MXPA06011950A

MXPA06011950A - Dispositivo acustico y metodo de fabricacion del dispositivo acustico.

Info

Publication number: MXPA06011950A
Application number: MXPA06011950A
Authority: MX
Inventors: Neil Harris; Graham Bank
Original assignee: New Transducers Ltd
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2007-01-26
Also published as: KR101145494B1; AU2005234549A1; US20110211722A1; US7916878B2; EP1736030B1; AU2005234549B2; TW200605705A; JP2007533230A; CA2560659A1; WO2005101899A2; JP5085318B2; BRPI0509913A; TWI371215B; KR20070001228A; US20070278033A1; WO2005101899A3; EP1736030A2

Abstract

Un dispositivo acustico que comprende un diafragma (10) que tiene un area y que tiene un intervalo de la frecuencia de funcionamiento y el diafragma (10) siendo tal que tiene modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, un transductor electromecanico que tiene una parte motriz acoplada al diafragma (10) y adaptada para intercambiar energia con el diafragma, y por lo menos un medio de impedancia mecanica (20, 22, 24) acoplados a o integral con el diafragma, la colocacion y la masa de la parte motriz (26) del transductor y de por lo menos un medios mecanico de impedancia (20, 22, 24) siendo tal que la velocidad modal transversal neta sobre el area del diafragma (10) tiende a cero. Un metodo para fabricar un dispositivo acustico que tiene un diafragma que tiene area y que tiene un intervalo de la frecuencia de funcionamiento que incluye la transicion de piston a modal, que comprende seleccionar los parametros del diafragma tal que tiene modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, acoplando una parte motriz de un transductor electromecanico al diafragma para intercambiar energia con el diafragma, agregando por lo menos un medio de impedancia mecanica al diafragma, y seleccionando la posicion y la masa de la parte motriz del transductor y la posicion y parametros de la por lo menos un medio de impedancia mecanica de modo que la velocidad modal transversal neta sobre el area tienda a cero.

Description

DISPOSITIVO ACÚSTICO Y MÉTODO DE FABRICACIÓN DEL DISPOSITIVO ACÚSTICO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a dispositivos acústicos, tales como altavoces y micrófonos, más particularmente dispositivos de onda de flexión.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Para empezar por los principios fundamentales, una fuerza puntual aplicada a un diafragma de altavoz de pistones proporcionará una respuesta de la frecuencia naturalmente uniforme, pero una respuesta de la potencia que cae a las frecuencias más elevadas. Esto se debe al cambio del acoplamiento de la radiación a medida que la longitud de onda radiada se hace comparable a la longitud 1 del diafragma, o a la mitad del diámetro o el radio para un diafragma circular, es decir, cuando ka es mayor de 2 o kl es mayor de 4 (k es la frecuencia del número de onda) . Sin embargo, para un altavoz de panel de ondas de flexión teórico, montado libre, una fuerza pura, es decir, un impulso puntual sin masa, proporcionará tanto presión acústica uniforme como potencia acústica uniforme con la frecuencia. Un panel de ondas de flexión práctico, sin embargo, estará soportado sobre una suspensión, y tendrá un excitador con una impedancia de entrada que incluye masa. Tal objeto demostrará una respuesta de frecuencia irregular en comparación con la expectativa teórica. Esto se debe a las diversas masas y elasticidades ahora presentes que desequilibran el comportamiento modal del panel. Cuando la densidad modal es lo suficientemente alta, el sistema puede diseñarse de manera que los modos se distribuyan beneficiosamente a lo largo de la frecuencia para una respuesta acústica más uniforme. Pero este método de modo distribuido puede no ser tan eficaz a las frecuencias de flexión inferiores, donde los modos son escasos y generalmente insuficientes para construir una respuesta de la frecuencia satisfactoria. El objetivo de una respuesta de potencia y presión uniforme por debajo de la frecuencia de flexión inferior, conectando así el espacio al intervalo del cuerpo total o de pistones, requiere que se restablezca la condición teórica del equilibrio modal. Si puede lograrse esto, el equilibrio modal ajustado restaura la acción acústica del panel práctico a la condición teórica deseada. Esto proporcionaría una nueva clase de radiador de altavoz y en el que la respuesta radiada, en lo que se refiere a la potencia o la frecuencia, es independiente de la masa puntual motriz. El objetivo para el diseñador de transductores y altavoces que emplean diafragmas prácticos y métodos motrices es obtener un funcionamiento esencialmente independiente de la frecuencia. Una vez conseguido el objetivo principal, el diseñador puede proyectar otras características deseadas .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Según la invención, se proporciona un dispositivo acústico que comprende un diafragma que tiene un área y que tiene un intervalo de la frecuencia de funcionamiento y siendo el diafragma tal que tiene modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, un transductor electromecánico que tiene una parte motriz acoplada al diafragma y adaptada para intercambiar energía con el diafragma, y al menos un medio de impedancia mecánica acoplado a o integrado en el diafragma, siendo la colocación y la masa de la parte motriz del transductor y del al menos un medio de impedancia mecánica de manera que la velocidad modal transversal neta sobre el área tienda a cero. Según un segundo aspecto de la invención, se proporciona un método para fabricar un dispositivo acústico que tiene un diafragma que tiene un área y que tiene un intervalo de la frecuencia de funcionamiento, que comprende escoger los parámetros del diafragma de manera que tenga modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamien o, acoplar una parte motriz de un transductor electromecánico al diafragma para intercambiar energía con el diafragma, añadir al menos un medio de impedancia mecánica al diafragma, y seleccionar la colocación y la masa de la parte motriz del transductor y la colocación y los parámetros del al menos un medio de impedancia mecánica de manera que la velocidad modal transversal neta sobre el área tienda a cero. La impedancia mecánica Z (?) del al menos un medio de impedancia mecánica se define mediante Z (?) = j. ?.M (?) + k (?) / (j.?) + R(?) donde ? es la frecuencia en radianes por segundo, M (?) es la masa del elemento, k (?) es la rigidez del elemento, y R(?) es la amortiguación del elemento. El al menos un medio de impedancia mecánica puede ser un elemento diferenciado, por ejemplo, masa o una suspensión, que está acoplado al diafragma.

Alternativamente, el diafragma puede tener masa, rigidez y/o amortiguación que varía con el área para proporcionar el al menos un medio de impedancia mecánica en la posición seleccionada. De esta forma, el medio de impedancia mecánica está integrado con el diafragma. Por ejemplo, el diafragma puede formarse con diversos espesores, incluyendo rebordes o proyecciones fuera del plano en una o ambas caras del diafragma, por ejemplo, mediante un proceso de moldeo. Los rebordes o proyecciones pueden actuar como el medio de impedancia mecánica. La velocidad modal transversal neta sobre el área puede cuantificarse calculando el rms (valor cuadrático medio) del desplazamiento transversal que no resulta afectado por la cancelación de fase. A modo de ejemplo, para un diafragma circular, el rms del desplazamiento transversal puede calcularse a partir de Donde R es el radio del diafragma y ? (r) es la forma del modo. Una medición del mérito de un dispositivo acústico particular puede calcularse a partir de Desplazamiento medio relativo ?re? = ?media / ?rms. Donde, para el diafragma circular Desplazamiento transversal medio ?media - El desplazamiento transversal medio debe ser bajo para un mejor equilibrio. Si la velocidad modal transversal neta sobre el área es cero, el desplazamiento medio relativo también será cero. En el peor caso, el desplazamiento medio relativo será igual a uno. Para lograr una velocidad modal transversal neta sobre el área que tienda a cero, el desplazamiento medio relativo puede ser inferior a 0,25 o inferior a 0,18. En otras palabras, puede lograrse una velocidad modal transversal neta sobre el área que tiende a cero cuando el desplazamiento medio relativo es inferior al 25%, o preferiblemente inferior al 18% del rms de la velocidad transversal . Para una velocidad modal transversal neta de cero, es necesario que los modos del diafragma estén equilibrados inercialmente hasta el punto en que, excepto para el modo de "desplazamiento de cuerpo completo" o de "pistón" , los modos tengan desplazamiento medio cero (es decir, el área encerrada por la forma del modo por encima del plano del generador es igual a la de por debajo del plano) . Esto significa que la aceleración neta y, por tanto, la respuesta de la presión en el eje, se determina únicamente mediante la componente pistónica del movimiento a cualquier frecuencia. Hay una amplia clase de objetos para los que los modos no pistónicos tienen desplazamiento medio cero, por ejemplo, placas de masa por unidad de área uniforme con bordes libres impulsados por fuentes puntuales. Sin embargo, tales objetos representan dispositivos acústicos teóricos porque en la práctica el impulso puntual y los bordes libres no pueden lograrse. Puede lograrse una velocidad modal transversal neta que tiende a cero correlacionando matemáticamente los contornos nodales y, por tanto, los modos y el perfil de velocidad del dispositivo acústico práctico sobre los del dispositivo teórico ideal (por ejemplo, diafragma que vibra libremente) . En matemáticas, la correlación es una regla que relaciona cada elemento x de un conjunto X con un único elemento y en otro conjunto Y. La correlación se expresa como una función, f, así: y = f (x) . Sólo puede decirse que hay una correlación entre X e Y si no quedan elementos sin correlacionar de X, y si cada valor de x se asigna a un único valor de y. Un método para lograr esto es calcular las ubicaciones en las que la impedancia de entrada Zm está en un máximo o la admitancia Ym está en un mínimo para los modos de un dispositivo acústico teórico ideal y montar la parte motriz y/o al menos un medio de impedancia mecánica en estas ubicaciones . La admitancia es la inversa de la impedancia (Zm = 1 / Ym) . Por ejemplo, para el caso circular, las ubicaciones pueden calcularse variando el diámetro motriz del diafragma entre su centro y su periferia, calculando la admitancia de entrada media según se varía el diámetro motriz, y añadiendo las impedancias mecánicas en las posiciones dadas por los mínimos de admitancia. La impedancia Zm y la admitancia Ym se calculan a partir de una suma modal y, por tanto, sus valores dependen del número de modos incluidos en la suma. Si sólo se considera el primer modo, la ubicación se encuentra en o bastante cerca de una línea nodal de ese modo. Más generalmente, las ubicaciones tenderán a estar cerca de los nodos del modo más alto considerado, pero la influencia de otros modos significa que la correspondencia puede no ser exacta. No obstante, pueden ser aceptables las ubicaciones de las líneas nodales del modo más alto escogido para una solución de diseño. La solución de los tres primeros modos no es una ampliación de la solución de los primeros dos modos y así sucesivamente. Puede considerarse que las posiciones son ubicaciones nodales promedio y, por tanto, la parte motriz del transductor y/o el al menos un medio de impedancia mecánica puede colocarse en una posición nodal promedio de modos en la frecuencia de funcionamiento. Como una alternativa al uso de la admitancia, las ubicaciones para el medio de impedancia mecánica pueden calcularse definiendo un modelo en el que el medio de impedancia mecánica es una parte integrada del sistema y optimizando el modelo para proporcionar un desplazamiento de volumen neto que tiende a cero. Por ejemplo, para un diafragma circular, el modelo puede definirse como un disco que comprende anillos concéntricos de material idéntico, con masas de línea circular en la unión de los anillos . El desplazamiento de volumen neto puede calcularse a partir de: R \ r?(kr)dr o donde R es el radio del diafragma y ? (r) es la forma del modo. Alternativamente, las ubicaciones para el medio de impedancia mecánica pueden calcularse definiendo un modelo en el que el medio de impedancia mecánica es una parte integrada del sistema y optimizando el modelo para proporcionar un desplazamiento medio relativo que tienda a cero. También pueden utilizarse combinaciones de diferentes métodos, por ejemplo, un medio de impedancia mecánica puede montarse en una línea nodal del tercer modo y puede utilizarse una optimización para dirigir los dos primeros modos . La ubicación del transductor es una posición de velocidad baja promedio, es decir, admitancia mínima. La enseñanza convencional para un altavoz de modo distribuido convencional es montar el (los) transductor (es) en la(s) ubicación (es) con impedancia más suave de manera que se acople al mayor número de modos posible, de la manera más similar posible. En consecuencia, desde un punto de vista, la anterior invención difiere de la de modo distribuido. Los parámetros del diafragma incluyen forma, tamaño, (razón del aspecto) , resistencia a la flexión, densidad del área superficial, módulo de cizalladura, anisotropía y amortiguación. Los parámetros pueden seleccionarse para optimizar el rendimiento para diferentes aplicaciones. Por ejemplo, para un diafragma pequeño, por ejemplo, de 5 a 8 cm de longitud o diámetro, puede escogerse el material del diafragma para proporcionar un diafragma ligero, relativamente rígido, que sólo tenga dos modos en el intervalo de funcionamiento de frecuencia superior deseado. Dado que sólo hay dos modos, puede lograrse una buena radiación de sonido a un coste relativamente bajo, mediante el equilibrado de esos modos. Alternativamente, para un panel grande, por ejemplo, de 25 cm de longitud o diámetro, que tiene buena potencia de frecuencia baja en el intervalo pistónico, pueden escogerse el material y el espesor del diafragma para colocar el primer modo en medio de la banda, por ejemplo, a aproximadamente 1 kHz. Una secuencia de modos de por encima del séptimo o más pueden equilibrarse entonces para lograr una amplia respuesta de la frecuencia con buena uniformidad de potencia y una respuesta fuera del eje bien mantenida con la frecuencia. En diseño, el efecto relativo de las variaciones en los parámetros es relevante y el equilibrio de la radiación modal es más dependiente de la uniformidad de la densidad del área superficial que de la resistencia a la flexión. Por ejemplo, para un diafragma circular simple, una anisotropía de resistencia a la flexión de hasta 2 : 1 sólo tiene un efecto moderado sobre el rendimiento y se tolera hasta de 4:1. Puede explotarse la alta cizalladura para producir una reducción en la eficacia a frecuencias superiores .

El transductor puede adaptarse para mover el diafragma en traslación. El transductor puede ser un dispositivo de bobina móvil que tiene una bobina de audio que forma la parte motriz y un sistema de imán. Una suspensión elástica puede acoplar el diafragma a un armazón. El sistema de imán puede estar unido mediante conexión a tierra al armazón. La suspensión puede ubicarse en una posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento. La posición en la que la bobina de audio está acoplada al diafragma puede ser una posición diferente de en la que dicha suspensión está acoplada al diafragma. El intervalo de la frecuencia de funcionamiento puede incluir la transición de pistón a modal . Los parámetros del diafragma pueden ser tales que haya dos o más modos de diafragma en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento por encima del intervalo pistónico. El diafragma puede tener una periferia circular y un centro de masas. Los parámetros del diafragma pueden ser tales que el primer modo de diafragma sea inferior a ka = 2, donde k es el número de onda y a es el radio del diafragma medido en metros (m) y la unidad para k es m-1. Por ejemplo, esto puede lograrse seleccionando un material del panel que tenga una rigidez apropiada. La rigidez del material del panel también puede utilizarse para colocar la frecuencia de coincidencia para ayudar al control de la directividad. El diafragma puede ser isotrópico con respecto a la resistencia a la flexión. Puede diseñarse una anisotropía de resistencia a la flexión del diafragma moderada mediante rms (valor cuadrático medio) promediando las ubicaciones de modo resultante. Para un diafragma elíptico de (a modo de ejemplo) x = 2y, el resultado modal equivalente circular puro puede lograrse con una razón de rigidez correspondiente de 16:1. De esta forma, el diafragma puede ser elíptico y puede ser anisotrópico con respecto a la resistencia a la flexión, de manera que se comporte como un diafragma circular de material isotrópico. La anisotropía, por ejemplo para el caso circular, alterará las frecuencias reales de los modos resonantes pero el comportamiento modal circular es fuerte y se reafirma a sí mismo sobre el diafragma. Tal como se estableció anteriormente, se tolera una anisotropía moderada de hasta 4:1. El al menos un medio de impedancia mecánica puede estar en la forma de una masa anular que puede ser circular o elíptica. Varias masas anulares pueden acoplarse a o integrarse en el diafragma en posiciones nodales promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento. Las masas pueden reducirse en peso hacia el centro del diafragma. La o cada masa anular puede formarse mediante una serie de masas diferenciadas. Más de tres de tales masas pueden ser suficientes y seis de tales masas son suficientes para que sean equivalentes a una masa anular continua. Las masas y/o la masa de la suspensión pueden clasificarse con respecto a la masa de la bobina de audio. El medio de amortiguación puede ubicarse en o estar integrado en el diafragma en una ubicación de alta velocidad de panel, mediante lo cual se amortigua un modo seleccionado. Para el panel circular o elíptico, el medio de amortiguación puede estar en la forma de una almohadilla ubicada en una corona circular de alta velocidad de panel. En un dispositivo de onda de flexión, las regiones de alta velocidad de panel son regiones de máxima curvatura del panel. La amortiguación (ya sea de capa restringida o de capa no restringida) es más eficaz cuando se somete a tensión máxima flexionando hasta el máximo grado posible. Para todas las frecuencias, hay una curvatura de flexión máxima en el centro y el borde del panel y, por tanto, se conoce utilizar amortiguación central y/o de borde, aunque se prefiere la amortiguación central. Sin embargo, para diferentes órdenes de modo, también hay regiones de alta velocidad de panel a diferentes razones de diámetro entre las áreas central y de borde. En consecuencia, el uso de amortiguación sólo en las áreas central y/o de borde proporciona una respuesta en el eje amortiguada correctamente, aunque la contribución fuera del eje de las regiones de alta velocidad no amortiguadas significa que no hay una amortiguación adecuada de la respuesta fuera del eje. La colocación de la almohadilla de amortiguación en una corona circular de alta velocidad de panel trata este problema. El modo puede seleccionarse porque produce un pico no deseado en la respuesta acústica y el efecto de la almohadilla de amortiguación es reducir o eliminar este pico. La amortiguación es no aditiva y diferentes modos requieren que la amortiguación se produzca en diferentes lugares . Una almohadilla de amortiguación puede montarse en más de una ubicación, por ejemplo, si se requiere exactitud en la amortiguación. Sin embargo, debe evitarse la aplicación de una capa de amortiguación global que cubra la totalidad del panel. Mediante la amortiguación de sólo un modo seleccionado o modos seleccionados, se evita la necesidad de amortiguar la totalidad del panel y, por tanto, no hay pérdida en la sensibilidad. Puede amortiguarse la totalidad del modo seleccionado, es decir, se amortigua tanto en el eje como fuera del eje. Además, los modos de frecuencia inferior no se amortiguan significativamente y, por tanto, se preserva el comportamiento del altavoz por debajo del modo amortiguado.

