RU2756167C1 - Acoustic system - Google Patents

Acoustic system Download PDF

Info

Publication number
RU2756167C1
RU2756167C1 RU2020139971A RU2020139971A RU2756167C1 RU 2756167 C1 RU2756167 C1 RU 2756167C1 RU 2020139971 A RU2020139971 A RU 2020139971A RU 2020139971 A RU2020139971 A RU 2020139971A RU 2756167 C1 RU2756167 C1 RU 2756167C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
head
closed
open
speaker system
type speaker
Prior art date
Application number
RU2020139971A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Алексеевич Болоненко
Илья Сергеевич Болоненко
Original Assignee
Сергей Алексеевич Болоненко
Илья Сергеевич Болоненко
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 Сергей Алексеевич Болоненко, Илья Сергеевич Болоненко filed Critical Сергей Алексеевич Болоненко
Priority to RU2020139971A priority Critical patent/RU2756167C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2756167C1 publication Critical patent/RU2756167C1/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
    • H04R1/02Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein

Abstract

FIELD: acoustics.
SUBSTANCE: acoustic system containing an open-type acoustic system including an electrodynamic head fixed in the hole of a shield, additionally comprises an apparatus for absorbing a backward wave emitted by the back side of the diffuser of the head of the open-type acoustic system, constituting a closed-type acoustic system consisting of an electrodynamic head placed in a closed box, wherein the closed-type acoustic system is located on the rear side of the shield, wherein the distance between the head of the open-type acoustic system and the head of the closed-type acoustic system is less than 0.3λ2, wherein λ2 is the wavelength of the high frequency of the working band of the claimed acoustic system; wherein the head of the closed-type acoustic system is located on the upper wall of the closed box, and the upper wall of the closed box is made at an angle β of 0 to 80 degrees relative to the plane of the shield; wherein the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system have the same electroacoustic parameters and are connected to an electrical signal source.
EFFECT: short-circuiting between the front and back sides of the diffuser is excluded.
5 cl, 15 dwg, 8 ex

Description

Область техникиTechnology area

Заявляемое изобретение относится к области электроакустики и может быть использовано для озвучивания помещений и в бытовой электроакустической аппаратуре.The claimed invention relates to the field of electroacoustics and can be used for sounding rooms and in household electroacoustic equipment.

Уровень техникиState of the art

В зависимости от типа акустического оформления акустические системы делятся на системы с открытым акустическим оформлением, закрытым акустическим оформлением, с фазоинверторным оформлением, с акустическим лабиринтом и так далее.Depending on the type of acoustic design, acoustic systems are divided into systems with open acoustic design, closed acoustic design, bass reflex design, acoustic labyrinth, and so on.

Системы открытого типа применяются достаточно давно, но у этих систем есть определенные ограничения, которые не дают им возможности широко их использовать в системах высококачественного звучания, поскольку, чтобы обеспечить комфортное звучание низких частот, без которых современный потребитель уже не представляет звуковоспроизведение, такие системы имеют большие габариты.Open-type systems have been used for a long time, but these systems have certain limitations that prevent them from being widely used in high-quality sound systems, since in order to provide comfortable sounding of low frequencies, without which the modern consumer no longer imagines sound reproduction, such systems have large dimensions.

Известна акустическая система с открытым акустическим оформлением (далее АС открытого типа) (В.К. Иофе, М.В. Лизунков. «Бытовые акустические системы». Стр. 34, рис. 28. Опубликовано 1984 г.) [1]. В известной АС открытого типа (фиг. 1) задняя сторона звукоизлучающей поверхности диффузора электродинамической головки прямого излучения (далее головка) не изолирована акустически от передней. В качестве открытого оформления применяется плоский экран (щит), либо ящик, обычно имеющий форму параллелепипеда без задней стенки (В.К. Иофе, М.В. Лизунков. «Бытовые акустические системы», стр. 41, рис. 36) [1]. Известная АС состоит из головки и открытого акустического оформления, например щита с отверстием в котором закреплена головка. Достоинством известной АС является простота и отсутствие явления повышения основной резонансной частоты головки после её установки в такую АС. Недостатком АС открытого типа является её большие габариты, причем, чем ниже требуемая граница воспроизводимых частот, тем больше должны быть её габариты. Например, для воспроизведения без ослабления звука частотой 50 Гц, длина волны которого равна λ1 = 6.8 м, необходимо, чтобы сторона щита была не менее 0.5λ1 = 3.4 м. Если же сторона щита меньше 0.5λ1, то приходящие, благодаря явлению дифракции, в точку пространства, где находится слушатель, прямая и обратная (от передней и задней стороны диффузора) волны, взаимодействуя одна с другой, благодаря интерференции, будут взаимно уничтожаться, и уровень звукового давления на этих частотах будет частично или полностью снижен. Причем степень такого снижения будет тем больше, чем сторона щита меньше 0.5λ1. При этом вместо того, чтобы возбуждать звуковые волны в окружающем пространстве, АС будет «перегонять» воздух с одной своей стороны на другую. Этот эффект называется акустическим коротким замыканием. Он проявляется на частотах, для которых размер стороны щита меньше 0.5λ1. Для исключения эффекта акустического короткого замыкания АС с расширенным в область низших частот звукового диапазона (30-50 Гц) должна иметь большие габариты (3-5 м). Это является основным недостатком известной АС [1].Known acoustic system with an open acoustic design (hereinafter referred to as an open-type speaker) (VK Iofe, MV Lizunkov. "Household acoustic systems". Page 34, Fig. 28. Published in 1984) [1]. In the known open-type speaker system (Fig. 1), the rear side of the sound-emitting surface of the diffuser of the electrodynamic head of direct radiation (hereinafter referred to as the head) is not acoustically isolated from the front. As an open design, a flat screen (shield) or a box, usually in the shape of a parallelepiped without a back wall, is used (VK Iofe, MV Lizunkov. "Household acoustic systems", p. 41, Fig. 36) [1 ]. The known speaker consists of a head and an open acoustic design, for example, a shield with a hole in which the head is fixed. The advantage of the well-known speaker is the simplicity and the absence of the phenomenon of increasing the main resonant frequency of the head after its installation in such an speaker. The disadvantage of an open-type speaker system is its large dimensions, and the lower the required reproducible frequency limit, the larger its dimensions should be. For example, to reproduce without attenuation of sound with a frequency of 50 Hz, the wavelength of which is λ 1 = 6.8 m, it is necessary that the side of the shield is at least 0.5λ 1 = 3.4 m. If the side of the shield is less than 0.5λ 1 , then the incoming, due to the phenomenon diffraction, to the point in space where the listener is located, forward and backward (from the front and back sides of the diffuser) waves interacting with one another due to interference will mutually cancel, and the sound pressure level at these frequencies will be partially or completely reduced. Moreover, the degree of such a decrease will be the greater, the side of the shield is less than 0.5λ 1 . In this case, instead of exciting sound waves in the surrounding space, the speaker will "distill" the air from one side to the other. This effect is called acoustic short circuit. It manifests itself at frequencies for which the side of the shield is less than 0.5λ 1 . To exclude the effect of an acoustic short circuit, the speaker with an extended audio range (30-50 Hz) should have large dimensions (3-5 m). This is the main disadvantage of the well-known AS [1].

Известны акустические системы АС с закрытым акустическим оформлением (В.К. Иофе, М.В. Лизунков. «Бытовые акустические системы», cтр. 42, рис. 37) [1], в которых отсутствует акустическое короткое замыкание, т.к. исключается выход в окружающее АС пространство звуковой волны, излучаемой задней стороной диффузора её головки. Основным недостатком АС с закрытым акустическим оформлением является то, что упругость находящегося в закрытом ящике такой АС объема воздуха складывается с упругостью подвижной системы головки и повышает её основную резонансную частоту, сужая таким образом рабочую полосу АС со стороны низших частот. Known speaker systems with closed acoustic design (VK Iofe, MV Lizunkov. "Household acoustic systems", p. 42, Fig. 37) [1], in which there is no acoustic short circuit, tk. the exit into the space of the sound wave emitted by the rear side of the diffuser of its head is excluded. The main disadvantage of a speaker with a closed acoustic design is that the elasticity of the air volume in a closed box of such an speaker adds up with the elasticity of the moving head system and increases its fundamental resonant frequency, thus narrowing the working band of the speaker from the lower frequencies.

Устранение акустического короткого замыкания в АС при создании простого и энергетически эффективного устройства АС с открытым акустическим оформлением, практически без потерь звуковой энергии, является в настоящее время важной и нерешенной проблемой.Elimination of acoustic short circuit in the speaker when creating a simple and energy efficient speaker device with open acoustic design, practically without loss of sound energy, is currently an important and unsolved problem.

Проблемы создания АС открытого типа описаны, например, в статье «Открытая акустика. Открывая заново». Интернет-ресурс http://www.salonav.com/arch/2016/05/otkrytaya-akustika.htm. (Размещено 12.05.2016 г.). В публикации говорится о том, что поднятая тема непростая и слабо освещена в литературе. При конструировании приходится руководствоваться эмпирическими расчетами и результатами бесконечных экспериментов и прослушиваний.The problems of creating an open speaker system are described, for example, in the article “Open acoustics. Reopening ”. Internet resource http://www.salonav.com/arch/2016/05/otkrytaya-akustika.htm. (Posted on 05/12/2016). The publication says that the raised topic is not easy and poorly covered in the literature. When designing, you have to be guided by empirical calculations and the results of endless experiments and listening.

Из источника https://volgograd.pult.ru/product/napolnaya-akustika-pure-audio-project-trio-15-tb (Опубликовано 5 июня 2018 г.) известна акустическая система открытого типа: напольная акустика Pure Audio Project Trio 15 TB.From the source https://volgograd.pult.ru/product/napolnaya-akustika-pure-audio-project-trio-15-tb (Published on June 5, 2018) an open-type speaker system is known: floor acoustics Pure Audio Project Trio 15 TB.

Все модели Trio15 и конфигурации основаны на эксклюзивной, тщательно разработанной открытой раме с лучшими аудиокомпонентами. С момента начала продаж, Trio15TB (с динамиками Tang Band W8-1808 и Eminence Alpha15a) была высоко оценена клиентами и СМИ. Новая алюминиевая рама тщательно спроектирована, отличается отсутствием вибрации и легкостью транспортировки и монтажа. Два НЧ-динамика размером 15", разработанные специально для открытой системы с модульной архитектурой.All Trio15 models and configurations are based on an exclusive, carefully designed open frame with the best audio components. Since its inception, the Trio15TB (with Tang Band W8-1808 and Eminence Alpha15a speakers) has been highly praised by customers and the media. The new aluminum frame is carefully designed to be vibration-free and easy to transport and install. Two 15 "woofers designed specifically for an open system with a modular architecture.

