Акустичне оформлення гучномовця “газодинамічна сфера”

Пропонований пристрій відтворення звукових коливань відноситься до пристроїв відтворення звуку, а саме є варіантом акустичного оформлення гучномовця. Найбільш близьким аналогом подібного акустичного оформлення гучномовця є рупорне оформлення, що використовує принцип акустичного трансформатора для підвищення коефіцієнта корисної дії, далі ККД, усієї системи. У рупорному оформленні звукова головка виконує функцію перетворювача механічних коливань в акустичні, які передаються до входу рупора. Рупор використовується для випромінювання звукових коливань. Еквівалентом випромінювача в цьому випадку служить шар повітря у вихідному отворі, площу якого можна зробити досить великою. При цьому маса шару повітря виявляється невеликою. Джерело інформації [Р.М.Терещук К.М.Терещук С.А.Седов. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. Издание четвертое стереотипое. Киев "Наукова думка" 1989 р.]. Суть пропонуємого пристрою полягає в використанні для випромінювання звукових коливань - сфери з м'якого пружного матеріалу яка утримує в собі газове середовище під деяким тиском. Робоча поверхня дифузора звукової головки випромінює звукові коливання не у вільний простір, а у пружне газове середовище , укладене в оболонці з м'якого пружного матеріалу довільної форми, звукові коливання, поширюючись в газовому середовищі усередині оболонки, передають звукові коливання оболонці з м'якого пружного матеріалу, у свою чергу оболонка з м'якого пружного матеріалу випромінює звукові коливання в зовнішній простір Основним недоліком головок прямого випромінювання є їхній низькій коефіцієнт корисної дії (ККД), що звичайно не перевищує 1-2 %. Причиною цього є непогодженість власного механічного опору рухливої системи голівки (аналог внутрішнього опору джерела) і навантаження - опору навколишнього середовища (опору випромінювання ). При роботі головок прямого випромінювання на невеликих площах (кімната, невеликий зал і ін.) з малим ККД можна миритися, тому що потрібна невелика споживана електрична потужність. При озвученні великих площ, залів, коли озвучення відбувається на великі відстані, вимагаються гучномовці підвищеної потужності. У цьому випадку вже необхідно піклуватися про підвищення ККД. Розглянемо більш докладно питання узгодження з навантаженням. З ектротехніки відомо, що максимальну потужність джерело віддає в навантаження в погодженому режимі, коли його внутрішній опір дорівнює опору навантаження. При роботі електродинамічної голівки на повітряне середовище, власний опір механічної рухли вої системи голівки виявляється значно більше опору середовища, тобто опору випромінювання. Щоб збільшити опір випромінювання варто було б збільшити площу випромінюючого поршня. Однак при цьому збільшиться і його маса, що на високих частота х не "розгойдати". Таким чином, оптимальні умови для виконання двох функцій дифузора (перетворення механічних коливань в акустичні і випромінювання коливань у навколишнє середовище) у принципі нездійсненні. Це протиріччя можна вирішити шляхом поділу цих функцій, що здійснюється в запропонованому пристрої. У пропонованому акустичному оформленні гучномовця дифузор звукової головки (3) (дивитися креслення) виконує функцію перетворення механічних коливань в акустичні, а пружне газове середовище (2), укладене в оболонці з м'якого пружного матеріалу (1), служить для узгодження опорів механічної системи голівки і навколишнього середовища. Еквівалентом випромінювача в цьому випадку служить оболонка з м'якого пружного матеріалу, площу якої можна зробити досить великою. При цьому маса її виявляється невеликою. Мета такої побудови акустичного оформлення - підвищення коефіцієнта корисної дії гучномовця. В порівнянні з традиційним рупором матиме кругову діаграму спрямованості, також дозволятиме змінювати ККД акустичної системи зміною тиску газу усередині закритої оболонки з м'якого пружного матеріалу. Креслення складаються з одного аркушу. На кресленнях зображено можливе виконання кінцевого пристрою акустичної системи з використанням пропонованого способу. Кінцевий пристрій - акустична система, виконаний з використанням пропонованого акустичного оформлення, буде мати наступні властивості: кругова діаграма спрямованості, підвищеним ККД у порівнянні з традиційними акустичними системами, адаптивністю до акустичних характеристик приміщення в який вона знаходиться, нестандартним зовнішнім виглядом, що особливо приверне увагу кінцевого покупця. Зазначена попереду: "оболонка з м'якого пружного матеріалу" може бути виготовлена з гуми або латексу. Адаптивність реалізується зміною тиску газу усередині гумової оболонки за допомогою компресора, вбудованого а акустичну систему, керування цим процесом можна покласти на спеціалізований пристрій-мікроконтролер, що працює по спеціальному алгоритму. Мікроконтролер вбудовується в акустичну систему чи підсилювальний пристрій.