La almohadilla de amortiguación puede ser una almohadilla anular continua o puede estar segmentada, mediante lo cual se utilizan pequeñas piezas de amortiguación no circular. Alternativamente, sólo pueden amortiguarse partes de la corona circular, dependiendo de la magnitud del pico de respuesta que necesite amortiguarse . Para las formas circulares y elípticas, hay dos tipos de modos, los modos radiales que tienen líneas nodales que son concéntricas con el perímetro del diafragma y los modos axiales que tienen líneas nodales sobre los radios del diafragma. Los modos axiales son modos secundarios y generalmente no son acústicamente importantes. No obstante, si se requiere, pueden atenuarse, amortiguarse o incluso minimizarse mediante el ajuste cooperativo del medio de impedancia mecánica. Por ejemplo, proporcionando rigidez en el plano del diafragma se reforzará el diafragma con respecto a los modos axiales, sin afectar al equilibrio de los modos radiales. Los modos axiales también pueden denominarse modos "campana" en algunos textos. Los parámetros del diafragma pueden seleccionarse de manera que haya dos modos radiales de diafragma en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento. Las masas anulares pueden disponerse sustancialmente en cualquier o todas las razones de diámetro de 0,39 y 0,84, mediante lo cual estos dos modos se equilibran. Si un tercer modo radial está en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, pueden disponerse almohadillas de amortiguación en cualquiera o todas las razones de diámetro de 0,43 y 0,74. Alternativamente, las masas anulares pueden disponerse sustancíalmente en cualquiera o todas las razones de diámetro de 0,26, 0,59 y 0,89, mediante lo cual se equilibran los tres primeros modos . Si un cuarto modo radial está en el intervalo de frecuencias, las almohadillas de amortiguación pueden disponerse en cualquiera o todas las razones de diámetro de 0,32, 0,52 y 0,77, mediante lo cual se amortigua el cuarto modo. Alternativamente, las masas anulares pueden disponerse sustancialmente en cualquiera o todas las razones de diámetro de 0,2, 0,44, 0,69 y 0,91 mediante lo cual se equilibran los cuatro primeros modos. Si un quinto modo radial está en el intervalo de frecuencias, las almohadillas de amortiguación pueden disponerse en cualquiera o todas las razones de diámetro de 0,27, 0,48, 0,63 y 0,81, mediante lo cual se amortigua el quinto modo. Alternativamente, las masas anulares pueden disponerse sustancialmente en cualquiera o todas las razones de diámetro de 0,17, 0,35, 0,54, 0,735 y 0,915. Si hay modos adicionales en el intervalo de frecuencias, pueden escogerse números mayores de modos para equilibrar siguiendo la estrategia básica que se ha explicado resumidamente . El diafragma puede ser anular. Las siguientes tablas muestran las posibles ubicaciones anulares de las masas y la bobina de audio para tamaños de orificio que oscilan desde 0,05 hasta 0,35 del radio del panel. La ubicación más interior es la más afectada por el tamaño del orificio. Ubicaciones si se consideran dos modos radiales: Ubicaciones si se consideran tres modos radiales: Ubicaciones si se consideran cuatro modos radiales : Por ejemplo, el diafragma puede comprender un orificio de razón de diámetro de 0,20 y las masas anulares pueden disponerse sustancialmente en cualquiera o todas las razones de diámetro de 0,33, 0,62 y 0,91 mediante lo cual se equilibran tres modos. Alternativamente, las masas anulares pueden disponerse sustancialmente en cualquiera o todas las razones de diámetro de 0,23, 0,46, 0,7 y 0,92 mediante lo cual se equilibran cuatro modos. El diafragma puede ser generalmente rectangular y tener un centro de masas . Los parámetros del diafragma pueden tales que el primer modo de diafragma sea inferior a kl = 4, donde k es el número de modo (la unidad es m"1) y 1 es la longitud del panel medida en metros (m) . La suspensión, la parte motriz del transductor y/o el al menos un medio de impedancia mecánica pueden ubicarse en posiciones opuestas alejadas desde el centro de masas y la periferia del diafragma. Si el diafragma es de masa uniforme por unidad de área, estas posiciones opuestas pueden ser equidistantes desde el centro de masas. El medio de impedancia mecánica puede estar en la forma de un par de masas que se ubican en posiciones opuestas separadas desde el centro de masas del diafragma. El diafragma puede ser similar a un haz, es decir, tener un área superficial rectangular alargada, y los modos pueden estar a lo largo del eje largo del haz. El transductor, los pares de masas y/o la suspensión pueden estar acoplados al diafragma a lo largo del eje largo del haz. Si hay dos modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, los pares de masas pueden disponerse sustancialmente en cualquiera o todas las razones desde el centro de masas de 0,29 y 0,81. Los pares de masas pueden disponerse sustancialmente en cualquiera o todas las razones desde el centro de masas de 0,19, 0,55 y 0,88 donde los tres modos tienen que estar equilibrados .

Alternativamente, cuando tienen que estar equilibrados cuatro modos, los pares de masas pueden disponerse sustancialmente en cualquiera o todas las razones desde el centro de masas de 0,15, 0,4, 0,68 y 0,91. Alternativamente, cuando tienen que estar equilibrados cinco modos, los pares de masas pueden disponerse sustancialmente en cualquiera o todas las razones desde el centro de masas de 0,11, 0,315, 0,53, 0,74 y 0,93. En el diseño, pueden escogerse números de modos mayores para equilibrar, siguiendo la estrategia básica que se ha explicado resumidamente. Para los diafragmas similares a un haz, hay dos tipos de modos, los modos que tienen líneas nodales que son paralelas al eje corto del haz y los modos cruzados que tienen líneas nodales que son paralelas al eje largo del haz . Los modos cruzados son modos secundarios y generalmente no son acústicamente importantes, excepto a altas frecuencias. La razón del diámetro del transductor con respecto a la anchura del panel puede tener un valor da aproximadamente 0,8, mediante lo cual el modo cruzado inferior puede suprimirse beneficiosamente. Cuando el haz es de espesor variable, el concepto de razón descrito anteriormente puede sustituirse por las distancias relacionadas con las regiones nodales promedio determinadas por la variación de la rigidez . Para una distribución simétrica de la rigidez, es relevante el uso del centro como referencia, en un sentido equivalente a los radios desde el centro, pero cuando el haz tiene una distribución asimétrica de la rigidez, las ubicaciones para el impulsor y las masas se refieren a un extremo del haz . En cada una de las realizaciones anteriores, la bobina de audio del transductor puede estar acoplada al diafragma en una de dichas razones . Para un diafragma circular o anular, la bobina de audio puede estar montada concéntricamente sobre el diafragma. Para un panel rectangular, puede montarse un par de transductores en posiciones opuestas teniendo cada una la misma razón, o en dos posiciones opuestas teniendo diferentes razones. Alternativamente, puede montarse un único transductor de manera que su parte motriz impulse hacia dos posiciones opuestas teniendo cada una la misma razón. Alternativamente, un transductor y una masa de equilibrado pueden montarse en posiciones opuestas teniendo cada una la misma razón, la masa compensa dinámicamente el diafragma para el intervalo pistónico. Sin embargo, se apreciará que si no se requiere el funcionamiento pistónico del diafragma, entonces tal compensación de masa para evitar el balanceo del diafragma no es una limitación. El altavoz puede comprender un adaptador de tamaño en la forma de un acoplador rígido liviano, que adapta el tamaño de una bobina de audio que se ha escogido para ajustar una estructura económica conveniente adecuada, de manera que el impulsor esté en una posición nodal promediada. El acoplador puede acoplarse al transductor en un primer diámetro y acoplarse al diafragma en un segundo diámetro. El segundo diámetro puede ser una ubicación anular que es una primera posición nodal promedio de los modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento. El acoplador puede ser frustocónico. El primer diámetro puede ser mayor que el segundo diámetro, mediante lo cual puede adaptarse un gran montaje de bobina a un lugar geométrico motriz más pequeño mediante un acoplador invertido y un montaje de bobina más pequeño a un lugar geométrico grande fijando el extremo más pequeño de un acoplador frustocónico al montaje de la bobina de audio y el extremo más grande al diafragma.