ХарактеристикиSpecifications

Чувствительность, дБ/Вт/м: 93.Sensitivity, dB / W / m: 93.

Частотный диапазон: 36Hz - 20,000Hz.Frequency Response: 36Hz - 20,000Hz.

Сопротивление: от 3,5 до 8 Ом.Resistance: 3.5 to 8 ohms.

Усилитель номинальное сопротивление: 8 Ом. Amplifier nominal impedance: 8 ohms.

Рекомендуемые усилители: 3,5 Вт (Tubes SE) и выше (Tubes, Solid State, Class D).Recommended Amplifiers: 3.5W (Tubes SE) and above (Tubes, Solid State, Class D).

Количество головок 3.Number of heads 3.

Головки:Heads:

OB-A15se, OB-A15neo.OB-A15se, OB-A15neo.

ТБ W8-1808, Beyma TPL150 / Н, ESS Heil AMT 1.TB W8-1808, Beyma TPL150 / H, ESS Heil AMT 1.

Основными недостатками системы Trio15 являются ее высокая стоимость, сложность и необходимость использования специальных головок.The main disadvantages of the Trio15 system are its high cost, complexity and the need for special heads.

У всех предлагаемых на рынке акустических систем открытого типа в низкочастотном диапазоне наблюдается значительный спад отдачи из-за возникающего именно на низких частотах (от 20 до 300 Гц) акустического замыкания. Для увеличения отдачи в НЧ диапазоне производители вынуждены устанавливать несколько головок на щите и увеличивать площадь щита, что принципиально все равно не решает задачу устранения акустического замыкания и увеличивает габариты. Для уменьшения акустических искажений и расширения диапазона воспроизводимых частот в низкочастотную область применяют «системы с лабиринтом», например: «Акустическая система» (Патент США № 4,930,596, Loudspeaker system, 05.06, 1990, класс США: 181/152, МПК: H04R1/28) ; или «системы с фазоинвертором», например: 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) и другие конструкции акустического оформления.All open-type acoustic systems offered on the market in the low-frequency range have a significant drop in recoil due to the acoustic short-circuit that occurs precisely at low frequencies (from 20 to 300 Hz). To increase the output in the low-frequency range, manufacturers are forced to install several heads on the shield and increase the shield area, which fundamentally still does not solve the problem of eliminating the acoustic circuit and increases the dimensions. To reduce acoustic distortion and expand the range of reproducible frequencies in the low-frequency region, "systems with a labyrinth" are used, for example: "Acoustic system" (US Patent No. 4,930,596, Loudspeaker system, 05.06, 1990, US class: 181/152, IPC: H04R1 / 28 ); or "bass reflex systems", for example: US Patent No. 5,535,284 Woofer speaker and acoustically coupled sub-woofer speaker system; July 9, 1996, USA class: 381/338, MKI H04R 1/34, H04R 1/32) and other designs of acoustic design.

Недостатком известных систем, использующих вышеуказанное акустическое оформление головок, является то, что акустические свойства таких оформлений приводят к окраске излучаемого звука (благодаря тому, что их АЧХ имеют большую неравномерность из-за наличия стоячих волн, резонансов, колебаний элементов конструкции и т.д.), а фазоинверторы сложны в настройке и их параметры нестабильны во времени.The disadvantage of the known systems using the above acoustic design of the heads is that the acoustic properties of such designs lead to the color of the emitted sound (due to the fact that their frequency response has a large unevenness due to the presence of standing waves, resonances, vibrations of structural elements, etc. ), and phase inverters are difficult to adjust and their parameters are unstable over time.

Известна акустическая система (варианты) по патенту № 133378 на полезную модель (заявка № 2013133407; МПК H04R 5/02; опубликовано 10.10.2013) [2], техническим результатом которой является исключение окраски звука, вызванной свойствами корпуса, выравнивание частотных характеристик громкоговорителя. Технический результат достигается за счет того, что в акустической системе, содержащей корпус, в котором закреплены, по меньшей мере, один низкочастотный громкоговоритель, установленный над ним, по меньшей мере, один высокочастотный громкоговоритель, или коаксиальный громкоговоритель, причем коаксиальный громкоговоритель представляет собой высокочастотный громкоговоритель, установленный на низкочастотном громкоговорителе и работающий через него, диффузоры громкоговорителей направлены в сторону установленного на верхнем торце корпуса тела, предназначенного для взаимодействия с потоком звуковой энергии, каждое последующее поперечное сечение упомянутого тела в направлении от каждого громкоговорителя больше, чем предыдущее поперечное сечение тела, корпус выполнен открытым со стороны нижнего торца и предназначен для установки на расстоянии от горизонтальной поверхности, между нижним торцом корпуса и обратной стороной диффузора нижнего громкоговорителя установлен блок акустического демпфирования (БАД). Оба корпуса 1 и 8 и рассеивающие конуса соединены между собой несущими элементами. Расстояние от нижнего торца корпуса 1 до горизонтальной поверхности пола и место расположения БАД подбирается экспериментально по качеству воспроизведения низких частот. Стойки 6 задают расстояние до пола.Known acoustic system (options) according to patent No. 133378 for a useful model (application No. 2013133407; IPC H04R 5/02; published 10.10.2013) [2], the technical result of which is the elimination of the color of the sound caused by the properties of the housing, equalization of the frequency characteristics of the loudspeaker. The technical result is achieved due to the fact that in an acoustic system containing a housing in which at least one subwoofer is fixed, installed above it, at least one high-frequency loudspeaker, or a coaxial loudspeaker, and the coaxial loudspeaker is a high-frequency loudspeaker mounted on a low-frequency loudspeaker and working through it, the loudspeaker diffusers are directed towards the body mounted on the upper end of the body intended to interact with the flow of sound energy, each subsequent cross-section of the said body in the direction from each loudspeaker is greater than the previous cross-section of the body, the body made open from the side of the lower end and is intended for installation at a distance from the horizontal surface, between the lower end of the housing and the back side of the diffuser of the lower loudspeaker there is a block of acoustic dampers ania (dietary supplement). Both housings 1 and 8 and the scattering cones are interconnected by supporting elements. The distance from the bottom end of the housing 1 to the horizontal surface of the floor and the location of the dietary supplement are selected experimentally according to the quality of low frequency reproduction. Racks 6 set the distance to the floor.

Недостатками данной АС являются сложность в изготовлении и настройке, а также её большие габариты и нестабильность параметров во времени.The disadvantages of this speaker are the complexity in manufacturing and tuning, as well as its large dimensions and instability of parameters over time.

Известно 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, МПК H04R 1/34, H04R 1/32) [3]. В известном 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 устройстве 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 частотный диапазон ограничен только низкими частотами. Кроме того, для уменьшения резонансных эффектов внутренний объем звуковода заполнен полиэфирным волокном. Достоинством устройства являются малые акустические искажения, поскольку акустическая система открыта. Недостаток – большие габариты и большая неравномерность амплитудно-частотной характеристики, сложность в настройке и нестабильность параметров устройства во времени.A known acoustic system device, 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, IPC H04R 1/34, H04R 1/32) [3]. In the known 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 pass the sound through a sound guide with a length equal to half the wavelength. The sound wavelength at 20 Hz is 16 meters. Taking into account the spacing of the direct and return outputs of the speaker system, the length of the direct sound guide should be about 4 meters. For this purpose, the device uses a direct sound guide (a box in the form of a straight circular cylinder) with a total height of more than 3 meters. The used method of fastening inevitably causes mechanical stresses in the pipe, and this, as is known, leads to resonance of the sound guide at its natural frequency. Therefore, the frequency range is limited to low frequencies only. In addition, to reduce resonance effects, the internal volume of the sound guide is filled with polyester fiber. The advantage of the device is low acoustic distortion, since the speaker system is open. The disadvantage is the large size and large unevenness of the amplitude-frequency characteristic, the complexity of tuning and the instability of the device parameters over time.

В поисках решения проблемы, связанной с явлением акустического замыкания в АС открытого типа, авторы обратились к способам и устройствам активного шумоподавления.In search of a solution to the problem associated with the phenomenon of acoustic closure in an open-type speaker system, the authors turned to methods and devices for active noise cancellation.

Для устранения эффекта акустического короткого замыкания в АС открытого типа авторы предположили, что имеется возможность подавлять звуковую волну, излучаемую задней стороной диффузора её головки, известными способами активного подавления акустических шумов. To eliminate the effect of acoustic short circuit in an open-type speaker system, the authors suggested that it is possible to suppress the sound wave emitted by the rear side of the diffuser of its head using known methods of active suppression of acoustic noise.

Основа активных методов гашения акустических шумов и вибраций состоит в возбуждении таких дополнительных шумовых и вибрационных полей, интерференция которых с первичными полями приводит к заданному снижению остаточного уровня шумов в помещении. Разнообразие систем активного шумо- и виброгашения определяется способами формирования сигналов, обеспечивающих возбуждение дополнительных полей, разнообразием средств их возбуждения, особенностями объектов или характеристиками пространства, в котором обеспечивается активное гашение, и т.п. The basis of active methods for damping acoustic noises and vibrations is the excitation of such additional noise and vibration fields, the interference of which with the primary fields leads to a predetermined reduction in the residual noise level in the room. The variety of systems for active noise and vibration damping is determined by the methods of generating signals that provide excitation of additional fields, a variety of means for their excitation, features of objects or characteristics of the space in which active damping is provided, etc.

При этом наилучшими динамическими характеристиками эффективности обладают активные устройства шумогашения, в которых сигналы для возбуждения дополнительных полей формируются с помощью цепей отрицательной обратной связи. Такие устройства содержат хотя бы один возбудитель акустического поля (громкоговоритель, нагруженный на среду) и соответствующий акустический приемник давления (микрофон), расположенный в непосредственной близости от этого громкоговорителя.At the same time, active noise suppression devices have the best dynamic performance characteristics, in which signals for exciting additional fields are formed using negative feedback circuits. Such devices contain at least one acoustic field exciter (a loudspeaker loaded on the medium) and a corresponding acoustic pressure receiver (microphone) located in the immediate vicinity of this loudspeaker.

Из уровня техники известно большое количество патентов, относящихся к активному шумоподавлению.A large number of patents related to active noise cancellation are known in the art.

