Zródlo dzwieku i Przedmiotem wynalazku jest zródlo dzwieku zbudowane z jednego lub kilku elementarnych zródel dzwieku zawierajacych co najmniej trzy pojedyncze lub zlozone glosniki.Przy zastosowaniu zródla dzwieku zlozonego z jednego glosnika zaopatrzonego w tube, ekran akustyczny lub obudowe glosnikowa, nie mozna uzyskac duzej mocy akustycznej. Na -charaktery¬ styke pola akustycznego, to znaczy na zaleznosc cisnienia akustycznego od czestotliwosci i na cha¬ rakterystyke kierunkowa zródla ma wplyw roz¬ wiazanie konstrukcyjne zródla dzwieku. W pobli¬ zu zródla dzwieku powstaje niejednorodne pole akustyczne, tak zwane pole interferencji dzwieku.Rozprzestrzenianie sie i niejednorodnosc tego po¬ la zaleza od wymiarów i wzajemnego ulozenia elementarnych zródel dzwieku. Badanie róznych rozwiazan wskazuje na wyrazna korelacje miedzy niejednorodnoscia pola w poblizu zródla i cha¬ rakterystyka kierunkowa zródla, która jest ostrzej¬ sza dila wiekszych czestotliwosci. Zjawisko to po¬ woduje zmniejszenie cisnienia aktustycznego w kierunku poprzecznym.Znane sa wypukle i wklesle zródla dzwieku. W przypadku tego rodzaju zródel 'Charakterystyka za¬ leznosci cisnienia akustycznego od czestotliwosci dla kierunku rozchodzenia sie wzdluz osi staje sie równomierna.Najbardziej rozpowszechnionymi rodzajami zró¬ del wypuklych sa zródla kuliste. W swobodnej przestrzeni akustycznej te zródla wytwarzaja sla- 15 20 30 be pole interferencyjne, gdyz rozchodzenie sie ele¬ mentarnej fali ze zródla kulistego ma charakter rozbiezny. W zamknietych pomieszczeniach nate¬ zenie pola interferencji wzrasta ze wzgledu na od¬ bicia. Wskutek tego wzrasta pozorne odtwarzanie dzwieku i nie mozna dokladnie zlokalizowac zró¬ dla dzwieku, gdyz wydatnie odczuwa sie wplyw pomieszczenia.W celu wiernego odtwarzania dzwieku charak¬ terystyka zaleznosci cisnienia akustycznego od cze¬ stotliwosci i charakterystyka kierunkowa zródla dzwieku powinny byc równomierne w zakresie przenoszenia i w miare moznosci niezaleznie od czestotliwosci lub przynajmniej powinny spelniac ten warunek w szerokich granicach, co jest szcze¬ gólnie istotne przy stereofonicznym przenoszeniu dzwieków. .' Sygnal przenoszonego programu, mowy, muzy¬ ki, szumów naturalnych i innych nie jest nigdy przebiegiem sinusoidalnym o widmie liniowym, lecz zawsze sygnalem o pewnej skonczonej szero¬ kosci pasma. Z twierdzenia Fouriera wynika, ze ucho prawie nigdy nie jest pobudzane czystymi dzwiekami sinusoidalnymi. Szerokosc widma dzwie¬ ku sinusoidalnego, który w nieskonczonym prze¬ dziale czasu charakteryzuje sie pojedynczym praz¬ kiem widma, w przypadku skonczonego przedzialu czasowego rozchodzi sie wedlug zaleznosci: A f = 2 = — , gdzie t oznacza przedzial czasu, zas Al A t 8131781317 szerokosc pasma sygnalu, .która na przyklad wy¬ nosi 40 Hz w przypadku t = 50 ms. Wedlug badan Winckera fony mowy i szybsze akordy muzyki zawieraja sygnaly, których okres czasu jest rzedu 50 nis. Uklad rzeczywisty jest wzbudzany najcze¬ sciej nie czystym tonem, lecz widmem o przebie¬ gu zmiennym w czasie.Ucho bez wzgledu na czestotliwosc sumuje skla¬ dowe w zakresie pasma krytycznego wzbudzane w okresie czasu przekraczajacym 10 ms. Wahan w zakresie pasma krytycznego nie odczuwa sie.Z doswiadczen Fouriera, wynika, ze przy subiek¬ tywnym sluchaniu nie mozna odczuc Wklesniecia charakterystyki przenoszenia o wzglednej szeroko¬ sci pasma A f/f ^ 0,1. , tfó zwiazku* zTt|jrm, nie nalezy przypisywac prak- ' tycznego znaczenia do nierównomiernosci charak¬ terystyki cisnienia w funkcji czestotliwosci, mie- :¦ szczacej "sie; w .Zakresie pasma (krytycznego lub tez ostrych zalaman! charakterystyki kierunkowej. Z drugiej strony nalezy zwrócic uwage na szerokie zalamanie i wypuklosci na charakterystyce prze¬ noszenia, takie, które osiagaja krytyczne pasmo.Sa one wtedy slyszalne i przeszkadzaja, nawet jezeli wywolane sa interferencja.Przy budowie znanych zródel dzwieku dazeniem specjalistów jest zmniejszenie do minimum pola interferencyjnego zródla oraz pozbycie sie niejed¬ norodnosci.Celem wynalazku jest (Umozliwienie wytworzenia tak silnego .pola interferencyjnego, w którym u- wypujdenia i zaglebienia leza tak blisko siebie, ze nie mozna ich subiektywnie odczuc. Pomimo, ze niewielkie niejednorodnosci pola akustycznego mozna wykryc obiektywnie na drodze pomiarowej w uszach sluchacza powstaje subiektywne wraze¬ nie pola jednorodnego.Zadaniem wynalazku jest skonstruowanie zródla dzwieku, które wywoluje tego rodzaju pole aku¬ styczne, przy którym niejednorodnosc interferen¬ cji jest bardzo duza, gdyz wówczas, gdy nieregu- larnosci pola akustycznego zmieniaja sie w funk¬ cji czestotliwosci, czasu i przestrzeni oraz zawar¬ te sa w granicach krytycznego pasma slyszenia, nie sa one odczuwalne i odbierany dzwiek moze byc subiektywnie oceniony jako bardzo dobry.W tym celu, na podstawie powyzej przytoczo¬ nych rozwazan, nalezy wytworzyc tak silne pole interferencyjne, w którym zostanie