RU2718126C1

RU2718126C1 - Acoustic system

Info

Publication number: RU2718126C1
Application number: RU2019116803A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Алексеевич Федоров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "МИКРОЭПМ"
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2020-03-30

Abstract

FIELD: acoustics.

SUBSTANCE: invention relates to acoustics. Device consists of low-frequency and high-frequency channels. Low-frequency channel has a lower bend of 105°, a first straight acoustic conductor, a first clutch, inside which a loudspeaker is rigidly fixed, a second direct duct, a first indirect sound duct, a third straight acoustic conductor, a rubberized metal ring, second hollow coupling, second indirect sound guide, second rubberized metal ring, fourth straight acoustic conductor, upper bend 105°. High-frequency channel consists of: lower branch 75°, a first direct sound guide, a coupling with a loudspeaker fixed inside it, a rubberized metal ring, a second direct sound duct, upper bend 105°. To fix the acoustic system, a rigid support and elastic bundles are used, which makes it possible to suspend couplings with a loudspeaker on a low-frequency channel and to reduce resonances. Rigid support is made in the form of a frame, on it tubular structures of the acoustic system are fixed; high-pass filter; elastic bundles.

EFFECT: technical result is reduction of acoustic distortions and resonances.

5 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области электроакустики, конкретно к оформлению и устройству акустической системы (АС) звуковоспроизведения.The invention relates to the field of electroacoustics, specifically to the design and arrangement of an acoustic system (AS) of sound reproduction.

Основными функциональными параметрами АС являются диапазон воспроизводимых частот, акустические искажения, величина и объемное распределение звукового давления. Эти параметры определяют естественность звучания акустики. Производители АС стремятся приблизить диапазон воспроизводимых частот к максимальному диапазону, воспринимаемому органами слуха человека (20 -20000) Гц. Эффективно воспринимаемый диапазон частот определяется характеристиками громкоговорителя, конструкцией и размерами АС. С воспроизведением высоких частот проблем обычно не возникает, современные высокочастотные громкоговорители позволяют воспроизводить даже ультразвук. На низких частотах решающее значение играет объем корпуса АС. Чем он больше, тем более эффективно воспроизводятся низкие частоты. The main functional parameters of the speakers are the range of reproduced frequencies, acoustic distortion, the magnitude and volume distribution of sound pressure. These parameters determine the natural sound of the acoustics. Speaker manufacturers seek to bring the range of reproduced frequencies closer to the maximum range perceived by the human hearing organs (20-20000) Hz. The effectively perceived frequency range is determined by the characteristics of the speaker, the design and size of the speakers. With the reproduction of high frequencies, problems usually do not arise, modern high-frequency speakers even reproduce ultrasound. At low frequencies, speaker volume is critical. The larger it is, the more efficiently low frequencies are reproduced.

В зависимости от исполнения корпуса АС разделяют на несколько типов по их акустическому оформлению: «закрытый ящик», «открытый ящик» «система с фазоинвертором», «система с лабиринтом», «рупор» и другие, с вмонтированных в него громкоговорителями. (Радиовещание и акустика, под редакцией Ю.А.Ковалгина. - Радио и связь, 1998).Depending on the case design, speakers are divided into several types according to their acoustic design: “closed box”, “open box”, “system with a phase inverter”, “system with a labyrinth”, “horn” and others, with loudspeakers mounted in it. (Broadcasting and acoustics, edited by Yu.A. Kovalgin. - Radio and communications, 1998).

Наименьшие акустические искажения имеет АС в исполнении «открытый ящик» и наибольшие в исполнении «закрытый ящик». Это связано с нелинейностью движения диффузора громкоговорителя при сжатии и разряжении воздуха в закрытом ящике. Для уменьшения этих искажений при одновременном расширении воспроизводимых низких частот применяют «системы с фазоинвертором», «системы с лабиринтом» и другие конструкции. В качестве АС, способной воспроизводить звуки в низкочастотной области, известно оформление АС, содержащей акустический ящик, в который установлено два трубчатых резонатора, выполняющих роль фазоинверторов на двух разных частотах. Звуковые волны, излучаемые задней стороной диффузора низкочастотного громкоговорителя, находятся в противофазе по отношению к волнам, излучаемым передней стороной диффузора. Фазоинвертор включают таким образом, чтобы через него проходили звуковые волны, излучаемые тыловой стороной диффузора. Назначение фазоинвертора, образованного внутренним объемом корпуса и двумя резонаторами, заключается в том, чтобы на низких частотах воспроизведения звука в пространственном секторе прослушивания АС сделать приблизительно синфазными между собой звуковые волны, излучаемые тыловой и фронтальной частями диффузора громкоговорителя. Это приводит к усилению звукового давления на низких частотах.The lowest acoustic distortion is in the performance of the “open box” and the largest in the performance of “closed box”. This is due to the nonlinearity of the movement of the speaker cone during compression and discharge of air in a closed box. To reduce these distortions while expanding reproducible low frequencies, “systems with a bass reflex”, “systems with a labyrinth” and other designs are used. As an AS capable of reproducing sounds in the low-frequency region, it is known to design an AS containing an acoustic box in which two tubular resonators are installed, acting as phase inverters at two different frequencies. Sound waves emitted from the rear side of the woofer cone are out of phase with respect to waves emitted from the front side of the cone. The phase inverter is turned on in such a way that sound waves emitted from the rear side of the diffuser pass through it. The purpose of the phase inverter, which is formed by the internal volume of the casing and two resonators, is to make sound waves emitted from the rear and front parts of the speaker cone approximately in-phase with each other at low frequencies of sound reproduction in the spatial listening sector. This leads to increased sound pressure at low frequencies.

