PL78133B1 - - Google Patents

Description

Uklad elektroakustyczny do odtwarzania dzwieku Przedmiotem wynalazku jest uklad elektroaku¬ styczny do odtwarzania dzwieku utworzony z ele¬ mentów promieniujacych dzwieki i elementów zmieniajacych wlasciwosci promieiniowania. W sklad ukladu wchodza równiez czynne i bierne uklady elektryczne, które lacznie z elementami promie¬ niujacymi tworza jednolity uklad. Uklad ten cha¬ rakteryzuje sie plaska krzywa przenoszenia i rów¬ nomiernym naglosnieniem pomieszczenia.Znane sa szerokopasmowe urzadzenia do prze¬ noszenia i promieniowania dzwieków w zamknie¬ tych pomieszczeniach. Jednakze uzyskanie wysokiej jakosci dzwieku przy duzej mocy wypromieniowa- nia jest niemozliwe do uzyskania za pomoca tych urzadzen. Z tego wzgledu w ukladach elektroaku¬ stycznych o szczególnie duzych wymaganiach pa¬ smo czestotliwosci akustycznej jest dzielone przy¬ najmniej na dwa pasma, przy czym elementy wy- promianiowujace dzwiek sa zasilane ze wspólnego zródla sygnalów i posiadaja dla kazdego pasma osobny wzmacniacz mocy.Pod pojeciem elementu promieniujacego dzwiek nalezy rozumiec specjalnie uksztaltowany promien¬ nik dzwieku, dla niskich, srednich i wysokich to¬ nów (na przyklad komora promieniowania zwrot¬ nego, glosnik lu!b inne zródlo dzwieku). Dla roz¬ dzielania sygnalów na poszczególne kanaly sluza uklady elektryczne czynne (zawierajace wzmac¬ niacz) lub bierne (bez wzmacniacza). Dla zwiek¬ szenia sprawnosci — .obwody sterujace wzmacnia¬ lo 15 20 25 30 cza zasilajacego zródlo dzwieku sa wyposazone w obwody pradowe regulujace poziom tonów niskich i wysokich.Dla skonstruowania ukladu elektroakustycznego do promieniowania dzwieku o wysokiej jakosci w pomieszczeniach zamknietych specjalne znaczenie maja nierównomiernosci charakteryzujace czesto- tliwosciowo-cisnieniowe zródla dzwieku, charakte¬ rystyki kierunkowosci oraz nierównomiernosci charakterystyk przenoszenia uzyskane w miejscu odbioru dzwieku jako czynnik zmiany kierunków dzialania dzwieku w pomieszczeniu.Przy uwzglednieniu obecnego stanu .techniki dla spelnienia wymagan odtwarzania dzwieku o wyso¬ kiej jakosci nalezy spelnic nastepujace wymagania: 1) przy czestotliwosci ponad 800 Hz charaktery¬ styki czestotliwosciowe powinny byc podobne do siebie i w zakresie kata stozkowego o wartosci przynajmniej 120° powinny wykazywac male wa¬ hania, 2) w miejscu odbioru dzwieku krzywa przenosze¬ nia powinna tylko w malym stopniu odbiegac od wymaganej optymalnej krzywej dla ustalonego pa¬ sma przenoszenia, 3) w miejscu odbioru dzwieku nalezy zapewnic dostatecznie duzy poziom dzwieku przy subiektyw¬ nym opóznieniu przenoszenia.Powyzsze wymagania, zwlaszcza 1 i 2 nie zo¬ staly spelnione.w znanych rozwiazaniach. Bez za¬ dowalajacego rozwiazania pierwszego wymagania 781333 78133 4 w ogóle ¦problemu rozwiazac nie mozna. Przy uwzglednieniu dotychczasowych wyników mozna to stwierdzenie uzasadnic w nastepujacy sposób.Zgodnie z doswiadczeniem, lancuch elektroaku¬ styczny byl brany praktycznie zawsze ze staty¬ cznego sygnalu programowego o krancowej szero¬ kosci pasma i nigdy nie byl wzbudzany przez sygnal sinusoidalny. Krzywa przenoszenia zródla dzwieku, która w pomieszczeniach wypada skraj¬ nie nierównomierna odczuwana jest w przypadku sygnalu przypadkowego slyszalnego przez sluchaja- oego nie jako nierównomierna, poniewaz ilosc nie- równomiernosci charakterystyki, na przyklad ma¬ ksima o tym samym charakterze i odleglosci oAf w zakresie pasma krytycznego Af jest dostatecz¬ nie duza, to znaczy Af /Af jest wieksza od 10.To wymaganie jest spelnione na przyklad w po¬ mieszczeniu o objetosci równej 100 m2 (pomieszcze¬ nie mieszkalne sredniej wielkosci lub pomieszcze¬ nia techniczne w studio) i dla sygnalów o czesto¬ tliwosci wyzszej niz 100 Hz.Przy * zwiekszaniu objetosci pomieszczen ta cze¬ stotliwosc graniczna obniza sie. Z drugiej strony zgodnie z doswiadczeniem nierównomiernosc krzy¬ wej przenoszenia pomiedzy pasmami krytycznymi sluchajacego, to znaczy mierzona przy pomocy na¬ piecia szumów barwy .nierównomiernosc szeroko¬ sci pasma wynoszacego jedna trzecia oktawy jest przyjmowana jako dobra.Z tego wzgledu, gdy zostana wyjasnione nie- równomiernosci wartosci akustycznych (które sa takze mierzone obiektywnie) zródla dzwieku, to znaczy, gdy zostana rozpoznane charakterystyki kierunkowosei i charakterystyki czestotliwosciowo- -cisnieniowe odpowiednio do wlasciwosci statycz¬ nych sygnalu programowego i subiektywna praw¬ dziwosc nierównomiernosci przy pomocy