spelniony wa¬ runek A f/f < 0,1. W tym przypadku perturbacje pomieszczenia lub otoczenia kompensowane sa przez niejednorodnosc pola akustycznego, to znaczy ze przenoszenie elektroakustyczne jest praktycz¬ nie niezalezne od otoczenia. Dla porównania su¬ biektywnego odczucia i obiektywnego mierzonych parametrów celowe jest zastosowanie do pomiaru zamiast uzywanego w praktyce sinusoidalnego sygnalu o charakterze statycznym, który jest bar¬ dziej zblizony do rzeczywistych wlasnosci sygna¬ lu przenoszonego programu. Warunek ten mozna spelnic z duzym przyblizeniem za pomoca szumów o szerokosci pasma wynoszacej 1/3 oktawy.W rozwiazaniu wedlug wynalazku jest wytwa¬ rzane silne pole interferencyjne elementarnego 10 15 20 35 40 45 50 55 60 zródla dzwieku zbudowanego z wielu glosników, nazywanego dalej elementarnym zródlem dzwie¬ ku, w poblizu apertury otworu elementarnego zró¬ dla dzwieku. Pod pojeciem apentura nalezy ro¬ zumiec rzeczywisty lub pozorny ograniczony ele¬ ment powierzchni . zródla dzwieku, przez który bezposrednio do osrodka jest przekazywane wzbu¬ dzone pole akustyczne. W przypadku zastosowania wielu ukladów apertura styka sie w obrebie kata przestrzennego glównej wiazka z elementami scia¬ nek poszczególnych glosników w jednym lub wie¬ lu punktach. Na powierzchni apertury znajduja¬ cej sie w polu bliskim elementarnego zródla dzwie¬ ku szybko zmienia sie amplituda i faza wzbudze¬ nia uzyskiwanego przez czasteczki powietrza. Szy¬ bko zmieniajaca sie faza wzbudzenia wzdluz po¬ wierzchni apertury jest funkcja miejsca i stwarza tego rodzaju warunki, ze elementarne zródlo dzwieku wykazuje szczególne wlasciwosci kierun¬ kowe, to znaczy, ze charakterystyki kierunkowe ze wzrostem czestotliwosci nie zaostrzaja sie. Przy uzyciu elementarnego zródla dzwieku wykonanego wedlug wynalazku mozna zbudowac zmienne w szerokim zakresie zródlo dzwieku, odpowiadajace calkowicie wymaganiom akustycznym.Elementarne zródlo dzwieku, które mozna zbu¬ dowac z wielu a przynajmniej z trzech prostych, lub razem obudowanych glosników ma tego ro¬ dzaju konstrukcje, ze plaszczyzny przecinajace po¬ wierzchnie przenoszenia glosników ulozone sa wzgledem siebie pod katem 180°, zas wzajemne ich przeciecia sa prostymi równoleglymi do siebie.Przeciecia z plaszczyzna prostopadla do nich jest linia lamana a, osie symetrii przenoszenia sasied¬ nich glosników lub ich rzuty znajdujace sie na plaszczyznie prostopadlej przecinaja sie na prze¬ mian przed i poza linia lamana, wskutek czego srodki rozglaszania sasiadujacych glosników sa w mniejszej odleglosci niz dlugosc fali akustycznej górnej czestotliwosci granicznej zakresu akustycz¬ nego.Na podstawie projektu zalecen IEC jako górna czestotliwosc graniczna przyjeto taka czestotli¬ wosc, przy której wartosc cisnienia akustycznego, mierzonego wzdluz osi w odleglosci 1 m opada o 10 dB w stosunku do wartosci okreslonej dla pasma oktawowego w poblizu maksymalnej czu¬ losci zakresu przenoszenia. Ostre spadki i wzrosty wezsze niz 1/8 oktawy nie sa brane pod uwage.W przypadku gdy na parzystej liczbie plaszczyzn zostana ulozone symetrycznie glosniki tego samego typu, wówczas rozklad przenoszenia dzwieku be¬ dzie symetryczny, natomiast przy uzyciu niepa¬ rzystej liczby plaszczyzn mozna uzyskac okreslo¬ ne dzialanie kierunkowe, to znaczy, ze dzieki te¬ mu mozna zmienic glówny kierunek przenoszenia.Zmiana kierunku przenoszenia jest mniejsza przy uzyciu elementarnego zródla dzwieku, w którym zastosowano wiele glosników, a wieksza w elemen¬ tarnym zródle dzwieku zbudowanym z mniejszej liczby glosników a najbardziej uwydatnia sie dla elementarnego zródla zawierajacego trzy glosniki.Oczywiscie glosniki takie mozna ulozyc niesy¬ metrycznie, moga one miec rózne wymiary i61317 6 ksztalty, iiziaki czemu monna uzyska- inne wy- jDdiaigajoe przc$uo£u ;Do* plaszczyzny przechodzacej przez otwór prze- aosienia. glosnika jako plaszczyzny apertury moz¬ na takie pirzyporzadkowac wiele glosników.Przedmiot wynalazku zostal blizej wyjasniony na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia widok z boku znanego zródla dzwieku, fig. 2 wyidealizowana charakterystyke zaleznosci cisnie¬ nia akustycznego od czestotliwosci (krzywa nate¬ zenia dzwieku), fig 3 — znane wypukle.i wklesle zródlo dzwieku, fig. 4 i 5 przedstawiaja charakte¬ rystyki zaleznosci cisnienia akustycznego od cze¬ stotliwosci dla znanego zródla wypuklego i wkle¬ slego, fig. 6 przedstawia schematycznie uklad wy¬ jasniajacy istote wynalazku, stanowiacy elemen¬ tarne zródlo dzwieku z piecioma glosnikami, fig. 7 — elementarne zródlo dzwieku zbudowane z trzech czlonów, w którym glosniki umieszczone sa w jednej linii, fig. 8 — elementarne liniowe zró¬ dlo dzwieku zbudowane z czterech czlonków, w których glosniki umieszczone sa w jednej linii, fig. 9 — elementarne liniowe zródlo dzwieku zbu¬ dowane z pieciu czlonów, w którym glosniki u- mieszczone sa w jednej linri, fig. 10 — zródlo dzwieku zlozone z