Известны устройства для подавления шума (Авторские свидетельства СССР: № 349011, 356819, 590807, 832578, 836655), суть работы которых заключается в том, что звуковой сигнал шума, воспринятый микрофоном, преобразуют в электрический и после обработки подают на динамик, который излучает звуковые волны той же частоты, но с фазой, противоположной падающим на микрофон волнам.Known devices for suppressing noise (USSR Inventor's Certificate: No. 349011, 356819, 590807, 832578, 836655), the essence of which is that the sound signal of the noise, perceived by the microphone, is converted into electrical and after processing is fed to a speaker that emits sound waves of the same frequency, but with a phase opposite to the waves incident on the microphone.

Известно устройство для подавления шума, содержащее микрофон, диффузор для излучения волн в противофазе волнам шума и усилитель, подключенный к микрофону, расположенному с внутренней стороны диффузора, отличающееся тем, что содержит один или несколько вибраторов, расположенных на наружной стороне диффузора со стороны приходящих волн шума, при этом усилитель имеет регулируемый коэффициент усиления и подключен к вибраторам, причем для равномерного подавления шума во всей зоне подавления диффузор имеет форму, близкую форме волнового фронта волн приходящего шума. Патент Российской Федерации № 2115960, МПК G10K 11/16, 1998 г. [4].A device for suppressing noise is known, comprising a microphone, a diffuser for emitting waves in antiphase to the noise waves and an amplifier connected to a microphone located on the inside of the diffuser, characterized in that it contains one or more vibrators located on the outside of the diffuser from the side of the incoming noise waves , while the amplifier has an adjustable gain and is connected to the vibrators, and for uniform noise suppression in the entire suppression zone, the diffuser has a shape close to the wavefront of the incoming noise waves. Patent of the Russian Federation No. 2115960, IPC G10K 11/16, 1998 [4].

Известен способ активного звукогашения, который заключается в том, что в направление распространения подавляемой сигнальной волны совместно и коллинеарно с нею излучают волну накачки с амплитудой, значительно большей амплитуды сигнальной волны, а частота и начальная фаза излучаемой волны больше в два раза частоты и начальной фазы подавляемой волны. В результате увеличивается эффективность звукогашения, обеспечивается подавление низкочастотного сигнала высокочастотной накачкой. Предотвращается попадание накачки в полосу пропускания приемного тракта локатора. Патент Российской Федерации № 2185666, МПК G10K 11/16, 2002 г. [5]. There is a known method of active sound damping, which consists in the fact that in the direction of propagation of the suppressed signal wave, together and collinear with it, a pump wave is emitted with an amplitude much greater than the amplitude of the signal wave, and the frequency and initial phase of the emitted wave are twice the frequency and initial phase of the suppressed waves. As a result, the efficiency of sound damping increases, suppression of the low-frequency signal by high-frequency pumping is provided. The pump is prevented from falling into the passband of the receiving path of the locator. Patent of the Russian Federation No. 2185666, IPC G10K 11/16, 2002 [5].

Известно устройство активного гашения шума, содержащее возбудитель акустического поля (громкоговоритель, нагруженный на среду) и соответствующий акустический приемник давления (микрофон), расположенный напротив этого громкоговорителя. Инвертирующий усилитель и компенсатор включены в цепь отрицательной обратной связи. В состав цепи отрицательной обратной связи входят и громкоговоритель, и микрофон, причем выход микрофона соединен с входом предварительного усилителя, выход которого соединен с входом компенсатора, а выход компенсатора - с входом инвертирующего усилителя, к выходу которого подключен громкоговоритель. Патент США № 4527282, МПК G11K 11/00, 1985 [6].Known is an active noise suppression device containing an acoustic field exciter (a loudspeaker loaded on a medium) and a corresponding acoustic pressure receiver (microphone) located opposite this loudspeaker. An inverting amplifier and a compensator are included in the negative feedback circuit. The negative feedback circuit includes both a loudspeaker and a microphone, and the microphone output is connected to the input of the preamplifier, the output of which is connected to the input of the compensator, and the output of the compensator is connected to the input of the inverting amplifier, to the output of which the loudspeaker is connected. US patent No. 4527282, IPC G11K 11/00, 1985 [6].

Известен способ и устройство для активного гашения акустического шума, содержащее возбудитель акустического поля (громкоговоритель), нагруженный на среду, и соответствующий акустический приемник давления (микрофон), расположенный напротив этого громкоговорителя. Инвертирующий усилитель и компенсатор включены в цепь обратной связи, в состав которой входят и громкоговоритель и микрофон, причем выход микрофона соединен с входом предварительного усилителя с электрически управляемым коэффициентом передачи, выход предварительного усилителя соединен с входом компенсатора, выход компенсатора соединен с входом инвертирующего усилителя, к выходу которого подключен громкоговоритель, а управляющий вход предварительного усилителя соединен с выходом формирователя управляющего напряжения, вход которого соединен с выходом микрофона. Патент США № 5848169, МПК G11К 11/00, 1998 г. [7]. The known method and device for active suppression of acoustic noise, containing an acoustic field exciter (loudspeaker), loaded on the medium, and a corresponding acoustic pressure receiver (microphone) located opposite this loudspeaker. The inverting amplifier and compensator are included in the feedback circuit, which includes both a loudspeaker and a microphone, and the microphone output is connected to the input of the preamplifier with an electrically controlled gain, the output of the preamplifier is connected to the input of the compensator, the output of the compensator is connected to the input of the inverting amplifier, to the output of which is connected to a loudspeaker, and the control input of the preamplifier is connected to the output of the control voltage driver, the input of which is connected to the output of the microphone. US patent No. 5848169, IPC G11K 11/00, 1998 [7].

Однако все известные из уровня техники патенты относятся к защите от акустических шумов различного происхождения: в производственных и жилых помещениях, театрах, концертных залах, офисах, а также на открытой местности, от неприятных или мешающих работе звуков. Применение известных патентов для устранения акустического короткого замыкания значительно усложняет АС открытого типа и может приводить к значительным линейным, нелинейным и интермодуляционным искажениям акустического сигнала, излучаемого АС из-за инерционности используемых схем и их нелинейности. However, all patents known from the prior art relate to protection against acoustic noises of various origins: in industrial and residential premises, theaters, concert halls, offices, as well as in open areas, from unpleasant or interfering sounds. The use of known patents to eliminate the acoustic short circuit significantly complicates the open-type speaker system and can lead to significant linear, nonlinear and intermodulation distortions of the acoustic signal emitted by the speaker due to the inertia of the used circuits and their nonlinearity.

В качестве наиболее близкого аналога заявляемого технического решения по совокупности признаков выбрана акустическая система с открытым акустическим оформлением (далее АС открытого типа) (В.К. Иофе, М.В. Лизунков. «Бытовые акустические системы». Стр. 34, рис. 28. Опубликовано 1984 г.) [1], состоящая из головки и открытого акустического оформления в виде щита с отверстием, в котором закреплена головка. Преимуществом известной АС открытого типа является отсутствие увеличения резонансной частоты головки. Недостатком является наличие эффекта акустического короткого замыкания между передней и задней сторонами диффузора, для устранения действия которого приходится увеличивать её габариты, причем, чем ниже требуемая граница воспроизводимых частот, тем больше должны быть её габариты. An acoustic system with an open acoustic design (hereinafter referred to as an open-type speaker) (VK Iofe, MV Lizunkov. "Household acoustic systems". Pages 34, Fig. 28 Published 1984) [1], consisting of a head and an open acoustic design in the form of a shield with a hole in which the head is fixed. The advantage of the known open-type speaker system is that there is no increase in the resonant frequency of the head. The disadvantage is the presence of the effect of an acoustic short circuit between the front and rear sides of the diffuser, to eliminate the effect of which it is necessary to increase its dimensions, and the lower the required reproducible frequency limit, the larger its dimensions should be.

Техническим результатом является создание акустической системы открытого типа, с исключением акустического короткого замыкания между передней и задней сторонами диффузора, и имеющей за счет этого небольшие габариты и расширенный в низкочастотную область диапазон воспроизводимых частот до 20 Гц. The technical result is the creation of an open-type acoustic system, with the elimination of an acoustic short circuit between the front and rear sides of the diffuser, and thus having a small size and a range of reproducible frequencies extended into the low-frequency region up to 20 Hz.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат достигается тем, что акустическая система (АС), содержащая АС открытого типа, включающую электродинамическую головку, закрепленную в отверстии щита, дополнительно содержит устройство поглощения обратной волны, излучаемой задней стороной диффузора головки акустической системы открытого типа, которое представляет собой акустическую систему закрытого типа, состоящую из электродинамической головки, размещенной в закрытом ящике, причем акустическая система закрытого типа расположена с тыльной стороны щита, при этом расстояние между головкой акустической системы открытого типа и головкой акустической системы закрытого типа составляет менее 0.3λ2, где λ2 - длина волны верхней частоты рабочей полосы заявляемой акустической системы;The technical result is achieved by the fact that an acoustic system (AC) containing an open-type speaker, including an electrodynamic head fixed in the shield opening, additionally contains a device for absorbing the backward wave emitted by the rear side of the diffuser of the open-type speaker head, which is a closed-type speaker system , consisting of an electrodynamic head located in a closed box, and the closed-type speaker system is located on the rear side of the shield, while the distance between the open-type speaker system head and the closed-type speaker system head is less than 0.3λ2, where λ2 is the wavelength of the upper frequency of the operating stripes of the claimed acoustic system;

причем головка акустической системы закрытого типа расположена на верхней стенке закрытого ящика, а верхняя стенка закрытого ящика выполнена под углом β от 0 до 80 градусов по отношению к плоскости щита;moreover, the head of the closed-type speaker system is located on the upper wall of the closed box, and the upper wall of the closed box is made at an angle β from 0 to 80 degrees with respect to the plane of the shield;

причем головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа имеют одинаковые электроакустические параметры и подключены к источнику электрического сигнала.moreover, the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system have the same electro-acoustic parameters and are connected to the source of the electrical signal.

При этом головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа подключены к источнику электрического сигнала параллельно друг другу и синфазно.In this case, the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system are connected to the source of the electrical signal in parallel to each other and in phase.

При этом головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа подключены к источнику электрического сигнала последовательно и синфазно.In this case, the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system are connected to the source of the electrical signal in series and in phase.

