RU2707905C2 - Acoustic system with slotted adjustable helmholtz resonator - Google Patents

Acoustic system with slotted adjustable helmholtz resonator Download PDF

Info

Publication number
RU2707905C2
RU2707905C2 RU2018111876A RU2018111876A RU2707905C2 RU 2707905 C2 RU2707905 C2 RU 2707905C2 RU 2018111876 A RU2018111876 A RU 2018111876A RU 2018111876 A RU2018111876 A RU 2018111876A RU 2707905 C2 RU2707905 C2 RU 2707905C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resonator
neck
speaker
volume
helmholtz
Prior art date
Application number
RU2018111876A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018111876A3 (en
RU2018111876A (en
Inventor
Игорь Анатольевич Савин
Original Assignee
Игорь Анатольевич Савин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Анатольевич Савин filed Critical Игорь Анатольевич Савин
Priority to RU2018111876A priority Critical patent/RU2707905C2/en
Publication of RU2018111876A3 publication Critical patent/RU2018111876A3/ru
Publication of RU2018111876A publication Critical patent/RU2018111876A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2707905C2 publication Critical patent/RU2707905C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/28Transducer mountings or enclosures modified by provision of mechanical or acoustic impedances, e.g. resonator, damping means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)

Abstract

FIELD: acoustics.
SUBSTANCE: invention relates to acoustics and can be used in making high-quality columns for stereo systems, especially for tube amplifiers with low damping ratio, relating to class of Hi-End equipment. Closed-type acoustic column comprises a Helmholtz resonator and is configured to fine-tune the Helmholtz slot resonator built into the closed volume of the housing and to vary the cross-sectional area of the neck and obtain the best AFR for a specific speaker. Column comprises a partition, which consists of two plates, wherein the fixed plate is configured to divide the volume into two chambers and to provide rigidity to the side walls, and the movable plate is configured to control the resonant frequency of the resonator, design of the column is configured to smoothly change the width of the neck and is equipped with a screw, the head of which is located outside on the front wall of the housing, wherein the speaker is made broadband with a common Q-factor Qts ≥ 1.
EFFECT: technical result is improvement of sound quality.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области акустики. Конструкция корпуса позволяет использовать высококачественные широкополосные динамики с высокой полной добротностью (Qts≥1) в акустическом оформлении «закрытый ящик». Большинство из этих громкоговорителей разрабатывались для открытого оформления, которое имеет свои недостатки, связанные с излучением тыльной стороной диффузора. Использование такого динамика в закрытом корпусе разумного (с точки зрения эстетики и размеров помещения для прослушивания) объема приводит к отрицательным результатам - подъему Fs и усилению резонанса. Попытки разработчиков акустического, электрического и электроакустического демпфирования этих неприятных резонансных явлений приводят к определенным успехам. К таковым можно отнести заполнение внутреннего объема ящика различными звукопоглощающими материалами, использование панели акустического сопротивления, снижение выходного сопротивления усилителя (вплоть до отрицательного значения) и т.д. Предпочтение акустического демпфирования более выражено в среде «любителей высокой верности звучания», желающих использовать в своем звуковом тракте ламповые усилители, имеющие обычно низкий коэффициент демпфирования. Замечательное свойство резонатора Гельмгольца поглощать энергию паразитных колебаний диффузора на частоте резонанса ранее использовалось разработчиками акустических систем. Известные колонки от радиолы «Симфония»*, которые не имели характерного для многих современных колонок «бубнения» и низкочастотного гула, а имели «хлесткий и быстрый» бас. Но у них не было возможности индивидуальной настройки каждого изделия, как «уникального музыкального инструмента», после сборки. Такая функция конструкцией не предусматривалась. По-видимому в этом не было особой необходимости в условиях массового производства и запросов того времени. Современные требования к качеству звучания акустических систем возросли. Представляет интерес возможность точной настройки резонатора, встроенного в замкнутый объем корпуса после окончательной сборки колонки под конкретный динамик (имеющих на практике значительный разброс Qts и Fs), с возможностью получения гладкой и безгорбой амплитудно-частотной характеристики. Так же представляет интерес возможность использования в колонке типа закрытый ящик высокодобротного широкополосного динамика с Qts≥1.The invention relates to the field of acoustics. The housing design allows the use of high-quality broadband speakers with high full Q factor (Qts≥1) in the acoustic design of a “closed box”. Most of these speakers were designed for open design, which has its drawbacks associated with radiation from the back of the diffuser. The use of such a speaker in a closed case of a reasonable volume (in terms of aesthetics and dimensions of the listening room) leads to negative results - an increase in Fs and an increase in resonance. Attempts by developers of acoustic, electrical and electro-acoustic damping of these unpleasant resonant phenomena lead to certain successes. These include filling the internal volume of the box with various sound-absorbing materials, using an acoustic impedance panel, reducing the output impedance of the amplifier (down to a negative value), etc. The preference for acoustic damping is more pronounced among “lovers of high fidelity” who want to use tube amplifiers with a usually low damping factor in their sound path. The remarkable property of the Helmholtz resonator to absorb the energy of spurious oscillations of the diffuser at the resonance frequency was previously used by the developers of acoustic systems. Well-known speakers from the Symphony radio *, which did not have a “chatter” and a low-frequency rumble characteristic of many modern speakers, but had a “biting and fast” bass. But they did not have the opportunity to individually customize each product as a “unique musical instrument” after assembly. Such a function was not provided for by the design. Apparently this was not particularly necessary in conditions of mass production and the demands of that time. Modern requirements for sound quality have increased. Of interest is the ability to fine-tune the resonator built into the enclosed volume of the casing after the final assembly of the column for a specific speaker (having in practice a significant spread of Qts and Fs), with the possibility of obtaining a smooth and hump-free amplitude-frequency characteristic. Also of interest is the possibility of using a high-quality broadband speaker with Qts≥1 in a closed box type column.