dwóch ukladów zawierajacych po cztery czlony, przy czyni przez dwie polozone nad soba apertury mozna poprowadzic wspólna plaszczyne, fig. 11 — zródlo dzwieku zbudowane z 2 X 3 czlonów, przy czym przez dwie polozone nad soba apertury mozna poprowadzic wspólna plaszczyzne, fig. 12 — zródlo dzwieku zbudowane z 2 X 3 czlonów, przy czym róznica w stosunku do konstrukcji uwidocznianej na fig. 11 polega na tym, ze poszczególne czlony elementarnych zródel dzwieku sa wzgledem siebie Obrócone, fig. 13 — uklad taki jak na fig. 12 z ta róznica, ze zródlo dzwieku jest zbudowane z 2 X 4 czlonów, fig. 14 — konstrukcje zródla dzwieku o duzej mocy aku¬ stycznej, przy czym poszczególne czlony zródla dzwieku moga byc uzyte niezaleznie jako oddziel¬ ne zródla powierzchniowe lub liniowe, których kierunkowe dzialanie w ukladzie wedlug wynalaz¬ ku zmienia sie, co pozwala uzyskac dodatkowe korzysci, fig. 15 — zlozone zródlo dzwieku, w którym do plaszczyzny jednego z otworów glos¬ ników,, stanowiacej plaszczyzne apertury elemen¬ tarnego zródla dzwieku, nalezy .kilka glosników, na skutek czego za pomoca tych czlonów i ukla¬ du wielokanalowego, z których kazdy moze prze¬ nosic niezaleznie, realizuje sie przenoszenie szero¬ kopasmowe, przy czym dwa srodkowe czlony uwi¬ docznionej konstrukcji ze wzgledów konstrukcyj¬ nych sa niezaleznymi glosnikami szerokopasmo¬ wymi.Na fig. 1 uwidoczniono zródlo 1 dzwieku, wek¬ tor 2 skierowany do punlktu pomiaru pola prze¬ noszenia oraz kat a mierzony wzgledem glównego kierunku rozchodzenia sie fali (wzgledem osi). Na fig. 2 uwidoczniono wyidealizowana charaktery¬ styke zaleznosci cisnienia akustycznego od czesto¬ tliwosci (krzywa natezenia dzwieku) p = p (f) dla kierunku rozchodzenia sie fali wzdluz osi (a = 0°) i pod dowolnym katem (a =£ 0°). Dla wyzszych czestotliwosci charakterystyka zaleznosci cisnie- 6 rida akustyczutego 6d czetotliwosci w kierunku po¬ przecznym ód osi rysurMi opatia. Na fig. 3 uwi¬ docznionowypukfcii ziiódio S i wklesle zródlo 4. W przypadku tego rodzaju zródel 3 charakterystyka 5 zaleznosci cisnienia atoistyc^ego ód czestotliwo¬ sci dla kierunku rozchodzenia sie wzdluz osi (a = = 0°) staje sie nierównomierna. Na fig. 4 i 5 przedstawiono charakterystyki zaleznosci 'cisnie¬ nia akustycznego od czestotliwosci p == p (f) w fun¬ io keji kata a. Dla wypuklych zródel dzwieku w za¬ kresie czestotliwosci od 2 do 5 kHz wystepuje charakterystyczne wklesniecie. Dla wkleslych zró¬ del dzwieku; w zakresie srednich i wyzszych cze¬ stotliwosci ze wzgledu na dzialanie ogniskujace 15 wystepuje maksimum 'cisnienia akustycznego w miejscu, w którym odleglosc ogniskowa jest rów¬ na odleglosci pomiarowej. Jak stwierdzono do¬ swiadczalnie, odleglosc ogniskowa dla wyzszych czestotliwosci maleje ze wzgledu na zmniejszanie 20 sie dlugosci fali. W tym przypadku nieruchomy obserwator (mikrofon) Jest pod dzialaniem pola akustycznego, którego charakterystyka zaleznosci cisnienia akustycznego od czestotliwosci dla wiek¬ szych czestotliwosci ma charakter opadajacy takze 25 dla a = 0°.Elementarne zródlo dzwieku wedlug wynalazku uwidocznione na fig. 6 jest zbudowane z pieciu pojedynczych lub zlozonych glosników 5 w ten sposób, ze plaszczyzny 6 przechodzace przez po- so wierzchnie przenoszenia sa ustawione wzgledem siebie pod katem 7 róznym od 180°, zas linie 8 przeciecia plaszczyzn 6 przebiegaja równolegle wzgledem siebie, jedynie linia 10 przeciecia jest linia lamana i lezy na plaszczyznie 9 prostopadlej 35 do plaszczyzn 6, a glosniki 5 sa tak ulozone, ze osie 11 symetrii przenoszenia poszczególnych, sa¬ siadujacych ze soba glosników 5 lub ich rzuty 12 znajdujace sie na plaszczyznie 9 przecinaja sie na przemian w punktach 14 przeciecia poza lamana 40 linia 10 lub w punktach 13 przeciecia przed la¬ mana linia 10, a srodki 15 przenoszenia sasiadu¬ jacych glosników 5 sa wzgledem siebie w mniej¬ szej odleglosci niz dziesieciokrotna dlugosc fali uprzednio okreslonej granicznej czestotliwosci pa- 45 sma akustycznego.Na fig. od 7 do 15 uwidoczniono rózne wykona¬ nia, które po rozwazeniu fig. 6 nie wymagaja wy¬ jasnien odnosnie konstrukcji a pozostale uwagi omówiono przy poszczególnych figurach. 50 Zródla dzwieku sa z tego samego zródla sygnalu.Elementarne zródlo dzwieku wedlug wynalazku wytwarza silniejsze pole interferencyjne niz zwy¬ kle konstrukcje zródel dzwieku o powierzchni plaskiej lub kulistej. 