Podrían obtenerse beneficios adicionales con el posible uso de montajes de bobina de audio de mayor tamaño para eficacia y capacidad de potencia altas, mientras se conserva la respuesta de la potencia para las frecuencias más altas esperadas de un impulsor de bobina pequeño. A la inversa, montajes de bobina de audio pequeños, que a menudo son de coste moderato, pueden adaptarse ahora a un círculo motriz mayor. En este caso, el primer diámetro puede ser más pequeño que el segundo diámetro. Por ejemplo, para una directividad más amplia a las frecuencias más altas para un diafragma circular, el diseñador escogería un círculo motriz de voz más pequeño, bien impulsado directamente o bien mediante un acoplador reductor. Alternativamente cuando se requiere una mayor eficacia y un nivel de sonido máximo, una bobina de audio más grande se adapta a un círculo motriz más grande, por ejemplo, una línea nodal promedio de radio más grande sobre el diafragma. La suspensión puede acoplarse al diafragma sustancialmente en cualquiera de las razones exteriores . Materiales adecuados para la suspensión incluyen caucho moldeado o plásticos celulares poliméricos elásticos . La masa efectiva de la suspensión puede moverse ligeramente con la frecuencia y la propia masa puede variar con la frecuencia. Esto se debe a que la composición y la geometría de las suspensiones puede dar como resultado una impedancia mecánica compleja en la que el comportamiento cambia con la frecuencia. En diseño, la posición física de la suspensión sobre el panel puede ajustarse para encontrar la mejor adaptación global en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento. Adicional o alternativamente, el comportamiento de la suspensión puede modelarse, por ejemplo, con FEA para determinar el centro de masas, la amortiguación y la rigidez eficaces y facilitar sí su ubicación en el panel . Tolerancias de entre +/- 5% a +/- 10% en las ubicaciones del medio de impedancia mecánica pueden ser aceptables dependiendo de las propiedades del diafragma. Tolerancias de entre +/- 5% a +/- 10% en la masa del medio de impedancia mecánica también pueden ser aceptables . En general, la tolerancia para cambiar la masa es mayor que para los cambios en la ubicación. El diafragma es preferiblemente rígido en el sentido de ser autoportante. El diafragma puede ser monolítico, estratificado o un material compuesto. El diafragma compuesto puede estar hecho de materiales que tienen un núcleo incluido entre dos envueltas . Núcleos adecuados incluyen núcleos de papel, núcleos alveolares o núcleos de plástico ondulado, y el núcleo puede estar estriado longitudinal o radialmente. Envueltas adecuadas incluyen papel, aluminio y plásticos poliméricos. Un material compuesto adecuado es Correx®. Los materiales utilizados pueden reforzarse isotrópica o anisotrópicamente mediante fibras de rigidización unidireccionales o tejidas. El diafragma puede ser plano o puede ser cóncavo. Con el término "cóncavo" se pretende cubrir todos los diafragmas no planos, ya sean cóncavos, curvados o abovedados, incluyendo secciones cónicas y curvas compuestas, ya sean circulares o elípticas. Una forma cóncava puede tener una sección plana en el centro. El diafragma puede tener un espesor o anchura que varía con la longitud. El altavoz puede comprender una abertura. Un segundo diafragma puede estar montado en la abertura. El segundo diafragma puede ser similar en funcionamiento al primer diafragma, por ejemplo, puede tener un transductor acoplado a una primera posición nodal promedio y al menos una masa acoplada a una segunda posición nodal promedio. Alternativamente, el segundo diafragma puede hacerse funcionar pistónicamente o como un dispositivo de modo de flexión. Un elemento de sellado puede montarse en la abertura, mediante lo cual la abertura se sella acústicamente de manera sustancial para evitar la dispersión de la potencia de salida acústica. La razón del radio del sellado con respecto al radio exterior del diafragma es un parámetro adicional que puede ajustarse para lograr una respuesta acústica deseada. El dispositivo acústico puede montarse en un recinto y pueden seleccionarse las propiedades acústicas del recinto para mejorar el rendimiento del dispositivo acústico. El dispositivo acústico puede ser un altavoz en el que el transductor está adaptado para aplicar energía de onda de flexión al diafragma en respuesta a una señal eléctrica aplicada al transductor y el diafragma está adaptado para radiar sonido acústico sobre una zona radiante. Alternativamente, el dispositivo acústico puede ser un micrófono en el que el diafragma está adaptado para vibrar cuando el sonido acústico es incidente en el mismo y el transductor esta adaptado para convertir la vibración en una señal eléctrica. El método y el dispositivo acústico de la presente invención se refieren por tanto a la explotación de modos de onda de flexión. Por el contrario la técnica anterior relacionada de pistón y cono ha buscado no fomentar el comportamiento modal, por ejemplo utilizando amortiguación o aspectos de acoplamiento motriz y estructurales específicos. Sin embargo, el dispositivo acústico de la presente invención se refiere a las frecuencias de flexión más bajas. No requiere que estos modos estén densa o uniformemente distribuidos . Se estimula que los modos a los que se refiere radien, sin embargo su contribución en el eje está equilibrada en cuanto a la radiación mediante el montaje del transductor, la suspensión y/o las masas en las posiciones nodales promedio de los modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento. La invención utiliza el principio de sonido radiado mediante una simple placa libre, que es el diafragma, impulsado hacia la flexión mediante una fuerza puntual pura teórica sin masa asociada. Esto no puede lograrse en la práctica, ya que la fuerza tiene que aplicarse mediante un mecanismo que inevitablemente implicará a la masa, por ejemplo, el debido a un montaje de bobina de audio de un excitador o transductor electrodinámico. Además, una fuerza práctica también se presentará generalmente a la placa no en un único punto, sino a lo largo de una línea como en un cuerpo de bobina circular. El diseñador del dispositivo acústico tiene la libertad, dentro del principio de la invención, de afinar el rendimiento para diversas situaciones y aplicaciones ajustando la velocidad modal transversal neta, global o selectivamente con la frecuencia. Por ejemplo, puede requerirse una característica de frecuencia diferente a diferentes frecuencias o un ángulo diferente de radiación para ciertas aplicaciones, por ejemplo, en un vehículo, en que el oyente está fuera de eje. Los siguientes aspectos de la invención también utilizan el mismo principio y tiene las mismas características complementarias . Según otro aspecto de la invención, se proporciona un dispositivo acústico que tiene un intervalo de la frecuencia de funcionamiento que comprende un diafragma que tiene una periferia circular y un centro de masas y siendo el diafragma tal que tenga modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, y un transductor acoplado al diafragma y adaptado para aplicar energía de onda de flexión al mismo en respuesta a una señal eléctrica aplicada al transductor, estando el transductor acoplado al diafragma en una primera posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, y al menos una masa acoplada a o integrada en el diafragma en una segunda posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento. Según otro aspecto de la invención, se proporciona un altavoz que tiene un intervalo de frecuencia de funcionamiento que comprende un diafragma que tiene un centro de masas y siendo el diafragma tal que tenga modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, un medio de transductor acoplado al diafragma y adaptado para aplicar energía de onda de flexión al mismo en respuesta a una señal eléctrica aplicada al transductor, estando el medio transductor acoplado al diafragma en posiciones opuestas separadas desde el centro de masas del diafragma, y en una primera posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, y al menos un par de masas integradas en, o acopladas a, el diafragma en las posiciones opuestas separadas desde el centro de masas del diafragma y ubicadas en una segunda posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento. A partir de todavía otro aspecto, la invención es un método para fabricar un altavoz que tiene un intervalo de la frecuencia de funcionamiento y que tiene un diafragma plano con una periferia circular y un centro de masas, que comprende escoger los parámetros del diafragma para que sean tales que tenga modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, acoplar un transductor al diafragma y concéntricamente con el centro de masas del diafragma, para aplicar energía de onda de flexión al mismo en respuesta a una señal eléctrica aplicada al transductor, y acoplar una suspensión elástica al diafragma concéntricamente con el centro de masas del diafragma y alejándose de su periferia y ubicado en una corona circular en una posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento. A partir de otro aspecto, la invención es un método para fabricar un altavoz que tiene un intervalo de la frecuencia de funcionamiento y que tiene un diafragma plano con una periferia circular y un centro de masas, que comprende escoger los parámetros del diafragma para que sean tales que tenga modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, acoplar un transductor al diafragma para aplicar energía de onda de flexión al mismo en respuesta a una señal eléctrica aplicada al transductor en una primera posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento y añadir al menos una masa al diafragma en una segunda posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento . BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención se ilustra esquemáticamente, a modo de ejemplo, en los dibujos adjuntos, en los que: la figura la es una vista en planta de una primera realización de la presente invención; la figura Ib es una vista en corte transversal a lo largo de la línea AA de la figura la; la figura 2a es un gráfico que muestra la variación de la presión acústica en el eje con la frecuencia para el dispositivo de la figura la con y sin masas; la figura 2b es un gráfico que muestra la variación de la potencia en el semiespacio (es decir, la potencia acústica integrada sobre el hemisferio en frente de la realización) con la frecuencia para el dispositivo de la figura la con y sin masas; la figura 3 es un gráfico que muestra la variación de la sensibilidad de la tensión con la frecuencia para el dispositivo de la figura la dividido en bandas asociadas con cada masa; la figura 4a es un gráfico que muestra la variación de la sensibilidad de la tensión con la frecuencia para el dispositivo de la figura la con dos masas diferentes en la posición más exterior; las figuras 4b y 4c son vistas en corte transversal de la sección exterior de los dispositivos medidos en la figura 3a; la figura 5a es una vista en corte transversal del dispositivo de la figura la montado en una pantalla acústica; la figura 5b es un gráfico que muestra la variación de la sensibilidad de la tensión con la frecuencia para el dispositivo de la figura la montado en una pantalla acústica escalonada y una pantalla acústica con montaje empotrado; la figura 6a y la 6b son gráficos que muestran la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia, respectivamente para una segunda realización de la invención con y sin masas; las figuras 7a, 7b y 7c son gráficos que muestran la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia para dos altavoces teóricos y un altavoz práctico, respectivamente; la figura 8 muestra parte de los perfiles de velocidad para los altavoces de las figuras 7b y 7c; las figuras 9a a 9e muestran la variación del valor medio de la parte real de la admitancia Ym con el diámetro del panel para el primer modo hasta los primeros cinco modos, respectivamente; la figura 9f muestra las formas de modo para los primeros cinco modos y las ubicaciones anulares; las figuras 9g y 9h muestran la variación del valor medio de la parte real de la admitancia Ym con diámetro del panel para los ocho primeros modos con masas diferenciadas y extendidas; las figuras 9i y 9j muestran el nivel de presión acústica y el nivel de potencia acústica que varía con la frecuencia para una solución de cuatro modos utilizando masas diferenciadas y continuas, respectivamente; la figura 9k muestra los primeros tres modos para un panel tras el método de optimización; la figura 10a muestra las respuestas de la frecuencia por debajo del primer modo, para del primer modo al segundo modo y para el segundo modo y superiores respectivamente, para un altavoz que comprende un diafragma circular; la figura 10b muestra el desplazamiento de pistón para el altavoz en los intervalos de la figura 10a; las figuras 10c y lOd muestran el desplazamiento modal para el altavoz en los intervalos de la figura 10a; la figura lOe muestra las respuestas de la frecuencia por debajo del primer modo, para del primer modo al segundo modo y para el segundo modo y superiores respectivamente, para el altavoz de la figura 10a con ambos modos equilibrados; la figura lOf muestra el desplazamiento de pistón para el altavoz en los intervalos de la figura 10e; las figuras lOg y lOh muestran el desplazamiento modal para el altavoz en los intervalos de la figura 10e; la figura lOi muestra las respuestas de la frecuencia por debajo del primer modo, para el primer modo al segundo modo y para el segundo modo y superiores respectivamente, para el altavoz de la figura lOe; la figura lOj muestra la directividad del pistón para el altavoz de la figura lOi; las figuras lOk y 101 muestran las directividades modales para el altavoz en los intervalos de la figura 10i; las figuras lia a lid son simulaciones de las variaciones de la presión acústica y la potencia con la frecuencia para un altavoz que tiene un panel circular impulsado en cuatro posiciones anulares diferentes; la figura lie es una simulación de las variaciones de la presión acústica y la potencia con la frecuencia para un altavoz que tiene un panel circular impulsado en la posición anular utilizada en la figura lid con una masa exterior más ligera; las figuras 12a y 12b son vistas en corte transversal de otras realizaciones de la presente invención; la figura 12c es un gráfico de la respuesta de la potencia frente a la frecuencia para las realizaciones de las figuras 12a y 12b; la figura 13 es un gráfico de la media logarítmica de la respuesta de los primeros tres modos de los paneles de las figuras 12a y 12b frente al radio, y la figura 14 es una vista de otra realización de la invención; las figuras 15 y 16 son gráficos de la presión acústica frente a la frecuencia que muestra el efecto de variaciones al 10% en la masa y la ubicación anular, respectivamente, para la ubicación anular más interior, las figuras 17a y 17b son gráficos de la presión acústica frente a la frecuencia que muestran el efecto de variaciones al 10% en la masa y la ubicación anular, respectivamente, para la ubicación anular media, las figuras 18a y 18b son gráficos de la presión acústica frente a la frecuencia que muestra el efecto de variaciones al 10% en la masa y la ubicación anular, respectivamente, para la ubicación anular más interior, la figura 19 es un gráfico de la presión acústica (db) frente a la frecuencia (Hz) que muestra el efecto de cambiar simultáneamente la ubicación anular y la masa en un 20%; la figura 20 es un gráfico de la presión acústica (db) frente a la frecuencia (Hz) que muestra el efecto de aproximación utilizando un diafragma anular para lograr un panel circular deseado; la figura 21 muestra las curvas del nivel de presión acústica (SPL) en el eje y el nivel de potencia acústica (SWL) (curvas inferior y superior, respectivamente) para un altavoz en el que los primeros dos modos se han equilibrado y para el que se ha montado una única almohadilla de amortiguación; la figura 22a es una vista en planta de un altavoz según otro aspecto de la invención; la figura 22b muestra las curvas del nivel de presión acústica (SPL) en el eje y el nivel de potencia acústica (SWL) (curvas inferior y superior, respectivamente) para el altavoz de la figura 22a; la figura 23 es una vista en perspectiva de un acoplador frustocónico; la figura 24 es una vista lateral de una unidad motriz de altavoz que incorpora el acoplador de la figura 23; la figura 25 es una vista desde atrás de la unidad motriz de la figura 24 ; las figuras 26a a 26d muestran la presión acústica (db) frente a la frecuencia (Hz) para variaciones de la unidad motriz de la figura 23; la figura 27a es una vista en planta de una segunda realización de la presente invención; la figura 27b es una vista en corte transversal a lo largo de la línea AA de la figura 27a; la figura 28a es un gráfico que muestra la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia para el dispositivo de la figura 12b; las figuras 28b, 28c y 28d son gráficos que muestran la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia para el dispositivo de la figura 27a con un ángulo incluido de 158°, 174° y 166° respectivamente; la figura 29a es una vista en planta de otra realización de la presente invención; la figura 29b es una vista en corte transversal a lo largo de la línea AA de la figura 29a; la figura 30a es una vista en planta de otra realización de la presente invención; la figura 30b es una vista en corte transversal a lo largo de la línea AA de la figura 30a; la figura 31 muestra la variación del valor medio de la parte real de la admitancia Ym con el diámetro del panel para los primeros cuatro modos del panel de la figura 29a; la figura 32a es un gráfico que muestra la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia para el dispositivo de la figura 29a; las figuras 32b, 32c y 32d son gráficos que muestran la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia para el dispositivo de la figura 29a con diversas masas anulares; las figuras 33a y 33b son vistas en corte transversal de paneles alternativos que pueden incorporarse en dispositivos según la presente invención; la figura 34a es una vista en planta de otra realización de la presente invención; la figura 34b es una vista en corte transversal a lo largo de la línea AA de la figura 34a; las figuras 35a y 35b son gráficos que muestran la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia, respectivamente, para el dispositivo de la figura 34a con una masa, con dos masas y sin masas; las figuras 36a, 36b y 36c son gráficos que muestran la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia para dos altavoces teóricos y un altavoz práctico, respectivamente; las figuras 36d a 36g son gráficos de la admitancia en media logarítmica de los primeros dos a cinco modos del panel de la figura 34a frente a la mitad de la longitud, respectivamente; las figuras 36h y 36i son gráficos del nivel de presión acústica frente a la frecuencia para una solución de dos modos y cinco modos, respectivamente; las figuras 37 y 38 son vistas en planta de dos realizaciones adicionales de la presente invención; las figuras 39a y 39b son gráficos que muestran la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia respectiva para el dispositivo de la figura 38 con y sin masas; la figura 40a es una vista en planta de otra realización de la presente invención; la figura 40b es una vista en corte transversal a lo largo de la línea AA de la figura 40a; la figura 41a es un gráfico de las primeras cuatro formas de modo para el diafragma de la realización de la figura 40a; la figura 41b es un gráfico de las transformadas de Fourier de las formas de modo de la figura 1a; la figura 41c es un gráfico que muestra la media logarítmica de la respuesta para tanto el primer modo como los primeros dos modos del diafragma de la figura 40a, y la figura 4Id es un gráfico que muestra la admitancia en media logarítmica para tanto los primeros tres modos como los primeros cuatro modos del diafragma de la figura 40a. Las figuras 42a, 42b y 42c son gráficos que muestran la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia para dos altavoces teóricos y un altavoz práctico, respectivamente; la figura 43a es una vista en planta de una realización alternativa de la invención; la figura 43b es un gráfico de las primeras cuatro formas de modo para el diafragma de la realización de la figura 43a; la figura 43c es un gráfico que muestra la admitancia en media logarítmica para tanto el primer modo como los primeros dos modos del diafragma de la figura 43a; la figura 43d es un gráfico que muestra la admitancia logarítmica para tanto los primeros tres modos como los primeros cuatro modos del diafragma de la figura 43a; la figura 44a es una vista en planta de una realización alternativa de la invención; la figura 44b es un gráfico de las primeras cuatro formas de modo para el diafragma de la realización de la figura 44a; las figuras 45, 46 y 47 son gráficos que muestran la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia para un altavoz pistónico rectangular, un altavoz en forma de panel resonante teórico y un altavoz en forma de panel resonante práctico, respectivamente; las figuras 48a y 48b son vistas en planta y laterales de otra realización de la presente invención; las figuras 49 y 50 son gráficos que muestran la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia, respectivamente, para la realización de la figura 48a; las figuras 51a y 51b son gráficos que muestran la variación de la presión acústica en el eje y la potencia en el semiespacio con la frecuencia para una variación sobre la realización de la figura 48a; las figuras 52a y 52b son vistas en sección transversal y desde atrás de un altavoz que comprende un acoplador, y las figuras 53a y 53b son vistas en sección transversal y desde atrás de un altavoz que comprende una segunda realización de un acoplador; la figura 54 es un gráfico de la fuerza neta efectiva F de una bobina de audio de un transductor frente al radio p de la bobina de audio; las figuras 55a y 55b son vistas en planta de un cuarto de un diafragma circular y similar a un haz, respectivamente; la figura 55c es una vista lateral de los diafragmas en cuartos de las figuras 55a y 55b; las figuras 56a y 56b muestran la variación de la presión acústica en el eje y presión acústica a 45° con la frecuencia para un altavoz sin y con masas de equilibrado de la suspensión respectivamente; la figura 56c muestra la variación de la potencia en el semiespacio con la frecuencia para un altavoz sin y con masas de equilibrado de la suspensión; la figura 57a es una vista en planta de otra realización de la presente invención; la figura 57b es una vista en corte transversal a lo largo de la línea AA de la figura 77a; la figura 58 es una vista en planta de otra realización de la invención, y la figura 59 es una vista en corte transversal parcial de otra realización de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las figuras la y Ib muestran un altavoz que comprende un diafragma en la forma de un panel 10 circular y un transductor 12 que tiene una bobina 26 de audio montada concéntricamente al panel 10. Tres masas 20, 22, 24 con forma de anillo (o anulares) están montadas concéntricamente en el panel 10 utilizando cinta adhesiva. La bobina de audio y las masas se ubican cada una en posiciones anulares que pueden denominarse las posiciones 1 a 4, siendo la posición 1 la ubicación más interior y la posición 4 la más exterior. El panel y el transductor están soportados en un armazón 14 circular que comprende una pestaña 16 a la que está unido el panel 10 mediante una suspensión 18 circular. La pestaña 16 está separada de y rodea la periferia del panel 10 y la suspensión 18 está unida en una corona circular separada de la periferia del panel 10. De esta forma, el borde del panel está libre para moverse, lo que es importante puesto que hay un antinodo en esta ubicación. De manera similar, no hay masas ubicadas en el centro del panel, puesto que también hay un antinodo en esta ubicación. El transductor 12 está unido mediante conexión a tierra al armazón 14. El panel 10 está hecho de un material isotrópico, concretamente Rohacell™ de 5 mm de espesor (poli- metilimida expandida) y tiene un diámetro de 125 mm. Las masas son flejes de latón y tienen 1 mm de espesor. Las ubicaciones de la bobina 26 de audio, de cada masa y de la suspensión son posiciones nodales promedio de los modos del panel que aparecen en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento y se calculan tal como se describe en las figuras 7a a 10. Los valores de las masas se clasifican con respecto a su ubicación y la masa de la bobina de audio, tal como se describe en las figuras lia a lie. Los valores se establecen en la siguiente tabla: Las figuras 2a y 2b muestran la presión en el eje y la potencia en el semiespacio para el altavoz con tres masas de anillo (línea continua) y sin las masas (línea discontinua) . El altavoz con las masas tiene una respuesta de la frecuencia fuera del eje ampliada y tiene una inteligibilidad y una calidad de sonido mejoradas sobre la región de audición. Otra ventaja es que el dispositivo con masas es coherente con la ausencia de retraso significativo con la frecuencia. En consecuencia, pueden formarse imágenes en estéreo precisas. La masa del montaje del diafragma del altavoz sin masas es de 11,8 g y las masas añaden 10,8 g extra. Tal como se muestra en las figuras 2a y 2b, este diseño particular conduce a una pérdida de aproximadamente 6 dB en la región del pistón (es decir, por debajo de 600 Hz) . Tal como se muestra en la figura 3 , el intervalo de frecuencias del dispositivo puede dividirse en bandas (mostradas por las líneas discontinuas) mediante los modos del panel tal como se determina mediante el análisis de elementos finitos (FEA) . Cada banda tiene una masa particular asociada con ella y el aumento de la masa reduce la sensibilidad de esa banda y viceversa. La sensibilidad de la región del pistón está controlada por la masa en la posición más exterior. Hay una disminución en la impedancia mecánica del panel hacia la periferia y por tanto, puede requerirse menos masa en la posición más exterior. La figura 4a muestra el efecto de reducir la masa global en la posición 4 en 1,25 g. La línea discontinua muestra la respuesta para la masa reducida y la línea continua, la masa superior. Hay un incremento en la sensibilidad desde 150 hasta 600 Hz, tal como se esperaba.

Sin embargo, hay una disminución en la sensibilidad en la banda media, lo que sugiere que la masa en la posición más exterior afecta a la respuesta de la frecuencia en hasta 4 kHz. La sensibilidad por debajo de 150 Hz permanece sin cambios . La contribución de la masa de la suspensión puede variar con la frecuencia y la contribución de la masa se determinó a 85 Hz, lo que puede ser una fuente de error con respecto a los modos de equilibrado con precisión a las frecuencias superiores . Las figuras 4b y 4c muestran cómo se logra la reducción en la masa en la posición más exterior. La suspensión 18 utilizada en el dispositivo de la figura 4b (y la figura la) tiene una sección transversal simétrica que comprende dos pestañas 30, 32 de igual tamaño que se extienden desde cualquier lado de una sección 34 semicircular. La pestañas 30, 32 están unidas al panel 10 y la pestaña 16 del armazón, respectivamente. En la figura 4c, la mayor parte de la pestaña 36 unida al panel 10 se ha eliminado para reducir la masa de la suspensión en 0,25 g. La masa 40 también se ha reducido hasta 1 g para proporcionar la reducción global de 1,25 g. Las figuras 2a y 2b sugieren que hay difracción desde el borde de los paneles. La figura 5a muestra el dispositivo de la figura la montado en una pantalla 28 acústica. La figura 5b muestra una simulación de la sensibilidad del dispositivo con una pantalla acústica (línea continua) y sin una pantalla acústica (línea discontinua) . El montaje empotrado del dispositivo en una pantalla acústica suaviza el patrón de interferencia observado a altas frecuencias . En una segunda realización, el material del panel se cambió a aluminio de 1 mm de espesor y la siguiente tabla compara las propiedades del material y los valores de modo.

El panel de aluminio tiene una resistencia a la flexión significativamente mayor. Esto no cambia significativamente la presión en el eje o la potencia acústica, pero sí cambia la frecuencia de los modos. Por tanto, en general, puede escogerse o ajustarse la rigidez para garantizar que el panel es modal lo suficientemente pronto con respecto al diámetro del panel para proporcionar buena potencia acústica con el beneficio de una alta suavidad y extensión de la frecuencia. Además, aunque la frecuencia de los modos es diferente para cada rigidez de panel, la razón de la frecuencia de cada modo con respecto al primer modo es la misma y se establece más adelante. Por tanto, las posiciones anulares para la bobina de audio, las masas y la suspensión siguen siendo las mismas. Además, dado que la frecuencia del quinto modo es 27 veces la del primer modo, dirigiendo los primeros cinco modos, puede lograrse una cobertura de aproximadamente 6 octavos del equilibrado modal para añadirse al intervalo del pistón.