szumów barwy szerokosci pasma jednej trzeciej oktawy po¬ zostaje jeszcze zadanie wykonania takiego zródla dzwieku, którego wlasciwosci akustyczne mierzone sygnalem o szerokosci pasma jednej trzeciej okta¬ wy maja charakter bardziej równomierny. W zad¬ nych znanych rozwiazaniach ten warunek nie byl brany pod uwage.W wyniku dzialania zmiennego pomiedzy pomie¬ szczeniem i zródlem dzwieku wystepuje znaczna róznica w krzywych przenoszenia w dzwiekowych pomieszczeniach otwartych i w salach zamknietych.Zmniejszenie tego dzialania zmiennego poprzez nor¬ malizacje wartosci jest w technice budowania stu¬ diów badane od dluzszego czasu. Wedlug nowszych badan nie rozwiazuje to tego problemu, gdyz przy uruchomieniu zródla nalezy przyjac wahajace sie w szerokich granicach cisnienie dzwieku w róznych punktach pomieszczenia. W czasie dalszych badan stwierdzono, ze podstawowym warunkiem osiagnie¬ cia mozliwie najlepszego przenoszenia dzwieku w pomieszczeniu jest zapewnienie niezaleznych od cze¬ stotliwosci upodabniajacych sie do siebie charakte¬ rystyk kierunkowych zródla dzwieku w plaszczyz¬ nach zarówno poziomych jak i pionowych przynaj¬ mniej dla czestotliwosci ponad 1 kHz. Jezeli takie -charakterystyki zostana zapewnione wówczas, od¬ powiednio do glównych kierunków promieniowania zródla dzwieku w pomieszczeniu — zajmujacy miej¬ sce sluchacze w wyniku istnienia stalych linii kie¬ runkowych niezaleznie od wystepujacych przy kry¬ tycznych szerokosciach pasma, a wiec nieslyszal¬ nych, czesciach lancucha akustycznego pomiedzy 5 uchem i zródlem oraz w wyniku sferycznego' ksztal¬ tu charakterystyk kierunkowych slysza znacznie bardziej równomierna krzywa przemoszeniia w pas¬ mie czestotliwosci akustycznych. Stwierdzono rów¬ niez, ze stala rodzina krzywych niezalezna od cze¬ stotliwosci ma jeszcze te zalete, ze wspólczynnik kierunku to znaczy iloraz cisnienia osiowego i wy- promieniowanej energii zródla o takich wlasciwos¬ ciach moze byc w okreslony sposób uzalezniony od czestotliwosci. W ten sposób mozna na przyklad wspólczynnik kierunkowosci uniezaleznic na stale od czestotliwosci. Nalezy tylko starac sie o to, ze¬ by poziom zródla dzwieku zmienial sie odwrotnie proporcjonalnie od czestotliwosci. Zadanie to mozna zrealizowac za pomoca znanych ukladów elektrycz¬ nych.Znane z literatury rozwiazania nie spelniaja tych wymagan. Istnieja znane rozwiazania ze spelnie¬ niem tego warunku stalego wspólczynnika kierunku zródla jednak bez rozpoznania tego wymagania na podstawie obiektywnej, lecz tylko na stworzeniu w róznych miejscach pomieszczenia doskonalego su¬ biektywnie obrazu dzwieku przy jednoczesnym za¬ bezpieczeniu podobienstwa charakterystyk kierun¬ kowych zródla w zakresie szerokiego pasma dzwie¬ ku.Inne ze znanych rozwiazan uwzglednia wprawdzie, ze charakterystyki kierunkowe i przebieg czestotli¬ wosci maja znaczenie nie jako scisle wspólzalezne wlasciwosci dla zródla dzwieku o dobrej jakosci, ale nie podaje warunku dla stalosci charakterystyk kierunkowych. Zamiast tego rozwiazanie to propo¬ nuje w odniesieniu do miejsca sluchacza, elektrycz¬ ne wyrównanie krzywej promieniowania zródla. To ustalenie jest wprawdzie trafne, ale nie bierze pod uwage tego, ze charakterystyki kierunkowe zródla przy okolo ponad 1 kHz (przebiegaja podobnie, nie¬ zaleznie od czestotliwoscii.Z drugiej strony jednemu z najnowoczesniej¬ szych zródel dzwieku postawiono tylko taki wa¬ runek, azeby w pelnym pasmie czestotliwosci aku¬ stycznych, energia dzwieku byla wysoka oraz tak, aby w plaszczyznie poziomej przy tonach srednich i wysokich powstawala jednorodnosc nierówno¬ miernosci w wyniku interferencji swobodnego pola dzwielku. Opublikowano równiez, ze nierównomier¬ nosc charakterystyki dostatecznie waskiego pasma, powstajace z interferencji, sa z subiektywnego punktu widzenia bez znaczenia, tak, ze usuniecie ich nie musi stanowic warunku. Poniewaz w przy¬ padku .tego rozwiazania z drugiej strony nie jest wymagane, aby zródlo dzwieku w dnnych od po¬ ziomych plaszczyznach wytwarzalo pola dzwieku o okreslonym charakterze, nie zapewnia ono stalych niezaleznych od czestotliwosci linii kierunkowych, alby zabezpieczyc stala energie wypromieniowana dochodzaca do miejsca sluchacza, oraz niezaleznie od warunków pomieszczenia, zabezpieczyc jakas ustalona krzywa pirzenoiszeniia. Jednoczesnie dla otrzymania w tym rozwiazaniu w plaszczyznie po¬ ziomej charakterystyki kierunkowej wolnej od 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6078133 5 6 miejscowych