55 Szczególna ich zaleta na przyklad w porówna¬ niu z konstrukcja zawierajaca zródlo o powierz¬ chni 1/8 kuli jest to, ze charakterystka cisnienia w funkcji czestotliwosci nie ma zaglebienia w za¬ kresie od 2 do 5 kHz, zas charakterystyka kierun- 60 kowa jest niezalezna od czestotliwosci. Dla porów¬ nania na fig. 16 przedstawiono charakterystyke cisnienia w funkcji czestotliwosci, zmierzona dla tych samych odleglosci pomiarowych zródla dzwie¬ ku zbudowanego z 8 X 8 sztuk polaczonych rów- 65 nolegle glosników tego samego typu. Krzywa 16SI 317 7 jest charakterystyka cisnienia w funkcji czestotli¬ wosci dla zródla dzwieku wedlug wynalazku z fig. 10. Fig. 17 przedstawia charakterystyke cisnie¬ nia w funkcji czestotliwo&ci dla znanego rozwia¬ zania. Obydwie krzywe pomierzono przy uzyciu pasma szumów o szerokosci 1/3 oktawy. W uzy¬ tych do pomiaru zródlach dzwieku w obudowach o równej objetosci umieszczone byly po dwa glos¬ niki jeden nad drugim. Obudowy tlumione byly wata. W konstrukcji wedlug wynalazku glosniki ustawione byly wzgledem siebie pod katem f$ = = 145°, gdzie fi jest katem oznaczonym na fig. 6 liczba • 7, zas w znanym rozwiazaniu fi = 135°.Szerokosc obudowy w obydiwóch przypadkach wynosila 0,6 m. Objetosc przestrzeni pomiarowej byla równa 125 m3, czas poglosu wynosil 0,45 sek. dla zakresu 100—1000 Hz przy odchylce ±0,05 sek.Do pomiaru uzyto mikrofon typu 4135 firmy Briiel i Kjaer. Pomiary porównawcze wybranych dwóch róznych ukladów wykazaly, "ze przy tych samych wymiarach i zastosowaniu tych samych glosników uklad wedlug wynalazku wykazuje sze¬ reg zalet w porównaniu ze znanym ukladem, któ¬ ry odwzorowuje zródlo kuliste. Równiez potwier¬ dzaja to charakterystyki kierunkowe pomierzone w swobodnym polu akustycznym. W tym przypad¬ ku pomiary porównawcze wykonano w pomiesz¬ czeniu bezechowym przy ustawieniu mikrofonu pomiarowego w odleglosci 2 m od zródla dzwie¬ ku. Pomiary wykonano za pomoca sygnalu szu¬ mów o szerokosci pasma wynoszacego 1/3 oktawy.Charakterystyki kierunkowe pomierzone dla urza¬ dzenia wedlug wynalazku przedstawione sa na fig. 17 a, b, c, d, e. Dla uzytego sygnalu pomia¬ rowego czestotliwosci srodka pasma wynosily 1, 2, 4, 8, 16 kHz. Na fig. 18 a, b, c, d, e, przedsta¬ wiono charakterystyki kierunkowe znanego roz¬ wiazania. Stabilizacja charakterystyk kierunko¬ wych przy podwyzszaniu srodkowej czestotliwosci pasma i polaczona z nia superkierunkowosc dla rozwiazania wedlug wynalazku uwidoczniona jest na fig. 17.Elementarne zródlo dzwieku zbudowane wedlug wynalazku umozliwia uzyskanie symetrycznej cha¬ rakterystyki ^kierunkowej przy uzyciu symetrycz¬ nego ukladu i parzystej liczby tych samych glos¬ ników. Przy uzyciu asymetrycznego ukladu glos¬ ników lub parzystej liczby, lecz o róznych czulos¬ ciach, maksimum charakterystyki kierunkowej przesuwa sie w kierunku wiekszej liczby glosni¬ ków lub w kierunku glosników o wyzszej czulo¬ sci. Rozwiazanie wedlug wynalazku umozliwia zbu¬ dowanie elementarnego zródla dzwieku z odwró¬ conym kierunkiem przenoszenia oraz budowe z tych elementarnych zródel, tego rodzaju zródla dzwieku.Charakterystyki kierunkowe zródla 'dzwieku z fig. 11 przedstawiono na fig. 19 a, b, c, d, e.Wskazuja one na wyraznie skrecenie osi symetrii, dzieki czemu uzyskuje sie wspomniane szczegól¬ ne dzialanie. Warunki pomiarów i czestotliwosci pomiarowe byly tu takie same jak omówiono przy fig. 17 i 18. 8 W przypadku gdy dla uzyskania zródla dzwieku ustawi sie elementarne zródla dzwieku wzgledem siebie pod katem 180° wówczas mozna uzyskac symetryczna luib asymetryczna charakterystyke kierunkowa takze w plaszczyznach pionowych.Dla zwiekszenia niejednorodnosci pola Interfe¬ rencyjnego, to znaczy dla uzyskania nienaleznej od czestotliwosci charakterystyki kierunkowej celo¬ wym jest umieszczenie przed glosnikami przegród o wymiarach porównywalnych z dlugoscia fali.Ugiecie uzyskane wzdluz powierzchni tych prze¬ gród powieksza na aperturze zródla dzwieku wa¬ hania fazy wzbudzajacej. Omówione zjawisko wy¬ stepuje szczególnie wówczas gdy wymiary prze¬ grody umieszczonej przed glosnikiem wynosza po¬ lowe fali akustycznej przynaleznej do górnej gra¬ nicy czestotliwosci przenoszonego pasma akustycz¬ nego. Stwierdzenie to uwidoczniono za pomoca charakterystyk kierunkowych przedstawionych na fig. 21 a, b, c, d, e, przy czym dla glosnika 5 zawartego w zródle 19 dzwieku (fig. 20a i 20b) wykonano pomiary przy zastosowaniu cylindrycz¬ nej przeslony 18 wykonanej z drewna.Z porównania przebiegów uwidocznionych na fig. 17 i na fig. 21 wynika, ze przy uzyciu prze¬ gród charakterystyki kierunkowe jeszcze silniej wykazuja charakter superkieruirikowy, a charakte¬ rystyki kierunkowe staja sie szersze ze wzrostem czestotliwosci ze Wzgledu na ugiecie fali akustycz¬ nej na cylindrycznej powierzchni. Dzialanie prze¬ grody zaleznie od czestotliwosci jest uzaleznione od impedancji akustycznej przegrody w powie¬ trzu.Na fig. 22, 23 i 24 uwidoczniono charakterysty¬ ki w cisnieniu funkcji czestotliwosci pomierzone wzdluz kierunku rozchodzenia sie fali w polu swobodnym. Pomiary wykonano w ukladzie ge¬ ometrycznym uzytym poprzednio do pomiarów charakterystyk kierunkowych za pomoca zródla szumów o szerokosci 1/3 oktawy. Na fig. 22 przed¬ stawiono wyniki pomiarów konstrukcji wykonanej wedlug wynalazku uwidocznionej na fig. 10. Na fig. 23 przedstawiono charakterystyke znanego ku¬ listego zródla dzwieku, na fig. 24 przedstawiono wyniki pomiarów dla ukladu wykonanego wedlug fig. 10, uzyskane podobnie jak dla ukladu