Формула для расчета частоты собственных колебаний резонатора Гельмгольца

Figure 00000001
, гдеThe formula for calculating the frequency of natural oscillations of the Helmholtz resonator
Figure 00000001
where

v - скорость звука в воздухе, S - площадь горловины, V - объем резонансной камеры, L - длина горловины.v is the speed of sound in air, S is the area of the neck, V is the volume of the resonance chamber, L is the length of the neck.

Из формулы следует, что изменением площади поперечного сечения горловины резонатора (S) можно изменять собственную частоту резонатора (F). Конструкция колонки предусматривает возможность плавного изменения ширины (b) горловины (щели) при закрытой задней крышке с помощью винта (1), головка которого расположена снаружи на передней стенке корпуса. Конструктивно колонка представляет собой закрытый ящик объемом 50 л, разделенный на две камеры перегородкой. Нижняя камера (2)- резонатор Гельмгольца - объемом \/=15 л. Перегородка состоит из двух плит ДСП. Неподвижная перегородка (3) служит для разделения объема на две камеры и для придания большей жесткости боковым стенкам. Подвижная перегородка (4), толщиной 16 мм (L-длина горловины), служит для регулирования частоты собственного резонанса резонатора.From the formula it follows that by changing the cross-sectional area of the neck of the resonator (S), you can change the natural frequency of the resonator (F). The column design provides for the possibility of smoothly changing the width (b) of the neck (slit) with the back cover closed by means of a screw (1), the head of which is located outside on the front wall of the housing. Structurally, the column is a closed box with a volume of 50 l, divided into two chambers by a partition. The lower chamber (2) - Helmholtz resonator - volume \ / = 15 l. The partition consists of two chipboard plates. The fixed partition (3) serves to divide the volume into two chambers and to give greater rigidity to the side walls. A movable partition (4), 16 mm thick (L-neck length), serves to control the frequency of the resonance of the resonator.

Щель, образованная между подвижной плитой (перегородкой) и задней стенкой представляет собой горловину резонатора (5). Для уменьшения добротности резонатора, которая оказалась, на практике, очень высокой, горловина резонатора заполняется валиком рыхлого синтепона. Количество синтепона определилось экспериментально по результатам измерения АЧХ и приданием ей наиболее гладкой и «безгорбой» формы. Размеры резонатора вычислялись и корректировались экспериментально.The gap formed between the movable plate (partition) and the rear wall is the mouth of the resonator (5). To reduce the quality factor of the resonator, which turned out to be very high in practice, the neck of the resonator is filled with a loose syntepon roller. The amount of syntepon was determined experimentally by measuring the frequency response and giving it the most smooth and "humpback" shape. The dimensions of the resonator were calculated and adjusted experimentally.