Основными недостатками известного устройства является относительно большой объем корпуса, эффект "бубнения" на низких частотах, быстрый спад амплитудно-частотной характеристики звукового давления на низких частотах за пределами рабочего диапазона АС, "органная" стилизованность звучания басов на частотах настройки фазоинверторов, акустический шум воздушных потоков в трубах фазоинверторов.The main disadvantages of the known device are the relatively large volume of the case, the effect of “mumbling” at low frequencies, the rapid decline in the amplitude-frequency characteristics of sound pressure at low frequencies outside the operating range of the speakers, the “organ” stylized bass sound at the frequencies of the bass reflex tuners, the acoustic noise of air flows in pipes of phase inverters.

Известна «Акустическая система» (Патент США № 4,930,596, Loudspeaker system, June 5, 1990 , класс США: 181/152, международного класса: H04R1/28), которая содержит громкоговоритель, установленный в предрупорном корпусе закрытого типа. Фронтальная часть диффузора громкоговорителя служит излучателем первичного акустического сигнала. В задней части предрупорного корпуса имеется отверстие, к которому плотно подсоединен акустический волновод, выполненный в виде тонкой трубы. Для обеспечения одномодового режима работы волновода диаметр трубы выбран намного меньшим ее длины. Другой конец акустического волновода подсоединен к входу акустического рупора, выполненного в виде объемной плавно расширяющейся фигуры с круглым сечением, например, в форме усеченного конуса или с экспоненциальным продольным профилем. Длина трубы L акустического волновода выбрана приблизительно равной половине длины волны, соответствующей нижней граничной частоте f_L АЧХ (амплитудно-частотная характеристика) акустической системы. В связи с этим излучаемый тыловой частью громкоговорителя акустический сигнал, частота f_L которого близка к нижней граничной частоте устройства, при прохождении через акустический волновод и акустический рупор испытывает задержку по фазе приблизительно на 180^o. Поэтому на частоте f_L излучаемые фронтальной частью громкоговорителя звуковые волны синфазны звуковым волнам, излучаемым рупором. Все это обеспечивает улучшение АЧХ акустической системы в области низких частот.The Acoustic System is known (US Patent No. 4,930,596, Loudspeaker system, June 5, 1990 , US class: 181/152, international class: H04R1 / 28), which contains a loudspeaker installed in a closed enclosure. The front of the loudspeaker cone serves as the emitter of the primary acoustic signal. In the rear part of the pre-corpus casing there is an opening to which an acoustic waveguide made in the form of a thin tube is tightly connected. To ensure a single-mode mode of operation of the waveguide, the pipe diameter is chosen much smaller than its length. The other end of the acoustic waveguide is connected to the input of the acoustic horn, made in the form of a three-dimensional smoothly expanding figure with a circular cross section, for example, in the form of a truncated cone or with an exponential longitudinal profile. The length of the pipe L of the acoustic waveguide is chosen approximately equal to half the wavelength corresponding to the lower cutoff frequency f_L Frequency response (frequency response) of the speaker system. In this regard, the acoustic signal emitted from the rear of the loudspeaker, frequency f_L which is close to the lower cutoff frequency of the device, when passing through an acoustic waveguide and an acoustic horn, it experiences a phase delay of approximately 180^o. Therefore, at a frequency f_L the sound waves emitted by the front of the loudspeaker are in phase with the sound waves emitted by the speaker. All this provides an improvement in the frequency response of the speaker system at low frequencies.

К недостатку известной АС можно отнести относительно большую длину L трубы волновода, достигающую нескольких метров. В связи с этим для уменьшения линейных размеров известного устройства волновод приходится изготавливать в виде изогнутой трубы (лабиринта). Наличие изгибов приводит к усложнению конструкции и технологии изготовления устройства, к появлению дополнительного шума воздушного потока и отраженных акустических волн.The disadvantage of the known AS can be attributed to the relatively large length L of the waveguide tube, reaching several meters. In this regard, to reduce the linear dimensions of the known device, the waveguide has to be made in the form of a curved pipe (labyrinth). The presence of bends leads to a complication of the design and manufacturing technology of the device, to the appearance of additional noise of the air flow and reflected acoustic waves.