przed¬ stawionego na fig. 10. Na podstawie porównania przebiegów uwidocznionych na fig. 16 i 22 latwo mozna stwierdzic, ze rozwiazanie wedlug wyna¬ lazku umozliwia uzyskanie wiekszej zbieznosci charakterystyk cisnienia w funkcji czestotliwo¬ sci, w kierunku rozchodzenia sie fali, w polu swo¬ bodnym i w zamknietej przestrzeni. Poza tym w ukladzie wedlug wynalazku uzyskuje sie charakte¬ rystyke kierunkowa bardziej niezalezna od cze¬ stotliwosci o charakterze supenkierunkowym. Po¬ równanie wyników pomiarów i omawianej po¬ przednio subiektywnej oceny dla róznych rozwia¬ zan wskazuje, ze zastosowanie zródla dzwieku wedlug wynalazku umozliwia uzyskanie dobrego subiektywnego odbioru a jednoczesnie subiektyw¬ nie wskazuje na konstrukcje o lepszych paramet¬ rach. 10 15 20 25 30 35 #0 45 50 55 6081317 Oczywistym jest faifct, ze specjalisci z tej dzie¬ dziny moga opracowac wiecej szczególowych roz¬ wiazan konstrukcyjnych w zakresie objetym wy¬ nalazkiem, niz przytoczono w opisie. PL PL PL The subject of the invention is a sound source composed of one or more elementary sound sources containing at least three single or complex speakers. When using a sound source composed of one loudspeaker equipped with a tube, acoustic screen or loudspeaker housing, it is not possible to obtain high acoustic power. The characteristics of the acoustic field, that is, the dependence of the acoustic pressure on the frequency, and the directional characteristics of the source are influenced by the design of the sound source. A heterogeneous acoustic field, the so-called interference field, is created near the sound source. The spread and heterogeneity of this field depends on the dimensions and mutual arrangement of the elementary sound sources. The study of various solutions shows a clear correlation between the heterogeneity of the field near the source and the directional pattern of the source, which is sharper for higher frequencies. This phenomenon causes a reduction of the actual pressure in the transverse direction. The convex and concave sound sources are known. For this type of source, the characteristic of the acoustic pressure-frequency relationship for the direction of propagation along the axis becomes uniform. The most common types of convex sources are spherical. In a free acoustic space, these sources produce a weak interference field, since the propagation of the elemental wave from the spherical source is of a divergent nature. In closed rooms, the interference field intensity increases due to reflections. As a result, the apparent sound reproduction increases and the exact location of the sound cannot be located, as the influence of the room is clearly felt. Measures of ability regardless of the frequency, or at least they should fulfill this condition within wide limits, which is especially important in the stereo transmission of sounds. . The signal of the transmitted program, speech, music, natural noise, etc. is never a sine wave with a linear spectrum, but always a signal with a finite bandwidth. The Fourier Theorem shows that the ear is almost never excited by pure sinusoidal sounds. The width of the spectrum of a sinusoidal sound, which in an infinite time interval is characterized by a single spectral band, in the case of a finite time interval diverges according to the relationship: A f = 2 = -, where t is the time interval, and Al A t 8131781317 the bandwidth of the signal, which, for example, is 40 Hz in the case of t = 50 ms. According to Wincker's research, the phons of speech and faster chords of music contain signals with a duration of the order of 50 low. The real system is usually excited not with a pure tone, but with a spectrum with a time-varying waveform. The ear, regardless of the frequency, adds up the components in the critical band excited for a period exceeding 10 ms. The fluctuation in the critical band is not felt. From Fourier's experiments, it appears that in subjective listening one cannot feel the Fouling of the transmission characteristics with the relative bandwidth of A f / f ^ 0.1. tfó relation * to Tt | jrm, no practical significance should be attached to the non-uniformity of the pressure characteristic as a function of frequency, in the range of the band (critical or sharp breakdown! of the directional characteristic). attention should be paid to the wide refraction and convexity on the transmission characteristics, those that reach the critical band. They are then audible and disturb, even if interference is generated. getting rid of heterogeneity. The aim of the invention is (To enable the generation of such a strong interference field in which the dislocations and depressions lie so close to each other that they cannot be subjectively perceived. a subjective impression of a homogeneous field arises in the listener's ears of the invention is to construct a sound source which produces an acoustic field of this kind, where