nierównomiernosci postawiony jest bezpodstawny warunek, aby umiescic glosniki wy- sokotonowe ponad glosnikami iniskotonowymi. W tym rozwiazaniu brakuje osi wzdluznej dla wyso- kotonowiej jednostki dzwieku ze zródlem niskotono¬ wym i jednoczesnie glosniki wysokich dzwiejków sa wzgledem siebie obrócone wzgledem ich osi wzdluznych. Jak wynika z pomiarów powyzsze roz¬ wiazanie nie moze zagwarantowac nawet zblizonego podobienstwa charakterystyk kierunkowych w pla¬ szczyznie poziomej dla czestotliwosci ponad 1' kHz.Zgodnie z doswiadczeniem dla tak utworzonego wielokanalowego zródla dzwieku (ze wzgledu na stosunkowo duza odleglosc glosników nisko i wy- sokotonowych) czestotliwosc wyrównujaca musi byc dobrana dostatecznie nisko, aby krzywa przenosze¬ nia nie posiadala slyszalnych nierównosci. Z tego wzgledu czestotliwosc wyrównania zostala ustalona na 300 Hz. W zwiazku z tym czestotliwosc wieksza niz 6GO Hz promieniowana jest w plaszczyznie pio¬ nowej z umieszczonych jeden mad drugim glosni¬ ków. Stad wynika znana wada tego ukladu a mia¬ nowicie to, ze pelne zródlo dzwieku od czestotliwo¬ sci powyzej 1 kHz nie daje niezaleznych od czesto¬ tliwosci, prawie stalych charakterystyk kierunko¬ wych. Dalej stwierdzono, ze aby osiagnac w szero¬ kim pasmie stala charakterystyke kierunkowa, cze¬ stotliwosc wyrównujaca musi byc tak dobrana, aby przy czestotliwosci, gdzie nakladaja sie tony niskie i wysokie nastepowalo wypromieniowanie dzwie¬ ków w plaszczyznie poziomej. Promieniowanie kie¬ runkowe, na które silnie oddzialuje odchylenie dzwieku wytworzone na powierzchni komory, po¬ siada jednak przy malych czestotliwosciach sfe¬ ryczne charakterystyki kierunkowe i wystepuje do¬ piero przy 1 kHz w zaleznosci od wymiarów glos¬ nika i komory. Dlatego czestotliwosc wyrównujaca, przy uwzglednieniu rozmiarów komory musi byc dobrana o okolo dwie oktawy wyzej, w stosunku do zalecen, aby wymagania stawiane charakterysty¬ kom kierunkowym zostaly spelnione takze w oto¬ czeniu czestotliwosci wyrównania.Doswiadczenia przecza twierdzeniu, ze czestotli¬ wosc wyrównania musi byc tak dobrana, aby glos¬ nik promieniujacy niskie tony przy tej czestotli¬ wosci nie wykazywal wlasciwosci sterujacych. Da¬ lej stwierdzono, ze w wyniku statycznych wla¬ sciwosci sygnalu programowego pomiedzy czestotli¬ woscia 630 i 1250 Hz znajduje sie gdziekolwiek pa¬ smo czestotliwosci o szerokosci jednej trzeciej ok¬ tawy ponizej lub powyzej której sygnal programo¬ wy zastepuje calkiem równa, co do wartosci, ener¬ gie sygnalu. Optymalne wykorzystainie obciazalno¬ sci kanalów dzwieku niskiego i wysokiego, które jest szczególnie celowe w ukladach wielokanalo¬ wych, wymaga dlatego wyboru czestotliwosci wy¬ równania o przynajmniej o jedna oktawe wyzej niz normalna czestotliwosc 300 Hz.Celem wynalazku jest spelnienie podstawowego zalozenia wyjsciowego, aby uklad zródla dzwieku zbudowany z elementów promieniujacych tony wy¬ sokie i niskie w przeciwienstwie -do dotychczas zna¬ nych rozwiazan, przy ponad 0,8 kHz zapewnial to, ze charakterystyki kierunkowe, beda podobne do siebie niezaleznie od czestotliwosci. Wykorzystujac lepiej obciazalnosc elementów nisko i wysokotono- wych, promieniowanie dzwieku bedzie moglo jed¬ noczesnie byc zmieniane w jednym z kierunków zmian czynnika za pomoca w okreslony sposób 5 zmienianej charakterystyki przenoszenia wzmacnia¬ cza zasilajacego uklad zródla, tak aby do miejsca sluchacza w pomieszczeniu mogla dotrzec najodpo¬ wiedniejsza charakterystyka 'transmisji, tak jiak te^ go wymaga postawione zadanie.Cel wynalazku zostal osiagniety przez opracowa¬ nie ukladu elektroakustycznego skladajacego sie z dwóch umieszczonych w oddzielonych od siebie po¬ mieszczeniach elementów promieniowania tonów ni¬ skich i wysokich, których tor elektroniczny zawie¬ ra - wzmacniacz mocy lub wiele wzmacniaczy oraz filtry dolno-i igórinoprzepustowy; Zródlo wysokich tonów jest wykonane z czterech glosników, kazdy o srednicy 125 mm, a zródlo dzwieków niskich wy¬ konane jest z calkowicie zamknietego, wbudowane¬ go w komore wytlumiona wata glosnika o srednicy 300 mm. Dla zrealizowania ukladu zródla dzwieku o stalych charakterystykach kierunkowych czesto¬ tliwosc wyrównujaca ukladu dwutorowego zostala dobrana tak, aby obciazalnosc glosników tworza¬ cych zródlo byla wykorzystana w mozliwie duzych granicach. Jednoczesnie postarano sie o to, aby cha¬ rakterystyki kierunkowe ukladu przy .czestotliwosci wyrównania i w jej otoczeniu pozostaly mozliwie niezalezne od czestotliwosci