Ко второму недостатку отнесем трудность правильного расчета длины трубы волновода. Действительно, в реальных условиях с известной долей приближения воздушную среду в трубе можно рассматривать в качестве колебательной системы, как с сосредоточенными, так и с распределенными параметрами. В первом случае воздух в трубе, имеющей поперечное сечение S, рассматривается как несжимаемая среда, колебания которой происходят за счет упругих сил со стороны воздушного объема V, сосредоточенного внутри корпуса АС. Резонанс достигается для звуковых колебаний, длина волны которых

Если π²V/S>L, то в зависимости от величины V/S длина трубы может оказаться в несколько раз меньшей, чем половина длины волны, соответствующей резонансной частоте.The second drawback is the difficulty of correctly calculating the length of the waveguide tube. Indeed, under real conditions with a certain degree of approximation, the air medium in the pipe can be considered as an oscillatory system, both with concentrated and distributed parameters. In the first case, the air in the pipe having a cross section S is considered as an incompressible medium, the oscillations of which occur due to elastic forces from the side of the air volume V concentrated inside the AC housing. Resonance is achieved for sound waves whose wavelength

If π ² V / S> L, then, depending on the value of V / S, the length of the pipe can be several times smaller than half the wavelength corresponding to the resonant frequency.

В случае рассмотрения волновода как колебательной системы с распределенными параметрами воздух в трубе рассматривается как упругая среда, обеспечивающая распространение звуковых волн. В идеальном случае, если волновод согласован по входу и выходу и отраженные волны отсутствуют, то реализуется режим бегущей волны. Для инвертирования фазы колебаний длина L выбирается равной половине длины волны, соответствующей частоте f_L настройки фазоинвертора. В реальных условиях всегда в той или иной мере существуют отраженные волны, приводящие к появлению стоячих акустических волн. В этом случае при расчете резонансных частот необходимо учитывать отражение волн (и фазовые соотношения отраженных волн) во всех местах неоднородностей акустического тракта (соединение трубы с предрупорной камерой, соединение трубы с рупором, выход рупора и т.д.). На практике второй недостаток известного устройства означает невозможность точного предварительного расчета всех компонентов системы и необходимость длительной и трудоемкой экспериментальной доводки изделия для достижения требуемых технических характеристик.In the case of considering the waveguide as an oscillatory system with distributed parameters, air in the tube is considered as an elastic medium that ensures the propagation of sound waves. In the ideal case, if the waveguide is matched in input and output and the reflected waves are absent, then the traveling wave mode is realized. To invert the phase of the oscillations, the length L is chosen equal to half the wavelength corresponding to the frequency f _L adjusts the phase inverter. In real conditions, there are always, to one degree or another, reflected waves, which lead to the appearance of standing acoustic waves. In this case, when calculating the resonant frequencies, it is necessary to take into account the reflection of waves (and the phase relations of the reflected waves) in all places of the inhomogeneities of the acoustic path (connection of the pipe to the pre-chamber chamber, connection of the pipe to the speaker, speaker output, etc.). In practice, the second disadvantage of the known device means the impossibility of accurate preliminary calculation of all components of the system and the need for a long and time-consuming experimental fine-tuning of the product to achieve the required technical characteristics.

В качестве третьего недостатка известного устройства укажем на то, что правильные фазовые соотношения акустического волновода, способствующие усилению звука в секторе прослушивания (задержка по фазе от 90 до 270^o) приблизительно достигаются в пределах одной октавы. При попытке увеличения звукового давления на низких частотах за счет усиления действия рупорной системы на амплитудно-частотной характеристике акустической системы появляется пик, высота которого прямо зависит от соотношения между звуковыми давлениями, создаваемыми рупором и фронтальной стороной диффузора громкоговорителя. Чем выше высота пика на амплитудно-частотной характеристике, тем субъективно выше оценивается эффективность звучания на низких частотах. Наряду с этим, при выраженном пике на амплитудно-частотной характеристике известная акустическая система эффективнее всего излучает стилизованные звуки приблизительно одного тона, напоминающие звучание органа по атаке и послезвучанию. В этой ситуации приходится искать компромиссное решение между эффективностью воспроизведения низких частот и равномерностью амплитудно-частотной характеристики.As a third disadvantage of the known device, we point out that the correct phase relations of the acoustic waveguide, which contribute to the amplification of sound in the listening sector (phase delay from 90 to 270 ^o ) are approximately reached within one octave. When you try to increase the sound pressure at low frequencies by enhancing the effect of the horn system, a peak appears on the amplitude-frequency characteristic of the speaker system, the height of which peak depends on the ratio between the sound pressures generated by the horn and the front side of the speaker cone. The higher the peak height in the amplitude-frequency characteristic, the subjectively higher is the sound efficiency at low frequencies. Along with this, with a pronounced peak in the amplitude-frequency characteristic, the known acoustic system emits most effectively stylized sounds of approximately the same tone, reminiscent of the sound of an organ for attack and after-sounding. In this situation, a compromise must be sought between the low-frequency reproduction efficiency and the uniformity of the amplitude-frequency characteristic.