Las figuras 6a y 6b muestran la presión acústica en el eje y la potencia 180 para el dispositivo utilizando un panel de aluminio. La línea continua muestra el dispositivo con masas y la línea discontinua sin masas . Tal como se muestra, el dispositivo sin masas es inutilizable, mientras que la adición de las tres masas proporciona mejoras significativas en el rendimiento. La mayor mejora se muestra en la banda media, particularmente alrededor de la frecuencia del segundo modo, concretamente a 2,6 kHz. La mejora no es tan marcada como para la realización que utiliza un panel de Rohacell™ puesto que el panel de aluminio es significativamente más pesado y tiene una amortiguación inferior. En consecuencia, se reduce la razón de las masas añadidas con respecto a la masa del panel y se reduce la pérdida global de sensibilidad. El gran pico a 16 kHz parece no resultar afectado por la adición de las masas mostradas, quizá porque se debe al sexto modo. Las figuras 7a a 10 ilustran un método para escoger las posiciones anulares de las masas y la suspensión y la ubicación motriz para los dispositivos de las figuras la y 6a. La figura 7a muestra la presión acústica y los niveles de potencia acústica para un altavoz pistónico teórico que comprende un panel libre, circular, plano y rígido, impulsado por una fuerza puntual sin masa aplicada al centro del panel. La presión acústica es constante con la frecuencia mientras que la potencia acústica es constante hasta aproximadamente 1 kHz y después decae gradualmente con el aumento de la frecuencia. [ka>2] La figura 7b muestra la presión acústica y los niveles de potencia acústica para un altavoz teórico que comprende un panel libre, resonante y circular impulsado por una fuerza puntual sin masa aplicada al centro del panel . La presión acústica todavía es sustancialmente constante con la frecuencia pero ahora la disminución en la potencia acústica se ha mejorado significativamente en comparación con la mostrada en la figura 7a. Los modos del panel son ahora visibles en el análisis, puesto que el modelo no utiliza amortiguación electromecánica. Si los modos fueran invisibles, el panel libre, resonante y circular suministraría una presión acústica constante en el eje, así como una potencia acústica sustancialmente constante. La figura 7c muestra la presión acústica y los niveles de potencia acústica para un altavoz práctico similar al de la figura 7b pero impulsado por un transductor con una bobina de audio que tiene un diámetro de 25 mm y una masa finita que es dependiente del diseño de la bobina de audio (materiales, vueltas, etc . ) . La disminución en la potencia acústica con la frecuencia está mejorada todavía en comparación con la de la figura 7a. Sin embargo, ahora tanto la presión en el eje como la potencia acústica ya no son constantes con la frecuencia. Dado que los altavoces son simétricos respecto a un eje, puede utilizarse un modelado simple para los modos. La figura 8 muestra los perfiles de velocidad para los primeros cinco modos en el plano generador de los altavoces de las figuras 7b y 7c. La línea recta discontinua representa el eje de simetría y la línea de puntos es el plano generador. Hay un escaso ajuste entre los dos conjuntos de modos. Los modos del ideal teórico de la figura 7b están equilibrados inercialmente hasta el punto en que, excepto para el modo de "desplazamiento de cuerpo completo" o de "pistón" , tendrán desplazamiento medio cero (es decir, el área encerrada por la forma del modo por encima del plano del generador es igual a la de por debajo del plano) . Por el contrario, los modos del altavoz práctico de la figura 7c no están equilibrados. Sin embargo, este comportamiento puede dirigirse correlacionando matemáticamente los contornos nodales y por tanto, los modos y el perfil de velocidad del altavoz práctico con respecto a los del altavoz teórico ideal . Esto puede lograrse calculando las ubicaciones en las que la admitancia Ym está en un mínimo para los modos del altavoz teórico y montando la bobina de audio, la suspensión y/o las masas en estas ubicaciones . La línea curva discontinua en la figura 8 corresponde a la situación corregida utilizando los nodos o mínimos de la admitancia media. Tal como se muestra en la figura 8, el conjunto de línea discontinua de los modos es un mejor ajuste para el conjunto de línea continua de los modos (es decir, el ideal teórico) que el conjunto de línea de puntos. En la figura 8, la línea discontinua vertical representa el eje de simetría y la línea de puntos horizontal es el plano generador. La impedancia Zm y real parte de la admitancia Ym se calculan a partir de una suma modal y, por tanto, sus valores dependen del número de modos considerados. La admitancia Ym y su media logarítmica µ(p) a medida que varía con el radio p se calculan utilizando las ecuaciones siguientes : Ym(N,?,p) = j - ? - ? y(i,py ^(.)4-^+7-5-%-?-µ, og(RQ(Ym(3,l0 p))) - df N = Número de modos. S = Factor de proporcionalidad sobre el intervalo de la frecuencia de funcionamiento. ?± = valor propio « ( n - %) . p / (1 - p0) ; p0 = 0,2 ? = frecuencia. ? (i, p) = forma del modo del modo iésimo. Las figuras 9a a 9e muestran la variación en Ym con el diámetro del panel para de uno a cinco modos, respectivamente. Los mínimos están tabulados a continuación: En el caso de un panel con poca amortiguación, la anchura de cada mínimo es bastante estrecha. Esto sugiere que el montaje en las ubicaciones anulares puede ser bastante crítico y que la tolerancia puede ser de tan sólo del 2%. Esto es particularmente cierto para el primer modo tomado solo. Para un panel con amortiguación típica, tal como un panel con núcleo de espuma con envuelta de película polimérica, la tolerancia puede aumentar hasta un 10%, tal como puede observarse en las figuras 9d y 9e y también en figuras similares posteriores, por ejemplo, en las figuras 36e y 36f .

Debe observarse que puesto que el promedio se toma sobre un intervalo de la frecuencia de funcionamiento, los modos en las frecuencias fuera de este intervalo no afectarán al resultado. Esto explica, en parte, por qué los modos cinco y superiores tienen generalmente menos efecto que sus predecesores. Por tanto, los modos de orden superior pueden correlacionarse satisfactoriamente si los primeros cuatro modos se correlacionan cuando los modos superiores están fuera de la banda de frecuencia de interés, y el panel es razonablemente rígido en cizalladura. Cuando esto no es cierto, entonces son posibles órdenes superiores de equilibrado modal. El método es lo suficientemente flexible como para permitir que un diseñador correlacione sólo modos particulares . Las ubicaciones anulares calculadas para los primeros cuatro o cinco modos corresponden a las posiciones de las masas y la bobina de audio en los dispositivos de las figuras la y 6a. La figura 9f compara las ubicaciones anulares con las 5 formas de modo del altavoz teórico. En el primer modo hay dos ubicaciones 50, 52 anulares hacia el interior de la línea 54 nodal y dos 56, 58 hacia el exterior. A medida que aumenta el orden del modo hay ubicaciones anulares dispuestas en lados opuestos de las líneas 54 nodales . La figura 9g muestra que a medida que el número de modos que va a fijarse aumenta (en este caso hasta ocho) , sí parece haber, por observación, un patrón en la curva de admitancia que parece ser asintótica. Las razones de los mínimos interior y exterior comienzan a adaptarse a valores de aproximadamente 0,13 y 0,95, respectivamente. Además, con el aumento de orden del modo, los mínimos en la impedancia llegan a juntarse incluso más entre sí, lo que tiende hacia un continuo.

Las masas que van a montarse en los mínimos son todavía pequeñas y diferenciadas y se muestran como círculos diferenciados . La ubicación de la bobina de audio y de la suspensión se indican mediante una C y una S, respectivamente. En la práctica, las masas bien pueden ser de tamaño extendido y podrían representarse tal como se muestra en la figura 9h. Aquí, la masa diferenciada se ha mostrado como rectángulos extendidos y casi se están tocando. La masa diferenciada puede sustituirse por una única masa continua, siempre que esta masa no rigidice el panel . Las figuras 9i y 9j muestran la presión sonora acústica y la potencia sonora acústica para un altavoz que utiliza una masa diferenciada Ml y M2 (línea continua) y un altavoz que utiliza una masa continua (línea de puntos) . Las soluciones tienen una pequeña cantidad de amortiguación estructural aplicada (5%) . Las ubicaciones para masas en la solución diferenciada fueron: Las ubicaciones para la solución de masa continua fueron: La masa continua se modeló como una envuelta delgada muy flexible con densidad adecuada pero un módulo de Young muy bajo, evitando así cualquier rigidización del diafragma. Aunque las figuras 9i y 9j muestran que las respuestas de los altavoces no son idénticas, la solución de masa continua da un resultado aceptable. Parece haber una pequeña consecuencia en la sensibilidad global y la masa continua alternativa puede ser más simple de poner en práctica. No obstante, todavía se prefiere la solución de masa diferenciada, particularmente puesto que el diseño de la solución de masa continua es más limitado, dado que deben utilizarse los valores asintóticos para la posición de la bobina y la suspensión. Puede ser posible reducir en amplitud algunos de los picos no deseados en la solución de masa continua, si la masa continua tuviera una pequeña cantidad de amortiguación intrínseca. Esto puede lograrse utilizando un material tal como lámina de caucho flexible, o similar, que proporciona la masa correcta y una pequeña cantidad de amortiguación adicional . Como alternativa al uso de la admitancia, puede lograrse que la velocidad modal transversal neta tienda a cero mediante una optimización tal como sigue. En primer lugar, se define un modelo, por ejemplo, para un diafragma circular se considera un disco que comprende anillos concéntricos de material idéntico, con masas de líneas circulares en las uniones de los anillos, las frecuencias modales y las formas de modo se resuelven a partir de: N - situación del modo; µl = masa por unidad de longitud de las masas del anillo sección 0 ?0 = A0-JO (k-r) + C0-I0(k-r) sección n = 1 .. N ?n = An.JO (k-r) + Bn-YO(k-r) Cn.IO(k-r) + Dn-KO(k-r) Límites continuidad ?(k-rn)?? = ?(k-rn)n-? MR(k-rn)n = MR(ktn)n.? MR(k-R) = 0 equilibrios de fuerza 2 QR(k• rn)n = QR(k • ^ + an • µl• - -^• ?(k• r ^ an 0,8 si n = N 1 en caso contrario QR(k-R) = 0 Donde ?0 es la forma del modo de la sección central circular ?n es la forma del modo del anillo enésimo k es el número de onda r es el radio µl es la masa por unidad de longitud de las masas del anillo N es el número del modo superior que va a dirigirse J(0) es una función del Bessel del primer tipo, orden 0 Y(0) es una función de Bessel del segundo tipo, orden 0 1(0) es una función de Bessel modificada del primer tipo, (0) es una función de Bessel modificada del segundo tipo, An, Bn, Cn y Dn son constantes MR es la componente radial del momento de flexión QR es la componente radial del esfuerzo de cizalla a son las razones de la masa por longitud de las masas del anillo con respecto a una masa de referencia por longitud, normalmente la de la bobina de audio, y a = 1 para todos los anillos, excepto el anillo más exterior, normalmente . El desplazamiento de volumen neto se calcula a partir de: R \ r?(kr)dr o La optimización de aN más exterior para los valores fijos de r, de manera que el desplazamiento de volumen neto tienda a cero, da valores de aN de entre aproximadamente 0,75 y 0,80, dependiendo de los valores exactos de rn. Las posiciones nodales promedio calculadas utilizando el método de la admitancia descrito anteriormente dan valores de aN de aproximadamente 0,79 a 0,80. Si se utilizan las posiciones nodales reales para el último modo, parecen óptimos los valores de aN de aproximadamente 0,74 a 0,76. Como ejemplo, el método de optimización se utiliza para diseñar un panel de 92 mm de diámetro impulsado por un transductor que tiene una bobina de audio de 32 mm. La solución de dos modos calculada utilizando el método de la admitancia da ubicaciones radiales de 0,4 y 0,84 para la bobina de audio. Sin embargo, la razón del diámetro de la bobina con respecto al del panel es de 0,348. Suponiendo que, B = 7 Nm, µ = 0,45 kg/m2, v = 1/3, R = 0,046 m, masa de la bobina = 1,5 g, y variando la posición y la masa del anillo exterior en el método de optimización para dos modos, es decir, N = 2, se obtiene; rN = 0,816764 aN = 0,915268 VErrO =4,578 x10-?-"10 ?n consecuencia, montando un anillo de 75,14 mm (0,816764 x 2R = 0,816764 x 92 mm) de diámetro y 3,224 g (0,915268 x 75,14 / 32 x 1,5 g) de masa para el panel impulsado por el transductor seleccionado, los desplazamientos de volumen residual modal para los primeros dos modos casi han desaparecido, tal como se muestra en la figura 9k. ?l tercer modo todavía está desequilibrado. Como segundo ejemplo, se sitúa una masa en cada línea nodal del tercer modo, los valores de las masas para equilibrar los primeros dos modos se determinan entonces utilizando optimización. Los resultados son: Ubicaciones (razón de los radios) : 0,257, 0,591 y 0,893 Las masas optimizadas por unidad de longitud también se clasifican tal como se establece más adelante en las siguientes razones 1, 0,982 y 0,744. ?n las primeras dos realizaciones de la invención, el panel se impulsa en la posición anular más interior (0,2) . Sin embargo, dado que las otras posiciones anulares también son líneas nodales promedio, el panel puede impulsarse en una o más de estas posiciones con masas anulares en las ubicaciones restantes para equilibrar la masa del (de los) transductor (es) . La acción de equilibrado de las masas está relacionada con la distancia relativa desde el punto motriz y/o el centro del panel. Por ejemplo, para un único transductor de 8 gramos montado en el punto motriz de 0,91, el valor de las masas para una buena aproximación en las otras ubicaciones puede derivarse tal como sigue: La figura 10a muestra las respuestas de la frecuencia para tres intervalos diferentes para un altavoz que comprende un diafragma circular. La figura 10a muestra el intervalo pistónico por debajo del primer modo, el intervalo desde el primer modo hasta segundo modo y el intervalo para el segundo modo y superiores. La respuesta a cualquier frecuencia puede considerarse una suma linear de las contribuciones modal y pistónica. Todos los modos dentro de la frecuencia de funcionamiento contribuyen a la respuesta acústica. La figura 10b muestra el desplazamiento de pistón para el altavoz de la figura 10a en cada intervalo. El desplazamiento de pistón es igual y común para cada uno de estos intervalos. La figura 10c muestra el desplazamiento modal del primer modo para cada intervalo. Por debajo del primer modo en el intervalo pistónico, no hay desplazamiento modal . El modo no está equilibrado y tiene un exceso de contribución negativa que da como resultado un pico 356 y una caída en el nivel 358 en la respuesta, siendo ambos audibles. De manera similar, la figura lOd muestra que la forma del desplazamiento para el segundo modo no está equilibrada. De nuevo hay una contribución negativa en exceso que da como resultado un pico 356 y una caída en el nivel 358 en la respuesta, siendo ambos audibles . La figura lOe muestra las respuestas de la frecuencia para los tres intervalos diferentes para el altavoz en los que el primer y el segundo modos están equilibrados. La figura lOf muestra el desplazamiento de pistón para el altavoz en cada intervalo. Al igual que con la figura 10b, el desplazamiento de pistón es igual y común para cada uno de estos intervalos . Las figuras lOf y lOg muestran el desplazamiento modal para el primer y segundo modos para cada intervalo. En el intervalo pistónico, no hay desplazamiento modal. Cada modo está equilibrado, es decir, la suma del desplazamiento transversal medio para cada uno tiende a cero y, por tanto, su contribución neta está equilibrada. En consecuencia, no hay cambio de nivel en la respuesta. Sigue habiendo una muesca 360 simple y definida, pero es psicoacústicamente propicia. La figura lOi corresponde a la figura lOe. Las figuras lOj a 101 muestran las respuestas polares en los tres intervalos. Tal como se muestra en la figura 10j , a bajas frecuencias existe el rendimiento hemisférico esperado de un pistón simple. En las frecuencias a la mitad del intervalo, la directividad de la componente del pistón está comenzando a estrecharse debido al tamaño de origen. Tal como se muestra en la figura lOk, también aparece la radiación del primer modo y se añade al rendimiento del intervalo del pistón, ensanchando así de manera útil la directividad. A frecuencias todavía superiores, la componente del pistón es un lóbulo estrecho, ayudado por la componente del primer modo de flexión y aumentado ahora por la contribución adicional del segundo modo con el ángulo de radiación todavía más amplio que se muestra en la figura 101. Por tanto, las contribuciones modales tienen un efecto beneficioso sobre el mantenimiento de una amplia directividad sobre el intervalo de frecuencias. La figura lia muestra la presión acústica y la variación de la potencia con la frecuencia para un panel circular impulsado por un transductor que tiene una masa de 8 g en la razón de 0,91 con las masas de equilibrado explicadas anteriormente. Las figuras 11b, lie y lid muestran la presión acústica y la variación de la potencia con la frecuencia para el mismo panel impulsado a las razones de 0,69, 0,44 y 0,2 con transductores de masas 6,06 g, 3,864 g y 1,76 g, respectivamente. Las masas de los valores expuestos anteriormente están montadas en cada posición anular que no está impulsada. Cada una de las simulaciones se calcula sin ninguna amortiguación estructural . La bobina de audio más pequeña restablece la potencia para las altas frecuencias, pero los modos inferiores no están tan bien equilibrados. Mediante la disminución de la masa exterior hasta 7 g, se mejora el rendimiento, tal como se muestra en la figura lie. La figura 12a muestra una realización alternativa de la presente invención que es similar a la de la figura la, excepto en que el diafragma del panel circular se ha sustituido con un panel 60 anular. El panel 60 anular tiene un radio interior que está 0 , 2 del radio exterior. Un sello 61 acústico adaptable está montado dentro de la abertura central del panel . La bobina 62 de audio del transductor está montada en una ubicación anular que está a 0,33 del radio y las masas 64, 66 del anillo se sitúan en ubicaciones anulares a 0,62 y 0,91 del radio. La masa 64 del anillo en la ubicación de 0,62 y la bobina 62 de audio tienen igual masa y la masa 66 del anillo en la ubicación de 0,91 es un 3/4 de la masa de la bobina 62 de audio. La figura 12b muestra una variación sobre la figura 12a en la que la bobina 62 de audio está montada en la ubicación anular que está a 0,62 del radio y las masas 64, 66 del anillo están montadas en las ubicaciones de 0,33 y 0,91. Las masas relativas de la bobina de audio y las masas del anillo permanecen sin cambios .