the interference heterogeneity is very large, because when the irregularities of the acoustic field change as a function of frequency, time and space, and they are within the limits of the critical hearing bandwidth, they are not felt and the perceived sound can be subjectively assessed as very good. f <0.1. In this case, the perturbations of the room or the environment are compensated for by the inhomogeneity of the acoustic field, that is, the electroacoustic transmission is practically independent of the environment. In order to compare the subjective sensation and objective measurement parameters, it is expedient to use for the measurement instead of the static sinusoidal signal used in practice, which is closer to the real properties of the signal of the transferred program. This condition can be met with a large approximation by means of noise with a bandwidth of 1/3 octave. In the solution according to the invention, a strong interference field of the elementary 10 15 20 35 40 45 50 55 60 sound source composed of multiple loudspeakers, hereinafter referred to as elementary, is generated. source of sound, near the aperture of the aperture elementary sound. By the term apentura is meant a real or apparent limited surface element. Sound source through which the excited acoustic field is transmitted directly to the center. In the case of multiple arrays, the aperture, within the spatial angle of the main bundle, contacts the wall elements of the individual speakers at one or more points. On the surface of the aperture located in the field close to the elementary sound source, the amplitude and the phase of excitation produced by the air particles rapidly change. The rapidly varying excitation phase along the aperture surface is a function of the site and creates conditions such that the elementary sound source exhibits special directional properties, that is, that the directional characteristics with increasing frequency do not worsen. With the use of an elementary sound source made according to the invention, it is possible to build a widely variable sound source, fully corresponding to the acoustic requirements. that the planes intersecting the surfaces of the speakers are positioned at an angle of 180 ° to each other, and their intersections are straight lines parallel to each other. on the perpendicular plane, they alternately intersect before and beyond the broken line, so that the means of broadcasting of adjacent loudspeakers are at a smaller distance than the wavelength of the upper limit frequency of the acoustic range. wax c, at which the value of the sound pressure measured along the axis at a distance of 1 m drops by 10 dB from the value determined for the octave band near the maximum sensitivity of the transmission range. Sharp dips and rises greater than 1/8 octave are not taken into account. If loudspeakers of the same type are arranged symmetrically on an even number of planes, the sound transmission distribution will be symmetrical, while using an odd number of planes one can obtain a specific directional action, that is, the change in the main direction of conveyance can be changed. and it is most emphasized for an elementary source containing three speakers. Obviously, such speakers can be arranged asymmetrically, they can have different dimensions and shapes, so that the monna obtains other outputs that extend across the line; transfers. The subject of the invention is explained in more detail on the basis of the drawing, in which Fig. 1 shows a side view of a known sound source, Fig. 2 idealized characteristic of the dependence of acoustic pressure on frequency (curve sound pressure), Fig. 3 - known convex and concave sound source, Figs. 4 and 5 show the characteristics of the dependence of acoustic pressure on frequency for a known convex and concave source, Fig. 6 shows a schematic layout of the essence of the invention, constituting an elementary sound source with five speakers, fig. 7 - elementary sound source composed of three elements, in which the speakers are placed in one line, fig. 8 - elementary linear sound source made of four members, in which the loudspeakers are placed in one line, Fig. 9 - elementary linear sound source composed of five elements, in which the loudspeakers They are connected in one line, Fig. 10 - a sound source composed of two circuits containing four parts, whereby two apertures located above each other can lead a common plane, Fig. 11 - a sound source composed of 2 X 3 parts, whereby two apertures placed above each other can lead a common plane, fig. 12 - a sound source composed of 2 X 3 members, the difference from the structure shown in fig. 11 is that the individual elements of elementary sound sources are rotated relative to each other, Fig. 13 - a system as in Fig. 12, with the difference that the sound source is composed of 2 X 4 elements, Fig. 14 - structures of a sound source