В качестве прототипа принято устройство акустической системы, которое состоит из низкочастотного канала, громкоговорителя, прямого звуковода и двух отводов (патент США № 5,535,284 Woofer speaker and acoustically coupled sub-woofer speaker system July 9, 1996, класс США: 381/338, МКИ H04R 1/34, H04R 1/32). В устройстве обратная сторона диффузора громкоговорителя излучает звук в фазе 180 градусов по отношению к прямому диффузору. Для того чтобы излучать звук синфазно с прямым диффузором необходимо пропустить звук по звуководу длиной равной половине длины волны. Длина звуковой волны на 20 Гц составляет 16 метров. С учетом разнесенности прямого и обратного выходов акустической системы длина прямого звуковода должна быть около 4 метров. В прототипе для этого используется прямой звуковод (короб в виде прямого кругового цилиндра) с общей высотой более 3 метров. Используемый способ крепления неизбежно вызывает механические напряжения в трубе, а это, как известно, приводит к резонированию звуковода на собственной частоте. Поэтому в прототипе ограничен частотный диапазон только низкими частотами. Кроме того, для уменьшения резонансных эффектов внутренний объем звуковода заполнен полиэфирным волокном. Достоинством прототипа является малые акустические искажения, поскольку акустическая система открыта. Известно, что открытая акустическая система имеет меньше акустических искажений, чем закрытая акустическая система, однако имеет ограниченный диапазон воспроизводимых частот. В закрытых акустических системах диффузор громкоговорителя в одну сторону сжимает воздух внутри замкнутого объема, а при движении в обратную стороны вызывает разряжение воздуха, что и приводит к акустическим искажениям.As a prototype, a speaker system was adopted, which consists of a low-frequency channel, a loudspeaker, a direct sound guide and two taps (US patent No. 5,535,284 Woofer speaker and acoustically coupled sub-woofer speaker system July 9, 1996, US class: 381/338, MKI H04R 1/34, H04R 1/32). In the device, the reverse side of the loudspeaker diffuser emits sound in a phase of 180 degrees with respect to the direct diffuser. In order to emit sound in phase with a direct diffuser, it is necessary to skip the sound through the sound guide with a length equal to half the wavelength. The sound wavelength at 20 Hz is 16 meters. Given the diversity of the direct and return outputs of the speaker system, the length of the direct sound guide should be about 4 meters. In the prototype, a direct sound guide (box in the form of straight circular cylinder) with a total height of more than 3 meters. The mounting method used inevitably causes mechanical stresses in the pipe, and this, as is known, leads to resonance of the sound guide at its own frequency. Therefore, in the prototype, the frequency range is limited only to low frequencies. In addition, to reduce resonance effects, the internal volume of the sound guide is filled with polyester fiber. The advantage of the prototype is small acoustic distortion, since the speaker system is open. An open speaker system is known to have less acoustic distortion than a closed speaker system, but has a limited range of reproducible frequencies. In closed acoustic systems, the loudspeaker diffuser compresses the air inside the enclosed volume in one direction, and when it moves in the opposite direction, it causes air discharge, which leads to acoustic distortions.

Целью изобретения является сохранение низкого уровня акустических искажений, характерного для открытых акустических систем и обеспечение полного акустического диапазона частот 20 Гц - 20 кГц.The aim of the invention is to maintain a low level of acoustic distortion characteristic of open speaker systems and to ensure the full acoustic frequency range of 20 Hz - 20 kHz.

Указанная цель достигается оформлением и устройством акустической системы, состоящей из низкочастотного и высокочастотного каналов.This goal is achieved by designing and arranging an acoustic system consisting of low-frequency and high-frequency channels.

Низкочастотный канал содержит четыре прямых звуковода, два непрямых звуковода выполненные с возможностью разворота звуковых волн, верхний и нижний отводы, громкоговоритель, две соединительные муфты: первая муфта (внутри ее закреплен неподвижно громкоговоритель) расположена между первым и вторым прямыми звуководами, вторая муфта (полая) между третьим прямым и вторым непрямым звуководами. The low-frequency channel contains four direct sound guides, two indirect sound guides configured to turn sound waves, upper and lower taps, a loudspeaker, two connecting couplings: the first coupling (the loudspeaker is fixedly fixed inside it) is located between the first and second direct sound guides, the second coupling (hollow) between the third direct and second indirect sound guides.

Первый, второй и четвертый звуководы имеют раструб с одной стороны, соединительные муфты имеют раструб с двух концов, верхний и нижний отводы низкочастотного канала образуются соединением трех непрямых отводов, имеющие с одного конца раструб для соединения их друг с другом, причем два непрямых отвода имеют угол 30 градусов, и один - угол 45 градусов, а соединены они таким образом, что вместе образуют отвод с раструбом в 105 градусов.The first, second and fourth sound guides have a bell on one side, couplings have a bell at two ends, the upper and lower branches of the low-frequency channel are formed by connecting three indirect branches, having a bell at one end to connect them to each other, and two indirect branches have an angle 30 degrees, and one angle of 45 degrees, and they are connected in such a way that together they form a branch with a bell of 105 degrees.