La figura 12c compara la variación en la respuesta de la potencia para los dispositivos de las figuras 12a y 12b (línea discontinua y línea continua, respectivamente) con la del radiador anular pistónico del mismo tamaño (línea de puntos) . El segundo caso tiene un primer modo parcialmente suprimido, por lo que su respuesta de la potencia sigue al pistón bajo el segundo modo. Dado que no es posible el impulso central, no puede lograrse una potencia uniforme. Sin embargo, por encima del segundo modo, ambos casos radian más potencia acústica que el pistón. Las ubicaciones anulares de las masas y la bobina de audio se calculan de una manera similar y utilizando la ecuación para la impedancia explicada resumidamente antes. La figura 13 muestra la media logarítmica de la respuesta de los primeros tres modos (N = 3) de los paneles de las figuras 12a y 12b a medida que varía con el radio del panel. Para el cálculo, se escoge un material arbitrario para el panel, de manera que el primer modo se produce a 400 Hz y el cuarto a aproximadamente 9,6 kHz. Dado que los primeros cuatro modos de un panel anular tienen frecuencias en la razón de 1:5:12:23, dirigir los primeros tres modos significa que dispositivos pueden cubrir completamente un amplio ancho de banda. Los mínimos se producen a 0,33, 0,62 y 0,91 del radio y, por tanto, la bobina de audio y/o las masas se sitúan en estas ubicaciones . La ubicación anular más exterior corresponde a la del panel circular de la figura la. La figura 14 muestra un dispositivo que comprende un panel 72 anular que tiene un radio interior que está a 0,20 del radio exterior y un panel 70 circular montado concéntricamente dentro de la abertura del panel 72 anular. El panel 70 circular se monta en el panel 72 anular mediante una suspensión 74 adaptable que actúa como un sello acústico. El panel 72 anular se impulsa mediante un transductor montado concéntricamente que tiene una bobina 82 de audio montada a 0,62 del radio del panel. Una masa 78 del anillo está montada en el panel anular en una ubicación anular de 0,91 del radio. El panel 72 anular está montado en un armazón como en la figura la mediante una suspensión 80 anular montada en la ubicación anular de 0,91. El panel 70 circular está impulsado por un transductor montado concéntricamente que tiene una bobina 84 de audio montada a 0,62 del radio del panel. Una masa 86 del anillo está montada concéntricamente en el panel circular en una ubicación anular de 0,91 del radio. Las figuras 15 a 19 ilustran el efecto de tolerancias en la ubicación anular y las masas . La figura 15 muestra la respuesta de la frecuencia para un panel circular de 121 mm de diámetro con un transductor con bobina de audio de 32 mm montado en la ubicación anular 0,26 y masas montadas en la razón de diámetro de 0,59 y 0,89. Esta respuesta de la frecuencia se denomina "nominal" y el ancho de banda esperado es de aproximadamente 11 - 12 kHz, debido a los efectos de cizalla en el material . La figura 15 también muestra la respuesta de la frecuencia para el mismo dispositivo con aumento y disminuciones del 10 %, respectivamente, en la masa en la ubicación anular más interior. La figura 16 muestra la respuesta de la frecuencia nominal de la figura 15 junto con las respuestas de la frecuencia para un dispositivo en el que la ubicación anular aumenta o disminuye en un 10%. Las figuras 17a y 18a muestran los efectos de las variaciones en un 10% y un 20% en la masa en las razones de diámetro de 0,59 y 0,89 y las figuras 17b y 18b, el efecto de una variación de un 10% y un 5% en las propias ubicaciones. La figura 19 muestra el efecto de cambiar simultáneamente la masa y la ubicación anular en un 20% en la ubicación anular más interior. En general, la tolerancia para cambiar la masa es mayor que para los cambios en la ubicación. Además, el efecto sobre la respuesta de la frecuencia de los cambios en la ubicación es más intenso a las frecuencias por encima del último modo equilibrado. En general, la mayor tolerancia al cambio es para las ubicaciones más próximas al centro de masas. No sólo es esta ubicación tolerante a cambios bastante amplios tanto en la razón de diámetro como de la masa, sino que también se observa que en la banda de paso los cambios son complementarios. Puede ser posible hacer frente a un cambio de hasta +/- el 30% tanto sobre la razón de diámetro como de la masa, siempre que la masa por unidad de longitud permanezca sin cambios. Las ubicaciones exteriores son más sensibles a los cambios en la razón, pero posiblemente menos sensibles a los cambios en la masa.

Para una solución óptima, el desplazamiento medio relativo es ?rß? = 0. Para una situación óptima de dos modos, al variar el radio de la masa exterior se mueve desde la posición óptima según d?rei t 75, d donde r2 es el radio de la masa dividido por el radio de la placa. En otras palabras, un cambio de un 1% en r2 da como resultado un cambio del 1,75% en ?re?- El trabajo anterior muestra que son aceptables tolerancias de +/- el 5% a +/-el 10% en r2. Esto corresponde a una tolerancia en ?rel de entre el 8% y el 18%, respectivamente. En las figuras 9a a 9e, y figuras similares posteriores, los mínimos en los gráficos de la impedancia promedio son amplios y, por tanto, se esperaría cierta tolerancia en la colocación de las masas. Esto está apoyado por las figuras 15 a 19. Cuando se tiene en cuenta la flexibilidad de cizalladura, la frecuencia de un modo puede cambiar sustancialmente de la que se predeciría mediante la teoría de una placa fina. La forma del modo, sin embargo, permanece en buena parte sin cambios. Por ejemplo, con los materiales utilizados normalmente, una reducción en las razones de diámetro de aproximadamente 0,01 a 0,02 da como resultado un equilibrado ligeramente mejor de los modos. Esta mejora es en su mayor parte académica, dadas las tolerancias descritas en el párrafo anterior. Una compensación equivalente simple es hacer el panel ligeramente más grande (normalmente en 1 ó 2 mm) . El tamaño del panel está limitado por el tamaño de la bobina de audio del transductor. Dados los tamaños de bobina convencionales en la industria, el tamaño del panel está limitado. Sin embargo, tal como se describió anteriormente, la respuesta de la frecuencia del dispositivo es bastante tolerante a los cambios en la razón más interior y esta observación puede utilizarse como ventaja, permitiendo cambios en el diámetro del panel de probablemente al menos +/- el 10% de los valores tabulados. Por ejemplo, el método puede adaptarse encontrando primero la combinación de panel / transductor más próxima a la requerida (la bobina de audio del transductor se fijaría para la razón de diámetro más interior) y después clasificando todas las razones de diámetro y las masas, excepto la de la bobina de audio, para obtener el tamaño correcto del panel. Alternativamente, puede utilizarse el trabajo sobre paneles con formas anulares para liberar a un diseñador de limitaciones en el tamaño del panel. El argumento es que si el orificio es pequeño, entonces su efecto también será pequeño, por lo que puede que no sea necesario. Las tablas expuestas en relación con los paneles anulares sugieren que tamaños del orificio que tienen una razón de diámetro inferior a 0,1 tienen un efecto mínimo sobre las ubicaciones anulares. Por tanto, el método puede adaptarse diseñando un panel anular, pero construyendo un panel circular. Por ejemplo, puede lograrse un diámetro del panel de 108 mm con una bobina de 32 mm diseñando un panel anular con una razón de orificio de 0,14. El diseño circular más cercano requeriría una bobina de 28 mm. La figura 20 muestra la respuesta de la frecuencia para un panel circular impulsado por un transductor con una bobina de audio de 28 mm o 32 mm y un panel anular impulsado por un transductor con una bobina de audio de 32 mm. La respuesta de la banda de paso para el panel anular es un poco más desigual, pero la respuesta fuera de la banda podría decirse que es mejor. Cualquiera de los métodos tratados anteriormente, concretamente utilizando las tolerancias o la forma anular para relajar las limitaciones sobre el tamaño del panel también pueden utilizarse para "desintonizar" el equilibrio modal de la banda de paso a favor de una desviación más suave de una respuesta uniforme a las frecuencias superiores. Esto es importante cuando el número de modos dirigidos no cubre completamente el ancho de banda deseado o la cizalla en el material del panel da como resultado modos de orden superior que se reducen en frecuencia hasta el punto en el que aparecen en banda. La respuesta de la frecuencia a menudo se vuelve irregular cerca de estos modos superiores, especialmente cuando la bobina de audio cae en o cerca de un antitodo de uno de estos modos. La mejora de estos modos de orden superior puede tratarse utilizando las tolerancias o escogiendo una forma anular. La figura 21 muestra las curvas del nivel de presión acústica (SPL) en el eje y el nivel de potencia acústica (SWL) (curvas inferior y superior, respectivamente) para un altavoz en el que los primeros dos modos se han equilibrado y para el que se ha montado una única almohadilla de amortiguación. El altavoz comprende un panel circular que tiene un diámetro de 85 mm que está impulsado por transductor con una bobina de audio de 32 mm. Un anillo anular de 71 mm de diámetro está montado en el panel y la almohadilla de amortiguación está montada centralmente en el panel . La almohadilla de amortiguación tiene 9 mm por 9 mm y está hecha de caucho de etileno-propileno-dieno (EPDR) . El uso de un disco de amortiguación central sigue las enseñanzas tradicionales, puesto que para un panel circular, esto es siempre un antinodo (de la misma manera que en el borde del panel) . Sin embargo, esto significará que todos los modos tendrán cierta amortiguación aplicada, pero desgraciadamente, no todo el perfil de velocidad estará igualmente amortiguado. Por tanto, tal como se muestra en la figura 21, el efecto de la almohadilla de amortiguación es amortiguar el tercer modo en la curva SPL. Sin embargo, el tercer modo todavía es claramente visible, a 11 kHz, en la respuesta de la potencia acústica, curva SWL. En consecuencia, la respuesta en el eje parece mejorada, pero la respuesta de la potencia no. Con el fin de comprender cómo puede amortiguarse eficazmente este pico del tercer modo, es necesario volver a observar la figura 9c, la curva de admitancia del panel para un panel con tres modos. Tal como se explicó anteriormente, se añaden las masas de equilibrado en las regiones de velocidad baja que son los valles estrechos en el gráfico. Para la amortiguación, son las regiones de alta velocidad las que son de interés, puesto que representan la flexión máxima del panel . Tal como se muestra en la figura 9c, las ubicaciones clásicas de la velocidad máxima son el centro y el borde del panel, puesto que son máximas para todos los modos . También hay otras dos regiones amplias de alta velocidad que alcanzan un máximo en los diámetros de panel de 0,42 y 0,74. La amortiguación selectiva puede aplicarse de manera útil en estas regiones. Dado que las regiones son de amplia admitancia, las ubicaciones de amortiguación no son tan críticas como las ubicaciones de masa de equilibrado. Para el altavoz mostrado en la figura 21a, estas razones son a 35,7 mm y 63 mm. Sin embargo, la bobina de audio del transductor está a 32 mm (por tanto, el pico grande en la potencia de salida) , por lo que añadir amortiguación a 35.7 mm no es ideal. El diámetro de 63 mm es adecuado, pero con el fin de lograr suficiente amortiguación selectiva de la totalidad de la forma del modo, al menos es necesaria una segunda región. La región entre las razones 0,2 y 0,27 también tiene alta velocidad. Aunque esta región comienza a invadir la región central, es una en la que la velocidad está aumentando bastante rápidamente, por lo que el material de amortiguación de superficie estará en tensión. La figura 22a muestra un altavoz que comprende un panel 90 circular que tiene un diámetro de 85 mm que está impulsado por un transductor 92 con bobina de audio de 32 mm. Un anillo 94 de equilibrado anular de 71 mm de diámetro está montado en el panel junto con un anillo 96 de amortiguación de 63 mm de diámetro y una almohadilla de amortiguación central de 9 mm de diámetro. Los anillos 96, 98 de amortiguación están hechos de caucho de etileno-propileno-dieno. La figura 22b muestra las curvas del nivel de presión acústica (SPL) en el eje y el nivel de potencia acústica (SWL) (curvas inferior y superior, respectivamente) para el altavoz de la figura 22a. No hay pico en ninguna de las curvas a 11 kHz, por lo que el tercer modo se ha amortiguado eficazmente mediante el uso del anillo anular.

La ubicación de los anillos de amortiguación se determina mediante el número de modos que están equilibrados. Utilizando las figuras 9a a 9e, a continuación se establecen las ubicaciones anulares de los anillos de amortiguación para la amortiguación del segundo al quinto modo: Por ejemplo, si el cuarto modo tiene que amortiguarse, deben montarse almohadillas de amortiguación en las razones de diámetro de 0,32, 0,52 y 0,77. La figura 23 muestra un acoplador 100 frustocónico. Tal como se muestra en la figura 24, el acoplador 100 se dispone entre el diafragma 102 de un panel circular y una bobina 104 de audio de transductor. El montaje de imán del transductor se ha omitido por motivos de claridad. El diafragma 102 está soportado sobre un armazón 108 mediante una suspensión 106 anular. Las líneas de puntos indican el ángulo ? incluido del acoplador.

Tal como se muestra en la figura 25, el acoplador está acoplado a la bobina de audio del transductor en un primer diámetro 110 que es el diámetro de la bobina de audio. El acoplador está acoplada al diafragma en un segundo diámetro 112 que es mayor que el primer diámetro. De esta forma, un montaje de bobina de audio pequeña que puede ser de coste moderado, se adapta a un círculo motriz más grande. Además, el acoplador está ajusfando un diámetro inapropiado de bobina de audio con un diámetro motriz correcto a un coste relativamente bajo. Las figuras 26a a 26d muestran la presión acústica y los niveles de potencia acústica obtenidos mediante el análisis de elementos finitos. La figura 26a muestra la potencia de salida de un modelo de un altavoz según la invención, es decir, con un diafragma de panel que tiene masas anulares montadas en él. Un acoplador tubular está montado entre el diafragma y la bobina de audio del transductor. El acoplador es de papel en forma de cono de 0,5 mm de espesor, tiene un diámetro de 25,8 mm, y la distancia desde el diafragma hasta la bobina de audio se fijó en 5 mm (teniendo, por tanto, un ángulo incluido de cero grados) . En las figuras 26b a 26d, el diámetro de la bobina de audio se reduce en escalones de 2 mm permaneciendo sin cambios el diámetro del acoplador en el diafragma y, por tanto, el acoplador cambia de tubular a frustocónico con lados cada vez más pronunciados. El diámetro de la bobina de audio se redujo en escalones comenzando con un ángulo incluido de cero, de manera que la figura 26b corresponde a un ángulo ? incluido de 23 grados, la figura 26c a un ángulo ? incluido de 44 grados y la figura 26d a ? = 62 grados . En la figura 26a, hay poca o ausencia de amortiguación en el modelo y en la práctica resulta una respuesta de la frecuencia axial razonablemente homogénea. Se observará a partir de las figuras 26b a 26d que la resonancia del acoplador es claramente visible en el límite de alta frecuencia y esta resonancia del acoplador cae en frecuencia a medida que se reduce el diámetro de la bobina, es decir, que aumenta el ángulo del acoplador. Si la resonancia del acoplador está fuera del intervalo de funcionamiento del altavoz, no hay efecto adverso sobre el rendimiento. En consecuencia, pueden tener cabida pequeños cambios en el diámetro, puesto que la resonancia está en el límite del ancho de banda. El acoplador en los modelos era de papel fino, pero dependiendo de la razón del ajuste de diámetro, son posibles un coste y una masa de acoplador permisibles, y construcciones de revestimiento más resistentes para el acoplador, tal como con resina reforzada con fibra de carbono y materiales termoplásticos moldeados orientados de cristal, tales como Vectra. Aunque el acoplador en los modelos fue de una única sección frustocónica, también sería posible disponer el acoplador para que sea un dispositivo acampanado, pareciéndose a un cono de altavoz curvado típico. Las figuras 27a y 27b muestran una variación sobre la realización de la figura 12b en que el diafragma 120 es ahora similar a un cono, teniendo un ángulo del cono de 158°. Al igual que en la realización anterior, la bobina 122 de audio está montada en la ubicación anular que está a 0,62 del radio y las masas 124, 126 del anillo están montadas en las ubicaciones 0,33 y 0,91. En ambas realizaciones, el panel 110 está hecho de un material isotrópico, concretamente de Rohacell™ de 5 mm de espesor (poli-metilimida expandida) y tiene una periferia exterior con un diámetro de 100 mm y una periferia interior con un diámetro de 20 mm. La acción de equilibrado de las masas está relacionada con la distancia relativa desde el punto motriz y/o el centro del panel. El valor de las masas está equilibrado tal como sigue: Las figuras 28a y 28b muestran la presión en el eje y la potencia en el semiespacio para los altavoces de las figuras 12b y 27a, respectivamente. La figura 28b tiene un ángulo incluido de 158°, y se ha escogido para ilustrar el caso limitante aproximado para una solución de equilibrado con tres masas para conos . Ambos altavoces todavía logran una respuesta de la frecuencia fuera del eje ampliada y una buena inteligibilidad y calidad de sonido sobre la región de audición. Las figuras 28c y 28d muestran cómo mejora el rendimiento para variaciones del dispositivo de tres masas de la figura 27a en la que los ángulos del cono se reducen a 174° y 166°. En cada una de las figuras 28a a 28d, la potencia acústica disminuye en el segundo modo y permanece en este nivel hasta el límite de alta frecuencia. Las figuras 29a y 29b muestran una variación sobre el dispositivo de la figura 12b en que las ubicaciones de las masas y las bobinas de audio se escogen para compensar los cuatro modos. El diafragma es un panel 130 plano anular con un transductor que tiene una bobina 132 de audio montada concéntricamente en el panel 10 a una razón de diámetro de 0,92. Tres masas 134, 136, 138 con forma de anillo (o anulares) están montadas concéntricamente en el panel 130 utilizando cinta adhesiva en razones de diámetro de 0,23, 0,46 y 0,7. Tal como se explicó resumidamente antes, el valor de las masas se clasifica con respecto a la de la bobina de audio y dado que la bobina de audio tiene una masa de 8 g, las masas tienen valores de 1,76 g, 3,864 g y 6,06 g, respectivamente. Los valores de las masas disminuyen hacia el centro del panel . Las figuras 30a y 30b muestran una variación sobre la realización de la figura 29a en que el diafragma 140 es ahora similar a un cono, teniendo un ángulo de cono de 158°. Al igual que en la realización anterior, la bobina 142 de audio está montada en la ubicación anular que está a 0,92 del radio y las masas 144, 146,148 del anillo están montadas en las ubicaciones 0,23, 0,46 y 0,70. Las masas relativas de la bobina de audio y las masas del anillo permanecen sin cambios . La figura 31 muestra la media logarítmica de la respuesta de los primeros cuatro modos (N = 4) del panel de la figura 29a a medida que varía el radio del panel. Los mínimos se producen a 0,23, 0,46, 0,70 y 0,92 del radio y éstas son las ubicaciones de las bobinas de audio y las masas usadas en las figuras 29a y 29b. La solución de los primeros cuatro modos no es una extensión de la solución de los primeros tres modos . Las figuras 32a y 32b muestran la presión en el eje y la potencia en el semiespacio para los altavoces de las figuras 29a y 30a, respectivamente. Los altavoces tienen ambos una respuesta de la frecuencia fuera del eje ampliada y una buena inteligibilidad y calidad de sonido sobre la región de audición. El intervalo de frecuencias del dispositivo puede dividirse en bandas mediante los modos del panel, tal como se determina mediante el análisis de elementos finitos (FEA) . Cada banda tiene una masa particular asociada con ella y el aumento de la masa reduce la sensibilidad de esa banda y viceversa. La sensibilidad de la región del pistón está controlada por la masa en la posición más exterior. Hay una disminución en la impedancia mecánica del panel hacia la periferia y por tanto, puede requerirse menos masa en la posición más exterior. La reducción de la masa en la posición siguiente también puede ser beneficiosa. Las figuras 32c y 32d muestran entonces variaciones de los dispositivos mostrados en las figuras 29a y 29b, respectivamente, en las que los valores de las masas se varían para mejorar el rendimiento. La figura 32c muestra el efecto de reducir la masa del transductor hasta 6 g y el valor de la masa en la ubicación de 0,7 desde 6,06 g hasta 5,8 g en el panel plano. La figura 32d muestra el efecto de reducir la masa del transductor hasta 5,4 g y el valor de la masa en la ubicación de 0,7 desde 6,06 g hasta 5,6 g en el cono de 158°. Hay un incremento en la sensibilidad tal como se esperaba y la respuesta se mejora generalmente para ambas realizaciones. En la figura 32d, un amplio valle que comienza a 3 kHz que puede ser el efecto de la cavidad del cono. En general, el rendimiento de ambas realizaciones se mejora en comparación con los dispositivos en los que sólo se han considerado tres modos. Las figuras 33a y 33b muestran diafragmas alternativos que pueden incorporarse en las realizaciones anteriores. En las figuras 33a y 33b, los diafragmas son anulares con periferias 170, 172 interior y exterior. En la figura 33a, el diafragma 174 tiene una curvatura convexa cuando se observa desde arriba entre las periferias y en la figura 33b, el diafragma 176 tiene una curvatura cóncava entre las periferias cuando se observan desde arriba.