Для увеличения жесткости корпуса стенки-«сэндвичи» склеены из двух плит ДСП толщиной 16 мм. Для устранения стоячих волн внутри корпуса противоположные стенки (верхняя и нижняя, передняя и задняя) расположены под углом относительно друг-друга.To increase the rigidity of the casing walls, “sandwiches” are glued from two 16 mm thick chipboard plates. To eliminate standing waves inside the case, opposite walls (upper and lower, front and rear) are located at an angle relative to each other.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

Рис. 1. Конструкция акустической системы с щелевым настраиваемым резонатором Гельмгольца.Fig. 1. The design of the speaker system with a tunable Helmholtz resonator.

Рис. 2. Вид спереди. Под декоративным «шилдиком» (6) находится головка регулировочного винтаFig. 2. Front view. Under the decorative “nameplate” (6) is the head of the adjustment screw

Рис. 3. Подвижная перегородка (4). Регулировочный винт (1). Синтепон в горловине резонатора (7).Fig. 3. Movable partition (4). Adjusting screw (1). Sintepon in the neck of the resonator (7).

Рис. 4. Зависимость импеданса динамика от площади горловины щелевого резонатора. От полностью закрытого до открытого состояния. Настройка частоты резонатора несколько выше частоты резонанса динамика в ящике позволяет добиться подъема АЧХ ниже Fs динамика.Fig. 4. The dependence of the speaker impedance on the neck area of the slot resonator. From completely closed to open. Setting the resonator frequency slightly higher than the resonance frequency of the speaker in the box allows you to achieve a rise in frequency response below the Fs of the speaker.

Рис. 5. Влияние синтепона на импеданс динамика.Fig. 5. The effect of syntepon on the impedance of the speaker.

Рис. 6. АЧХ колонки (ВЧ излучатель-отключен). Широкополосный динамик Boston-HQ48414P (Fs=100,9Hz, Qts=1,225(!)).Fig. 6. Frequency response of the speaker (RF emitter-off). Broadband speaker Boston-HQ48414P (Fs = 100.9Hz, Qts = 1.225 (!)).

*В.И. Дерябин, В.Г. Пониманский. Стереофонические ламповые радиолы высшего класса. ТРЗ вып. 82. М., Связь, 1975.*IN AND. Deryabin, V.G. Ponimansky. High-end stereo radio tubes. TRZ issue 82. M., Communication, 1975.

Claims (1)

Акустическая колонка типа закрытый ящик, содержащая резонатор Гельмгольца, выполненная с возможностью точной настройки встроенного в замкнутый объем корпуса щелевого резонатора Гельмгольца и с возможностью изменения площади поперечного сечения горловины и получения наилучшей АЧХ для конкретного динамика, отличающаяся тем, что колонка содержит перегородку, которая состоит из двух плит, при этом неподвижная плита выполнена с возможностью разделения объема на две камеры и придания жесткости боковым стенкам, а подвижная плита выполнена с возможностью регулирования частоты собственного резонанса резонатора, конструкция колонки выполнена с возможностью плавного изменения ширины горловины и снабжена винтом, головка которого расположена снаружи на передней стенке корпуса, при этом динамик выполнен широкополосным с общей добротностью Qts≥1.A closed box type acoustic column containing a Helmholtz resonator, configured to fine tune the Helmholtz slot resonator built into the closed volume of the enclosure and to change the neck cross-sectional area and obtain the best frequency response for a particular speaker, characterized in that the column contains a partition that consists of two plates, while the fixed plate is made with the possibility of dividing the volume into two chambers and stiffening the side walls, and the movable plate is made with the ability to control the frequency of the resonator’s own resonance, the column design is made to smoothly change the neck width and is equipped with a screw, the head of which is located outside on the front wall of the housing, while the speaker is made broadband with a total Q factor of Qts≥1.
RU2018111876A 2018-04-02 2018-04-02 Acoustic system with slotted adjustable helmholtz resonator RU2707905C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018111876A RU2707905C2 (en) 2018-04-02 2018-04-02 Acoustic system with slotted adjustable helmholtz resonator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018111876A RU2707905C2 (en) 2018-04-02 2018-04-02 Acoustic system with slotted adjustable helmholtz resonator

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018111876A3 RU2018111876A3 (en) 2019-10-04
RU2018111876A RU2018111876A (en) 2019-10-04
RU2707905C2 true RU2707905C2 (en) 2019-12-03