Громкоговоритель низкочастотного канала имеет диаметр меньше, чем диаметр муфты и неподвижно закреплен внутри первой муфты диффузором вниз, соосно и посредине, с помощью кольца из древесностружечных или аналогичных по свойствам материалов, причем внутренний диаметр кольца равен диаметру диффузора громкоговорителя, а внешний диаметр кольца равен внутреннему диаметру муфты. Муфта с громкоговорителем подвешена вертикально на двух эластичных жгутах на жесткой опоре и присоединена снизу к первому прямому звуководу, а сверху ко второму прямому звуководу к сторонам без раструба. Раструб первого звуковода соединен с прямым концом нижнего отвода с раструбом в 105 градусов, а раструб второго звуковода соединен с прямым концом первого непрямого звуковода, который образован соединением 6 непрямых отводов, имеющих угол 30 градусов и раструб с одного конца для соединения их друг с другом. Третий прямой звуковод одной стороной присоединен к раструбу первого непрямого звуковода, а второй стороной присоединен ко второй муфте сверху, которая вертикально опирается краем раструба на обрезиненное металлическое кольцо, зафиксированное на жесткой опоре. Снизу ко второй муфте стороной без раструба присоединен второй непрямой звуковод, образованный соединением 4 непрямых отводов, имеющих угол 45 градусов и раструб с одного конца для соединения их друг с другом. Четвертый прямой звуковод стороной с раструбом присоединен к верхнему отводу в 105 градусов, а стороной без раструба присоединен к раструбу второго непрямого звуковода, который вертикально опирается краем раструба на обрезиненное металлическое кольцо, зафиксированное на жесткой опоре. Длина первого и второго прямого звуковода по оси составляет 0.7-1.0 метра каждый, а общая длина четырех прямых и двух непрямых звуководов определяется нижней границей звукового диапазона и для частот 20-30 Гц составляет 4-6 метров. Все соединения звуководов, муфт и отводов выполнены герметичными, для чего во всех раструбах встроено уплотнительное кольцо. The loudspeaker of the low-frequency channel has a diameter smaller than the diameter of the clutch and is fixedly fixed inside the first clutch with the diffuser down, coaxially and in the middle, using a ring of wood-shaving or materials similar in properties, the inner diameter of the ring being equal to the diameter of the loudspeaker diffuser, and the outer diameter of the ring being equal to the inner diameter couplings. The loudspeaker clutch is suspended vertically on two elastic bundles on a rigid support and attached from below to the first direct sound guide, and from above to the second direct sound guide to the sides without a bell. The bell of the first sound guide is connected to the straight end of the lower tap with a bell of 105 degrees, and the bell of the second sound guide is connected to the straight end of the first indirect sound guide, which is formed by connecting 6 indirect taps having an angle of 30 degrees and a bell from one end to connect them to each other. The third direct sound guide is connected on one side to the socket of the first indirect sound guide, and the second side is attached to the second sleeve on top, which is vertically supported by the edge of the socket on a rubberized metal ring fixed on a rigid support. From the bottom, to the second sleeve, without a socket, a second indirect sound guide is connected, formed by connecting 4 indirect taps having an angle of 45 degrees and a socket from one end to connect them to each other. The fourth direct sound guide is connected to the upper branch by a side with a socket of 105 degrees, and the side without a socket is connected to the socket of the second indirect sound guide, which is vertically supported by the edge of the socket on a rubberized metal ring fixed on a rigid support. The length of the first and second direct sound guide along the axis is 0.7-1.0 meters each, and the total length of four direct and two indirect sound guides is determined by the lower boundary of the sound range and for frequencies of 20-30 Hz is 4-6 meters. All connections of the sound ducts, couplings and taps are sealed, for which a sealing ring is built in all the sockets.

Высокочастотный канал акустической системы состоит из нижнего и верхнего прямых звуководов, соединительной муфты (внутри ее закреплен неподвижно громкоговоритель) и нижнего и верхнего отводов, причем прямые звуководы имеют раструб с одной стороны, а соединительная муфта имеет раструб с двух сторон. Верхний отвод образуются соединением трех непрямых отводов, имеющих с одного конца раструб для соединения их друг с другом, причем два непрямых отвода имеют угол 30 градусов, и один угол 45 градусов, и соединены непрямые отводы таким образом, что вместе образуют верхний отвод в 105 градусов. Нижний отвод образуется соединением двух непрямых отводов, имеющих с одного конца раструб для соединения их друг с другом, причем один непрямой отвод имеет угол 30 градусов, а другой угол 45 градусов, соединены непрямые отводы таким образом, что вместе образуют нижний отвод в 75 градусов. High frequency channel The acoustic system consists of the lower and upper direct sound guides, a coupling (a fixed loudspeaker is fixed inside it) and lower and upper taps, with direct sound guides having a bell on one side, and a coupling having a bell on both sides. The upper branch is formed by connecting three indirect branches having a socket at one end to connect them to each other, two indirect branches having an angle of 30 degrees and one angle of 45 degrees, and indirect branches are connected in such a way that together they form an upper branch of 105 degrees . The lower branch is formed by connecting two indirect branches, having a socket at one end to connect them to each other, with one indirect branch having an angle of 30 degrees and the other angle of 45 degrees, indirect branches are connected in such a way that together form a lower branch of 75 degrees.