En cada una de las realizaciones anteriores, las masas anulares son masas diferenciadas montadas en el panel . La anchura o extensión de superficie de las masas no parece ser crítica siempre que el centro de masas se refiera a la ubicación anular correcta. Además, no es necesario montar las masas en la superficie opuesta del panel con respecto a la bobina de audio. Puede proporcionarse una masa extra en las ubicaciones anulares aumentado la densidad del panel en estas ubicaciones. El panel puede moldearse por inyección con masas adicionales en las ubicaciones anulares . Las figuras 34a y 34b muestran un altavoz que comprende un diafragma en la forma de un panel 220 con forma de haz y dos transductores montados en él. Dos pares de masas 228, 226 están montadas en las ubicaciones a 0,19 y 0,88 de la distancia desde la línea de simetría (o centro) hasta el borde del panel (es decir, sobre la mitad de la longitud del panel) . La bobina 222, 224 de audio de cada transductor está montada en una ubicación que está a 0,55 alejada del centro del panel. El panel 220 está montado en un armazón 221 mediante una suspensión 223 montada en la ubicación 0,88. Las bobinas 222, 224 de audio y masas 228 a 0,19 tienen igual masa. Dado que el haz es de anchura constante, la masa por unidad de longitud es proporcional a la masa pero es independiente de la posición. Sin embargo, debido a los efectos de borde, aquellas masas más próximas a los bordes del panel pueden ser más pequeñas en valor, de manera beneficiosa, normalmente en hasta aproximadamente el 30%. Las figuras 35a y 35b muestran la presión en el eje y la potencia en el semiespacio para el altavoz de la figura 34a con ambos pares de masas (línea continua) , con sólo un par de masas (línea de puntos) y sin ninguna masa (línea discontinua) . En el dispositivo sin ninguna masa, los transductores están montados en los nodos del panel . Para el modelado se escogió un panel de 200 mm de longitud, con un primer modo a aproximadamente 280 Hz. Las bobinas de audio están montadas a 55 mm desde el centro y cada par de masas está montado a 19 mm y 88 mm desde el centro, respectivamente. Las bobinas de audio y las masas interiores a 55 mm tienen 550 mg cada una, y las masas exteriores tienen 400 mg. Tal como se muestra en las figuras 35a y 35b, el panel sin masas sólo tiene un ancho de banda de aproximadamente 1500 Hz, es decir, hasta el segundo modo. Por el contrario, el panel con ambos pares de masas tiene una respuesta de la frecuencia fuera del eje ampliada y tiene una inteligibilidad y una calidad de sonido mejoradas de hasta aproximadamente 7 kHz, es decir, hasta el cuarto modo. Las figuras 36a a 36g ilustran un método para escoger las posiciones de las masas y la ubicación motriz para el dispositivo de la figura 34a. La figura 36a muestra la presión acústica y los niveles de potencia acústica para un altavoz pistónico teórico que comprende un panel rígido, plano y libre con forma de haz impulsado por una fuerza puntual sin masa aplicada al centro del panel . La presión acústica es constante con la frecuencia mientras que la potencia acústica es constante hasta aproximadamente 1 kHz y a partir de ahí decae gradualmente con el aumento de la frecuencia. La figura 36b muestra la presión acústica y los niveles de potencia acústica para un altavoz teórico que comprende un panel libre, resonante, con forma de haz, impulsado por una fuerza puntual sin masa aplicada al centro del panel . La presión acústica todavía es sustancialmente constante con la frecuencia, pero ahora la disminución en la potencia acústica se ha mejorado significativamente en comparación con la mostrada en la figura 36a. Los modos del panel son ahora visibles en el análisis, puesto que el modelo no utiliza amortiguación electromecánica. Si estos modos fueran invisibles, el panel libre resonante administraría una presión acústica constante en el eje, así como una potencia acústica sustancialmente constante . La figura 36c muestra la presión acústica y los niveles de potencia acústica para un altavoz práctico similar al de la figura 36b pero impulsado por un transductor con una bobina de audio que tiene un diámetro de 25 mm y una masa finita que depende del diseño de la bobina de audio (materiales, vueltas, etc.). La disminución en la potencia acústica con la frecuencia todavía está mejorada en comparación con la de en la figura 36a. Sin embargo, ahora tanto la presión en el eje como potencia acústica ya no son constantes con la frecuencia. Dado que los altavoces son casi unidimensionales, puede utilizarse un modelado simple para los modos. Los resultados son similares a los mostrados en la figura 8 en la que los modos del ideal teórico de la figura 36b están equilibrados inercialmente hasta el punto en que, excepto para el modo de "desplazamiento de cuerpo completo" , tendrán desplazamiento medio cero. Por el contrario, los modos del altavoz práctico de la figura 36c no están equilibrados. Sin embargo, este comportamiento puede dirigirse tal como se explicó resumidamente antes correlacionando matemáticamente los contornos nodales y, por tanto, los modos y el perfil de velocidad del altavoz práctico con los del altavoz teórico ideal . Tal como se explicó resumidamente antes, la(s) ubicación (es) son las posiciones de la velocidad baja promedio, es decir, los mínimos de admitancia. Para un panel con forma de haz, la admitancia Ym y su media logarítmica µ(?) a medida que varía con la mitad de la longitud ? se calculan usando las siguientes ecuaciones: Ym(N,?,?) = j-?-Y -. ^ =— ? = 5% 2,3 1 2,3 S = ¡10* df µ(?) = • JlO' •log(Re(7m(4, 10^)))• df 0,3 " 0,3 N = Número de modos . S = Factor de proporcionalidad sobre el intervalo de la frecuencia de funcionamiento. ?i = valor propio « ( n - 1/4) ,p ? = frecuencia. ? (i, ?) = forma del modo del modo iésimo La figura 36d muestra la admitancia media logarítmica de los primeros dos modos (N = 2) del panel de la figura 34a a medida que varía con la distancia desde la línea de simetría (o centro) hasta el borde del panel (es decir, sobre la mitad de la longitud del panel) . Los mínimos se producen a 0,29 y 0,81 de la mitad de la longitud y, por tanto, la bobina de audio y/o las masas pueden situarse en estas ubicaciones . La figura 36e muestra la admitancia media logarítmica de los primeros tres modos (N = 3) del panel de la figura 34a a medida que varía con la distancia desde la línea de simetría (o centro) hasta el borde del panel (es decir, sobre la mitad de la longitud del panel) . Dado que los primeros cinco modos de un panel con forma de haz tienen frecuencias en la razón 1:5,4:13:25:40, dirigir los primeros tres modos significa que el dispositivo puede cubrir completamente un ancho de banda amplio. Los mínimos se producen a 0,19, 0,55 y 0,88 de la mitad de la longitud y, por tanto, la bobina de audio y/o las masas se sitúan en estas ubicaciones (tal como se muestra por ejemplo en las figuras 34a y 34b) . La figura 36f muestra la admitancia en media logarítmica de los primeros cuatro modos (N = 4) del panel de la figura 34a a medida que varía con la distancia desde la línea de simetría (o centro) hasta el borde del panel (es decir, sobre la mitad de la longitud del panel) . Los mínimos se producen a 0,15, 0,40, 0,68 y 0,91 de la mitad de la longitud. Por tanto, la solución de los primeros cuatro modos no es una extensión de la solución de los primeros tres modos . Los modos de orden superior pueden correlacionarse satisfactoriamente si los primeros cuatro modos se correlacionan cuando los modos superiores están fuera de la banda de frecuencia de interés, y el panel es razonablemente rígido en cizalladura. Cuando esto no es cierto, entonces son posibles órdenes superiores de equilibrado modal; por ejemplo cinco o más modos. La figura 36g muestra la admitancia en media logarítmica de los primeros cinco modos (N = 5) del panel de la figura 34a a medida que varía con la distancia desde la línea de simetría (o centro) hasta el borde del panel (es decir, sobre la mitad de la longitud del panel) . Los mínimos en la admitancia Ym cuando se consideran cinco están en 0,11, 0,315, 0,53, 0,74 y 0,93, respectivamente. Los diversos mínimos limitan la ubicación del transductor en el panel, por tanto, el tamaño global del panel puede determinarse por lo tamaños de la bobina de audio convencionales en la industria. Sin embargo, es posible tener más de un transductor en el panel y, por tanto, las restricciones en el tamaño del panel se relajan. El efecto de la razón del diámetro del transductor con respecto a la anchura del panel en la presentación de los modos transversales es profundo y un valor de aproximadamente 0 , 8 para esta razón puede suprimir de manera beneficiosa el modo cruzado inferior. La figura 36h compara la potencia de salida de un diafragma con un par de transductores montados en él (línea de puntos) con el mismo diafragma que tiene el par de transductores y un par de masas montadas en una posición nodal promedio de los dos modos en el intervalo de frecuencias (línea continua) . El primer modo no se observa en ningún caso debido a la ubicación del transductor. El segundo modo está equilibrado por la adición de las masas. Las ubicaciones nodales promedio están a 0,29 y 0,81 y se calculan utilizando el mismo método anterior. Las ubicaciones nodales se traducen en las ubicaciones de 0,095, 0,355, 0,645 y 0,905 cuando se expresan como fracciones de la longitud del diafragma. La figura 36i compara la potencia de salida de un diafragma con un único transductor montado en él (línea de puntos) con el mismo diafragma que tiene el transductor y un par de masas montadas en una posición nodal promedio de los cinco modos en el intervalo de frecuencias (línea continua). Los radios modales promedio son 0,11, 0,315, 0,53, 0,74 y 0,93 que se traducen en las ubicaciones (como fracciones de la longitud del diafragma) de 0,035, 0,13, 0,235, 0,3425, 0,445, 0,555, 0,6575, 0,765, 0,87 y 0,965. La figura 37 muestra una realización alternativa de la presente invención en la que un único transductor está montado en un panel con forma de haz como el utilizado en el dispositivo de la figura 34a. El transductor tiene una gran bobina 242 de audio que está montada centralmente sobre el panel de manera que el impulsor esté esencialmente en las ubicaciones de 0,19. Dos pares de masas 244, 246 están montadas en las ubicaciones de 0,55 y 0,88. La masa de la bobina de audio se divide por la mitad por las ubicaciones duales, por lo que las masas se establecen en la mitad de la masa total de la bobina. Al igual que el dispositivo de la figura 34a, las ubicaciones de las masas y la bobina de audio se escogen para compensar los tres modos . La figura 38 muestra otra variación sobre el dispositivo de la figura 34a en la que las ubicaciones de las masas y las bobinas de audio se escogen para compensar los cuatro modos. El panel 230 con forma de haz tiene cuatro transductores montados en él con las bobinas 231, 232, 233, 234 de audio de cada transductor montadas en pares en ubicaciones simétricas que están a 0,40 alejadas del centro del panel. Los pares 235, 238, 240 de masas situados simétricamente se ubican a 0,15, 0,68 y 0,91 alejados del centro del panel. Las masas son iguales a dos veces las masas individuales de la bobina de audio, excepto para aquellas en la ubicación de 0,91 donde los efectos de borde significan que un valor inferior puede ser útil, de hasta aproximadamente un 30% menos. Por tanto, por ejemplo, si las masas de la bobina de audio tienen 225 mg, las masas tienen 550 mg, excepto para las masas en las ubicaciones de 0,91 que están reducidas hasta 400 mg. Las figuras 39a y 39b muestran la presión en el eje y la potencia en el semiespacio para el altavoz de la figura 38 con los tres pares de masas (línea continua) y sin ninguna masa (línea discontinua) . En el dispositivo sin ninguna masa, los transductores están montados en los nodos del panel. El ancho de banda del altavoz de la figura 38 está aumentado en 4 kHz cuando se compara con el de la figura 34a. Sin embargo, a altas frecuencias, el panel comienza a comportarse como un objeto bidimensional debido a que el tamaño de la bobina de audio es ahora crítico. Otra solución para ampliar desde tres hasta cuatro modos puede ser utilizar un acoplador de barra en lugar del transductor dividido, entonces el cuarto modo también puede estar equilibrado. También puede ser posible una mejora adicional dividiendo las masas más exteriores, de manera que se encuentren sobre las líneas nodales del modo cruzado inferior. Tal como se muestra en las figuras 39a y 39b, fijar el cuarto modo parece proporcionar el quinto, ciertamente para la respuesta de la presión. Las figuras 40a y 40b muestran una realización alternativa de la presente invención en la que el panel 250 con forma de haz tiene un espesor que varía con la longitud. La longitud global del panel 250 es de 306 mm y el espesor aumenta linealmente desde ti = 2 mm en cada borde hasta t2 = 5 mm en el centro. Las bobinas 252, 254 de audio de cada transductor están montadas en una ubicación que está a 0,08 alejada del centro del haz. Los pares de masas 256, 258, 260 están montados en ubicaciones en 0,28, 0,53 y 0,80 de la distancia desde la línea de simetría hasta el borde del panel. Las masas montadas a 0,28 y 0,53 son iguales en masa a las bobinas 252, 254 audio mientras que los pares de masas 260 a 0,80 tienen la masa reducida. Por tanto, para fines de modelado, las ubicaciones de montaje están a 12 mm, 45 mm, 85 mm y 128 mm. Las bobinas de audio y los dos pares de masas interiores tienen 550 mg cada una, y las masas exteriores tienen 400 mg. Dado que el panel es simétrico, la figura 41a muestra la forma de los primeros cuatro modos de cada mitad del panel de la realización utilizada en la figura 40a. La figura 41b muestra las transformadas de Fourier para estos cuatro modos, ?a = k.a.sen(?), donde k es el número de onda acústico, a es la mitad de la longitud del panel, y ? es el ángulo de radiación medido desde el eje del panel. Debe observarse que excepto por el modo de cuerpo rígido, FTC (0, ?a) , las transformadas desaparecen todas para ?a = 0. Esto se corresponde con una frecuencia cero o un ángulo cero, es decir, en el eje. Las figuras 41c y 4Id muestran la media logarítmica de la respuesta de los primeros cuatro modos (N = 1...4) del panel de la figura 40a a medida que varía con la distancia desde la línea de simetría (o centro) hasta el borde del panel (es decir, sobre la mitad de la longitud) . Los mínimos se tabulan a continuación: Tal como se describió anteriormente con relación a las figuras 9a a 9e, el método es lo suficientemente flexible como para permitir que un diseñador correlacione sólo modos particulares . Las ubicaciones calculadas para los primeros cuatro modos, corresponden a las posiciones de las masas y la bobina de audio en el dispositivo de la figura 40a. La siguiente tabla muestra las frecuencias para los primeros cinco modos simétricos libres de la cuña de la figura 40a para una anchura ti mínima que varía entre 1 y 4,5 mm. El espesor en el centro sigue siendo de 5 mm. ti / aun Modo 1 / Modo 2 / Modo 3 / Modo 4 / Modo 5 / A continuación se establecen las ubicaciones aproximadas de las líneas nodales para los primeros cuatro modos. Dado que el panel es simétrico, sólo se muestran las líneas nodales en una mitad del panel; una línea en "x" supone una en "200-x" .

