SE451223B - En rundstralande ljudsendare med separata ljudkellor som innefattar var sitt trattformigt horn - Google Patents

Description

l0 l5 20 25 30 35 451 223 2 våglängden relativt stor öppningsarea och en för den aktuella frekvensen lämplig längd. Speciellt får sådana horn för inom larmsignalsalstring använda frekvenser förhållandevis stora yttermått, som i enlighet med teorin medför svårbemästrade problem med ljudets riktnings- verkan på vissa frekvenser.

Det är inom detta område känt att anordna ljudkäl- lorna i en ljudsändare av inledningsvis angivna slag på ett sådant sätt, att hornens öppna ändar är riktade från varandra för att utsända ljud i riktning från ljud- sändarens centrum. Sådana anordningar visas exempelvis i den svenska patentskriften nr 79013 och i de i Sverige registrerade mörstren nr 34 314 och nr 34 3l5. Förutom att dessa anordningar, som en följd av sina förhållandevis stora dimensioner vid hornens ljudutsändande öppningar, lider av nämnda riktningsproblem, uppstår även det fenomen, att ljudet från sändarens ena sida kan släcka ut ljudet från sändarens andra sida. ' Rundstrålande ljudsändare är vidare kända från de i Sverige registrerade mönstren nr 32 215, 32 216 och 32 217, vilka sändare innefattar tallriksformiga horn, som är koaxiellt anbringade med sina konkava ytor vända mot varandra och sina periferikanter anbringade på inbördes avstånd, så att en ringformig ljudspalt är bildad mellan hornen. Teoretiskt kan ljudbilden från en dylik ljudsändare liknas vid ljudbilden från en tråd- formig, cirkulär ljudkälla med ej försumbar diameter.

Sändarens ljudbild får till följd av denna ej försumbara diameter teoretiskt, och även i praktiken, nollställen eller noder i ett med cirkeln sammanfallande plan vid vissa frekvenser, som ligger på lika inbördes frekvens- intervall och vars värden är beroende av ljudsändarens eller cirkelns diameter.

Föreliggande uppfinning har således som ändamål att åstadkomma en ljudsändare, vars ljudbild approxima- tivt överensstämmer med ljudbilden från en infinitesimal eller trádformig linjekälla. 10 15 20 25 30 35 451 223 3 Detta ändamål uppnås med en ljudsändare av inled- ningsvis angivna slag och som vidare utmärkes av att hornens akustiska huvudaxlar är parallella med det förut- bestämda planet och att separata, spaltformiga öppningar, vilka är utsträckta vinkelrätt mot det förutbestämda planet och har en bredd i planets riktning som är liten i förhållande till det utsända ljudets våglängd samt ett inbördes avstånd mellan motstående spaltformiga öppningar som är litet i förhållande till det utsända ljudets våglängd, är så anordnade mellan intill varandra belägna ändöppningar hos hornen, att från hornens änd- öppningar utsänt ljud bringas att passera i riktning från ljudsändaren ut genom de separata spaltformiga öppningarna för att därigenom spridas i det förutbestämda planet, så att ljudbilden från ljudsändaren motsvarar den från en mot planet vinkelrätt riktad linjekälla.

Genom att de spaltformiga öppningarnas bredd är företrädesvis liten i förhållande till våglängden hos det utsända ljudet uppnås en god spridningsverkan av ljudet i nämnda plan, som exempelvis kan vara horison- talplanet.

I sin enklaste utföringsform innefattar ljudsändaren två ljudkällor med var sitt horn, vilka horn har samma rektangulära tvärsektion och är så anbringade, att det mellan hornens ändöppningar avgränsas en "ljudpelare", vars tvärsektion sett vinkelrätt mot nämnda plan är ungefärligen kvadratisk, med en kantlängd som är liten i förhållande till den aktuella våglängden. Denna ljud- pelare approximerar en teoretisk trådformig linjekälla, och ljudbilden från ljudsändaren enligt uppfinningen har vid praktiska försök visat god överensstämmelse med den teoretiska ljudbilden från en trådformig linje- källa.

