es un tipo de altoparlante reforzador. Una bobina 188 de voz de alta frecuencia está suspendida mediante una suspensión 189 en conexión con una unidad 190 de soporte anular. La bobina de voz está conectada a un diafragma 191 de alta frecuencia de configuración de domo. La señal eléctrica se alimenta a la bobina de voz de frecuencia elevada a través de conductores 194 eléctricos que de preferencia pasan a través de la perforación central y terminan en una terminal 195 similar a la terminal 180 eléctrica de baja frecuencia. El conjunto 192 de bobina de voz de alta frecuencia y diafragma puede ser similar al conjunto 181 portador de baja frecuencia, pero no tiene que hacerse separable de la estructura magnética. Una pestaña 195 y una junta tórica colocan de manera segura y precisamente la bobina de voz de frecuencia elevada en el espacio 145 de polo. El conjunto 181 de bobina de voz de baja frecuencia y diafragma junto con los circuitos 120 magnéticos de baja frecuencia forman la unidad 105 de impulsión de baja frecuencia, y el conjunto 192 de bobina de voz de frecuencia elevada y diafragma junto con los circuitos 150 magnéticos de frecuencia elevada forman la unidad 110 de impulsión de frecuencia elevada. Como se muestra en las Figuras ld-e todas las partes de la unidad 105 de impulsión de baja frecuencia están separadas de las partes de la unidad 110 de impulsión de frecuencia elevada. Las unidades de impulsión individuales, o partes de las mismas, se pueden remover y montar independientemente. Esta construcción modular hará posible separar la unidad de impulsión individual completa o, por ejemplo, la estructura de bobina de voz y diafragma de cualquiera de las unidades de impulsión en el caso de trabajo de reparación o reposición. La eficiencia de una unidad de impulsión es altamente dependiente de la resistencia del campo magnético en el espacio de polo. La estructura magnética de conformidad con la modalidad preferida arriba descrita de la invención aprovecha completamente las propiedades magnéticos proporcionadas por imanes permanentes basados en tierra rara y las aleaciones magnéticamente suaves. En principio, las estructuras se podrían realizar con materiales magnéticos tradicionales tales como imanes permanentes de ferrita y hierro fundido, pero el campo magnético en el espacio de polo seria débil y, por lo tanto, la eficiencia de la unidad de impulsión compuesta sería muy baja. Por lo tanto, el material magnético de alto funcionamiento moderno es un requisito previo para una realización efectiva de la invención; al mismo tiempo el diseño de la invención de las estructuras magnéticas crea las condiciones necesarias para utilizar completamente las ventajas de los materiales magnéticos de alto funcionamiento. Esto se logra proporcionando medios para el enfriamiento efectivo de las bobinas de voz . Las bobinas de voz producen calor cuando se alimenta corriente eléctrica a través de la bobina. La generación de calor puede ser muy substancial y hacer efecto tanto sobre la propia bobina como otros miembros de la unidad de impulsión. Los imanes permanentes de funcionamiento elevado modernos, tales como Neodimio-Hierro-Boro son particularmente sensibles a temperaturas elevadas. Ya a temperaturas regularmente moderadas, típicamente alrededor de 60 °C, empiezan a perder su elevada coercividad, y de manera típica por encima de 80°C, el funcionamiento se daña de manera irreversible. En la modalidad de la invención ilustrada en la Figura 2 a y b, las piezas de polo se han proporcionado con ductos 200, 210 de aire. Los ductos 200, 210 de aire son agujeros perforados de ejemplo en las piezas 110 y 125 de polo, respectivamente, localizados adyacentes al imán 105, 130 permanente. Los ductos de aire conducen desde las cavidades 220, 230 formadas debajo de los espacios de polo mediante las piezas 100, 125 de polo externas, los imanes 105, 130 permanentes y las piezas 110, 135 de polo internas al lado posterior de la estructura magnética. Las aberturas de los ductos 200, 210 de aire en el lado posterior de la estructura magnética corresponden a las aberturas proporcionadas en la estructura 21 de soporte no magnética. Los ductos de aire harán posible que el aire fluya, como se indica con flechas en la figura, a través de las aberturas en la estructura de soporte, a través de los ductos 200, 210 de aire y las cavidades 220, 230 y alrededor de las bobinas 160, 188 de voz. En la unidad de impulsión de baja frecuencia el aire se deja salir o descargar, a través de las aberturas en el miembro 175 de soporte anular. En la unidad de impulsión de frecuencia elevada de tipo de altoparlante reforzador, el aire de enfriamiento se puede conducir a través de la perforación 140 central. Si se necesita, se puede utilizar ventilación forzada proporcionando un ventilador. Como el experto en el