Comparando los resultados con los de las figuras 41c y 41d, para ti = 2, las ubicaciones de las líneas nodales para el segundo modo están a 0,16 y 0,68 y las ubicaciones nodales promedio para dos modos están a 0,16 y 0,65. Las ubicaciones de las líneas nodales para el tercer modo están a 0,10, 0,41 y 0,79 y las ubicaciones nodales promedio para tres modos están a 0,11, 0,39 y 0,75. En consecuencia, tal como se indicó anteriormente, la ubicación nodal promedio está próxima a la línea nodal del modo superior que se está considerando. La figura 42a muestra la presión acústica y los niveles de potencia acústica para un altavoz teórico que comprende un panel rígido, con forma de cuña, simétrico y libre, impulsado por una fuerza puntual sin masa aplicada al centro del panel. El panel tiene 200 mm de largo y 20 mm de ancho, con ahusamiento desde 5 mm de espesor en el centro hasta 2 mm de espesor en cada extremo. La presión acústica y la potencia acústica generalmente son constantes con la frecuencia hasta aproximadamente 10 kHz, aunque hay alguna interrupción de los modos a 4,8 kHz y 9,5 kHz . La presión en el eje de campo lejano debe ser uniforme, sin embargo, la presión se simula a 200 mm, por lo que hay variación. La figura 42b muestra la presión acústica y los niveles de potencia acústica para un altavoz práctico que comprende el panel libre con forma de cuña impulsado por un transductor con una bobina de audio que tiene un diámetro de 25 mm y una masa finita que es dependiente del diseño de la bobina de audio (materiales, vueltas, etc.) La presión acústica y la potencia acústica han resultado afectadas significativamente en comparación con las mostradas en la figura 42a. La figura 42c muestra la presión acústica y los niveles de potencia acústica para un altavoz práctico similar al de la figura 42b, pero que se ha correlacionado con el ideal mostrado en la figura 42a. Por tanto, las masas de equilibrado se han aplicado tal como se enseña en la figura 40. Hay mejora en el rendimiento en comparación con el de la figura 42b. Además, dado que esta presión acústica se simula a 200 mm, en lugar de en campo lejano, el dispositivo puede ser mejor que el que muestra la figura 42c. En cada una de las figuras 42a a 42c, el nivel de presión acústica (re 20,4 uPa) se simula a 200 mm y el nivel de potencia acústica (re 1W) con una entrada = 1N. Las mediciones se toman en el eje, a 90° fuera del eje a lo largo del eje largo del haz y a 90° fuera del eje a lo largo del eje corto del haz. La figura 43a muestra una realización alternativa de la presente invención en la que el panel 270 con forma de haz tiene un espesor que varía con la longitud y no es simétrico. La longitud global del panel 270 es de 153 mm y el espesor aumenta con una dependencia de raíz cuadrada desde 2 mm en un extremo hasta 5 mm en el extremo opuesto. Las bobinas 274, 272 de audio de cada transductor están montadas en ubicaciones que están a 0,23 y 0,43 alejadas del extremo más delgado del panel. Los pares de masas 276, 278, 279 están montados en las ubicaciones a 0,06, 0,66 y 0,88 de la distancia del extremo más delgado del panel. Las masas montadas a 0,66 y 0,88 son iguales en masa a las bobinas 272, 274 de audio, mientras que los pares de masas 280 a 0,06 tienen masa reducida. Por tanto, para fines de modelado, las ubicaciones de montaje están a 9 mm, 35 mm, 66 mm, 101 mm y 134 mm. Las bobinas de audio y los dos pares de masas interiores tienen 550 mg cada una y las masas exteriores tienen 400 mg. La figura 43b muestra la forma de los primeros cuatro modos del panel de la realización utilizados en la figura 43a. Las figuras 43c y 43d muestra la admitancia en media logarítmica de estos primeros cuatro modos (N = 1...4) a medida que varía a lo largo de la longitud del panel (desde el extremo más delgado hasta el extremo más grueso) . Los mínimos se tabulan a continuación: Tal como se describió anteriormente con relación a las figuras 9a a 9e, el método es lo suficientemente flexible como para permitir que un diseñador correlacione sólo modos particulares . Las ubicaciones calculadas para los primeros cuatro modos corresponden a las posiciones de las masas y la bobina de audio en el dispositivo de la figura 43a. La siguiente tabla muestra las frecuencias para los primeros cinco modos simétricos libres de la cuña de la figura 43a para una anchura mínima ti que varía entre 1 y 4,5 mm. La anchura máxima permanece sin cambios a 5 mm. El material del panel es uno práctico, concretamente plástico celular Rohacell™.

A continuación se establecen las ubicaciones aproximadas de las líneas nodales para los primeros cuatro modos .

Comparando los resultados con los de las figuras 43c y 43d, para ti = 2, las ubicaciones de las líneas nodales para el segundo modo están a 0,115, 0,46 y 0,85 y las ubicaciones nodales promedio para dos modos están a 0,12, 0,44 y 0,80. Las ubicaciones de las líneas nodales para el tercer modo están a 0,08, 0,31, 0,60 y 0,89 y las ubicaciones nodales promedio para los tres modos están a 0,08, 0,30, 0,56 y 0,84. En consecuencia, tal como se indicó anteriormente la ubicación nodal promedio está próxima a la línea nodal del modo superior que se está considerando. Es probable que ambos conjuntos de razones produzcan el efecto deseado del desplazamiento medio neto que tiende a cero. La figura 43a muestra un haz que varía en espesor linealmente con la longitud x. Se considera una estrecha porción del haz, tomada a través de la anchura en x, entonces se tiene otro haz conceptual de propiedades uniformes. Tal como se muestra en la figura 44a, la anchura del haz varía linealmente con x. Las frecuencias modales se comparan a continuación: Las formas de modo de haz de anchura variable se muestran en la figura 44b. Puede observarse que las formas de modo y las frecuencias de modo para las dos realizaciones realmente son muy similares . Esto puede tomarse como que indica que, para una implementación práctica, hay cierta tolerancia disponible en los conjuntos de soluciones, lo que permite cierta "libertad artística" en la interpretación de las reglas de diseño. También permite que un diseñador fije el modo cruzado "conceptual" para una frecuencia constante. Dado que esto es proporcional a l/anchura2 x (B/µ) donde B varía como xp+2, un panel en el que la anchura varía con la raíz cuadrada de la longitud, satisface este criterio. A continuación se establece la velocidad de volumen Vn media para cada modo, en la que V0 es la velocidad de volumen media para el modo de "pistón" .

En ambos casos, la velocidad de volumen media de todos los modos de flexión es cero (dentro de la tolerancia del cálculo) , por lo que ambas realizaciones pueden utilizarse como un ideal teórico con el que pueden correlacionarse los modos no equilibrados de un dispositivo acústico. La figura 45 muestra la presión acústica y los niveles de potencia acústica para un altavoz teórico que comprende un pistón rectangular libre impulsado por una fuerza puntual sin masa aplicada en su centro. La presión acústica es constante con la frecuencia mientras que la potencia acústica es constante hasta aproximadamente k veces L y a continuación decae gradualmente con el aumento de la frecuencia. La figura 46 muestra los niveles de presión acústica para un altavoz que comprende un panel rectangular libre impulsado por una fuerza puntual sin masa aplicada al centro del panel (línea discontinua) . La línea continua muestra el mismo panel ahora impulsado por un motor práctico de 25 mm de diámetro que tiene una masa finita que es dependiente del diseño de la bobina de audio (materiales, vueltas, etc.). La figura 47 muestra los niveles de potencia acústica que corresponden a los niveles de presión de la figura 46. La disminución en la potencia acústica con la frecuencia mejoró significativamente en comparación con la de la figura 45. Sin embargo, en el caso práctico, tanto la presión en el eje como la potencia acústica ya no son constantes con la frecuencia. (Debe observarse que a frecuencias superiores, la densidad modal aumenta y, por tanto, el rendimiento puede beneficiarse de las enseñanzas de modo distribuido para el intercalado modal y para el acoplamiento de punto motriz óptimo) . Las figuras 48a y 48b muestran un altavoz que comprende un diafragma en la forma de un panel 280 rectangular y dos transductores 282 montados en él. El panel está hecho de material compuesto liviano, con núcleo, con envuelta. Dos pares de masas 288, 286 están montadas en las ubicaciones a un 19% y un 88% de la distancia desde el centro hasta una equina del panel (es decir, sobre la mitad de la diagonal del panel) . La bobina de audio de cada transductor 282 está montada en una ubicación que está un 55% alejada del centro del panel a lo largo de la mitad de la diagonal. El panel está montado a un armazón 281 mediante una suspensión 283 y sellado en una pantalla acústica (no mostrada) . Las ubicaciones de los transductores y las masas se calculan de una manera similar a la de las realizaciones anteriores. Las formas de modo para el eje X y el eje Y se consideran separadamente y pueden calcularse a partir de la resistencia a la flexión y la masa del área superficial del panel . Las posiciones nodales promedio se calculan a partir de los mínimos en impedancia. En la realización mostrada, las ubicaciones de las masas y los transductores son posiciones nodales promedio para ambos ejes cuando se consideran los primeros tres modos para cada uno. Hay ubicaciones efectivas adicionales a lo largo de la diagonal si se dirigen cuatro modos. Para un panel de 460 mm por 390 mm, las ubicaciones (x, y) de cada una de las masas y los transductores se facilitan tal como sigue: Las bobinas de audio tienen cada una, una masa de 4 g y el valor de las masas se clasifica con respecto a la de la bobina de audio tal como sigue: Las masas de la bobina no se suman cuando se obtienen los valores para las masas de equilibrado porque cada transductor está relacionado sólo con el eje que impulsa. Las figuras 49 y 50 muestran la presión acústica y los niveles de potencia acústica para el altavoz de la figura 48a. Hay una mejora sustancial en la uniformidad a frecuencia baja por debajo de 40 Hz cuando se compara con el altavoz de la figura 47 que no tiene masas de equilibrado. La respuesta puede suavizarse adicionalmente mediante la amortiguación para los modos de frecuencia baja, por ejemplo, mediante las propiedades de la suspensión. Las masas también pueden ajustarse de manera precisa variando las coordenadas de la ubicación en hasta ± el 5% (o incluso + el 8%) . El ajuste preciso puede optimizar aspectos particulares de la potencia de salida acústica en el intervalo de baja frecuencia. Cuando una suspensión exterior tiene una masa significativa existe la oportunidad para el diseñador de distribuir esta masa mediante la elección del material circundante, observando que se distribuye cerca del perímetro del panel. La ventaja es cierto control adicional mediante la amortiguación y la carga de orden superior, por ejemplo, modos de 2 D acoplados que no son susceptibles para la técnica de equilibrado modal de único eje. Las figuras 51a y 51b muestran la presión acústica y los niveles de potencia acústica para una variación del altavoz de la figura 48a. Las masas exteriores ya no son diferenciadas, habiéndose sustituidas mediante la distribución de su masa total uniformemente en la suspensión. Los valores en las masas interiores son lo suficientemente pequeñas para que se omitan completamente con poco efecto. La siguiente tabla muestra los modos para el panel rectangular de las figuras 48a; el primer modo está a 72,3 Hz: La densidad modal moderada aparece por encima de 250 Hz cuando los parámetros del panel escogidos, tales como la razón del aspecto, confieren adicionalmente un funcionamiento de modo distribuido en estas frecuencias superiores. Si no se requiere que este tipo realización sea de intervalo completo, entonces el equilibrado modal solo es suficiente para proporcionar un rendimiento equivalente de pistón ampliado en el intervalo de frecuencia inferior a partir de un diafragma de panel resonante. Si también se requiere que el diafragma tenga un comportamiento modal útil a frecuencias superiores, por ejemplo, de Modo Distribuido, entonces, en una mejora adicional, las opciones disponibles para las posiciones motrices de equilibrado también pueden repetirse con respecto a los puntos motrices preferidos para un buen acoplamiento modal a frecuencias superiores . Esta última enseñanza indica una preferencia por las ubicaciones fuera del centro y también fuera del eje cruzado. Tales ubicaciones de combinación pueden encontrarse inspeccionando un análisis de la distribución modal con la frecuencia sobre el área del panel . Si se requiere más potencia de salida del altavoz, podrían utilizarse cuatro excitadores, aprovechando la segunda diagonal, y trabajando ahora con ocho masas. Normalmente estos excitadores estarían cableados para una conexión en fase con la fuente señal. Las figuras 52a y 52b muestran un acoplador 300 dispuesto entre un diafragma 302 de panel similar a un haz y una bobina 304 de audio de transductor. El montaje de imán del transductor se ha omitido por motivos de claridad. Tal como se muestra en la figura 52b, el acoplador se diseña para que sea de un tamaño 306, concretamente con una forma circular, en la que se acopla a la bobina de audio del transductor y de un segundo tamaño 308, concretamente de una forma rectangular, en la que se acopla al diafragma. La forma rectangular es de un tamaño significativamente mayor que la forma circular, de manera que un montaje de bobina de audio pequeña se adapta a un impulsor más grande. Además, el acoplador está adaptando un diámetro inapropiado de bobina de audio para corregir los puntos motrices. De esta forma, un transductor de tamaño convencional que puede ser de coste moderado se adapta a la invención. Las figuras 53a y 53b muestran un acoplador 310 dispuesto entre un diafragma 302 de panel similar a un haz y una bobina 304 de audio de transductor. El montaje de imán del transductor se ha omitido por motivos de claridad. Tal como se muestra en la figura 53b, el acoplador se diseña para que sea de un tamaño 312, concretamente de una forma circular, en la que se acopla a la bobina de audio del transductor y de un segundo tamaño 314, concretamente de una forma de pajarita, en la que se acopla al diafragma. La forma de pajarita es de tamaño significativamente mayor que la forma circular, de manera que un montaje de bobina de audio pequeña se adapta a un impulsor más grande. Además, el acoplador está adaptando un diámetro inapropiado de bobina de audio para corregir los puntos motrices. En ambas figuras 52a y 53a, los acopladores son revestimientos huecos que pueden ser de papel en forma de cono de 5 mm de espesor. Dependiendo de la razón del primer tamaño con respecto al segundo, son posibles un coste y una masa de acoplador permisibles y construcciones de revestimiento más resistentes para el acoplador, tal como con resina reforzada con fibra de carbono y materiales termoplásticos moldeados orientados de cristal, tales como Vectra. La figura 54 es un gráfico de la fuerza F neta efectiva de una bobina de audio de transductor frente a p el radio de la bobina de audio. F se calcula integrando alrededor de la circunferencia de la bobina la fuerza ponderada por el desplazamiento de la forma del modo, o explícitamente para un radio de bobina de p, F(n,p) Donde y(n,?) es la forma del modo para el modo enésimo. Con el fin de evitar excitar un modo particular, debe hacerse desaparecer la fuerza neta promedio correspondiente. En otras palabras, lo que se quiere es cruces por cero de las funciones F(n, p) , es decir, dirigir eficazmente en una línea nodal . Los resultados se tabulan para hasta cuatro modos, junto con la línea nodal más próxima al origen. A partir de estos resultados, se sugiere que el diámetro real de la bobina de audio es aproximadamente 1% veces el diámetro motriz efectivo de la bobina de audio .

Además, se observa que F(l) tiene un cruce por cero a aproximadamente 0,8. El montaje de una bobina de audio que tiene un diámetro en la razón de 0,8 con respecto a la anchura del panel suprimirá, por tanto, el modo cruzado inferior. La enseñanza anterior sugiere el montaje de la suspensión lejos de la periferia del diafragma. Las figuras 55a y 55b muestran realizaciones más prácticas en las que una suspensión 316, 320 en la forma de un anillo de rodillo (roll surround) está montado en el borde del diafragma. Una masa 318, 322 de equilibrado de la suspensión adicional está montada cerca de la línea nodal de manera que el efecto combinado de la suspensión de borde y la masa de equilibrado de la suspensión es equivalente a una suspensión montada hacia el interior de la periferia del panel . La figura 55c muestra una sección transversal del diafragma en cuartos en el que Ml es la masa montada cerca de la línea nodal, Ms es la masa de la zona adhesiva de la suspensión, Md es la masa de la parte activa de la suspensión, ?O y ?l son las distancias desde el centro del diafragma hasta la línea nodal y la masa cerca de la línea nodal, respectivamente, y l-?2 es la anchura de la zona adhesiva. Hay tres formas básicas de garantizar que la masa de equilibrado de la suspensión y la suspensión del borde son equivalentes a la suspensión hacia el interior. La más simple es cuando la masa de la zona adhesiva se considera agrupada con la masa de la parte activa de la suspensión. Para el haz, esto significa resolver: F(n,?) =Mly(n,?1) + (Md+Ms)y(n,?) = 0 Donde y(n, ?l) es la forma del modo. Por ejemplo, partiendo de un transductor que tiene una bobina de audio de 32 mm de diámetro y 1,5 g de masa, el diafragma tiene una anchura de 40 mm y 156,8 mm. La anchura se selecciona de manera que el diámetro de la bobina de audio sea un 80% de la misma y la longitud de manera que la fuerza neta efectiva para el cuarto modo sea cero, es decir, F(4) = 0. Las líneas nodales del modo 4 se tabulan a continuación, junto con las ubicaciones y las masas correspondientes teóricas.

La suspensión tiene las propiedades siguientes : Ms + Md = 1,8 g/m x 40 mm = 72 mg. Ks (rigidez) = 443,5 N/m/m Rs (amortiguación) = 0,063 Ns/m/m Anchura (1 - ?2) . L/2 = 4,0 mm, dado ?2 = 0,949 En consecuencia, Ml = M - Md - Ms = 528 mg. Utilizando la aproximación agrupada anterior da ?l = 0,897, es decir, la ubicación de la masa de equilibrado de la suspensión está a 8,1 mm y 148,7 mm medida desde un extremo del diafragma. Sin la simplificación agrupada, se calcula que las ubicaciones son a 7,9 mm y 148,9 mm (es decir, muy similares) . En ambos casos, los puntos de unión están al menos 1 mm más alejados del borde del diafragma que de la línea nodal . Las figuras 56a y 56b muestra la respuesta del altavoz con y sin las masas de equilibrado de la suspensión, respectivamente. La figura 56c compara las respuestas de la potencia con y sin las masas de equilibrado de la suspensión. En ambas mediciones, la mejora del altavoz aumenta significativamente utilizando una masa de equilibrado de la suspensión. La ecuación para un diafragma circular es F(n,?.) = -Mly(n,?x)+ (Md + Ms)y(n,l) = 0 ? Esto puede resolverse, o bien conservando la masa total o bien la masa total por unidad de longitud. Si ?O (es decir, la ubicación de la línea nodal) es 0,919 para el cuarto modo, conservar la masa total da ?l = 0,8947 y Ml= 3,4. Conservar la masa total por unidad de longitud da un resultado similar, concretamente ?l = 0,8946 y Ml = 3,387.