Genom att variera ljudpelarens höjd, d v s genom att variera höjden på hornens ändöppningar, kan man på känt sätt variera den lobvinkel inom vilken ljud- sändaren utsänder akustisk energi i vertikalplanet, vilket i det fall ljudsändaren är rundstràlande i hori- 10 15 20 25 30 35 451 223 4 sontalplanet innebär att man i önskad grad kan begränsa utsänd effekt uppåt och nedåt.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen är en stav- formig kropp med en ljudreflekterande yta så anbringad i utrymmet mellan hornens ändöppningar och på avstånd från dessa, att huvudparten av det från hornen utsända ljudet bringas att reflekteras mot den ljudreflekterande kroppen före utträdandet genom de spaltformiga öppningarna.

Denna aspekt av uppfinningen är särskilt användbar i det fall man önskar en större akustisk totaleffekt från ljudsändaren och kan företrädesvis innefatta ett större antal, symmetriskt kring den reflekterande kroppen anbringaae ljuakäuor. ' För uppnående av den önskade ljudbilden arbetar var och en av ljudkällorna företrädes i fas med varandra, så att ljudtrycket vid var och en av ljudkällornas horn- öppningar är väsentligen detsamma i varje ögonblick.

Dessa och andra kännetecken hos uppfinningen framgår närmare av efterföljande patentkrav.

Det skall nämnas att det inom området för konformiqa membranhögtalare är känt att anbringa två dylika hög- talarelement koaxiellt, så att membranens öppna, cirkulära ändar är riktade mot varandra. Sådana konstruktioner visas exempelvis i US patentskrifterna 2 297 972 och 2 832 843. Syftet med dessa kända konstruktioner är att simulera ljudbilden från ett sfäriskt pulserande membran, d v s att åstadkomma en i hela rummet rundstrå- lande ljudbild, i motsats till ljudsändaren enligt upp- finningen, som ger en i horisontalplanet 360° symmetrisk ljudbild inom en begränsad lob'i vertikalplanet. Dessa kända konstruktioner skiljer sig dessutom från förelig- gande uppfinning i det väsentliga avseende, att det från ljudsändaren avgivna ljudet inte utsändes från någon spalt eller liknande mellan de separata ljudkäl- lorna utan från membranens svängande membranyttersidor.

Några styva trattformiga horn förekommer således ej i dessa kända konstruktioner, vilka vidare som en följd av högtalarelementens ej försumbara dimensioner också v, 10 15 20 25 30 35 451 223 5 uppvisar oönskad riktningsverkan för vissa frekvenser.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare genom två föredragna utföringsexempel under hänvisning till med- följande ritningar. Fig 1 visar från sidan ett första utföringsexempel av uppfinningen. Fig 2 är en fig 1 motsvarande vy sedd rakt uppifrån längs linjen II-II* i fig 1. Fig 3 visar rakt framifrån en ljudkälla med horn sedd längs linjen III-III i fig 2. Fig 4 visar rakt uppifrån ett andra utföringsexempel av uppfinningen.

I fig 1-3 betecknar l och 2 två separata ljudkällor, vilka innefattar var sin ljudalstrande enhet 3, såsom en elektroakustisk omvandlare, och var sitt för akus- tisk anpassning mellan den ljudalstrande enheten 3 och det omgivande mediet, t ex luft, avsett trattformigt horn 4, vars smalare ände 5 ansluter till den ljudalst- rande enheten 3. Ljudkällorna l och 2 är i det visade exemplet koaxiellt inbördes anordnade, så att hornens 4 akustiska huvudaxlar 6 sammanfaller längs en gemensam linje i horisontalplanet 7.