Громкоговоритель высокочастотного канала установлен также как и громкоговоритель низкочастотного канала, в муфте, диффузором вниз. Муфта с громкоговорителем высокочастотного канала расположена вертикально и опирается краем раструба на обрезиненное металлическое кольцо, зафиксированное на жесткой опоре таким образом, чтобы отвод 105 градусов высокочастотного канала оказался расположенным по горизонтали посредине, а по вертикали ниже на (3-15)см первого непрямого звуковода низкочастотного канала. Первый прямой звуковод стороной без раструба присоединен к муфте снизу, второй прямой звуковод стороной без раструба присоединен к муфте сверху. К раструбу первого звуковода присоединен нижний отвод 75 градусов, а к раструбу второго звуковода присоединен верхний отвод 105 градусов. Длина первого и второго прямого звуковода высокочастотного канала составляет 0.4-0.6 метров.The loudspeaker of the high-frequency channel is installed as well as the loudspeaker of the low-frequency channel, in the coupling, with the diffuser down. The coupling with the loudspeaker of the high-frequency channel is located vertically and rests with the edge of the bell on a rubberized metal ring fixed on a rigid support so that the tap of 105 degrees of the high-frequency channel is horizontally located in the middle and vertically lower by (3-15) cm of the first indirect low-frequency sound guide channel. The first direct sound guide with the socket-free side attached to the sleeve from below, the second direct sound pipe with the socket-free side attached to the sleeve from the top. A bottom tap of 75 degrees is connected to the bell of the first sound guide, and an upper tap of 105 degrees is connected to the bell of the second sound guide. The length of the first and second direct sound channels of the high-frequency channel is 0.4-0.6 meters.

Клеммы громкоговорителей выведены через загерметизированное отверстие в муфте. Отрицательная клемма громкоговорителя низкочастотного канала соединена с отрицательной клеммой громкоговорителя высокочастотного канала и является первым электрическим входом акустической системы. Положительная клемма громкоговорителя высокочастотного канала соединена с входом фильтра высоких частот, выход которого соединен с положительной клеммой громкоговорителя низкочастотного канала и является вторым входом акустической системы.Loudspeaker terminals are routed through a sealed hole in the coupling. The negative terminal of the low-frequency channel speaker is connected to the negative terminal of the high-frequency channel speaker and is the first electrical input of the speaker system. The positive terminal of the high-frequency channel speaker is connected to the input of the high-pass filter, the output of which is connected to the positive terminal of the low-frequency channel speaker and is the second input of the speaker system.

Сущность изобретения поясняется рисунками, на которой представлено оформление и устройство акустической системы.The invention is illustrated by drawings, which shows the design and arrangement of the speaker system.

Акустическая система выполнена и собрана из труб, муфт, для установки в них громкоговорителей, и отводов. Материал перечисленных элементов конструкций вспененный поливинилхлорид (ПВХ), которых обладает высокими демпфирующими способностями, чем достигается улучшение динамических характеристик акустической системы.The speaker system is made and assembled of pipes, couplings, for installing loudspeakers in them, and taps. The material of the listed structural elements is foamed polyvinyl chloride (PVC), which has high damping capabilities, thereby improving the dynamic characteristics of the speaker system.

На фиг.1 показан общий вид акустической системы, состоящей из низкочастотного (поз.1) и высокочастотного (поз.2) каналов, фильтра высоких частот (поз.3) и жесткой опоры (поз.4) .Figure 1 shows a General view of an acoustic system consisting of a low-frequency (pos. 1) and high-frequency (pos. 2) channels, a high-pass filter (pos. 3) and a rigid support (pos. 4).

На фиг.2 вид акустической системы, где в соответствии с номерами позиций, указаны ее составные части:Figure 2 is a view of the speaker system, where, in accordance with the position numbers, its components are indicated:

Низкочастотный канал (НЧК) АС состоит из:A low-frequency channel (LF) of an AC consists of:

5.Нижний отвод 105°5.Low bend 105 °

6.Первый прямой звуковод6.First direct sound guide

7.Первая муфта (внутри ее неподвижно закреплен громкоговоритель)7.First coupling (loudspeaker is fixedly fixed inside)

8.Второй прямой звуковод8. The second direct sound guide

9.Первый непрямой звуковод9.First Indirect Sound Guide

10.Третий прямой звуковод10. The third direct sound guide

11.Обрезиненное металлическое кольцо11. Rubberized metal ring

12.Вторая муфта (полая)12. The second coupling (hollow)

13.Второй непрямой звуковод13. The second indirect sound guide

14.Обрезиненое металлическое кольцо14. Rubberized metal ring

15.Четвертый прямой звуковод15. Fourth direct sound guide

16.Верхний отвод 105°16.Upper bend 105 °

Высокочастотный каналHigh frequency channel (ВЧК) АС состоит из:(VChK) AU consists of:

17.Нижний отвод 75 °17.Low bend 75 °

18. Первый прямой звуковод18. The first direct sound guide

19.Муфта (внутри ее закреплен неподвижно громкоговоритель)19. Clutch (a loudspeaker is fixed inside it)

20.Обрезиненное металлическое кольцо20. Rubberized metal ring

21.Второй прямой звуковод21. The second direct sound guide

22. Верхний отвод 105°22. Upper bend 105 °

Элементы крепления:Fasteners:

4. Жесткая опора.4. Rigid support.