i aby w zakresie sze¬ rokiego kata przestrzennego pozostaly podobne.Dalsze cechy osiagnieto przez to, ze zródlo dzwie¬ ku zastosowano jako element wysokotonowy. Przy pomocy tego elementu mozna bylo wykonac uklad zródla dzwieku o wzglednie malych wymiarach, szerokim pasmie dzwieku, duzej energii i stalych charakterystykach kierunkowych, zakladajac, ze od¬ powiednie ustawienie elementu zródla dla tonów niskich zapewni dostatecznie bliskie ustawienie ze zródlem tonów wysokich co pozwoli wybrac odpo¬ wiednio wysoka czestotliwosc wyrównania. Ustalo¬ no, ze gdy srodkowy punkt glosnika tonów wyso¬ kich znajdujacych sie na najbardziej zewnetrznej stronie ukladu znajdzie sie w odleglosci mniejszej niz 1,5 razy wymiaru srednicy zródla tonów ni¬ skich i jednoczesnie czestotliwosc wyrównawcza zo¬ stanie tak dobrana, ze jej dlugosc fali nie przekra¬ cza najmniejszego wymiaru powierzchni równole¬ glej do plaszczyzny otworów glosnika tonów, nis¬ kich zamknietego w puszce wówczas, zgodnie z doswiadczeniem stale charakterystyki kierunkowe mozna zapewnic takze w otoczeniu czestotliwosci wyrównania.Dobre wyniki osiaga sie, gdy czestotliwosc wy¬ równania dobrana jest tak, ze jej dlugosc fali jest mniejsza od najmniejszych wymiarów komory, mie¬ rzonych wzdluz powierzchni równoleglej do plasz¬ czyzny otworu glosnika tonów niskich. Pod otwo¬ rem promieniowania zródla dzwieku nalezy rozu¬ miec rzeczywisty lub fikcyjny element powierzch¬ ni ograniczajacej element promieniujacy, poprzez który wzbudzone pole dzwieku przekazywane jest bezposrednio do zewnetrznego .osrodka przekazuja¬ cego dzwieki na zewnatrz.Wykonany w ten sposób uklad elektroakustycz¬ ny do odtwarzania dzwieku spelnia wiekszosc wy- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6078133 7 8 magan, mozna dokonac dalszego ulepszenia poprzez wbudowanie wstrzymywaczy. Ustalono, ze lepsze wyniki daje zastosowanie w miejscu wstrzymywa¬ czy sztywnych plyty zaopatrzonej w dziury lub ot- , wory lufo wiele takich plyt umieszczonych przed glosnikiem.Przedmiot niniejszego wynalazku zostal przed- stawionyny w przykladzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia przykladowe wyko¬ nanie glosników, zgodnego z wynalazkiem zestawu elektroakustycznego do odtwarzania dzwieków, fig. 2 — to samo co fig. 1 dla wiekszej energii, fig. 3 — charakterystyki kierunkowe wokól czestotli¬ wosci wyrównania fc = 1,25 kHz dla przykladu wy¬ konania z fig. 1, fig. 4 15 — charakterystyki kie¬ runkowe ze srodkami dyfrakcyjnymi i bez w ce¬ lach, porównawczych, fig. 6 i 7 — przykladowy Uklad zastosowanych srodków dyfrakcyjnych w wi¬ doku z góry i z przodu, fig. 8 — szczególnie do¬ bre wykonanie srodków dyfrakcyjnych, fig. 9 i 10 — przyklady zmiany krzywej przenoszeniowej, w za¬ kresie tonów wysokich, poprzez dzialanie wstrzy¬ mywaczy dyfrakcyjnych, fig. 11, 12 i 13 — zmiany odcinków charakterystyk cisnieniowo-czestotliwo¬ sciowych, przy róznym ustawieniu zródla, jako wy¬ nik oddzialywania wzajemnego, znamiennego zró¬ dla i pomieszczenia, fig. 14 — tor elektroakustycz¬ nego ukladu do odtwarzania dzwieku, fig. 15 i 16 — charakterystyki czestotliwosciowe uzytych filtrów, fig. 17 — pomierzone w zamknietym pomieszczeniu charakterystyki cisnieniowo-czestotliwosciowego ze¬ stawu zgodnego z wynalazkiem, fig. 18, 19 i 20 — praktycznie niezalezne od czestotliwosci charaktery¬ styki kierunkowe zestawu zgodnego z wynalazkiem.W ukladzie na fig. 1 zestaw elektroakustyczny do odtwarzania dzwieku 1 zawiera czesc elektroniczna 2, umieszczony w komorze 3 glosnik tonów niskich 4, nastepnie cztery glosniki tonów wysokich 6 umie¬ szczonych w komorach 5. Glosniki 6 umieszczone sa w plaszczyznie poziomej. Do pomiaru stosuje sie uklad wspólrzednych odniesienia 7, którego osie x, y, z, obracane sa w prawo.W ukladzie zgodnym z wynalazkiem odstep od¬ cinka krytycznego 8, to znaczy srodkowego punktu glosnika tonów niskich 4 od srodkowego punktu skrajnego glosnika 6 zestawu tonów wysokich nie przekracza 1,5 wartosci srednicy glosnika 4.Fig. 2 przedstawia wykonanie zestawu o wiekszej energii, w którym wbudowane sa wkomory 3 lufo 5 glosniki tonów niskich 4 i dwa rzedy glosników to¬ nów wysokich. Fig. 3 podaje wyniki pomiarów dla wykonania przykladowego wedlug fig. 1. W zesta¬ wie elektroakustycznym nastawiono czestotliwosc wyrównania na fc = 1,25 kHz i przedstawiono cha¬ rakterystyki kierunkowe, które powstaly wokól tej czestotliwosci. Filtry wyrównawcze wykazuja przy czestotliwosciach odchylajacych wokól czestotliwo¬ sci