Технический результат достигается также тем, что акустическая система (АС), содержащая акустическую систему открытого типа, включающую электродинамическую головку, закрепленную в отверстии щита, дополнительно содержит устройство поглощения обратной волны, излучаемой задней стороной диффузора головки акустической системы открытого типа, которое представляет собой акустическую систему закрытого типа, состоящую из электродинамической головки, размещенной в закрытом ящике, причем головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа установлены на щите в одной плоскости, вследствие чего их оси параллельны, и на расстоянии менее 0.3λ2, где λ2 - длина волны верхней частоты рабочей полосы заявляемой акустической системы, при этом закрытый ящик акустической системы закрытого типа располагается с фронтальной стороны щита акустической системы;The technical result is also achieved by the fact that an acoustic system (AC) containing an open-type acoustic system, including an electrodynamic head fixed in the shield opening, further comprises a device for absorbing the backward wave emitted by the back side of the diffuser of the open-type acoustic system head, which is an acoustic system closed type, consisting of an electrodynamic head placed in a closed box, and the head of the open type speaker system and the head of the closed type speaker system are installed on the shield in the same plane, as a result of which their axes are parallel, and at a distance of less than 0.3λ2, where λ2 is the wavelength the upper frequency of the working band of the claimed acoustic system, while the closed box of the closed-type speaker system is located on the front side of the speaker panel;

причем головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа имеют одинаковые электроакустические параметры и подключены к источнику электрического сигнала.moreover, the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system have the same electro-acoustic parameters and are connected to the source of the electrical signal.

При этом головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа подключены к источнику электрического сигнала параллельно друг другу и противофазно.In this case, the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system are connected to the source of the electrical signal in parallel to each other and in antiphase.

При этом головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа подключены к источнику электрического сигнала последовательно и противофазно.In this case, the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system are connected to the source of the electrical signal in series and in antiphase.

Перечень фигурList of figures

Фиг. 1. Структурная схема акустической системы.FIG. 1. Block diagram of the speaker system.

Фиг. 2. Схема распространения звуковых волн от акустической системы к точке прослушивания.FIG. 2. Scheme of propagation of sound waves from the speaker system to the listening point.

Фиг. 3а. Схема параллельного подключения электродинамических головок 2 и 6 акустической системы.FIG. 3a. Diagram of parallel connection of electrodynamic heads 2 and 6 of the acoustic system.

Фиг. 3б. Схема последовательного подключения электродинамических головок 2 и 6 акустической системы.FIG. 3b. Diagram of serial connection of electrodynamic heads 2 and 6 of the acoustic system.

Фиг. 4. Заявляемая акустическая система по примеру 1, вид спереди.FIG. 4. The inventive speaker system according to example 1, front view.

Фиг. 5. Разрез А-А на фиг. 4.FIG. 5. Section AA in FIG. 4.

Фиг. 6. Заявляемая акустическая система по примеру 5.FIG. 6. The inventive acoustic system according to example 5.

Фиг. 7. Разрез Б-Б на фиг. 6.FIG. 7. Section B-B in Fig. 6.

Фиг. 8. Заявляемая акустическая система по примеру 6.FIG. 8. The claimed acoustic system according to example 6.

Фиг. 9. Разрез В-В на фиг. 8.FIG. 9. Section BB in FIG. eight.

Фиг. 10. Заявляемая акустическая система по примеру 7.FIG. 10. The inventive acoustic system according to example 7.

Фиг. 11. Разрез Г-Г на фиг. 10.FIG. 11. Section G-G in Fig. ten.

Фиг. 12. Заявляемая акустическая система по примеру 8.FIG. 12. The inventive acoustic system according to example 8.

Фиг. 13. Разрез Д-Д на фиг. 12.FIG. 13. Section D-D in Fig. 12.

Фиг. 14а. Схема параллельного подключения электродинамических головок 2 и 6 акустической системы по примеру 8.FIG. 14a. The scheme of parallel connection of the electrodynamic heads 2 and 6 of the acoustic system according to example 8.

Фиг. 14б. Схема последовательного подключения электродинамических головок 2 и 6 акустической системы по примеру 8.FIG. 14b. Diagram of the serial connection of the electrodynamic heads 2 and 6 of the acoustic system according to example 8.

Фиг. 15. Графики, показывающие эффективность устройства поглощения обратной волны.FIG. 15. Graphs showing the effectiveness of the backward wave absorption device.

Перечень позицийList of positions

1 – акустическая система (АС) открытого типа;1 - an open-type speaker system (AC);

2 – электродинамическая головка прямого излучения (далее головка) АС 1 открытого типа; 2 - electrodynamic head of direct radiation (hereinafter referred to as head) AC 1 of open type;

3 – щит; 3 - shield;

4 – установочное отверстие в щите 3; 4 - an installation hole in the shield 3;

5 – акустическая система (АС) закрытого типа;5 - closed-type acoustic system (AC);

6 – электродинамическая головка прямого излучения АС 5 закрытого типа;6 - closed-type electrodynamic head of direct radiation AC 5;

7 – закрытый ящик АС 5 закрытого типа; 7 - closed box AC 5 closed type;

8 – точка прослушивания;8 - listening point;

9 – путь звуковой волны, излучаемой передней стенкой диффузора головки 2, к точке 8 прослушивания (условно);9 - the path of the sound wave emitted by the front wall of the diffuser of the head 2 to the listening point 8 (conventionally);

10 – путь звуковой волны, излучаемой задней стенкой диффузора головки 2, к точке 8 прослушивания (условно);10 - the path of the sound wave emitted by the rear wall of the diffuser of the head 2 to the listening point 8 (conventionally);

11 – путь звуковой волны, излучаемой передней стенкой диффузора головки 6, к точке 8 прослушивания (условно);11 - the path of the sound wave emitted by the front wall of the diffuser of the head 6 to the listening point 8 (conventionally);

12 – заявляемая АС;12 - declared AU;

13 – верхняя стенка закрытого ящика; 13 - top wall of a closed box;

14 – источник электрического сигнала;14 - source of electrical signal;

15 – кабель, обеспечивающий электрическое соединение источника электрического сигнала 14 с головками 2 и 6;15 - cable providing electrical connection of the electrical signal source 14 with heads 2 and 6;

16 – блок акустический, включающий среднечастотный и высокочастотный каналы примера 1 выполнения заявляемой АС;16 - acoustic unit, including mid-frequency and high-frequency channels of example 1 of the claimed speaker;

17 – среднечастотная головка примера выполнения заявляемой АС;17 - mid-frequency head of an example of the claimed speaker;

18 – высокочастотная головка примера выполнения заявляемой АС;18 - high-frequency head of an example of the claimed speaker;

19 – элемент жесткости конструкции примера выполнения заявляемой АС;19 - element of rigidity of the structure of an example of the implementation of the inventive AU;

20 – ось электродинамической головки 2; 20 - axis of the electrodynamic head 2;

21 – ось электродинамической головки 6; 21 - axis of the electrodynamic head 6;

22 – передняя сторона АС 5 для примера 5;22 - front side of AC 5 for example 5;

23 – график АЧХ заявляемой АС с включенным устройством поглощения обратной волны. 23 is a graph of the frequency response of the inventive speaker with the included device for absorbing the backward wave.

24 – АЧХ заявляемой АС с выключенным устройством поглощения обратной волны. 24 - AFC of the claimed speaker with switched off backward wave absorption device.

25 – арифметическая разница значений амплитуды в первом и втором случае.25 - arithmetic difference between the amplitude values in the first and second cases.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Заявляемое устройство акустической системы 12 (фиг. 1) содержит акустическую систему АС 1 с открытым акустическим оформлением (далее - АС открытого типа), состоящую из щита 3 с установочным отверстием 4, в котором помещена электродинамическая головка 2 прямого излучения (далее - головка 2).The claimed device of the acoustic system 12 (Fig. 1) contains an acoustic system AC 1 with an open acoustic design (hereinafter referred to as an open-type AC), consisting of a shield 3 with a mounting hole 4, in which an electrodynamic head 2 of direct radiation is placed (hereinafter referred to as a head 2) ...

Заявляемая АС 12 содержит также устройство 5 поглощения обратной волны, излучаемой задней стороной диффузора головки 2. Устройство 5 поглощения обратной волны может представлять собой акустическую систему закрытого типа АС 5, состоящую из электродинамической головки 6 прямого излучения (далее головка 6) и закрытого ящика 7. Головка 6 установлена на верхней стенке 13 ящика 7. Верхняя стенка 13 закрытого ящика 7 выполнена под углом β по отношению к плоскости щита 3.The claimed AC 12 also contains a device 5 for absorbing the backward wave emitted by the rear side of the diffuser of the head 2. The device 5 for absorbing the backward wave may be a closed-type speaker system AC 5, consisting of an electrodynamic head 6 of direct radiation (hereinafter, head 6) and a closed box 7. The head 6 is installed on the upper wall 13 of the box 7. The upper wall 13 of the closed box 7 is made at an angle β with respect to the plane of the shield 3.

Заявляемая система 12 может быть выполнена в двух исполнениях: в одном исполнении АС 1 открытого типа и АС 5 закрытого типа объединены в единую конструкцию элементом 19 жесткости (фиг. 4, 5). В другом исполнении АС 1 открытого типа и АС 5 закрытого типа выполнены в виде отдельных устройств (фиг. 6, 7). При этом угол β между осью 20 электродинамической головки 2 и осью 21 электродинамической головки 6 может варьироваться в широких пределах от 0 до 80 градусов. В конструкции на фиг. 4 угол β равен 70 градусам. В конструкции на фиг. 6 оптимальным является соосное расположение электродинамических головок 2 и 6, когда угол β = 0. Также допускается отклонение от соосности до 80 градусов, (пример 6, фиг. 8, 9).The inventive system 12 can be made in two versions: in one version, the AC 1 of the open type and the AC 5 of the closed type are combined into a single structure by a stiffening element 19 (Figs. 4, 5). In another version, the AC 1 of the open type and the AC 5 of the closed type are made in the form of separate devices (Fig. 6, 7). In this case, the angle β between the axis 20 of the electrodynamic head 2 and the axis 21 of the electrodynamic head 6 can vary over a wide range from 0 to 80 degrees. In the construction of FIG. 4 the angle β is 70 degrees. In the construction of FIG. 6, the coaxial arrangement of electrodynamic heads 2 and 6 is optimal, when the angle β = 0. Deviation from coaxiality up to 80 degrees is also allowed (example 6, Figs. 8, 9).

Ниже будет дано детальное описание каждого из исполнений на конкретных примерах.Below will be given a detailed description of each of the executions with specific examples.

Устройство 5 поглощения обратной волны размещено позади АС 1 с тыльной стороны щита 3, в непосредственной близости от задней стороны диффузора головки 2 АС 1 открытого типа (фиг. 1).The device 5 for absorbing the backward wave is placed behind the AC 1 from the rear side of the shield 3, in the immediate vicinity of the rear side of the diffuser of the head 2 of the AC 1 of the open type (Fig. 1).