Hornens 4 ljudutsändande ändöppningar 8, vilka, såsom visas närmare i fig 3, har rektangulär tvärsektion med rektangelns längdaxel riktad vinkelrätt mot horison- talplanet 7, är belägna på ett avstånd BS från varandra och så riktade, att hornen 4 vid drivning av ljudsändaren utsänder ljud rakt mot varandras ändöppningar 8.

Genom denna konstruktion åstadkommas mellan hornens ändöppningar 8 två spaltformiga öppningar 9, vilkas vertikala längskanter avgränsas av hornöppningarnas 8 mot horisontalplanet 7 vinkelrätt riktade.periferi- kanter 10.

Det i fig l och 2 mellan hornen 4 skuggade området ll, vilket begränsas dels av hornens 4 rektangulära öppningar 8, dels av de likaledes rektangulära, spaltfor- miga öppningarna 9, bildar således en vertikal "ljudpelare", som vid drivning av ljudsändaren utsänder akustisk energi genom de spaltformiga öppningarna 9.

Genom att spaltbredden BS och hornöppningarnas 8 bredd B H väljes små i förhållande till den aktuella 10 15 20 25 30 35 451 223 6 våglängden, erhålles en ljudpelare ll, vars utsträckning vinkelrätt mot pelarens längdaxel är liten i förhållande till den aktuella våglängden, d v s en ljudpelare som har väsentligen samma egenskaper som en teoretisk ver- tikal, trådformig linjekälla med försumbar tjocklek.

Den uppfinningsenliga ljudsändarens rundstrâlande verkan i horisontalplanet uppnås på känt sätt genom att ljudet får spridas ut genom de spaltformiga öpp- ningarna 9. Genom att variera pelarens ll höjd, d v s variera hornöppningarnas 8 vertikala utsträckning, kan man vidare på känt sätt bestämma sändarens direktivitet, d v s den lobvinkel a (fig 3) inom vilken ljudsändaren skall utsända akustisk energi i vertikalplanet.

I fig 4 visas ett andra utföringsexempel av upp- finningen, varvid samma delar i fig 4 och fig 1-3 har samma hänvisningsbeteckningar. Den i fig 4 visade ut- föringsformen innefattar sex separata ljudkällor 1, vilka i likhet med föregående utföringsexempel innefattar dels en ljudalstrande enhet 3, dels ett därmed förbundet horn 4 med rektangulär öppning 8. Hornens akustiska huvudaxlar 6 ligger alla i horisontalplanet och skär varandra i en gemensam punkt 12. I denna variant av uppfinningen är en cylindrisk kropp 13 med ljudreflekte- rande mantelyta så anbringad i utrymmet (BD) mellan hornens ändöppningar 8 och på avstånd från dessa, att det från hornen vid drivning av ljudsändaren utsända ljudet bringas att reflekteras mot cylindern 13 före utträdandet genom öppningarna 9 mellan hornens ändöpp- ningar 8.

I illustrativt syfte har de spaltformiga öppningarna 9 i fig 4 en något större bredd än hornöppningarna.

Detta åskådliggör att man med en ljudsändare med ett flertal ljudkällor l anordnade kring en sådan ljudreflek- terande kropp också kan uppnå en god rundstrålningsverkan i planet, även om spaltöppningens bredd BS ej är försumbar i förhållande till våglängden. Spaltöppningarnas bredd B är i likhet med föregående utföringsexempel liten S i förhållande till den aktuella våglängden. 10 15 451 223 7 Det skall påpekas att uppfinningen ej är begränsad till de visade och beskrivna utföringsexemplen och att uppfinningen kan modifieras på flera olika sätt inom det begärda patentskyddet. De for spridning av ljudet erforderliga spaltformiga öppningarna kan exempelvis avgränsas med andra medel än hornöppningarnas periferi- kanter, exempelvis med skärmar eller liknande. Med an- vändning av dylika spaltförsedda skärmar mellan hornens 4 ändöppningar 8 kan sådana skärmar som alternativ inne- fatta mer än en spalt mellan varje hornpar. Vidare kan uppfinningen också tillämpas för sådana ljudkällor, vars horn ej har rektangulär öppningssektion.