with high acoustic power, where the individual elements of the sound source can be used independently as separate surface or linear sources, the directional action of which in the system according to the invention changes, which allows for additional advantages, The plane of one of the loudspeakers' openings, constituting the plane of the aperture of the elementary sound source, there should be several speakers, so that with the help of these elements and a multi-channel system, each of which can carry independently, a wide The two middle sections of the enhanced structure are independent broadband loudspeakers for construction reasons. Fig. the direction of wave propagation (relative to the axis). Fig. 2 shows the idealized characteristics of the dependence of acoustic pressure on frequency (sound intensity curve) p = p (f) for the direction of wave propagation along the axis (a = 0 °) and at any angle (a = ≤ 0 ° ). For higher frequencies, the characteristic of the pressure dependence of the acoustic pressure 6d of the frequency in the transverse direction of the axis of the figures is provided. In Fig. 3, the visualization of the convexity of the S and the concave source 4. For this type of source 3, the characteristic 5 of the atoistic pressure relationship 5 for the direction of propagation along the axis (α = 0 °) becomes non-uniform. Figures 4 and 5 show the characteristics of the dependence of the acoustic pressure on the frequency p = p (f) in the angle of the angle. For convex sound sources in the frequency range from 2 to 5 kHz, there is a characteristic depression. For concave sound; in the medium and high frequency range, there is a maximum of the acoustic pressure due to the focal effect at the point where the focal distance is equal to the measuring distance. As experimentally found, the focal distance for the higher frequencies decreases due to the decrease in wavelength. In this case, the stationary observer (microphone) is under the action of the acoustic field, the characteristic of the dependence of the acoustic pressure on the frequency for higher frequencies also decreasing for a = 0 °. The elementary sound source according to the invention shown in Fig. 6 is built of five single or complex speakers 5 in such a way that the planes 6 passing through the transfer surfaces are positioned with respect to each other at an angle 7 different from 180 °, and the lines 8 intersecting the planes 6 run parallel to each other, only the line 10 of intersection is a broken line and lies on the plane 9 perpendicular 35 to the planes 6, and the speakers 5 are arranged so that the axes 11 of the symmetry of the individual adjacent speakers 5 or their projections 12 located on plane 9 they intersect alternately at points 14 of intersection beyond broken line 10 or at points 13 of intersection in front of broken line 10, and the means 15 of adjacent loudspeakers 5 are relative to each other at a lesser distance than ten times the wavelength previously determined frequency limit of the acoustic band. Figs. 7 to 15 show various embodiments which 6 are not to be clearly understood with regard to the construction after considering Fig. 6, and the remaining comments are discussed in the respective Figs. The sound sources are from the same signal source. The complementary sound source according to the invention produces a stronger interference field than the usual constructions of sound sources with a flat or spherical surface. Their special advantage, for example, compared to a structure containing a 1/8 sphere source, is that the pressure-frequency characteristic does not have a depression in the range of 2 to 5 kHz, while the directional characteristic is it is independent of the frequency. For comparison, Fig. 16 shows the pressure-frequency characteristic, measured for the same measuring distances of a sound source composed of 8 × 8 pieces of parallel connected loudspeakers of the same type. Curve 16SI 317 7 is the pressure versus frequency characteristic for the sound source according to the invention of FIG. 10. FIG. 17 shows the pressure versus frequency characteristics for a prior art solution. Both curves were measured using a 1/3 octave band noise. In the sound sources used for measurement, in casings of equal volume there were two loudspeakers one above the other. The housings were damped by cotton wool. In the construction according to the invention, the loudspeakers were positioned with respect to each other at the angle f $ = 145 °, where f i was the angle indicated in Fig. 6 by number 7, and in the known solution f i = 135 °. The width of the casing in both cases was 0.6 m. The volume of the measuring space was 125 m3, the reverberation time was 0.45 sec. for the range of 100-1000 Hz with a deviation of ± 0.05 sec. A 4135 microphone by Briiel and Kjaer was used for the measurement. Comparative measurements of the selected two different