También es posible incorporar la masa de equilibrado de la suspensión como parte de la suspensión para garantizar que la masa de equilibrado de la suspensión tropiece con la zona adhesiva. Las ecuaciones son ahora más complicadas, por ejemplo, para el diafragma de haz: Donde µl es la masa por unidad de longitud de la región de la zona adhesiva y M es la masa total requerida. Las figuras 57a y 57b muestran un micrófono que generalmente es similar al altavoz de las figuras la y Ib. El micrófono comprende un diafragma en la forma de un panel 324 circular y un transductor que tiene una bobina 332 audio montada concéntricamente al panel 324 en la razón de 0,2. Tres masas 326, 330, 332 con forma de anillo (o anular) están montadas concéntricamente al panel 324 en las razones de 0,44, 0,69 y 0,91. El panel y el transductor están soportados en un armazón 336 circular que está unido al panel 324 mediante una suspensión 334 circular. La suspensión 334 está unida en la razón de 0,91. El transductor está unido mediante conexión a tierra al armazón 336. La energía 338 acústica incidente hace que el panel vibre y la vibración se detecta por el transductor y se convierte en una señal eléctrica. La señal sale a través de cables y una conexión 340 de salida del micrófono. La figura 58 muestra un panel 342 rectangular con esquinas redondeadas, de manera que el panel no tiene una anchura constante. El panel tiene 100 mm de longitud por 36 mm de ancho, 3,2 mm de espesor y está hecho de material compuesto de papel unido con resina, económico, por ejemplo, Honipan HHM-PGP. Un transductor que tiene una bobina de audio de 25 mm de diámetro está montado en el panel con un anillo 344 de acoplamiento liviano de 28 mm. Por tanto, el transductor está impulsando eficazmente dos ubicaciones opuestas (o líneas motrices a través de la anchura del panel) que están a 13 mm desde el centro, es decir, a una razón de 0,26. Un medio de impedancia mecánica en la forma de masas 346 en tiras se ubica en posiciones opuestas a 41,5 mm del centro, es decir, a una razón de 0,83. Hay dos modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento que se dirigen por la ubicación del transductor y el medio de impedancia mecánica. La bobina de audio tiene una masa de 1 g, pero el impulsar en ubicaciones separadas significa que la masa efectiva en cada ubicación está reducida a la mitad. Las masas 346 son tiras de caucho plano que tienen una masa que equilibra la masa efectiva de la bobina de audio en cada ubicación, es decir, 0,5 g. El panel está soportado en una estructura 350 de plástico moldeado mediante una suspensión 348 de baja impedancia mecánica mediante la cual el panel es esencialmente libre de resonar. Un altavoz de este tipo es adecuado para aplicaciones de monitor y TV de panel plano de calidad superior y tiene un ancho de banda nominal de 100 Hz a 20 kHz con una frecuencia uniforme y buena respuesta de la potencia. La figura 59 muestra un diafragma en la forma de un cono 352 anular poco profundo en el que la abertura central se ha llenado con una sección 354 plana. La sección plana sella acústicamente de manera sustancial la abertura central sin introducir una arista excesivamente rígida en el centro, lo que sería el caso si el cono se continuara hasta un punto. La razón del radio r de la sección 354 plana con respecto al radio R exterior del cono 352 es un parámetro adicional del diafragma que puede ajustarse para lograr una respuesta acústica deseada. Este ajuste puede realizarse con varios objetivos intermedios. Por ejemplo: 1) La razón podría ajustarse de manera que el cono sea otro ideal teórico con el que puedan correlacionarse los modos no equilibrados de un dispositivo acústico práctico. Las posiciones nodales promedio para este ideal teórico se calcularían y se utilizarían para sugerir la colocación de la bobina y las masas . 2) Pueden añadirse impedancias mecánicas en la forma de masas para lograr una velocidad modal transversal neta que tienda a cero. Parámetros adicionales que pueden variarse son la altura h, la forma y el ángulo de la parte cóncava, encontrándose que todos ellos se relacionan cooperativamente con la sección plana. Por ejemplo, puede encontrarse que está última equilibra un modo para el que el impulso está en la línea nodal . Podría encontrarse entonces una solución con sólo un equilibrador adicional . Las ubicaciones del impulsor y de la impedancia o impedancias mecánicas de equilibrado no se muestran. Pueden añadirse impedancias mecánicas según los otros parámetros y el intervalo de funcionamiento deseado.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Un Dispositivo acústico que comprende un diafragma que tiene un área y que tiene un intervalo de la frecuencia de funcionamiento y siendo el diafragma tal que tiene modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, un transductor electromecánico que tiene una parte motriz acoplada al diafragma y adaptada para intercambiar energía con el diafragma, y al menos un medio de impedancia mecánica acoplado a o integrado en el diafragma, siendo la colocación y la masa de la parte motriz del transductor y del al menos un medio de impedancia mecánica tales que la velocidad modal transversal neta sobre el área del diafragma tienda a cero.
2. Dispositivo acústico según la reivindicación 1, en el que los parámetros del diafragma son tales que hay dos modos de diafragma en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
3. Dispositivo acústico según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el intervalo de la frecuencia de funcionamiento incluye la transición de pistón a modal y en el que el transductor está adaptado para mover el diafragma en traslación. .
Dispositivo acústico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la parte motriz del transductor está acoplada al diafragma en una posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
5. Dispositivo acústico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un medio de impedancia mecánica está acoplado a o integrado en el diafragma en una posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
6. Dispositivo acústico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el transductor es un dispositivo de bobina móvil que tiene una bobina de audio que forma la parte motriz y un sistema de imán y que comprende medios que acoplan la bobina de audio al diafragma en una posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
7. Dispositivo acústico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un armazón y una suspensión elástica que acopla el diafragma al armazón, estando la suspensión acoplada al diafragma en una posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
8. Dispositivo acústico según la reivindicación 7, cuando es dependiente de la reivindicación 6, en el que el sistema de imán está unido mediante conexión a tierra al armazón.
9. Dispositivo acústico según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en el que la posición en la que la parte motriz del transductor está acoplada al diafragma es una posición diferente de en la que dicha suspensión está acoplada al diafragma.
10. Dispositivo acústico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el diafragma tiene una periferia generalmente circular y un centro de masas.
11. Dispositivo acústico según la reivindicación 10, en el que los parámetros del diafragma son tales que el primer modo de diafragma sea inferior a ka = 2, donde k es el número de onda y a es el radio del diafragma.
12. Dispositivo acústico según la reivindicación 10 o la reivindicación 11, cuando son dependientes de una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, en el que la o cada posición nodal promedio está en una corona circular y la razón del diámetro de la corona circular con respecto al diámetro del diafragma es dependiente del número de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
13. Dispositivo acústico según la reivindicación 12, en el que se consideran adicionalmente modos axiales .
14. Dispositivo acústico según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que la parte motriz del transductor está acoplada concéntricamente con el centro de masas del diafragma.
15. Dispositivo acústico según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, cuando son dependientes de la reivindicación 7, en el que la suspensión está acoplada concéntricamente con el centro de masas del diafragma y alejándose de su periferia.
16. Dispositivo acústico según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, en el que el al menos un medio de impedancia mecánica está en la forma de una masa anular.
17. Dispositivo acústico según la reivindicación 16, que comprende varias masas anulares acopladas a o integradas en el diafragma en posiciones nodales promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
18. Dispositivo acústico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el diafragma es generalmente rectangular y tiene un centro de masas .
19. Dispositivo acústico según la reivindicación 18, en el que los parámetros del diafragma son tales que el primer modo de diafragma sea inferior a kl = 4, donde k es el número de onda y 1 es la longitud del diafragma.
20. Dispositivo acústico según la reivindicación 18 o la reivindicación 19, cuando son dependientes de una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, en el que la o cada posición nodal promedio está en un par de posiciones opuestas y la razón de la distancia de cada posición opuesta desde el centro de masas hasta la mitad de la longitud del diafragma es dependiente del número de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento .
21. Dispositivo acústico según la reivindicación 20, que comprende un par de transductores, estando montado cada uno del par en una de las posiciones opuestas.
22. Dispositivo acústico según la reivindicación 20, en el que el transductor está montado centralmente sobre el diafragma de manera que su parte motriz impulse las dos posiciones opuestas.
23. Dispositivo acústico según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 22, cuando son dependientes de la reivindicación 7, en el que la suspensión está ubicada en las posiciones opuestas .
24. Dispositivo acústico según una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23, en el que el medio de impedancia mecánica está en la forma de un par de masas, cada una de las cuales está ubicada en una de las posiciones opuestas .
25. Dispositivo acústico según la reivindicación 24, que comprende varios pares de masas acopladas a o integradas en el diafragma.
26. Dispositivo acústico según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 25, en el que el diafragma es similar a un haz y en el que los modos están a lo largo del eje largo del haz.
27. Dispositivo acústico según la reivindicación 26, en el que la parte motriz del medio transductor y el al menos un medio de impedancia mecánica están acoplados al diafragma a lo largo del eje largo del haz.
28. Dispositivo acústico según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 27, en el que la razón del diámetro de la parte motriz del transductor con respecto a la anchura del diafragma es tal como para suprimir el modo cruzado inferior.
29. Dispositivo acústico según la reivindicación 28, en el que la razón del diámetro de la parte motriz del transductor con respecto a la anchura del diafragma es de aproximadamente 0,8.
30. Dispositivo acústico según la reivindicación 16 o la reivindicación 25, en el que las masas se reducen en valor hacia el centro del diafragma.
31. Dispositivo acústico según la reivindicación 16, la reivindicación 25 o la reivindicación 30, en el que las masas se clasifican con respecto a la masa de la parte motriz del transductor.
32. Dispositivo acústico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el diafragma es isotrópico respecto a la resistencia a la flexión.
33. Dispositivo acústico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un medio de amortiguación montado en o integrado en el diafragma en una ubicación de alta velocidad de diafragma para amortiguar un modo.
34. Dispositivo acústico según la reivindicación 33, cuando es dependiente de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 17, en el que el medio de amortiguación es una almohadilla anular acoplada concéntricamente con el centro de masas del diafragma.
35. Dispositivo acústico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un adaptador de tamaño en la forma de un acoplador rígido liviano que acopla el transductor al diafragma.
36. Dispositivo acústico según la reivindicación 35, en el que el acoplador está acoplado al transductor en un primer diámetro y está acoplado al diafragma en un segundo diámetro.
37. Dispositivo acústico según la reivindicación 35 o la reivindicación 36, en el que el acoplador es frustocónico.
38. Dispositivo acústico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho diafragma comprende una abertura.
39. Dispositivo acústico según la reivindicación 38, que comprende un segundo diafragma montado dentro de la abertura, teniendo el segundo diafragma un área y un intervalo de la frecuencia de funcionamiento y siendo el segundo diafragma tal que tenga modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, un transductor electromecánico que tiene una parte motriz que está acoplada al diafragma y adaptada para intercambiar energía con el diafragma, y al menos un medio de impedancia mecánica que está acoplado a o integrado en el diafragma, siendo la colocación y la masa de la parte motriz del transductor y del al menos un medio de impedancia mecánica tales que la velocidad modal transversal neta sobre el área del segundo diafragma tienda a cero.
40. Dispositivo acústico según la reivindicación 38, que comprende un elemento montado en la abertura, mediante el cual la abertura se sella acústicamente de manera sustancial .
41. Dispositivo acústico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el diafragma es sustancialmente plano.
42. Dispositivo acústico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores cuando son dependientes de la reivindicación 7, en el que la masa de la suspensión se clasifica con respecto a la de la parte motriz del transductor.
43. Dispositivo acústico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo acústico es un altavoz y el transductor está adaptado para aplicar energía de onda de flexión al diafragma en respuesta a una señal eléctrica aplicada al transductor y en el que el diafragma está adaptado para radiar sonido acústico sobre una zona radiante.
44. Dispositivo acústico según la reivindicación 43, que comprende una pantalla acústica que rodea la zona radiante del diafragma.
45. Método para fabricar un dispositivo acústico que tiene un diafragma que tiene un área y que tiene un intervalo de la frecuencia de funcionamiento, que comprende escoger los parámetros del diafragma de manera que tenga modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, acoplar una parte motriz de un transductor electromecánico al diafragma para intercambiar energía con el diafragma, añadir al menos un medio de impedancia mecánica al diafragma, y seleccionar la colocación y la masa de la parte motriz del transductor y la colocación y los parámetros del al menos un medio de impedancia mecánica de manera que la velocidad modal transversal neta sobre el área tienda a cero.
46. Método según la reivindicación 45, que comprende correlacionar los perfiles de velocidad de un diafragma que vibra libremente con los del diafragma.
47. Método según la reivindicación 45 o la reivindicación 46, que comprende disponer los parámetros del diafragma de manera que haya dos modos de diafragma en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
48. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 47, que comprende disponer el intervalo de la frecuencia de funcionamiento para que incluya la transición de pistón a modal y disponer el transductor para que mueva el diafragma en traslación.
49. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 48, que comprende acoplar la parte motriz del transductor al diafragma en una posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
50. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 49, que comprende disponer el al menos un medio de impedancia mecánica para que esté en una posición nodal promedio de modos del diafragma en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
51. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 50, en el que el transductor es un dispositivo de bobina móvil que tiene una bobina de audio que forma la parte motriz y un sistema de imán y que comprende acoplar la bobina de audio al diafragma en una posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
52. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 51, que comprende acoplar una suspensión elástica al diafragma en una posición nodal promedio de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento y acoplar la suspensión a un armazón.
53. Método según la reivindicación 52, cuando es dependiente de la reivindicación 51, que comprende acoplar el sistema de imán al armazón.
54. Método según la reivindicación 52 o la reivindicación 53, que comprende acoplar la parte motriz del transductor al diafragma en una posición diferente de en la que la suspensión está acoplada al diafragma.
55. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 52 a 54, que comprende clasificar la masa de la suspensión con respecto a la de la parte motriz del transductor.
56. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 55, que comprende disponer el diafragma para tener una periferia sustancialmente circular y un centro de masas .
57. Método según la reivindicación 56, que comprende disponer los parámetros del diafragma de manera que el primer modo de diafragma sea inferior a ka = 2, en donde k es el número de onda y a es el radio del diafragma.
58. Método según la reivindicación 56 o la reivindicación 57, que comprende equilibrar los modos de diafragma variando el diámetro motriz del diafragma entre su centro y su periferia, calcular la admitancia de entrada media a medida que se varía el diámetro motriz, y añadir impedancias mecánicas en las posiciones dadas por los mínimos de admitancia.
59. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 56 a 58, cuando son dependientes de una cualquiera de las reivindicaciones 50 a 55, que comprende disponer la o cada posición nodal promedio para que esté en una corona circular y determinar la razón del diámetro de la corona circular con respecto al diámetro del diafragma a partir del número de modos radiales en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
60. Método según la reivindicación 59, que comprende considerar modos axiales .
61. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 56 a 60 , que comprende acoplar la parte motriz del transductor al diafragma concéntricamente con el centro de masas del diafragma.
62. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 56 a 61, que comprende acoplar la suspensión concéntricamente con el centro de masas del diafragma y alejándose de su periferia.
63. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 56 a 62, que comprende disponer el al menos un medio de impedancia mecánica para que sea una masa anular.
64. Método según la reivindicación 63 , que comprende proporcionar varias masas anulares.
65. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 55, que comprende disponer el diafragma para que sea generalmente rectangular y tenga un centro de masas .
66. Método según la reivindicación 65, que comprende seleccionar los parámetros del diafragma de manera que el primer modo de diafragma sea inferior a kl = 4, donde k es el número de onda y 1 es la longitud del diafragma.
67. Método según la reivindicación 65 o la reivindicación 66, cuando son dependientes de una cualquiera de las reivindicaciones 50 a 55, que comprende disponer la o cada posición nodal promedio para que esté en un par de posiciones opuestas y determinar la razón de la distancia de cada posición en oposición desde el centro de masas hasta la mitad de la longitud del diafragma a partir del número de modos en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento.
68. Método según la reivindicación 67, que comprende montar un transductor en cada posición opuesta.
69. Método según la reivindicación 67, que comprende montar un transductor centralmente sobre el diafragma de manera que su parte motriz impulse las dos posiciones opuestas .
70. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 67 a 69, cuando son dependientes de la reivindicación 52, que comprende ubicar la suspensión en las posiciones opuestas .
71. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 67 a 70, que comprende añadir el medio de impedancia mecánica en la forma de un par de masas y ubicar cada masa en una de las posiciones opuestas .
72. Método según la reivindicación 71, que comprende añadir varios pares de masas al diafragma.
73. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 65 a 72, que comprende disponer el diafragma para que sea similar a un haz y para que tenga modos que estén a lo largo del eje largo del diafragma.
74. Método según la reivindicación 73 , que comprende acoplar la parte motriz del medio transductor y el al menos un medio de impedancia mecánica a lo largo del eje largo del diafragma.
75. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 65 a 74, que comprende seleccionar la razón del diámetro de la parte motriz del transductor con respecto a la anchura del diafragma para suprimir el modo cruzado inferior.
76. Método según la reivindicación 75, que comprende seleccionar la razón del diámetro de la parte motriz del transductor con respecto a la anchura del diafragma para que sea de aproximadamente 0,8.
77. Método según la reivindicación 64 o la reivindicación 72, que comprende disponer que las masas se reducen en valor hacia el centro del diafragma.
78. Método según la reivindicación 64, la reivindicación 72 o la reivindicación 77, que comprende clasificar las masas con respecto a la masa de la parte motriz del transductor.
79. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 78, que comprende disponer el diafragma para que sea isotrópico respecto a la resistencia a la flexión.
80. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 79, que comprende seleccionar un modo para que esté amortiguado y añadir un medio de amortiguación al diafragma en una ubicación de alta velocidad de diafragma mediante el cual se amortigua el modo seleccionado.
81. Método según la reivindicación 80, cuando es dependiente de una cualquiera de las reivindicaciones 56 a 64, que comprende acoplar el medio de amortiguación en la forma de una almohadilla de amortiguación anular concéntricamente con el centro de masas del diafragma.
82. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 81, que comprende acoplar el transductor al diafragma utilizando un adaptador de tamaño en la forma de un adaptador rígido liviano.
83. Método según la reivindicación 82, que comprende acoplar el acoplador al transductor en un primer diámetro y acoplar el acoplador al diafragma en un segundo diámetro.
84. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 83 , que comprende proporcionar una abertura en dicho diafragma.
85. Método según la reivindicación 84, que comprende disponer un segundo diafragma dentro de la abertura en dicho diafragma, en el que el segundo diafragma tiene un área y un intervalo de la frecuencia de funcionamiento y que comprende escoger los parámetros del segundo diafragma de manera que tenga modos resonantes en el intervalo de la frecuencia de funcionamiento, acoplar la parte motriz de un transductor al segundo diafragma para intercambiar energía de onda de flexión con él y aplicar al menos un medio de impedancia mecánica al diafragma.
86. Método según la reivindicación 84, que comprende montar un elemento de sellado en la abertura mediante el cual la abertura se sella acústicamente de manera sustancial .
87. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 86, que comprende disponer el diafragma para que sea sustancialmente plano.
88. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 45 a 87, cuando son dependientes de la reivindicación 52, que comprende clasificar la masa de la suspensión con respecto a la de la parte motriz del transductor.