wyrównania opadajaca charakterystyke o na¬ chyleniu 12 dB na oktawe. Charakterystyki kierun¬ kowe zdjeto w odleglosci 2 m od zródla dzwieku w plaszczyznie xy w swobodnym polu dzwieku przy czestotliwosci wyrównania i w jej otoczeniu.W ukladzie elektroakustycznym wedlug fig. 1 ba¬ dano oddzialywanie róznych wstrzymywaczy powo¬ dujacych dyfrakcje. Wyniki podano na fig. 4 i 5, krzywa narysowana linia ciagla podaje charakte¬ rystyki kierunkowe pólpowierzchniowe nalezace do róznych czestotliwosci bez zastosowania wstrzymy¬ waczy dyfrakcyjnych, a krzywa o linii przerywanej przy uzyciu pretów dyfrakcyjnych. Dla porównania podano krzywe uzyskane przy zastosowaniu wstrzy¬ mywaczy zgodnych z wynalazkiem. Uklad wstrzy¬ mywaczy przedstawia fig. 6. Z fig. 4 i 5 widac wyraznie, ze na przyklad przy" 5 kHz i 6,3 kHz pret dyfrakcyjny 9 nie przedstawia zadnego znaczenia.Nalezy zaznaczyc, ze glosniki 6 umieszczone sa na scianie zalamanej. Znacznie le^ze wyniki osiaga sie gdy skrajne glosniki 6 zastawione sa wstrzy- mywaczem plytkowym. Uklad ten przedstawiony jest na fig. *7. Zadowalajace rezultaty osiaga sie gdy swobodna (dziurkowana) powierzchnia wstrzy- mywacza plytkowego 11 jest mniejsza jak polowa pelnej powierzchni. Szczególnie dobre wyniki moz¬ na osiagnac przy uzyciu plytki wedlug fig. 8. Tam szeregi otworów o mniejszej srednicy 12 umieszczo¬ ne sa na zmiane z szeregami otworów o wiekszej srednicy 13. Polepszenie charakterystyk kierunko¬ wych pokazano na fig. 4 i 5 linia osiowa. Rozwia¬ zanie wedlug powyzszych wykonan umozliwia, przez zastosowanie plytek, uzyskanie pewniejszych w sto¬ sunku do poprzednich' rozwiazan charakterystyk kierunkowych niezaleznych od czestotliwosci dla wiekszych zakresów czestotliwosci. Dzialanie powo¬ dujacych dyfrakcje plytek wstrzymujacych 11 nie ogranicza sie tylko do charakterystyk kierunkowych ale wplywa na charakterystyki cisnieniowo — cze¬ stotliwosciowe w ten sposób, ze tam, gdzie wsku¬ tek dzialania dyfrakcji .ksztaltuja sie znacznie ko¬ rzystniej charakterystyki kierunkowe, osiowe cha¬ rakterystyki cisnieniowo-czestotliwosciowe ogólnie biorac opadaja, a element wysokotonowy wykona¬ ny z pojedynczych glosników wykazuje prawie pro¬ stoliniowa krzywa przenoszenia. Przedstawiona na fig. 9 opadajaca charakterystyka zestawu elektro¬ akustycznego gdzie spadek zaczyna sie przy okolo 3 kHz nie jest bez zalet, a nawet przeciwnie za¬ bezpiecza eliminacje wystepujacych w innych roz¬ wiazaniach ostrych tonów wysokich co pozwala na przyjemny odbiór subiektywny na sali i równiez odpowiada krzywej przenoszenia zalecanej w od¬ twarzaniu filmów dzwiekowych. Jednak dla zepew- nienia dobrej krzywej przenoszenia w studiach ra¬ diowych i telewizyjnych, gdzie charakterystyki kie¬ runkowe zestawu przebiegaja przy 0,8 kHz nalezy dolozyc staran, aby odbierana na miejscach slu¬ chaczy krzywa przenoszenia zestawu odtwarzajace¬ go byla w szerokim zakresie pasma dzwieku linia zblizona do prostej. W tym celu element wysokich tonów powinien byc zestawiony z indywidualnych glosników, których osiowa krzywa przenoszenia przy wysokich tonach bedzie wyraznie wzrastajaca.Glosniki w takiej charakterystyce same w sobie da¬ ja nieprzyjemny dzwiek, jednak uzyte w zestawie o wyzej podanym ukladzie wykazuja pewne zalety.Osiowa krzywa przenoszenia glosnika w rosnacej krzywej przepuszczania zestawu wedlug fig. 1, 7 i 8 podana jest na fig. 10 w postaci pelnej krzywej.Podana linia kreskowana na fig. 10 prawie prosto¬ linijna krzywa przenoszenia odnosi sie do elemen-. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6078133 9 10 tu promieniujacego wysokie tony. Widac wyraznie, ze zmiana jest znaczna. Zgodnie z doswiadczeniem wystepujace wskutek dzialania plytki dyfrakcyjnej zmiany przy okreslonych typach glosników sa pra¬ wie niezalezne od rozrzutów parametrów poszcze¬ gólnych glosników, zakladajac, ze glosnik zawiera sie w okreslonych tolerancjach wykonawczych.Dalsze polepszenie podanego rozwiazania zostalo osiagniete przez zastosowanie we wzmacniaczach to znaczy w obwodach pradowych zestawu elektroaku¬ stycznego ukladów poprawiajacych, wprowadzonych celowo przed wzmacniaczem mocy. Pozwalaja one osiagnac poprawienie stromosci krzywej przenosze¬ nia przy 1 kHz w pasmie iprzynajimniej jednej ok¬ tawy o mniej niz + 6 dB.W ten sposób przy czestotliwosciach ponad 0,8 kHz zródlo wytwarza niezalezne od czestotliwosci prawie stale charakterystyki kierunkowe, .które w pomieszczeniu na miejscu sluchacza, w zaleznosci od przepisów, wykazuja