23. Эластичные жгуты (для подвески муфты с громкоговорителем на НЧК). 23. Elastic harnesses (for suspending the coupling with a loudspeaker at the LFK).

Жесткая опора выполнена в виде рамы, на ней закреплены трубчатые конструкции АС (ВЧК и НЧК); фильтр высоких частот; эластичные жгуты (для подвески муфты с громкоговорителем на НЧК).Rigid support is made in the form of a frame, tubular structures of speakers are fixed on it (VChK and LChK); high pass filter; elastic harnesses (for suspension of a coupling with a loudspeaker at the LFK).

Эластичные жгуты предназначены для того, чтобы исключить резонанс жесткой опоры вследствие звуковой вибрации громкоговорителя.Elastic harnesses are designed to eliminate the resonance of the rigid support due to the sound vibration of the speaker.

Когда громкоговоритель находится под электрическим напряжением, он воспроизводит звуки. Эти слышимые звуки распространяются по трубчатому корпусу в обоих направлениях как вперед, так и обратно. Из-за больших линейных размеров низкочастотного канала теряются высокие звуковые частоты, поэтому для компенсации этих потерь в акустическую систему добавлен высокочастотный канал, подключенный через фильтр высоких частот. На встроенный в НЧК громкоговоритель подается полный электрический сигнал, а на громкоговоритель ВЧК подается электрический сигнал через фильтр высоких частот. Блок-схема подключения громкоговорителей представлена на фиг.3. Отрицательная клемма громкоговорители НЧК (1) соединена с отрицательной клеммой громкоговорителя ВЧК (2) и является первым электрическим входом акустической системы. Положительная клемма громкоговорителя ВЧК соединена с фильтром высоких частот (3), выход которого соединен с положительной клеммой громкоговорителя НЧК и является вторым входом акустической системы. When the speaker is energized, it reproduces sounds. These audible sounds propagate through the tubular body in both directions, both forward and backward. Due to the large linear dimensions of the low-frequency channel, high sound frequencies are lost, therefore, to compensate for these losses, a high-frequency channel connected through a high-pass filter is added to the speaker system. A full electric signal is supplied to the loudspeaker built into the LFK, and an electric signal is fed through the high-pass filter to the Loudspeaker. The block diagram of the connection of the speakers is presented in figure 3. The negative terminal of the woofer loudspeakers (1) is connected to the negative terminal of the woofer loudspeakers (2) and is the first electrical input of the speaker system. The positive terminal of the tweeter speaker is connected to the high-pass filter (3), the output of which is connected to the positive terminal of the tweeter speaker and is the second input of the speaker system.

Для транспортабельности АС, уменьшения ее высоты и исключения резонансных эффектов, свойственным цельным длинным трубам, НЧК выполнен в виде изогнутой конструкции с двумя непрямыми (нелинейными) звуководами (фиг.4,5), состоящими из отводов, между которыми проложены резиновые прокладки.To transport the speaker, reduce its height and eliminate resonance effects inherent in solid long pipes, the LFB is made in the form of a curved structure with two indirect (nonlinear) sound guides (Fig. 4,5), consisting of taps between which rubber gaskets are laid.

На фиг. 4 представлен первый непрямой звуковод, который образован соединением шести непрямых отводов, имеющих угол 30 градусов и раструб с одного конца для соединения их друг с другом.In FIG. 4 shows the first indirect sound guide, which is formed by connecting six indirect taps having an angle of 30 degrees and a bell at one end to connect them to each other.

На фиг.5 представлен второй непрямой звуковод, который образован соединением четырех непрямых отводов, имеющих угол 45 градусов и раструб с одного конца для соединения их друг с другом. Figure 5 presents the second indirect sound guide, which is formed by connecting four indirect taps having an angle of 45 degrees and a bell at one end to connect them to each other.

На фиг.6 представлен эскиз муфты с закрепленным внутри ее громкоговорителем. Под номерами позиций, перечислены детали:Figure 6 presents a sketch of the clutch with a loudspeaker fixed inside. Under the item numbers, the details are listed:

6. Первый прямой звуковод 6. The first direct sound guide

7. Муфта7. Coupling

8. Второй прямой звуковод8. Second direct sound guide

23. Эластичный жгут23. Elastic tow

24. Громкоговоритель24. Loudspeaker

25. Кольцо25. Ring

26. Резиновая прокладка26. Rubber gasket

Громкоговорители в предлагаемой конструкции АС закреплены в муфтах диффузором вниз для охлаждения магнитной катушки. Такое расположение предназначено для улучшения отвода тепла. The loudspeakers in the proposed AC design are fixed in the couplings with the diffuser down to cool the magnetic coil. This arrangement is intended to improve heat dissipation.

Звук, воспроизводимый громкоговорителем, по мере распространения в трубе выравнивается по направлению, а отводы под углом 75 и 105 градусов (фиг.7,8) способствуют направленному излучению звука относительно ориентации слушателя.The sound reproduced by the loudspeaker, as it propagates in the pipe, is aligned in the direction, and the taps at an angle of 75 and 105 degrees (Fig. 7.8) contribute to the directional emission of sound relative to the orientation of the listener.