ramo observará, los ductos de aire asi como los medios para ventilación forzada alrededor de las bobinas 160, 188 de voz se puede proporcionar de un número de formas. El tamaño y número de los ductos de aire se debe diseñar con consideración al efecto de enfriamiento necesario. También se debe tener cuidado de no impedir substancialmente el flujo magnético en las piezas de polo, lo que podría afectar de manera negativa la resistencia del campo magnético en los espacios de polo. Los imanes permanentes no necesitar ser continuos ni cilindricamente configurados . En una modalidad preferida de la invención, ilustrada en la Figura 3, una pluralidad de barras de imán permanente se utilizan para proporcionar los campos magnéticos importantes en los espacios de polo. La primera pieza 110 de polo interna está, en su superficie externa, conectada a un primer juego de una pluralidad de barras 300 de imán permanente con una sección transversal arqueada. Las barras 300 de imán permanente tienen direcciones de magnetización que se extienden radialmente con respecto al eje central del altoparlante. El primer juego de barras 300 magnéticas están en el lado opuesto en la dirección radial conectadas a la primera pieza 100 de polo externa. La primera pieza 110 de polo interna, el primer juego de barras 300 magnéticas y la primera pieza 100 de polo externo forman el circuito 120 magnético de baja frecuencia y proporcionan el primer espacio 115 de polo para recibir la bobina magnética del conjunto 181 de diafragma de baja frecuencia. Asimismo, la segunda pieza 135 de polo interna, está en su superficie externa, conectada a un segundo juego de una pluralidad de barras 310 de imán permanente con una sección transversal arqueada, con direcciones de magnetización que se extienden radialmente. El segundo juego de barras 310 magnéticas están en el lado opuesto en la dirección radial conectadas a una segunda pieza 125 de polo externo. La segunda pieza 125 de polo interno, el segundo juego de barras 310 magnéticas y la segunda pieza de polo externa forman el circuito 150 magnético de frecuencia elevada y proporcionan el segundo espacio 145 de polo para recibir la bobina magnética del conjunto 1192 de diafragma de frecuencia elevada. El circuito 150 magnético de alta frecuencia está dispuesto para ajustarse en la cámara central cilindrica de la primera pieza 110 de polo interno. En esta modalidad de la invención, los ductos 320, 330 de aire para enfriar las bobinas magnéticas se proporcionan entre las barras de imán permanente. Además, esta modalidad proporciona campos magnéticos simétricos en los espacios de polo lo que mejora adicionalmente la reproducción de sonido. En una modalidad alternativa, ilustrada en la Figura 3b, las barras 340 magnéticas permanentes con sección transversal rectangular se utilizan en la estructura magnética. Las piezas 350, 360, 370, 380 de polo luego en el lado posterior tendrán una geometría polígona. Los espacios de polo (lado frontal) son como antes, circulares. Las aberturas 320, 330 formadas entre los imanes planos individuales también, en esta modalidad alternativa, se pueden utilizar como los ductos de aire de enfriamiento. Como se observó por el experto en el ramo, una gran variedad de configuraciones geométricas de las barras de imán permanente, y, por lo tanto, de las piezas de polo, se puede utilizar. Sin embargo, en el diseño de los circuitos magnéticos, se debe tener cuidado de lograr campo magnético uniforme y suficientemente grande en los espacios de polo. Una modalidad adicional de la invención utiliza el hecho de que las estructuras magnéticas de las unidades de impulsión individuales son independientes una de la otra. El centro acústico de una unidad de impulsión no necesita necesariamente quedar en el mismo plano que la bobina de voz y puede ser difícil determinar sin mediciones cuidadosas. El diseño de conformidad con la invención proporciona la posibilidad de ajustar las unidades de impulsión individuales coaxialmente una con relación a la otra. Esta forma de minimización de la diferencia de fase entre las unidades de impulsión individuales se logra. El ajuste se puede hacer en la etapa de diseño de la unidad de impulsión compuesta, también es posible proporcionar la estructura de soporta con medios de ajuste para ajustes posteriores de la posición relativa de centros acústicos. Los medios de ajuste, como se aprecia por el experto en el ramo, se pueden proporcionar de un número de formas. Una modalidad de ejemplo se ilustra en la Figura 4, en donde la estructura 155 de soporte se ha proporcionado con una pluralidad de medios 405 de ajuste, permitiendo un ajuste coaxial de las unidades de impulsión individuales una con relación a la otra. Los medios 405 de ajuste comprenden un tornillo 410 hueco externo que interactúa con la estructura de soporte