wspólczynnik kierunkowosci zmienialny w szerokich granicach oraz taka sama krzywa przenoszenia. Wykonany w ten sposób ze¬ staw elektroakustyczny daje dobre wyniki, gdy zo¬ staje ustawiony w pomieszczeniu w odpowiedniej odleglosci od powierzchni dajacych odbicie, na przyklad scian. Z drugiej strony zestaw umieszcza sie w poblizu powierzchni dajacych odbicie, gdyz cisnienie dzwieku dla niskich tonów znacznie wzra¬ sta w wyniku oddzialywania tych powierzchni. Jed¬ nak pomimo wszystko konstruktorzy jeszcze obec¬ nie daza do tego, aby krzywa przepuszczania zdje¬ ta w swobodnym polu. dzwiekowym zródla jeszcze bardziej rozszerzyc i wyrównac w kierunku niskich czestotliwosci. Mozna tu zgodnie z doswiadczeniem osiagnac dobre wyniki, gdy ta krzywa przenoszenia przy nizszych czestotliwosciach ponizej 100 Hz wy¬ kazuje spadek o okolo 12 dB na oktawe. W tym przypadku wplyw odbic na mierzona w pomiesz¬ czeniu charakterystyke cisnieniowo — czestotliwo¬ sciowa bedzie mniejszy w poblizu scian. Jednak ustalono, ze oddzialywanie powierzchni ograniczaja¬ cych dzialanie zródla nie moze byc usuniete w pel¬ nym zakresie. Wynika to z fig. 1:1 podajacej malo- czestotliwosciowy odcinek charakterystyki cisnienio¬ wo-czestotliwosciowej zdjetej przy 100 Hz w po¬ mieszczeniu swobodnym przy spadku 12 dB na oktawe. Pomiar przeprowadzono w pomieszczeniu 120 m3 przy poglosie 0,5 ms w odleglosci 3 m od zródla dzwieku w ten sposób, ze przy ^niezmienio¬ nym polozeniu mikrofonu pomiarowego zródlo elek¬ troakustyczne wedlug fig. 1 ustawione bylo naj¬ pierw na podlodze (linia ciagla) a nastepnie na wy¬ sokosci 2 nie. Podobne' nierównomiernosci wykazuje równiez fig. ;li2, gdzie wyniki pomiarów osiagnieto przy od¬ stepie 0,75 m krawedzi tylnej zestawu od sciany.Wprawdzie te nierównomiernosci charakterystyki opadajacej przy 100 Hz w pomieszczeniu swobod¬ nym nie sa znaczne, jednak mozna wprowadzac dal¬ sze ulepszenie za pomoca obwodów polepszajacych jakosc wzmacniacza mocy zasilajacego zródlo dzwieku. Pionowosc charakterystyki obwodów po¬ winna miec celowo mozliwosc regulacji ciaglej przy czestotliwosci ponizej 300 Hz, iprzynajimniej w pas¬ mie jednej oktawy wiecej niz — 6dB na oktawe.Z przedstawionego wyzej wykonania wynika, ze przez poprawienie krzywej przenoszenia zestaw elektroakustyczny mozna przy niskich tonach jesz¬ cze ulepszyc w zaleznosci od ustawienia zródla 5 dzwieku. Zagadnienie to nie bylo dotychczas roz¬ patrywane. Zgodnie z dotychczasowymi doswiadcze¬ niami inalezy liczyc sie z dalszym oddzialywaniem pomieszczenia, które posiada duze znaczenie przy zestawach elektroakustycznych stosowanych w tele¬ wizji. Ustalono, ze zródlo o stalych charakterysty¬ kach kierunkowych, które w swobodnym pomiesz¬ czeniu dla czestotliwosci pomiedzy 200 i 2000 Hz posiada równomierna krzywa przenoszenia — wy¬ kazuje w sali oprócz tego jeszcze zmieniajaca sie lokalnie, wedlug czestotliwosci krzywa przenoszenia to znaczy podwyzszenie sie czestotliwosci. Wielkosc tego podwyzszenia oraz szerokosc pasma przypo¬ rzadkowanego tej nierównomiernosci sa wedlug do¬ swiadczen funkcja miejsca. Wynika to z fig. 13 dla krzywej, która zostala zdjeta dla zestawu wedlug fig. 1 przy pomocy mikrofonu pomiarowego umie¬ szczonego w odleglosci 2 m w ten sposób, ze zró¬ dlo umieszczono najpierw na podlodze (linia ciagla) a nastepnie na wysokosci 2 m (linia przerywana).Nierównomiernosc wyzej wymienionej krzywej przenoszenia zostala wyrównana przy pomocy wla¬ czonego pomiedzy dodatni i ujemny biegun obwo¬ du pradowego regulacji charakterystyk uklad sze¬ regowy skladajacy sie z opornika, kondensatora i indukcyjnosci. Czestotliwosc rezonansowa i wspól¬ czynnik dobroci sa celowo zmienialne. W wiek¬ szosci przypadków praktycznych okazuje sie, ze ta¬ ki obwód pradowy nie jest konieczny nawet gdy zestawowi stawiane sa wyjatkowo duze wymagania.W jednym z takich przypadków na przyklad przy pracy w studio stalosc ustawienia zestawu elektro¬ akustycznego jest zapewniona.Dla zapobiezenia zbednemu dzialaniu przez osoby nieupowaznione przy wlasciwie nastawionej krzy¬ wej przenoszenia opisany wyzej uklad jest celowo umieszczony we wnetrzu wzmacniacza, w ten spo¬ sób, ze jednostka ta jest dostepna dopiero po zwol¬ nieniu bolca mocujacego wzmacniacze. Taki uklad polepszajacy lokalnie krzywa przenoszenia byl wbu¬ dowany juz wczesniej do zestawu przeznaczonego do pracy w studio, ale nie zwrócono uwagi na to, ze uklad taki moze byc celowo zmienialny i ze nastawienie optymalne powinno byc niezalezne