Slutligen skall det nämnas att man för att uppnå en högre utsänd effekt även kan stapla konstruktioner av det i fig l-3 eller fig 4 visade slaget på varandra längs en gemensam axel i vertikalled.

Claims (9)

10 15 20 25 30 451 223 PATENTKRAV

1. l. En rundstrålande ljudsändare med separata ljud- källor (1, 2), som innefattar var sitt trattformigt horn (4), vilken ljudsändare är anordnad att utsända akustisk energi över 360° i ett förutbestämt plan Å7) och vilka horn (4) har sina respektive ljudutsändande ändöppningar (8) riktade mot ljudsändarens centrala parti och anbringade på avstånd från varandra, k ä n - n e t e c k n a d av att hornens (4) akustiska huvudaxlar är parallella med det förutbestämda planet (7) och att separata, spaltformiga öppningar (9), vilka är utsträckta vinkelrätt mot det förutbestämda planet (7) och har en bredd (BS) i planets riktning som är liten i förhållande till det utsända ljudets våglängd samt ett inbördes avstånd (BH, BD) mellan motstâende spaltformiga öppningar (9) som är litet i förhållande till det utsända ljudets våglängd, är så anordnade mellan intill varandra belägna ändöppningar (8) hos hornen (4), att från hornens (4) ändöppningar (8) utsänt ljud bringas att passera i rikt- ning från ljudsändaren ut genom de separata spaltformiga öppningarna (9) för att därigenom spridas i det förut- bestämda planet (7), så att ljudbilden från ljudsändaren motsvarar den från en mot planet (7) vinkelrätt riktad linjekälla.

2. Ljudsändare enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d av att de spaltformiga öppningarnas (9) längskanter avgränsas av hornens (4) mot nämnda plan (7) väsentligen vinkelrätt riktade periferikanter (10) vid hornens änd- öppningar (8).

3. Ljudsändare enligt krav 1 eller 2, k ä n.n e - t e c k n a t av att hornens (4) ändöppningar (8) har en huvudsakligen långsträckt tvärsektion, vars längd- axel är riktad väsentligen vinkelrätt mot nämnda plan (7).

4. Ljudsändare enligt krav 3, k ä n n e t e c k - O 10 15 20 25 451 223 9 n a d av att hornens (4) ändöppningar (8) har rektangulär tvärsektion.

5. Ljudsändare enligt något föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att den innefattar två och endast tvâ dylika ljudkällor (1, 2), vilkas horn (4) har samma tvärsektion vid sina ändöppningar (8).

6. Ljudsändare enligt något föregående krav, n e t e c k n a d av att en ljudreflekterande kropp (13) är så anbringad i utrymmet (BD) mellan hornens k ä n - (4) ändöppningar (8) och på avstånd från dessa, att huvudparten av det från hornen (4) utsända ljudet bringas att reflekteras mot den ljudreflekterande kroppen (13) före utträdet genom de spaltformiga öppningarna (9).

7. Ljudsändare enligt krav 6, k ä n n e t e c k - n a d av att hornens (4) akustiska huvudaxlar (6) sträcker sig genom en gemensam skärningspunkt (l2) i nämnda plan (7), att den ljudreflekterande kroppen (13) är utsträckt längs och symmetrisk kring en mot nämnda plan (7) vinkel- rät linje genom skärningspunkten (12) och att ljudkällorna (1) och därtill hörande horn (Å) är symmetriskt anbringade i förhållande till nämnda linje. 7

8. Ljudsändare enligt krav 7, k ä n n e t e c k - n a d av att den ljudreflekterande kroppen (13) har formen av en cylinder.

9. Ljudsändare enligt något föregående krav, n e t e c k n a d av att ljudkällorna (l) arbetar i fas, så att ljudtrycket vid var och en av ljudkällornas k ä n - (1) hornöppningar (8) är väsentligen detsamma i varje ögonblick.