Family

ID=68205952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018111876A RU2707905C2 (en) 2018-04-02 2018-04-02 Acoustic system with slotted adjustable helmholtz resonator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707905C2 (en)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2135089A3 (en) * 1971-05-06 1972-12-15 Bouyer Paul
JPS5465003A (en) * 1977-11-01 1979-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Headphone device
WO1991019406A1 (en) * 1990-05-25 1991-12-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Speaker system
JPH09130886A (en) * 1995-10-27 1997-05-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Speaker device
US5975236A (en) * 1998-01-08 1999-11-02 Yamamoto; Shuji Speaker assembly
JP2004153675A (en) * 2002-10-31 2004-05-27 Sony Corp Regeneration system and output characteristic changing method
US20060231327A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-19 Stiles Enrique M Loudspeaker enclosure with damping material laminated within internal shearing brace
CN101610441A (en) * 2008-06-19 2009-12-23 雅马哈株式会社 Loud speaker
WO2010015976A2 (en) * 2008-08-06 2010-02-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. A loudspeaker arrangement
US8055007B2 (en) * 2005-12-29 2011-11-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Earphone having variable duct unit
US20120177238A1 (en) * 2009-07-16 2012-07-12 Akihiko Enamito Acoustic reproduction device
WO2012117229A1 (en) * 2011-03-02 2012-09-07 Gp Acoustics (Uk) Limited Loudspeaker
JP2014120853A (en) * 2012-12-14 2014-06-30 Nec Casio Mobile Communications Ltd Terminal device and mobile terminal

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2135089A3 (en) * 1971-05-06 1972-12-15 Bouyer Paul
JPS5465003A (en) * 1977-11-01 1979-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Headphone device
WO1991019406A1 (en) * 1990-05-25 1991-12-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Speaker system
JPH09130886A (en) * 1995-10-27 1997-05-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Speaker device
US5975236A (en) * 1998-01-08 1999-11-02 Yamamoto; Shuji Speaker assembly
JP2004153675A (en) * 2002-10-31 2004-05-27 Sony Corp Regeneration system and output characteristic changing method
US20060231327A1 (en) * 2005-04-15 2006-10-19 Stiles Enrique M Loudspeaker enclosure with damping material laminated within internal shearing brace
US8055007B2 (en) * 2005-12-29 2011-11-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Earphone having variable duct unit
CN101610441A (en) * 2008-06-19 2009-12-23 雅马哈株式会社 Loud speaker
WO2010015976A2 (en) * 2008-08-06 2010-02-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. A loudspeaker arrangement
US20120177238A1 (en) * 2009-07-16 2012-07-12 Akihiko Enamito Acoustic reproduction device
WO2012117229A1 (en) * 2011-03-02 2012-09-07 Gp Acoustics (Uk) Limited Loudspeaker
JP2014120853A (en) * 2012-12-14 2014-06-30 Nec Casio Mobile Communications Ltd Terminal device and mobile terminal

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DL 18/2 T - 8 Ohm http://www.loudspeakerdatabase.com/VISATON/DL18-2T-8/VISATON_DL18-2T-8.pdf, дата 01.10.2015 (стр. 3). *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018111876A3 (en) 2019-10-04
RU2018111876A (en) 2019-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8107665B2 (en) Insert earphone using a moving coil driver
US9247342B2 (en) Loudspeaker enclosure system with signal processor for enhanced perception of low frequency output
US5696357A (en) Bass-reflex loudspeaker
US3047090A (en) Tuned acoustical device
EP0489551A2 (en) Loudspeaker system having multiple subchambers
US4237340A (en) Crossover network for optimizing efficiency and improving response of loudspeaker system
CN104754454A (en) Loudspeaker module
US7614479B2 (en) Sound enhancement module
US3923124A (en) Back loaded folded corner horn speaker
EP2941012B1 (en) Speaker system
US2694462A (en) Acoustic system for loud-speakers
US20040252856A1 (en) Bass loudspeaker apparatus and multiway loudspeaker system having the same
US2880817A (en) Loudspeaker system
US6062338A (en) Loud speaker enclosure
US9749735B1 (en) Waveguide
US6425456B1 (en) Hollow semicircularly curved loudspeaker enclosure
US3247926A (en) Loud-speaker enclosure
US2866514A (en) Corrective loud speaker enclosure
US2731101A (en) Loud speaker
US7454030B2 (en) Subwoofer with cascaded linear array of drivers
US4251687A (en) Stereophonic sound reproducing system
JP3611854B2 (en) Speaker system
RU2707905C2 (en) Acoustic system with slotted adjustable helmholtz resonator
EP3225038B1 (en) Low frequency active acoustic absorber by acoustic velocity control through porous resistive layers
WO2010136639A1 (en) Subwoofer structure and adjusting method