od urzadzen zestawu elektroakustycznego. Ponadto zgodnie z literatura czestotliwosc rezonansu takie¬ go ukladu powinna byc ustalana tylko w Okolicy 300 Hz to znaczy w zakresie czestotliwosci wyrów¬ nania zródla tonów niskich i wysokich.Zgodnie z doswiadczeiniem w przypadku zestawu o stalych charakterystykach kierunkowych ten uklad poprawiajacy musi byc zastosowany dla cze¬ stotliwosci ponizej czestotliwosci wyrównania, aby osiagnac wlasciwy efekt w ustalonym zakresie. Ten uklad moze miec równiez postac wspomnianego równoleglego ukladu drgajacego wlaczanego w wie¬ lu obwodach drgajacych zawierajacych opornik, kondensator i indukcyjnosc, lufo w galezi regula¬ cyjnej.Umieszczony na powierzchni czolowej element wy¬ twarzajacy dyfrakcje wedlug fig. 8 jest celowo tak 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6078133 11 12 uksztaltowany, ze jednoczesnie tworzy czesc plyty zakrywajacej powierzchnie czolowa, której zew¬ netrzna powierzchnia obciagnieta jest tkanina przepuszczajaca dzwieki na przyklad jedwabiem glosnikowym. Poprzez wspólne uzycie wszystkich 5 tych elementów mozna osiagnac optymalny wynik wykonania. Schemat blokowy takiego zestawu elektroakustycznego jest przedstawiony na fig. 14.W schemacie, w jednostce wejsciowej 14 poprzez regulator poziomu 15 podlaczony jest uklad po- io lepszajacy 16. Za ukladem polepszajacym schemat rozgalezia sie na obwód kanalu 18 tonów niskich i kanalu tonów wysokich 19. Rozgalezienie naste¬ puje w punkcie 17 za pomoca odpowiednich fil¬ trów wyrównawczych 20. Do filtrów wyrównaw- 15 czych podlaczone sa w obu galeziach regulatory poziomu 21 i wzmacniacze mocy 22 oraz glosniki tonów niskich 4 i tonów wysokich 6. Charaktery¬ styka zastosowanego ukladu polepszajacego poda¬ na jest na fig. 15. Powierzchnia zakreskowana 20 oznacza rzeczywisty zakres regulacji.Fig. 16 przedstawia krzywa przenoszenia zastoso¬ wanych w punkcie rozgalezienia filtrów górnoprze- pustowego i dolnoprzepustowego. Krzywa „A" na fig. 17 przedstawia zdjeta przy zastosowaniu 25 wszystkich ulepszen charakterystyke clsnieniowo- -czestotliwosciowa w pomieszczeniu 120 m3 przy stalym poglosie T = 0,5 s w odleglosci 2 m od zródla, która spelnia wszystkie wymagania ustalo¬ ne dla potrzeb radia i telewizji. Krzywa „B", 30 która rózni sie od poprzedniej tym, ze przy odpo¬ wiednim nastawieniu potencjometru przedwzmac- niacza regulujacego barwe tonów wysokich wska¬ zuje prostoliniowa krzywa przenoszenia i spelnia wymagania sluchania podczas gdy krzywa „C" za- 35 pewnia krzywa przenoszenia zalecana dla techniki filmu dzwiekowego. Wszystkie krzywe przenosze¬ nia sa tak zrealizowane, ze potencjometr sluzacy do regulacji wysokich tonów obracany jest od po¬ zycji spoczynkowej w kierunku polozenia regula- 40 cyjnego, w którym odbierana jest wymagana cha¬ rakterystyka.Wystepujaca w pasmie niskiej czestotliwosci równomierna krzywa przenoszenia otrzymywana jest w srodkowym polozeniu potencjometru. Stosuje 45 sie przy tym pokazane na fig. 13 wyrównanie cha¬ rakterystyki zestawu stojacego na podlodze w od¬ leglosci 1,5 m od sciany.Zestaw elektroakustyczny wykazuje praktycznie stale charakterystyki kierunkowe niezaleznie od 50 czestotliwosci w zakresie kata stozkowego ±60° zarówno w plaszczyznach pionowych jak i pozio¬ mych i przy róznych zaleznosciach eksploatacyj¬ nych. Twierdzenie to poparte jest przez fig. 18 (plaszczyzna x, y) i fig. 19 oraz fig. 20 (plaszczyzny 55 x, z). Te 'Charakterystyki kierunkowe zostaly zdje¬ te w swobodnym polu dzwiekowym w odleglosci od zródla 2 m i dla pólplaszczyzn. PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe 60 1. Uklad elektroakustyczny skladajacy sie x dwóch, umieszczonych w rozdzielonych od siebie pomieszczeniach, jednostek promieniowania tonów 65 niskich i wysokich, których tor elektroniczny za¬ wiera wzmacniacz mocy lub wiele wzmacniaczy oraz filtry dolno- i górnoprzepuistowy, znamienny tym, ze jednostka promieniowania tonów wysokich zawiera przynajmniej cztery glosniki (6), którym podporzadkowany jest jeden glosnik tonów niskich (4), którego srodkowy punkt jest oddalony od srodkowego punktu skrajnego glosnika tonów wy¬ sokich na odleglosc (8) najwyzej 1,5 razy wieksza niz wynosi srednica glosnika tonów niskich i tym, ze czestotliwosc wyrównania posiada dlugosc fali nie przekraczajaca najmniejszego wymiaru komory, zawierajacej w sobie elementy promieniowania to¬ nów wysokich i niskich, mierzonego wzdluz po¬ wierzchni równoleglej do plaszczyzny otworów glosnika tonów niskich.