Расстояние l между головкой 2 АС 1 открытого типа и головкой 6 АС 5 закрытого типа составляет: l < 0.3λ в , где λ в – длина звуковой волны на верхней частоте f в рабочей полосы заявляемой АС 12. Предпочтительно f в = 350 Гц, для которой λ в = 0.97 м. Distancel between the head 2 AC 1 of the open type and the head 6 AC 5 of the closed type is:l<0.3λ v , where λ v - the length of the sound wave at the upper frequencyf v working band of the claimed AU 12. Preferablyf v = 350 Hz, for which λ v = 0.97 m.

Головка 2 АС 1 открытого типа и головка 6 АС 5 закрытого типа имеют одинаковые электроакустические параметры и с помощью кабеля 15 подключены синфазно к источнику 14 электрического сигнала, при этом головки 2 и 6 могут быть подключены как параллельно друг другу (фиг. 3а), так и последовательно (фиг. 3б).The head 2 AC 1 of the open type and the head 6 of the AC 5 of the closed type have the same electro-acoustic parameters and with the help of the cable 15 are connected in phase to the source 14 of the electrical signal, while the heads 2 and 6 can be connected both in parallel to each other (Fig.3a), so and sequentially (Fig. 3b).

В заявляемой АС 12 в качестве головок 2 и 6 могут быть использованы низкочастотные головки, например, 150ГДН45-8 (http://noema.ru/catalog/64/234. Опубликовано 11.04.2020 г.). Диаметр указанных головок 260 мм.In the claimed AC 12, low-frequency heads, for example, 150GDN45-8 (http://noema.ru/catalog/64/234. Published on 04/11/2020), can be used as heads 2 and 6. The diameter of these heads is 260 mm.

Корпус 7 АС 5 и щит 3 АС 1 должны быть выполнены из плотного материала с высоким уровнем внутреннего звукопоглощения. Одним из материалов соответствующим этим требованиям является фанера из твердых пород дерева.Body 7 АС 5 and shield 3 АС 1 must be made of dense material with a high level of internal sound absorption. One of the materials meeting these requirements is hardwood plywood.

Примеры конкретного выполненияExamples of specific implementation

Пример 1. Ниже приведен пример конкретного выполнения заявляемой акустической системы 12 в исполнении, изготовленном авторами опытным путем, когда АС 1 открытого типа и АС 5 закрытого типа объединены в единую конструкцию (фиг. 4, 5). Example 1 . Below is an example of a specific implementation of the inventive acoustic system 12 in the performance, manufactured by the authors empirically, when the AC 1 of the open type and the AC 5 of the closed type are combined into a single structure (Fig. 4, 5).

На фиг. 4 показан вид спереди, а на фиг. 5 показан в разрезе А-А изготовленного авторами образца. FIG. 4 is a front view and FIG. 5 is shown in section A-A of a sample made by the authors.

Акустическая система 1 открытого типа выполнена состоящей из щита 3 с установочным отверстием 4, в котором помещена электродинамическая головка 2 прямого излучения (далее головка 2). Позади АС 1, в непосредственной близости от задней стороны диффузора головки 2 АС открытого типа, размещено устройство 5 поглощения обратной волны, излучаемой задней стороной диффузора головки 2. Устройство поглощения обратной волны представляет собой акустическую систему АС 5 закрытого типа, состоящую из электродинамической головки 6 прямого излучения (далее головка 6) и закрытого ящика 7. Головка 6 АС 5 закрытого типа расположена на верхней стороне 13 закрытого ящика 7, передняя стенка которого является продолжением щита 3. Верхняя сторона 13 закрытого ящика 7 расположена наклонно к горизонтальной плоскости. При этом угол β между осью 20 электродинамической головки 2 и осью 21 электродинамической головки 6 находится в диапазоне от 0 до 80 градусов. В примере 1 угол β равен 70 градусов. Расстояние l между центрами диффузоров головки 2 и головки 6 АС 5 закрытого типа равно 255 мм.The open-type speaker system 1 is made up of a shield 3 with a mounting hole 4, in which an electrodynamic head 2 of direct radiation is placed (hereinafter, head 2). Behind AC 1, in the immediate vicinity of the rear side of the diffuser of the open-type AC head 2, there is a device 5 for absorbing the backward wave emitted by the rear side of the diffuser of the head 2. The device for absorbing the backward wave is a closed-type speaker system AC 5, consisting of a direct radiation (hereinafter head 6) and closed box 7. Head 6 AC 5 closed type is located on the upper side 13 of the closed box 7, the front wall of which is a continuation of the shield 3. The top side 13 of the closed box 7 is inclined to the horizontal plane. The angle β between the axis 20 of the electrodynamic driver 2 and the axis 21 e lektrodinamicheskoy head 6 is in the range of 0 to 80 degrees. In example 1, the angle β is 70 degrees. The distance l between the centers of the diffusers of the head 2 and the head 6 of the AC 5 closed type is 255 mm.

Диапазон воспроизводимых заявляемой АС 12 частот - рабочий диапазон частот - расположен в пределах 20-350 Гц. Диапазон слышимых человеческим ухом частот распространяется от 20 до 20 000 Гц. Поэтому заявляемая АС 12 является низкочастотным каналом звуковоспроизводящей системы. Для расширения диапазона воспроизводимых частот до 20 000 Гц, образец практической реализации заявляемой АС 12 дополнен блоком 16 акустическим, содержащим среднечастотный (головка 17) и высокочастотный (головка 18) каналы (фиг. 4 и 5). Блок 16 конструктивно расположен в верхней части образца практической реализации, над заявляемой АС 12. The reproducible range of the claimed AC 12 frequencies - the operating frequency range - is located within 20-350 Hz. The range of frequencies audible to the human ear extends from 20 up to 20,000 Hz. Therefore, the claimed AC 12 is a low-frequency channel of a sound reproducing system. To expand the range of reproducible frequencies up to 20,000 Hz, a sample of the practical implementation of the claimed AC 12 is supplemented with an acoustic unit 16 containing mid-frequency (head 17) and high-frequency (head 18) channels (Figs. 4 and 5). Block 16 is structurally located in the upper part of the sample of practical implementation, above the claimed AC 12.

Щит 3 АС 1 открытого типа  и  закрытый ящик 7 АС 5 закрытого типа в примере 1 представляют собой единую конструкцию. Элементы жесткости 19 обеспечивают целостность конструкции АС 12, являясь при этом ее боковыми стенками. Фронтальный щит 3 имеет  размеры: ширина b = 360 мм; высота h = 1077 мм. Размеры заявляемой АС определяются жесткостью крепления головки 2 и размерами АС 5. Поэтому высота h заявляемой АС может иметь значение, равное 900-1600 мм, ширина b=350-450 мм.The shield 3 AC 1 of the open type and the closed box 7 AC 5 of the closed type in example 1 are a single structure. Stiffeners 19 ensure the integrity of the structure of the AC 12, while being its side walls. Frontal shield 3 has dimensions: width b = 360 mm;height h = 1077 mm. The dimensions of the claimed AU are determined by the rigidity of the head 2 and the dimensions of the AU 5. Therefore, the height h of the claimed AU can have a value equal to 900-1600 mm, the width b = 350-450 mm.

В данном примере высота АС от пола до верхней плоскости дана с учетом высоты блока 16 акустического и равна =1573 мм. Высота h заявляемой АС 12, без учета блока 16, равна 1077 мм. Глубина k закрытой АС = 450 мм.In this example, the speaker height from the floor to the upper plane is given taking into account the height of the acoustic unit 16 and is equal to = 1573 mm. The height h of the claimed AC 12, excluding block 16, is equal to 1077 mm. Depth k of closed speaker = 450 mm.

В качестве материала использована березовая фанера толщиной 22 мм.The material used is birch plywood 22 mm thick.

Головка 2 АС открытого типа и головка 6 АС закрытого типа имеют одинаковые электроакустические параметры. В качестве этих головок могут быть использованы, например, головки 150ГДН45-8 (http://noema.ru/catalog/64/234. Опубликовано 11.04.2020 г.). Диаметр головок 260 мм.The open-type speaker 2 and the closed-type speaker 6 have the same electro-acoustic parameters. As these heads can be used, for example, heads 150GDN45-8 (http://noema.ru/catalog/64/234. Published on April 11, 2020). Head diameter 260 mm.

Головки 2 и 6 включены параллельно друг другу и подключены с помощью кабеля 15 к источнику 14 электрического сигнала синфазно (фиг. 3а). Источник 14 сигнала представляет собой усилитель мощности низкой частоты, обладающий достаточной мощностью для работы с головками 2 и 6.Heads 2 and 6 are connected in parallel to each other and are connected by means of a cable 15 to a source 14 of an electrical signal in phase (Fig. 3a). Signal source 14 is a low frequency power amplifier with sufficient power to drive heads 2 and 6.

В качестве среднечастотной головки 17 может быть использована широкополосная головка фирмы «Ноэма» например 100ГДШ65-4 (http://noema.ru/catalog/81/226. Опубликовано 11.04.2020 г). В качестве головки 18 для воспроизведения высоких частот может быть использована широкополосная головка фирмы «Ноэма», например, 50ГДШ83-4 (http://noema.ru/catalog/81/216. Опубликовано 11.04.2020 г). Т.к. акустическое короткое замыкание в среднечастотном и высокочастотном каналах блока 16 акустического отсутствует из-за малых длин волн, возбуждаемых их головками, в них применено акустическое оформление открытого типа. As a mid-frequency head 17 can be used a broadband head of the firm "Noema" for example 100GDSh65-4 (http://noema.ru/catalog/81/226. Published on 04/11/2020). As a head 18 for reproducing high frequencies, a broadband head from Noema, for example, 50GDSh83-4 (http://noema.ru/catalog/81/216. Published on 11.04.2020), can be used. Because there is no acoustic short circuit in the mid-frequency and high-frequency channels of the acoustic unit 16 due to the small wavelengths excited by their heads; they use an open-type acoustic design.

Пример 2. Пример выполнен аналогично примеру 1, однако угол β между осью 20 электродинамической головки 2 и осью 21 электродинамической головки 6 равен 40 градусам. Example 2. The example is similar to example 1, but the angle β between the axis 20 of the electrodynamic head 2 and the axis 21 of the electrodynamic head 6 is 40 degrees.

Пример 3. Пример выполнен аналогично примеру 1, однако угол β между осью 20 электродинамической головки 2 и осью 21 электродинамической головки 6 равен 80 градусам, а электродинамические головки 2 и 6, подключенные к источнику 14 электрического сигнала, включены, последовательно друг с другом и синфазно (фиг. 3б). Example 3. The example is made similarly to example 1, but the angle β between the axis 20 of the electrodynamic head 2 and the axis 21 of the electrodynamic head 6 is 80 degrees, and the electrodynamic heads 2 and 6, connected to the source 14 of the electrical signal, are connected in series with each other and in phase (Fig.3b).

