Пристрій для відтворення звукових коливань

Реферат: Пристрій для відтворення звукових коливань містить мембрану круглої форми зі струмопровідною доріжкою, причому мембрана є вигнутою, крім того пристрій для відтворення звукових коливань містить струмопровідну доріжку, монтажну оправу, дроти контактної групи, магніт постійного поля та корпус, причому мембрана є вигнутою у вигляді множини періодичних зігнутих форм, причому множина періодичних зігнутих форм знаходиться в діапазоні від 3 до 60, де суміжні зігнуті форми зближаються в напрямку до центра мембрани, а множина періодичних зігнутих форм вибрана із групи: хвилеподібна форма, U-подібна форма, П-подібна форма, пилкоподібна форма, V-подібна форма, товщина мембрани лежить в діапазоні від 5,01 до 40,0 мкм, струмопровідна доріжка розміщена на поверхні мембрани у вигляді меандру, який характеризується радіальними ділянками у центра мембрани та на периферійному краї і який має множину променів, які поєднують краї ділянок у центра мембрани та на периферійному краї, крім того, промені з віддаленням від місця поєднання з краєм ділянок у центрі мембрани виконано зі збільшенням ширини, а в місці поєднання променю з периферійним краєм, ширина променю зменшується до ширини радіальної ділянки на периферійному краї, причому кількість променів меандру співпадає з кількістю періодичних зігнутих форм мембрани, мембрана розміщені в монтажній оправі, яка приєднана з корпусом, магніт постійного поля є жорстко зафіксованим в корпусі, а мембрана є зафіксованою в оправі, причому мембрана виконана з можливістю відтворювати певні частоти відтворюваного звукового коливання відповідними ділянками мембрани: в центральній частині мембрани відтворені коливання в діапазоні від 8000 Гц до 40000 Гц, на середній ділянці меандру - від 3000 до 8000 Гц, в периферійних піках меандру - від 15 до 3000 Гц, мембрана з'єднана з дротами контактної групи. UA 123011 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВІДТВОРЕННЯ ЗВУКОВИХ КОЛИВАНЬ UA 123011 U UA 123011 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Заявлене технічне належить до галузі перетворення електричних коливань в акустичні хвилі і застосовується переважно в якості випромінювача в акустичних компонентах або системах. Як правило, пристрій для відтворення звукових коливань включає діафрагму і котушку, з'єднану з діафрагмою. Діафрагма вібрує, щоб відтворити звук відповідно до вібрацій котушки. Для невеликого розміру гучномовця, струмопровідна доріжка котушки приклеєна на центральну частини діафрагми безпосередньо, і часто вібрує разом з вібрацією діафрагми. При цьому частина електромагнітних коливань поглинається діафрагмою при низьких потужностях, що вказує на обмеження частотного діапазону у відтворюваному акустичному сигналі. З рівня техніки відомий документ US 2012314887 (А1) від 13.12.2012, в яком описаний орієнтовний вібраційний блок динаміка, який включає діафрагму і котушку, з'єднану з діафрагмою. Котушка включає в себе основний корпус, і струмопровідну доріжку, що проходить від периферії основного корпусу. Струмопровідна доріжка включає в себе перший сегмент, який направлений від периферії основного корпусу і який відхиляється по дотичній від основного корпусу, і другий сегмент, який проходить від першого сегмента. Перші і другі сегменти поєднані з діафрагмою. Недоліком даного рішення є нерівномірність в амплітудно-частотній характеристиці (АЧХ) пристрою. Під час відтворення акустичних коливань мембрана поглинає низькі та високі коливання. Через це у відтвореному звуці буде виділеним діапазон середніх частот. Такий пристрій добре підходить для задач, де зазначений діапазон середніх частот є важливим, наприклад, в радіотелефонах, портативних прийомопередавачах малої та середньої дальності дії, тощо, що звужує область застосування відомого технічного рішення. З рівня техніки також відомий документ JPS58161496 (А) від 26.09.1983, в якому описана діафрагма для гучномовця, що має мембрану зі сформованою на ній множиною базових блоків, в яких утворена струмопровідна доріжка з тонких стрічок берилію або бору, розміщених в радіальному напрямку. Мембрана виконана вигнутою, причому кожен вигин є одним блоком мембрани. При застосуванні берилію обмежується галузь застосування даного технічного рішення через токсичність струмопровідної доріжки. При використанні бору зменшується чутливість мембрани через високу міцність та низьку гнучкість струмопровідної доріжки. Додатково при цьому звужується відтворюваний частотний діапазон. Наведена вище діафрагма для гучномовця прийнята за найближчий аналог заявленого технічного рішення оскільки вона має аналогічне призначення та належить до тієї ж галузі техніки. Спільними ознаками із заявленим технічним рішенням є наступні ознаки: пристрій для відтворення звукових коливань, який містить мембрану круглої форми зі струмопровідною доріжкою, причому мембрана є вигнутою. Як показує аналіз рівня техніки, існує потреба у створенні такого пристрою для відтворення звукових коливань, який має надійну конструкцію і із забезпеченням відтворення акустичних коливань в більш широкому діапазоні. Конструкція має бути надійною та безпечною, що дозволить розширити галузь її використання. Поставлена задача досягається за рахунок того, що пристрій для відтворення звукових коливань