systems have shown that "with the same dimensions and the use of the same loudspeakers, the system according to the invention has a number of advantages over the known system which represents a spherical source. This is also confirmed by the directional characteristics measured in the free acoustic field. In this case, comparative measurements were made in an anechoic room with the measuring microphone positioned at a distance of 2 m from the sound source. Measurements were made with a noise signal with a bandwidth of 1/3 octave. The directional characteristics measured for the device according to the invention are shown in Fig. 17 a, b, c, d, e. the bands were 1, 2, 4, 8, 16 kHz. 18 a, b, c, d, e show the directional characteristics of the known solution. The stabilization of the directional characteristics while increasing the middle frequency of the band and the associated super-directionality for the solution according to the invention is shown in Fig. 17. The elementary sound source constructed according to the invention makes it possible to obtain a symmetrical directional characteristic using a symmetric number of these systems and an even number. the speakers themselves. When using an asymmetric array of speakers or an even number but with different sensitivities, the maximum of the directional response is shifted towards more speakers or towards speakers with higher sensitivity. The solution according to the invention makes it possible to build an elementary sound source with an inverted transmission direction and to build a sound source of this kind from these elementary sources. The directional characteristics of the sound source in Fig. 11 are shown in Fig. 19 a, b, c, d e. They indicate a marked torsion of the axis of symmetry, thanks to which the mentioned special effect is obtained. The measurement conditions and measurement frequencies were the same as discussed in Figs. 17 and 18. 8 If, in order to obtain a sound source, elementary sound sources are arranged at an angle of 180 ° to each other, then a symmetrical or asymmetrical directional characteristic can be obtained also in vertical planes. In order to increase the heterogeneity of the interference field, that is, to obtain the directional characteristics independent of the frequency, it is purposeful to place in front of the loudspeakers barriers with dimensions comparable to the wavelength. . The above-mentioned phenomenon occurs especially when the dimensions of the barrier placed in front of the loudspeaker amount to half of the acoustic wave belonging to the upper frequency limit of the transmitted acoustic band. This statement was made visible by the directional characteristics shown in Figs. 21 a, b, c, d, e, while for the speaker 5 contained in the sound source 19 (Figs. 20a and 20b) measurements were made using a cylindrical diaphragm 18 made of The comparison of the waveforms shown in Fig. 17 and in Fig. 21 shows that when using the partitions, the directional characteristics show even more super-directional character, and the directional characteristics become wider as the frequency increases due to the bending of the acoustic wave. on a cylindrical surface. The frequency-dependent operation of the barrier is dependent on the acoustic impedance of the barrier in the air. Figures 22, 23 and 24 show the pressure characteristics of the frequency function measured along the direction of wave propagation in the free field. The measurements were made in the geometrical system previously used to measure the directional characteristics using a noise source with a width of 1/3 octave. Fig. 22 shows the measurement results of the structure made according to the invention, as shown in Fig. 10. Fig. 23 shows the characteristics of a known spherical sound source, Fig. 24 shows the measurement results for the arrangement made according to Fig. 10, obtained similarly to for the system shown in Fig. 10. On the basis of a comparison of the waveforms shown in Figs. 16 and 22, it can easily be concluded that the solution according to the invention makes it possible to obtain a greater convergence of the pressure characteristics as a function of frequency, in the direction of wave propagation, in in a free field and in a confined space. Moreover, in the system according to the invention, a directional characteristic is obtained which is more independent of the frequency of a supidirectional nature. The comparison of the measurement results and the subjective assessment discussed above for various solutions indicates that the use of the sound source according to the invention allows for a good subjective perception and at the same time subjectively indicates constructions with better parameters. 10 15 20 25 30 35 # 0 45 50 55 6081317 It is obvious that specialists in this field may develop more detailed design solutions within the scope of the invention than presented in the description.