Пример 4. Пример выполнен аналогично примеру 1, однако без дополнения блоком 16 акустическим, содержащим среднечастотный (головка 17) и высокочастотный (головка 18) каналы 16, при этом высота h заявляемой АС равна 1077 мм, ширина b=350 мм. В качестве материала использована березовая фанера толщиной 16 мм. Example 4. The example is made similarly to example 1, but without the addition of an acoustic unit 16, containing mid-frequency (head 17) and high-frequency (head 18) channels 16, while the height h of the claimed speaker is 1077 mm, width b = 350 mm. The material used is birch plywood 16 mm thick.

Пример 5. В заявляемой акустической системе АС открытого типа 1 и АС закрытого типа 5 выполнены в виде отдельных устройств, как показано на фиг. 6, 7. Example 5. In the inventive speaker system, the open-type speaker 1 and the closed-type speaker 5 are made as separate devices, as shown in FIG. 6, 7.

Акустическая система 1 открытого типа выполнена состоящей из щита 3 с установочным отверстием 4, в котором помещена электродинамическая головка 2 прямого излучения (далее головка 2). При этом щит 3 может быть выполнен с некоторым наклоном по отношению к горизонтальной плоскости (фиг. 7). Позади АС 1, в непосредственной близости от задней стороны диффузора головки 2 АС открытого типа, размещено устройство 5 поглощения обратной волны, излучаемой задней стороной диффузора головки 2. Устройство поглощения обратной волны представляет собой акустическую систему АС 5 закрытого типа, состоящую из электродинамической головки 6 прямого излучения (далее головка 6) и закрытого ящика 7. The open-type speaker system 1 is made up of a shield 3 with a mounting hole 4, in which an electrodynamic head 2 of direct radiation is placed (hereinafter, head 2). In this case, the shield 3 can be made with some inclination in relation to the horizontal plane (Fig. 7). Behind AC 1, in the immediate vicinity of the rear side of the diffuser of the open-type AC head 2, there is a device 5 for absorbing the backward wave emitted by the rear side of the diffuser of the head 2. The device for absorbing the backward wave is a closed-type speaker system AC 5, consisting of a direct radiation (hereinafter referred to as head 6) and a closed box 7.

Головка 6 АС 5 закрытого типа расположена на передней стороне 22 закрытого ящика 7, которая расположена к горизонтальной плоскости под тем же углом, что и щит 3, для обеспечения соосности головок 2 и 6. В данном примере используется соосное их расположение, т.е. угол β=0. The head 6 AC 5 of the closed type is located on the front side 22 of the closed box 7, which is located to the horizontal plane at the same angle as the shield 3, in order to ensure the coaxiality of the heads 2 and 6. In this example, their coaxial arrangement is used, i.e. angle β = 0.

При соосном расположении достигается минимальное расстояние l между головкой 2 и головкой 6 АС 5 закрытого типа менее 300 мм.With a coaxial arrangement, a minimum distance l between the head 2 and the head 6 of the AC 5 closed type is achieved, less than 300 mm.

Таким образом расстояние l между головкой 2 АС открытого типа и головкой 6 АС закрытого типа составляет: l < 0.3λ в , где λ в - длина волны верхней частоты f в рабочей полосы заявляемой АС. Предпочтительно f в = 350 Гц, для которой λ в = 0.97 м. So the distancel between the head 2 AC open type and the head 6 AC closed type is:l<0.3λ v , where λ v - the wavelength of the upper frequencyf v working band of the claimed AU. Preferablyf v = 350 Hz, for which λ v = 0.97 m.

Головка 2 АС открытого типа и головка 6 АС закрытого типа имеют одинаковые электроакустические параметры и подключены к источнику 14 электрического сигнала синфазно и последовательно (фиг. 3а).The open-type speaker 2 and the closed-type speaker 6 have the same electro-acoustic parameters and are connected to an electrical signal source 14 in phase and sequentially (Fig. 3a).

В заявляемой АС 12 в качестве головок 2 и 6 могут быть использованы низкочастотные головки, например, 150ГДН45-8 (http://noema.ru/catalog/64/234. Опубликовано 11.04.2020 г.). Диаметр указанных головок 260 мм.In the claimed AC 12, low-frequency heads, for example, 150GDN45-8 ( http://noema.ru/catalog/64/234. Published on 04/11/2020), can be used as heads 2 and 6. The diameter of these heads is 260 mm.

Корпус 7 АС 5 и Щит 3 АС 1 выполнены из плотного материала с высоким уровнем внутреннего звукопоглощения, а именно из фанеры толщиной 42 мм. The casing 7 АС 5 and Shield 3 АС 1 are made of dense material with a high level of internal sound absorption, namely of plywood with a thickness of 42 mm.

Пример 6. Заявляемая акустическая система выполнена по примеру 5, однако угол β между осями электродинамических головок 2 и 6 в исполнении, показанном на фиг. 8 и 9, имеет значение 80 градусов. Головки 2 и 6 подключены с помощью кабеля 15 к источнику 14 электрического сигнала синфазно, с последовательным включением (фиг. 3б). Высота щита 3 значительно увеличена, при этом головка 6 расположена на верхней грани АС закрытого типа. В качестве материала использована березовая фанера толщиной 22 мм. Example 6. The claimed acoustic system is made according to example 5, however, the angle β between the axes of the electrodynamic heads 2 and 6 in the embodiment shown in FIG. 8 and 9 has a value of 80 degrees. Heads 2 and 6 are connected with a cable 15 to a source 14 of an electrical signal in phase, with series connection (Fig. 3b). The height of the shield 3 is significantly increased, while the head 6 is located on the upper edge of the closed-type speaker. The material used is birch plywood 22 mm thick.

Пример 7. Заявляемая акустическая система выполнена по примеру 5, однако щит 3 АС 1 открытого типа и закрытый ящик 7 АС 5 закрытого типа связаны между собой соединительными элементами, типа планок или резьбовых втулок (не показаны), для фиксации оптимального расстояния между АС открытого типа 1 и АС закрытого типа 5. Угол β между осями электродинамических головок 2 и 6 в исполнении, показанном на фиг. 10 и 11, имеет значение 0 градусов (соосное расположение головок 2 и 6). Example 7. The claimed acoustic system is made according to example 5, however, the shield 3 AC 1 of the open type and the closed box 7 AC 5 of the closed type are interconnected by connecting elements, such as strips or threaded bushings (not shown), to fix the optimal distance between the AC open type 1 and closed-type AC 5. The angle β between the axes of the electrodynamic heads 2 and 6 in the embodiment shown in FIG. 10 and 11, has a value of 0 degrees (coaxial position of heads 2 and 6).

Пример 8. Заявляемая акустическая система выполнена по примеру 1, однако динамические головки 2 и 6 установлены на щите 3 в одной плоскости, на расстоянии немного превышающем их диаметр. Вследствие чего оси 20 и 21 головок 2 и 6 параллельны (сонаправленное расположение головок 2 и 6, β = 0 градусов). При этом закрытый ящик 7 АС 5 располагается с фронтальной стороны акустической системы (со стороны слушателя). Example 8. The claimed acoustic system is made according to example 1, however, the dynamic heads 2 and 6 are installed on the shield 3 in one plane, at a distance slightly exceeding their diameter. As a result, the axes 20 and 21 of heads 2 and 6 are parallel (co-directional arrangement of heads 2 and 6, β = 0 degrees). In this case, the closed box 7 АС 5 is located on the front side of the speaker system (from the listener's side).

Головка 2 АС 1 открытого типа и головка 6 АС 5 закрытого типа имеют одинаковые электроакустические параметры и с помощью кабеля 15 подключены к источнику 14 электрического сигнала противофазно, при этом головки 2 и 6 могут быть подключены как параллельно друг другу (фиг. 14а), так и последовательно (фиг. 14б).The head 2 AC 1 of the open type and the head 6 of the AC 5 of the closed type have the same electro-acoustic parameters and with the help of the cable 15 are connected to the source 14 of the electrical signal in antiphase, while the heads 2 and 6 can be connected both in parallel to each other (Fig.14a), so and sequentially (Fig. 14b).

Данная конструкция является наиболее выгодной с точки зрения верности звучания и способности закрытой АС 5 поглощать обратную волну АС 1, поскольку геометрические длины пути звуковых волн от обратной стороны головки 2 и обратной стороны головки 6 до слушателя практически одинаковы, а диффузоры движутся противофазно. Следовательно, две противофазные, интерферирующие, волны в точке прослушивания практически гасят друг друга. This design is the most advantageous in terms of sound fidelity and the ability of a closed speaker 5 to absorb the backward wave of speaker 1, since the geometric path lengths of sound waves from the back of the head 2 and the back of the head 6 to the listener are practically the same, and the diffusers move in antiphase. Consequently, two antiphase, interfering waves at the listening point practically cancel each other out.

РаботаWork

Устранение акустического короткого замыкания в открытой АС 1 заявляемого устройства достигается за счет уничтожения звуковой волны, излучаемой задней стороной диффузора головки 2 АС 1, т.е. обратной волны. Достигается это за счет включения в заявляемое устройство дополнительного источника звука, расположенного в непосредственной близости от задней стороны диффузора головки 2 АС 1. При этом дополнительный источник звука и задняя сторона диффузора головки 2, в рабочем диапазоне частот, излучают в окружающее пространство звуковые волны, равные по амплитуде, но противоположные по фазе. Такое соотношение этих волн приводит к их взаимному уничтожению в окружающем пространстве благодаря их интерференции. Сказанное справедливо для звуковых волн, длина которых значительно больше расстояния между дополнительным источником и задней стороной диффузора головки 2, что имеет место в области низких частот звукового диапазона (20-350 Гц), для которого и предназначена заявляемая акустическая система 12. Для указанного диапазона частот, при скорости звука в воздухе 340 м/с, звуковые волны имеют длину от 0.97 м до 17 м. Дополнительным источником звука в заявляемом устройстве 12 является АС 5 закрытого типа (фиг. 1). При этом на головку 2 и на головку 6 поступает один и тот же электрический сигнал от источника 14 (фиг. 3).Elimination of the acoustic short circuit in the open AC 1 of the claimed device is achieved by eliminating the sound wave emitted by the rear side of the diffuser of the AC 1 head 2, i.e. backward wave. This is achieved by including in the inventive device an additional sound source located in the immediate vicinity of the rear side of the diffuser of the head 2 AC 1. At the same time, the additional sound source and the rear side of the diffuser of the head 2, in the operating frequency range, emit sound waves into the surrounding space equal to in amplitude, but opposite in phase. Such a ratio of these waves leads to their mutual destruction in the surrounding space due to their interference. The above is true for sound waves, the length of which is much greater than the distance between the additional source and the rear side of the diffuser of the head 2, which takes place in the low-frequency range of the audio range (20-350 Hz), for which the claimed acoustic system 12 is intended. For the specified frequency range , at a speed of sound in the air of 340 m / s, sound waves have a length of 0.97 m to 17 m. An additional sound source in the claimed device 12 is a closed-type AC 5 (Fig. 1). In this case, the head 2 and the head 6 receive the same electrical signal from the source 14 (Fig. 3).