y un tornillo 415 interno que asegura estrechamente las unidades de impulsión. El altoparlante compuesto de conformidad con la invención se ha ejemplificado hasta ahora con dos unidades de impulsión individuales, correspondientes a un conjunto de altoparlante convencional de dos vias . Una particularidad única proporcionada por la invención, es la capacidad de combinar tres o más unidades de impulsión individuales hacia una unidad de impulsión compuesta coplanar y coaxial. Una modalidad de la invención, que comprende tres unidades de impulsión individuales se muestra en la Figura 5. Una unidad 505 de impulsión de escala de frecuencia media se proporciona entre la unidad 510 de impulsión (altoparlante reforzador) de alta frecuencia y la unidad 515 de impulsión de baja frecuencia. La unidad de impulsión de escala de frecuencia media está diseñada análoga a la unidad de impulsión de baja frecuencia arriba descrita. Como el conjunto compuesto con dos unidades de impulsión, también el conjunto compuesto con tres unidades de impulsión/ ajustando la posición axial relativa de las unidades de impulsión individuales, se puede hacer que coincidan los centros acústicos de las tres unidades de impulsión. Esto se indica en la Figura 5b. La capacidad proporcionada por la invención, de ajustar cuidadosamente la posición axial relativa de las unidades de impulsión, ya sea en la etapa de fabricación o en una etapa posterior por medios de ajuste, asegura una precisión elevada de conversión electro-acústica. El método comúnmente utilizado para medir la precisión de la conversión es tener la señal acústica reflejada un número de veces y comparar la señal reflejada de multiplicación resultante con la señal original. La señal de un conjunto de altoparlante convencional después de la primera reflexión estaría ya altamente distorsionada (el Indice de Transmisión de Habla Rápido, RASTI va de 0.3 a 0.4). La medición correspondiente con una unidad de impulsión compuesta de conformidad con la invención muestra que después de tres a cuatro reflexiones la señal solo se afecta marginalmente (correspondiente a un valor RA.STI de aproximadamente 0.7). Una modalidad adicional de la invención utiliza un imán permanente común para ambas, las unidades de impulsión de baja y alta frecuencia. Los circuitos magnéticos de esta modalidad se muestran en la Figura 6. Un imán 605 permanente común, que tiene su campo magnético radialmente orientado, tiene su polo externo en contacto magnético con una primera pieza 610 de polo común. La primera pieza 610 de polo es de preferencia esencialmente en forma de U, la parte externa formando la pieza de polo externo de la unidad de impulsión de baja frecuencia, y la parte interna formando la pieza de polo interna de la unidad de impulsión de frecuencia elevada. El polo interno del imán 605 permanente está en contacto con una segunda pieza 615 de polo común. La segunda pieza 615 de polo común se convierte en la pieza de polo interna de la unidad de impulsión de frecuencia inferior y la pieza de polo externa de la unidad de alta frecuencia. Las bobinas y diafragmas se pueden montar de conformidad con la unidad de impulsión compuesta previamente descrita, con referencia a la Figura 1. Alternativamente dos imanes permanentes se utilizan como en modalidades anteriores, pero con una pieza de polo compartida entre las dos unidades de impulsión. En comparación con la modalidad ilustrada en la Figura 1, la primera pieza 110 de polo interna y la segunda pieza 125 de polo externa se combinarían en una sola pieza de polo compartida que contribuye a ambos de los espacios de polo. Una modalidad alternativa del diseño de la invención que utiliza campos magnéticos radialmente dirigidos en los imanes permanentes, se muestra en la Figura 7. Un imán 700 permanente está en su superficie externa e interna en contacto magnético con las piezas 710 y 720 de polo externa e interna, respectivamente. Las piezas de polo forman, de manera similar a la modalidad anterior, un primer espacio 730 de polo. Además, las piezas 710 y 720 de polo forman un segundo espacio 740 de polo en el lado opuesto del imán permanente en la dirección del eje central de la unidad de impulsión. Equipada con bobinas apropiadas y diafragmas una unidad de impulsión compuesta con dos unidades de impulsión individuales dirigidas en forma contraria, idénticas, que comparten el mismo circuito magnético, se logra. La unidad de impulsión compuesta se pueden utilizar venta osamente, v.gr., en aplicaciones de frecuencias bajas, denominadas subaltoparlantes . La invención, con las modalidades descritas, proporciona una fuente de sonido semejante a punto, es decir, los centros acústicos de las unidades de impulsión individuales todos coinciden en un solo punto, y de esta manera, proporciona la posibilidad para mejorar la reproducción