На фиг.7 и фиг.8 представлены чертежи отводов под углом 75 и 105 градусов, соответственно.In Fig.7 and Fig.8 presents drawings of bends at an angle of 75 and 105 degrees, respectively.

За счет представленных комбинаций различных технических решений в данном изобретении происходит их функциональное взаимодействие, ведущее к получению АС с высоким качеством звучания и воспроизведения звука без искажения. Данная АС система не имеет недостатков известных устройств. Благодаря герметичности звуководов движение диффузора громкоговорителя линеаризуется пневматическим сопротивлением. При этом дополнительная воздушная масса звуководов понижает резонансную частоту громкоговорителя. Благодаря пространственному разнесению 4 выходов АС получается объемное близкое к естественному звучание инструментов: рояль, скрипка, аккордеон, флейта, и другие. При прослушивании оркестровой музыки хорошо различаются все инструменты, и ощущается их "присутствие в зале".Due to the presented combinations of various technical solutions in the present invention, their functional interaction occurs, leading to obtaining speakers with high sound quality and sound reproduction without distortion. This speaker system does not have the disadvantages of the known devices. Due to the tightness of the sound guides, the movement of the speaker cone is linearized by pneumatic resistance. In this case, the additional air mass of the sound guides lowers the resonant frequency of the loudspeaker. Due to the spatial diversity of the 4 outputs of the speakers, a volumetric, close to natural sounding of the instruments is obtained: a piano, violin, accordion, flute, and others. When listening to orchestral music, all the instruments are well distinguished, and their "presence in the hall" is felt.

Claims

1. The acoustic system device comprising a loudspeaker, a direct sound guide and two taps, characterized in that the device further comprises three direct sound guide, two indirect sound guide and two connecting couplings of the same diameter, and the indirect sound guide, as well as the first, second and fourth direct sound guide have the bell is on one side, and the couplings have a bell at both ends, while the loudspeaker has a diameter smaller than the diameter of the coupling and is fixedly mounted inside the first coupling coaxially and in the middle with a ring made of wood-shaving or materials similar in properties, the inner diameter of the ring being equal to the diameter of the loudspeaker cone and the outer diameter of the ring equal to the inner diameter of the clutch, which, together with the loudspeaker, is suspended vertically by the diffuser down on two elastic bundles on a rigid support and attached from below to the first direct sound path to the side without a bell, and from above to the second direct sound guide to the side without a bell, with the first direct sound guide connected to the straight end of the first tap, and the bell the second direct sound guide is connected to the straight end of the first indirect sound guide and the third direct sound guide is connected on one side to the socket of the first indirect sound guide and the second side is attached to the second sleeve on top, which is vertically supported by the edge of the socket on a rubberized metal ring fixed on a rigid support, while a second indirect sound guide is connected to the bottom of the second sleeve from the bottom without a socket, which is vertically supported by the edge of the socket on a rubberized metal ring, fixed e on a rigid support, while the fourth direct sound pipe is connected by a side without a socket to the second indirect sound pipe to the side with a socket, and the second side with a socket is connected to the second branch, while the first and second branches have an angle of 105 degrees, the first and second indirect sound pipes made with the possibility of a turn of sound waves, while all the connections of the sound guides, couplings and taps are made airtight, for which sealing rings are built in all the sockets.

2. The device according to claim 1, characterized in that the length of the first and second direct sound guide along the axis is 0.7-1.0 meters each, and the total length of four direct and two indirect sound guides is determined by the lower boundary of the sound range and for frequencies of 20-30 Hz is 4 -6 meters, thus forming a low-frequency channel.

3. The device according to claim 1, characterized in that the first indirect sound guide is made by connecting 6 indirect taps having an angle of 30 degrees and a bell from one end to connect them to each other, and the second indirect sound guide is made by connecting 4 indirect taps having an angle of 45 degrees and a bell at one end to connect them to each other.

4. The device according to claim 1, characterized in that the first and second taps are formed by connecting three indirect taps, having a bell at one end to connect them to each other, with two indirect taps having an angle of 30 degrees and one angle of 45 degrees.

5. The device according to claim 1 or 2, additionally containing a high-frequency channel, consisting of lower and upper direct sound guides 0.4-0.6 meters each, a coupler, a lower tap of 75 degrees, an upper tap of 105 degrees and a loudspeaker, moreover, direct sound guides have a bell on one side, and the coupling has a bell on both sides, while the loudspeaker has a diameter smaller than the diameter of the coupling and is fixedly mounted coaxially and in the middle of the coupling using a chipboard or similar ring materials, and the inner diameter of the ring is equal to the diameter of the loudspeaker diffuser, and the outer diameter of the ring is equal to the inner diameter of the clutch, which, together with the loudspeaker, is located vertically with the diffuser down and rests with the edge of the bell on a rubberized metal ring fixed on a rigid support so that the tap is 105 degrees the high-frequency channel turned out to be located horizontally in the middle of the first indirect sound guide of the low-frequency channel and vertically 3-15 cm below the first indirect Vukovoda low-frequency channel.