Работает заявляемое устройство 12 следующим образом. При подаче электрического сигнала от источника 14 на головки 2 и 6 (фиг. 3), их диффузоры начинают синфазно колебаться в соответствии с формой подаваемого звукового сигнала. Спектр указанного сигнала не выходит за пределы рабочего диапазона частот заявляемого устройства 12. При этом в окружающее пространство излучаются звуковые волны тремя излучателями, а именно: передней и задней сторонами диффузора головки 2 и передней стороной диффузора головки 6 (фиг. 2). Минимальную длину λ в эти волны имеют на верхней частоте f в = 350 Гц рабочего диапазона частот заявляемой АС 12, где λ в = 0.97 м, что значительно больше размеров головок 2 и 6, благодаря чему диаграмма направленности каждого из трех указанных выше излучателей во всем диапазоне рабочих частот имеет форму сферы. При этом передняя стенка диффузора головки 2 излучает звуковую волну 9 (фиг. 2), задняя стенка этого диффузора, излучает звуковую волну 10, а передняя стенка диффузора головки 6 излучает звуковую волну 11. Благодаря дифракции этих волн и большой их длине по сравнению с размерами огибаемых ими препятствий, эти волны достигают точки 8 прослушивания практически с одинаковыми фазовой задержкой и затуханием. При этом в точке 8 расположения слушателя звуковые волны 9, 10 и 11 имеют звуковые давления B8, C8, D8, соответственно. Т.к. головки 2 и 6 подключены синфазно, то и колебания их диффузоров синфазны. Кроме того, электроакустические параметры головок 2 и 6 одинаковы, поэтому для звуковых давлений C8 и D8 справедливо равенство:The claimed device 12 works as follows. When an electrical signal is supplied from a source 14 to heads 2 and 6 (Fig. 3), their diffusers begin to oscillate in phase in accordance with the shape of the supplied sound signal. The spectrum of the specified signal does not go beyond the operating frequency range of the claimed device 12. At the same time, sound waves are emitted into the surrounding space by three emitters, namely: the front and rear sides of the diffuser of the head 2 and the front side of the diffuser of the head 6 (Fig. 2). The minimum length λ in these waves is at the upper frequency f in = 350 Hz of the operating frequency range of the claimed AC 12, where λ in = 0.97 m, which is much larger than the sizes of heads 2 and 6, due to which the directivity pattern of each of the three above-mentioned emitters throughout the operating frequency range has the shape of a sphere. In this case, the front wall of the diffuser of the head 2 emits a sound wave 9 (Fig. 2), the rear wall of this diffuser emits a sound wave 10, and the front wall of the diffuser of the head 6 emits a sound wave 11. Due to the diffraction of these waves and their large length in comparison with the dimensions around obstacles, these waves reach listening point 8 with practically the same phase delay and attenuation. At the same time, at the point 8 of the location of the listener, sound waves 9, 10 and 11 have sound pressures B 8 , C 8 , D 8, respectively. Because heads 2 and 6 are connected in phase, then the oscillations of their diffusers are in phase. In addition, the electroacoustic parameters of heads 2 and 6 are the same, therefore, for sound pressures C 8 and D 8 , the equality is true:

D8 = -C8 D 8 = -C 8 (1) (1)

В точке 8 прослушивания (фиг. 2) результатом интерференции волн 9, 10 и 11 будет их сумма. Следовательно, звуковое давление А8 в точке 8 прослушивания имеет вид:At the listening point 8 (Fig. 2), the result of the interference of waves 9, 10 and 11 will be their sum. Therefore, the sound pressure A 8 at listening point 8 has the form:

А8 = B8 + C8 + D8 = B8 + (C8 + D8) = B8, A 8 = B 8 + C 8 + D 8 = B 8 + (C 8 + D 8 ) = B 8 , (2) (2)

т.к. из (1) следует, что выражение в скобках (C8 + D8) равно нулю.since from (1) it follows that the expression in brackets (C 8 + D 8 ) is equal to zero.

Из (2) видно, что в точке 8 прослушивания, волны, излучаемые задней стороной диффузора головки 2 и передней стороной диффузора головки 6, благодаря интерференции, полностью погасили друг друга, и слушатель слышит только волну 9, излученную передней стенкой диффузора головки 2. Аналогичные результаты будут при изменении точки прослушивания. Таким образом достигнута цель создания АС открытого типа с малыми габаритами, позволяющим использовать заявляемую АС 12 в помещении небольших размеров, в т.ч. в обычных квартирах. Для работы заявляемой акустической системы щит 3 не должен иметь размеры, сопоставимые с длиной волны. Он может иметь размеры значительно меньше, достаточные для жесткого крепления головки 2, и при этом диапазон воспроизводимых частот в низкочастотной области, заявляемой АС, распространяется до нижней границы воспроизводимых головкой 2 частот.From (2) it can be seen that at the listening point 8, the waves emitted by the rear side of the diffuser of the head 2 and the front side of the diffuser of the head 6, due to interference, completely extinguished each other, and the listener hears only wave 9 emitted by the front wall of the diffuser of the head 2. Similar the results will be when you change the listening point. Thus, the goal of creating an open-type speaker system with small dimensions has been achieved, allowing the use of the claimed AC 12 in a small room, incl. in ordinary apartments. For the operation of the claimed acoustic system, shield 3 should not have dimensions comparable to the wavelength. It can be much smaller in size, sufficient for rigid attachment of the head 2, and at the same time the range of reproducible frequencies in the low-frequency region claimed by the speaker extends to the lower limit of the frequencies reproduced by the head 2.

На фиг. 15 представлены графики, показывающие эффективность устройства поглощения обратной волны. Зависимость звукового давления в децибелах от частоты сигнала в диапазоне от 20 до 440 Гц.FIG. 15 is a graph showing the efficiency of the backward wave absorption device. The dependence of the sound pressure in decibels on the signal frequency in the range from 20 to 440 Hz.

График 1 23 - АЧХ заявляемой АС с включенным устройством поглощения обратной волны. График 2 24 - АЧХ заявляемой АС с выключенным устройством поглощения обратной волны. График 3 25- арифметическая разница значений амплитуды в первом и втором случае, показывающая эффективность применения устройства поглощения обратной волны. На частоте 20 Гц эффективность заявляемого устройства составляет 24 дБ, что существенно повышает уровень воспроизведения низких частот звукового диапазона. Graph 1 23 - AFC of the claimed speaker with the included device for absorbing the backward wave. Graph 2 24 - AFC of the claimed speaker with switched off backward wave absorption device. Graph 3 25 - arithmetic difference between the amplitude values in the first and second cases, showing the effectiveness of the application of the backward wave absorption device. At a frequency of 20 Hz, the effectiveness of the claimed device is 24 dB, which significantly increases the level of reproduction of low frequencies in the audio range.

Эксплуатация образца заявляемой АС 12 в составе стереофонической системы показала, что образец обеспечивает высокое качество звучания. Эксперты отметили, что низкие частоты звучат эффектно, без бубнения и с хорошей динамикой. Звучание низких частот образца предпочтительней звучанию АС с другим акустическим оформлением, например с таким как фазоинвертор. Прослушивались музыкальные произведения разных стилей: классика, джаз, рок, оркестр, электронные инструменты, орган, мужской и женский вокал, опера. Также оценивалось звучание отдельных инструментов: фортепиано, ударные, духовые (саксофон, труба), струнные (скрипка, виолончель, контрабас). Ни один из нескольких независимых экспертов не указал каких-либо отрицательных ощущений при восприятии услышанных произведений. Напротив, все отметили очень правильное, легкое, ровное, естественное звучание. Бас звучит объемно, низкие частоты как бы возникают сразу во всем объеме комнаты, при этом не «давят» на слушателя. Контрабас, как и бас гитара, прослушиваются во всем диапазоне ровно, без усиления отдельных нот (как это часто бывает при прослушивании АС фазоинверторного типа). Ударные инструменты звучат ярко. Отчетливо слышны звуки мембран барабанов. Звук очень объемный. Впечатление, будто он порождается не в колонках, а непосредственно в пространстве комнаты. При прослушивании оркестровых произведений эксперты отмечали, что звучание очень напоминает звук живых инструментов.Operation of the sample of the claimed AC 12 as part of a stereophonic system has shown that the sample provides high sound quality. Experts noted that low frequencies sound effective, without booming and with good dynamics. The sound of the low frequencies of the sample is preferable to the sound of speakers with a different acoustic design, for example, with such as a bass reflex. Musical works of different styles were listened to: classical, jazz, rock, orchestra, electronic instruments, organ, male and female vocals, opera. The sound of individual instruments was also assessed: piano, drums, winds (saxophone, trumpet), strings (violin, cello, double bass). None of the several independent experts indicated any negative perceptions of the works they heard. On the contrary, everyone noted a very correct, light, even, natural sound. The bass sounds voluminous, low frequencies appear at once in the entire volume of the room, while not "pressing" on the listener. The contrabass, like the bass guitar, is heard in the entire range evenly, without amplification of individual notes (as is often the case when listening to bass-reflex speakers). Percussion instruments sound bright. The sounds of drum membranes are clearly audible. The sound is very spacious. The impression that it is generated not in the speakers, but directly in the space of the room. When listening to orchestral works, experts noted that the sound is very similar to the sound of live instruments.

Важной характеристикой предлагаемой конструкции АС является отсутствие внутренних резонансов. АС 1 открытого типа не способна порождать резонансы в силу отсутствия параллельно расположенных, отражающих звук, поверхностей. Внутри корпуса АС 5 закрытого типа резонансы не возникают, поскольку его собственные резонансные частоты находятся за пределами диапазона воспроизводимого электродинамической головкой 6. An important characteristic of the proposed speaker design is the absence of internal resonances. AC 1 of the open type is not capable of generating resonances due to the absence of parallel surfaces that reflect sound. Resonances do not arise inside the enclosure of the AC 5 of a closed type, since its natural resonance frequencies are outside the range reproduced by the electrodynamic head 6.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Заявляемая акустическая система изготовлена из промышленно применимых компонентов (комплектующих) и материалов.The claimed acoustic system is made of industrially applicable components (components) and materials.