2. Uklad elektroakustyczny wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze charakterystyka cisnieniowo- -czestotliwosciowa przynajmniej dwóch glosników wysokotonowych nie wykazuje spadku w zakresie czestotliwosci pomiedzy 2 i 15 kHz.

3. Uklad elektroakustyczny wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze przynajmniej przed czescia po¬ wierzchni promieniowania dzwieków zestawu umieszczona jest plyta (11) z otworami przeloto¬ wymi sluzaca jako wstrzymywacz.

4. Uklad elektroakustyczny wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze przynajmniej powierzchnia pro¬ mieniowania zródla wysokich tonów zawierajaca otwory pokryta jest plyta obciagnieta tkanina prze¬ puszczajaca dzwieki.

5. Uklad elektroakustyczny wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze do jego toru elektronicznego jest wprowadzony regulowany obwód pradowy re¬ gulujacy krzywa przenoszenia, której nachylenie ponizej czestotliwosci 300 Hz w pasmie przynaj¬ mniej jednej oktawy jest wieksze niz — 6 dB na oktawe, a dla czestotliwosci ponad 1 kHz w pasmie przynajmniej jednej oktawy jest mniejsze niz + 6 dB na oktawe.

6. Uklad elektroakustyczny wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze jego obwód pradowy regulu¬ jacy charakterystyke zawiera przynajmniej jeden polaczony w szereg obwód rezonansowy skladajacy sie z wlaczonych pomiedzy biegun dodatni i ujem¬ ny polaczonych szeregowo opornika, kondensatora i indukcyjnosci, przy czym czestotliwosc rezonan¬ sowa przynajmniej jednego z tych elementów jest mniejsza niz czestotliwosc wyrównania.

7. Uklad elektroakustyczny wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze jego obwód pradowy reguluja¬ cy charakterystyke zawiera przynajmniej jeden równolegly obwód rezonansowy, który polaczony jest szeregowo z galezia podlaczona do bieguna do¬ datniego i zawiera polaczone równolegle opornik, kondensator i indukcyjnosc, przy czym czestotli¬ wosc rezonansowa przynajmniej jednego z tych elementów jest mniejsza niz czestotliwosc wyrów¬ nania.

8. Uklad elektroakustyczny wedlug zastrz. 5—7, znamienny tym, ze Obwód pradu regulacji i jego zespoly manipulacyjne umieszczone sa wewnatrz urzadzenia.KI. 21a2,16/04 78133 MKP H04r 1/40 Fig.1 Fig.2 Fig.3 0°-_ 130°- FigA « %m Fig. 5 CZYTF.LNIA'KI. 21a2,16/04 78133 MKP H04r 1/40 Fig. 7 o o o i o o o o o i o O O O QrA O O o o o [dB] t 30 -15 Fig. Q jj 500 1k 2k 5k I0k 20k—{ki] Fig. 9KI. 21a2,16/04 78133 MKP H04r 1/40 [OB] i 50 20 L_. J 1 —^ i i i u Mi 30 iP "500 ffc 2* 5* 10k 20k^-[Hz] h'20 50 100 200 [m] 500 Fig. 10 Fig. 11 y. & 20 S H 0 * "KI )0 a n 00 [Hz] 50 V K io a v fJ} 10 5L ~1_. ao ; Jw3.. * P rt-v if /^/^i fiaff /70.73 "¦*egcKI. 21a2,16/04 78133 MKP H04r 1/40 W w \r\ 19- »4T \ r ( 20 21 22 [dBj 50 W X 20 Fig. K m w w '** % P ^ '//^^ s / ,Sy CXC ^ M 4%< ^ rf *?A yM M ^ ) J^s Wa w //// M ^ i 10 20 50 100 200 500 tk 2k 5h 10k 20k~[Hi] Fig 15KI. 21a2,16/04 78133 MKP H04r 1/40 50 uo 30 10 W 20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 2Qk-[ta] 50 UQ 30 20 Fig 16 ABC ~rt J I I I 1 T r 1—l rt \ \ ~~l n v^ k nn \ M Crrk uin \M 10 20 60 100 200 500 1k 2k 5k lOk 20k~[kz] Fig. 17 F~cV:7t -";KI. 21a»,16/04 78133 MKP H04r 1/40 Fig. 18 Fig. 19 «-~ frB] Fig. 20 K.Z.Graf. nr 1, zam. 564/75 Cena 10 zl PL PL