de sonido, v.gr., en equipo estéreo doméstico y la hace particularmente apropiada para uso en instalaciones públicas con comportamiento acústicamente complejo. En una disposición de PA típica, un parlante se dirige a un auditorio en una sala reverberante. La voz del parlante se refuerza mediante un micrófono en conexión con medios de amplificación que a través de un cable está conectado a un conjunto de altoparlante compuesto, que comprende la unidad de impulsión compuesta de la presente invención, circuitos de filtro, conectores de cable, etc., alojados en un alojamiento de altoparlante. Para conservar el sonido característico de la sala, así como para conservar el sentido de la dirección del sonido, el conjunto de altoparlante se dispone de manera típica cerca del parlante. Debido a la eficiencia superior de la unidad de impulsión compuesta de la presente invención, el medio de amplificación puede dar salida a una energía muy moderada, y solamente uno o unos pocos conjuntos de altoparlante se necesitan para proporcionar un volumen considerable de sonido. Sin embargo, si se necesita para lograr el volumen deseado de sonido, se puede utilizar un número mayor de conjuntos de altoparlante. El frente de onda coherente a través de una región de frecuencia grande proporcionado por la presente invención, hace posible utilizar un número grande de unidades de impulsión compuestas combinadas en disposiciones grandes sin las desventajas asociadas con dichas disposiciones utilizando altoparlantes convencionales. La coherencia de las unidades de impulsión compuestas también permite el uso de control electrónico de la dispersión del campo de sonido combinado, v.gr., para controlar las formas de haz de una manera similar a la formación de haz de ondas electromagnéticas con antenas de múltiples elementos. De manera similar, proporciona la fuente semejante a punto del sonido y la onda de sonido coherente, nuevas posibilidades al amplificar y dirigir el sonido con reflectores. La unidad de impulsión compuesta de conformidad con la invención se ha descrito con las estructuras magnéticas, bobinas de voz y diafragmas siendo esencialmente circulares en un plano perpendicular al eje central de la unidad de impulsión. Como el experto en la técnica apreciará, cualquiera de las configuraciones comunes en altoparlantes, v.gr., elípticas se pueden utilizar en el diseño de la invención de conformidad con la invención. También se debe observar que el diseño que utiliza barras magnéticas, descrito con referencia a la Figura 3, se puede utilizar ventajosamente en todas las modalidades aquí descritas.' De la invención descrita de esta manera, será evidente que la invención se puede variar en muchas formas . Estas variaciones no se deben considerar como una salida del espíritu y alcance de la invención, y todas estas modificaciones como sería evidente a un experto en el ramo, se pretenden para inclusión dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. - Una unidad de altoparlante compuesta que comprende una primera unidad de impulsión y una segunda unidad de impulsión dispuesta coaxial con respecto al eje central del altoparlante; cada unidad de impulsión comprendiendo medios de imán permanente y medios de pieza de polo que forman juntos un circuito magnético con un espacio de polo para excitar un conjunto de bobina de voz, cada espacio de polo proporcionando campo magnético dirigido radialmente con respecto a un eje central del altoparlante, caracterizada en que cuando menos uno de los medios de imán permanente tiene una dirección de magnetización que se extiende radialmente con respecto al eje central del altoparlante y en que los centros acústicos de las unidades de impulsión coinciden substancialmente .

2. - Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada por medios para ajustar cuando menos una de las unidades de impulsión a lo largo del eje central con respecto a la unidad de impulsión restante.

3. - Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada en que cuando menos uno de los circuitos magnéticos de las unidades de impulsión se proporciona con medios de ducto de aire para enfriar el circuito magnético y la bobina de voz en el mismo.

4. - Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde los espacios de polo y las piezas de polo que forman los espacios de polor como se ve en un plano perpendicular a la dirección axial, son substancialmente circulares o elípticos y en que el imán permanente es un cilindro hueco o un cuerpo hueco con sección transversal elíptica, caracterizada en que el cilindro hueco o cuerpo hueco está hecho por una pluralidad de barras de imán permanente .

5. - Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta de conformidad con la reivindicación 4, en donde las barras tienen una sección transversal substancialmente rectangular.

6. - Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta de conformidad con la reivindicación 4, en donde las barras tienen una sección transversal substancialmente arqueada. 7.- Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta de conformidad con la reivindicación 4, en donde las barras están dispuestas para proporcionar los ductos de aire entre las barras. 8.- Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta de conformidad con la reivindicación 3, en donde el medio de ducto de aire comprende un espacio de polo, una cámara debajo del espacio de polo en el circuito magnético correspondiente, y el ducto de ventilación provisto en el circuito magnético. 9. - Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde la primera y segunda unidades de impulsión tienen cuando menos un imán permanente común y la pieza de polo externa de la primera unidad de impulsión está en contacto magnético con la pieza de polo interna de la segunda unidad de impulsión, y la pieza de polo interna de la primera unidad de impulsión está en contacto magnético con la pieza de polo externa de la segunda unidad de impulsión. 10. - Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde la unidad de impulsión compuesta comprende dos unidades de impulsión individuales para reproducir sonido en dos regiones de frecuencia de sonido parcialmente traslapantes. 11, - Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta de conformidad con la reivindicación 1, en donde la unidad de impulsión compuesta comprende tres unidades de impulsión individuales para reproducir sonido en tres regiones de frecuencia de sonido, las regiones de frecuencia de sonido adyacentes traslapándose parcialmente. 12, - Una unidad de impulsión de altoparlante compuesta que comprende una primera pieza de polo interna substancialmente formada como un cilindro hueco, que forma una primera cámara cilindrica, está conectada a un primer juego de una pluralidad de barras de imán permanente con una sección transversal arqueada, el primer juego de barras magnéticas estando en el lado opuesto en la dirección radial conectada a una primera pieza de polo externo, la primera pieza de polo interna, el primer juego de barras magnéticas y la primera pieza de polo externa formando un primer circuito magnético y proporcionando un primer espacio de polo para recibir una primera bobina magnética; y una segunda pieza de polo interna substancialmente formada como un cilindro hueco conectado a un segundo juego de una pluralidad de barras magnéticas permanentes con una sección transversal arqueada, el segundo juego de barras magnéticas estando en el lado opuesto en la dirección radial conectado a una segunda pieza de polo externa, la segunda pieza de polo interna, el segundo juego de barras magnéticas y la segunda pieza de polo externo formando un segundo circuito magnético y que proporciona un segundo espacio de polo para recibir una segunda bobina magnética, caracterizada en que las barras de imán permanente del primero y segundo juegos tienen direcciones de magnetización que se extienden radialmente con respecto al eje central del altoparlante; cuando menos uno de los circuitos magnéticos de las unidades de impulsión se proporciona con medios de ducto de aire para enfriar el circuito magnético y la bobina de voz en el mismo, los ductos de aire provistos entre las barras magnéticas permanentes; el segundo circuito magnético está dispuesto para ajustarse en la primera cámara central cilindrica de la primera pieza de polo interna. 13. - Una unidad de impulsión de altoparlante que comprende una primera unidad de impulsión que comprende medios de imán permanente y medios de pieza de polo que forman juntos un circuito magnético con un espacio de polo para excitar un conjunto de bobina de voz, cada espacio de polo proporcionando campo magnético dirigido radialmente con respecto a un eje central del altoparlante, caracterizada en que el medio de imán permanente tiene una dirección de magnetización que se extiende radialmente con respecto al eje central del altoparlante. 14. - Una unidad de impulsión de altoparlante de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada en que el circuito magnético de la unidad de impulsión se proporciona con medios de ducto de aire para enfriar el circuito magnético y la bobina de voz en el mismo. 15. - Una unidad de impulsión de altoparlante de conformidad con la reivindicación 13, en donde el espacio de polo y las piezas de polo que forman los espacios de polo, como se ve en un plano perpendicular a la dirección axial, son substancialmente circulares o elípticos y en que el imán permanente es un cilindro hueco o un cuerpo hueco con sección transversal elíptica, caracterizada en que el cilindro hueco o cuerpo hueco está hecho por una pluralidad de barras de imán permanente. 16.- Una unidad de impulsión de altoparlante de conformidad con la reivindicación 15, en donde las barras tienen una sección transversal substancialmente rectangular. 17.- Una unidad de impulsión de altoparlante de conformidad con la reivindicación 15, en donde las barras tienen una sección transversal substancialmente arqueada. 18. - Una unidad de impulsión de altoparlante de conformidad con la reivindicación 15, en donde las barras están dispuestas para proporcionar los ductos de aire entre las barras. 19. - Una unidad de impulsión de altoparlante de conformidad con la reivindicación 15, en donde los medios de ducto de aire comprenden un espacio de polo, una cámara debajo del espacio de polo en el circuito magnético correspondiente, y ducto de ventilación provisto en el circuito magnético. 20. - Un sistema para refuerzo de sonido para instalaciones públicas que comprende la unidad de impulsión compuesta de conformidad con la reivindicación 1, 12 o 13.