Опытный образец показал возможность достижения технического результата: исключение акустического короткого замыкания между передней и задней сторонами диффузора головки открытой АС, и имеющей за счет этого небольшие габариты и расширенный в низкочастотную область диапазон воспроизводимых частот до 20 Гц. The prototype showed the possibility of achieving the technical result: the elimination of an acoustic short circuit between the front and rear sides of the diffuser of the open speaker head, and due to this, having a small size and expanded into the low-frequency region, the reproducible frequency range up to 20 Hz.

Заявляемая акустическая система может найти применение в бытовой электроакустической аппаратуре.The claimed acoustic system can be used in household electro-acoustic equipment.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1. В.К. Иофе, М.В. Лизунков. «Бытовые акустические системы». Опубликовано 1984 г. - наиболее близкий аналог.1. V.K. Iofe, M.V. Lizunkov. "Household acoustic systems". Published in 1984 - the closest analogue.

2. Патент на полезную модель № 133378 «Акустическая система (варианты)» (заявка № 2013133407; МПК H04R 5/02; опубликовано 10.10.2013).2. Patent for utility model No. 133378 "Acoustic system (options)" (application No. 2013133407; IPC H04R 5/02; published 10.10.2013).

3. Патент США № 5,535,284 Woofer speaker and acoustically coupled sub-woofer speaker system; July 9, 1996, МПК H04R 1/34, H04R 1/32.3. US Patent No. 5,535,284 Woofer speaker and acoustically coupled sub-woofer speaker system; July 9, 1996, IPC H04R 1/34, H04R 1/32.

4. Патент Российской Федерации № 2115960, МПК G10K 11/16, 1998 г.4. Patent of the Russian Federation No. 2115960, IPC G10K 11/16, 1998

5. Патент Российской Федерации № 2185666, МПК G10K 11/16, 2002 г.5. Patent of the Russian Federation No. 2185666, IPC G10K 11/16, 2002

6. Патент США № 4527282, МПК G11K 11/00, 1985 г.6. US patent No. 4527282, IPC G11K 11/00, 1985

7. Патент США № 5848169, МПК G11К 11/00, 1998 г.7. US patent No. 5848169, IPC G11K 11/00, 1998

Claims (8)

1 . Акустическая система, содержащая акустическую систему открытого типа, включающую электродинамическую головку, закрепленную в отверстии щита, дополнительно содержит устройство поглощения обратной волны, излучаемой задней стороной диффузора головки акустической системы открытого типа, которое представляет собой акустическую систему закрытого типа, состоящую из электродинамической головки, размещенной в закрытом ящике, причем акустическая система закрытого типа расположена с тыльной стороны щита, при этом расстояние между головкой акустической системы открытого типа и головкой акустической системы закрытого типа составляет менее 0.3
Figure 00000001
2, где
Figure 00000002
2 – длина волны верхней частоты рабочей полосы заявляемой акустической системы;
1 . An acoustic system containing an open-type speaker system, including an electrodynamic head fixed in the shield opening, additionally contains a device for absorbing the backward wave emitted by the back side of the diffuser of the open-type speaker system head, which is a closed-type speaker system consisting of an electrodynamic head located in a closed box, and the closed-type speaker system is located on the back of the shield, while the distance between the open-type speaker head and the closed-type speaker head is less than 0.3
Figure 00000001
2, where
Figure 00000002
2 - wavelength of the upper frequency of the working band of the claimed acoustic system;
причем головка акустической системы закрытого типа расположена на верхней стенке закрытого ящика, а верхняя стенка закрытого ящика выполнена под углом β от 0 до 80 градусов по отношению к плоскости щита;moreover, the head of the closed-type speaker system is located on the upper wall of the closed box, and the upper wall of the closed box is made at an angle β from 0 to 80 degrees with respect to the plane of the shield; причем головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа имеют одинаковые электроакустические параметры и подключены к источнику электрического сигнала.moreover, the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system have the same electro-acoustic parameters and are connected to the source of the electrical signal. 2. Акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа подключены к источнику электрического сигнала параллельно друг другу и синфазно.2. The speaker system according to claim 1, characterized in that the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system are connected to the source of the electrical signal in parallel to each other and in phase. 3. Акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа подключены к источнику электрического сигнала последовательно и синфазно.3. The speaker system according to claim 1, characterized in that the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system are connected to the source of the electrical signal in series and in phase. 4 . Акустическая система, содержащая акустическую систему открытого типа, включающую электродинамическую головку, закрепленную в отверстии щита, дополнительно содержит устройство поглощения обратной волны, излучаемой задней стороной диффузора головки акустической системы открытого типа, которое представляет собой акустическую систему закрытого типа, состоящую из электродинамической головки, размещенной в закрытом ящике, причем головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа установлены на щите в одной плоскости, вследствие чего их оси параллельны, и на расстоянии менее 0.3
Figure 00000002
2, где
Figure 00000002
2 - длина волны верхней частоты рабочей полосы заявляемой акустической системы, при этом закрытый ящик акустической системы закрытого типа располагается с фронтальной стороны щита акустической системы;
4 . An acoustic system containing an open-type speaker system, including an electrodynamic head fixed in the shield opening, additionally contains a device for absorbing the backward wave emitted by the back side of the diffuser of the open-type speaker system head, which is a closed-type speaker system consisting of an electrodynamic head located in closed box, and the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system are installed on the shield in the same plane, as a result of which their axes are parallel, and at a distance of less than 0.3
Figure 00000002
2, where
Figure 00000002
2 - the wavelength of the upper frequency of the working band of the claimed acoustic system, while the closed box of the closed-type speaker system is located on the front side of the speaker panel;
причем головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа имеют одинаковые электроакустические параметры и подключены к источнику электрического сигнала.moreover, the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system have the same electro-acoustic parameters and are connected to the source of the electrical signal. 5. Акустическая система по п. 4, отличающаяся тем, что головка акустической системы открытого типа и головка акустической системы закрытого типа подключены к источнику электрического сигнала параллельно друг другу и противофазно или последовательно и противофазно.5. The speaker system according to claim 4, characterized in that the head of the open-type speaker system and the head of the closed-type speaker system are connected to the source of the electrical signal in parallel to each other and antiphase or in series and antiphase.
RU2020139971A 2020-12-04 2020-12-04 Acoustic system RU2756167C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139971A RU2756167C1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 Acoustic system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139971A RU2756167C1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 Acoustic system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2756167C1 true RU2756167C1 (en) 2021-09-28

Family

ID=77999841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020139971A RU2756167C1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 Acoustic system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2756167C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB442678A (en) * 1934-08-13 1936-02-13 Frederick Reginald Farrant Improvements in or relating to sound receiving, sound transmitting or sound reproducing means
US5812686A (en) * 1992-03-24 1998-09-22 Hobelsberger; Maximilian Hans Device for active simultation of an acoustical impedance
JP2000069581A (en) * 1998-08-17 2000-03-03 Sony Corp Speaker device
US20080056516A1 (en) * 2006-08-29 2008-03-06 Locksley Christian Compact open baffle speaker system
US20080063225A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-13 Lg Electronics Inc. Speaker system
JP2011009990A (en) * 2009-06-25 2011-01-13 Audio Technica Corp Speaker apparatus
US10542347B2 (en) * 2017-06-03 2020-01-21 Don Petracek Speaker cabinet to effectively amplify the full and natural sound of an acoustic guitar
US20200213694A1 (en) * 2018-12-26 2020-07-02 Helikon Acoustics Llc Compact speaker system with controlled directivity

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB442678A (en) * 1934-08-13 1936-02-13 Frederick Reginald Farrant Improvements in or relating to sound receiving, sound transmitting or sound reproducing means
US5812686A (en) * 1992-03-24 1998-09-22 Hobelsberger; Maximilian Hans Device for active simultation of an acoustical impedance
JP2000069581A (en) * 1998-08-17 2000-03-03 Sony Corp Speaker device
US20080056516A1 (en) * 2006-08-29 2008-03-06 Locksley Christian Compact open baffle speaker system
US20080063225A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-13 Lg Electronics Inc. Speaker system
JP2011009990A (en) * 2009-06-25 2011-01-13 Audio Technica Corp Speaker apparatus
US10542347B2 (en) * 2017-06-03 2020-01-21 Don Petracek Speaker cabinet to effectively amplify the full and natural sound of an acoustic guitar
US20200213694A1 (en) * 2018-12-26 2020-07-02 Helikon Acoustics Llc Compact speaker system with controlled directivity

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
https://www.lencoheaven.net/forum/index.php?topic=31371.0, 24.02.2019. Technical Spec Bastanis Mandala and Prometheus 18.04.2019 // URL:http://web.archive.org/web/20190418085823/http://www.beautyofsound.com/resources/bastanisspecs.pdf. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1098450A (en) Small dimension low frequency folded exponential horn loudspeaker with unitary sound path and loudspeaker system including same
EP3162084B9 (en) A compact wideband bass and midrange horn-loaded speaker system
US9930443B1 (en) Active acoustic meta material loudspeaker system and the process to make the same
US4237340A (en) Crossover network for optimizing efficiency and improving response of loudspeaker system
TW201136330A (en) Speaker
US9226061B2 (en) Speaker assembly
JP2023065649A (en) Compact speaker system with controlled directivity
US4437541A (en) Controlled dispersion speaker configuration
JP3929808B2 (en) Sound emission device
US3712411A (en) Loud speaker cabinet
RU2756167C1 (en) Acoustic system
US6298140B1 (en) Electroacoustic transducer with improved tonal quality
KR101583967B1 (en) Full range speaker device and encloser for the same
JP2011009990A (en) Speaker apparatus
JP7415129B2 (en) Speaker mounting member, speaker equipped with the same, and electronic musical instrument
US9247339B2 (en) Loudspeaker design
RU2718126C1 (en) Acoustic system
JPH1079993A (en) Seat audio system
US20220264220A1 (en) Sound Emitting Apparatus
JP3521488B2 (en) Speaker device
WO2023280356A1 (en) Method and transducer array system for directionally reproducing an input audio signal
WO2021064896A1 (en) Speaker device and method for manufacturing speaker device
US9913025B2 (en) High musical definition acoustic resonator
JP2002291082A (en) Enclosure
US20190246199A1 (en) Open-back linear bi-directional cabinet for speaker driver