містить вигнуту мембрану круглої форми зі струмопровідною доріжкою, причому мембрана є вигнутою, згідно з заявленим технічним рішенням пристрій для відтворення звукових коливань містить струмопровідну доріжку, монтажну оправу, дроти контактної групи, магніт постійного поля та корпус. Причому мембрана є вигнутою у вигляді множини періодичних зігнутих форм, причому множина періодичних зігнутих форм знаходиться в діапазоні від 3 до 60, де суміжні зігнуті форми зближаються в напрямку до центра мембрани, а множина періодичних зігнутих форм вибрана із групи: хвилеподібна форма, U-подібна форма, П-подібна форма, пилкоподібна форма, V-подібна форма, товщина мембрани лежить в діапазоні від 5,01 до 40,0 мкм. Струмопровідна доріжка розміщена на поверхні мембрани у вигляді меандру, який характеризується радіальними ділянками у центра мембрани та на периферійному краї і який має множину променів, які поєднують краї ділянок у центра мембрани та на периферійному краї, крім того, промені з віддаленням від місця поєднання з краєм ділянок у центрі мембрани виконано зі збільшенням ширини, а в місці поєднання променю з периферійним краєм, ширина променю зменшується до ширини радіальної ділянки на периферійному краї, причому кількість променів меандру співпадає з кількістю періодичних зігнутих форм мембрани, мембрана розміщені в монтажній оправі, яка приєднана з корпусом. Магніт постійного поля є жорстко зафіксованим в корпусі, а мембрана є зафіксованою в оправі, причому мембрана виконана з можливістю відтворювати певні частоти відтворюваного звукового коливання відповідними ділянками мембрани: в центральній частині мембрани 1 UA 123011 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відтворені коливання в діапазоні від 8000 до 40000 Гц, на середній ділянці меандру - від 3000 до 8000 Гц, в периферійних піках меандру - від 15 до 3000 Гц, мембрана з'єднана з дротами контактної групи. Згідно з одним варіантом втілення, мембрана виконана з поліетилентерефталату або плівки лавсану, або каптону, або паперу. Згідно з ще одним варіантом втілення, мембрана є вигнутою у вигляді двадцяти періодичних зігнутих форм. Крім того, згідно з одним варіантом втілення, суміжні зігнуті форми зближаються в напрямку до центра мембрани. Згідно з одним варіантом втілення, товщина мембрани становить 9 мкм. Згідно з ще одним варіантом втілення, струмопровідна доріжка розміщена у вигляді меандру, який має двадцять променів. Крім того, згідно з одним варіантом втілення, струмопровідна доріжка виконана з алюмінієвої або мідної фольги. Згідно з одним варіантом втілення, струмопровідна доріжка виконана з алюмінієвої або мідної фольги товщиною 9 мкм. Згідно з ще одним варіантом втілення, кількість форм меандру співпадає з кількістю періодичних зігнутих форм мембрани. Крім того, згідно з одним варіантом втілення, мембрана зафіксована в оправі еластичним клеєм або еластичним компаундом. Далі будуть наведені відомості, що підтверджують можливість втілення об'єкту на одному з переважних прикладів його реалізації. Даний приклад наведено для розуміння суті та властивостей розкритого технічного рішення і не несе в собі за мету обмеження втілення заявленого технічного рішення. Фахівцю з даного прикладу має бути зрозумілим всі доповнення та модифікації, які не виходять за межі суті даного об'єкта. На Фіг. 1 зображено переважну форму мембрани. На Фіг. 2 зображено вигини та місце кріплення дротів контактної групи. На Фіг. 3 зображено закріплену мембрану в верхній частині оправи. На Фіг. 4 показаний загальний вигляд пристрою для відтворення звукових коливань. На Фіг. 5 зображено переріз пристрою для відтворення звукових коливань. Згідно з Фіг. 1, мембрана має круглу форму. Така форма сприяє досягненню рівномірного розподілення АЧХ у порівнянні з іншими формами, наприклад, овальної або прямокутної. При цьому під час відтворення акустичних коливань залучається майже вся поверхня мембрани. Для виготовлення мембрани переважно використовують майлар (поліетилентерефталат), або плівки лавсану, або каптону, або паперу. Товщина мембрани лежить в діапазоні від 5,01 до 40,0 мкм, переважно - 9 мкм. Даний діапазон характеризується достатньою надійністю та чутливістю. При значеннях товщини мембрани менше за 5,01 мкм спостерігається пошкодження мембрани під час роботи. Значення товщини мембрани вище 40,0 мкм характеризується завалом в амплітудно-частотній характеристиці, зокрема в діапазоні високих частот. Вибір того чи іншого матеріалу залежить від очікуваних характеру і подачі звуку. Наприклад папір буде відтворювати більш "теплий" звук, а лавсан - більш "прозорий", що пов'язане з особливістю специфічних завад, що надають відтворюваному сигналу певне характерне звучання. Поліетилентерефталат є найбільш збалансованим і нейтральним щодо звуку. Можуть бути застосовані інші еластичні полімери, якщо при цьому будуть задовольнятися умови вирішення поставленої задачі. На поверхню мембрани нанесена струмопровідна доріжка (2). Струмопровідна доріжка нанесена у вигляді меандру, який характеризується радіальними ділянками у центра мембрани та на периферійному краї і який має множину променів, які поєднують краї ділянок у центра мембрани та на периферійному краї, крім того, промені з віддаленням від місця поєднання з краєм ділянок у центрі мембрани виконано зі збільшенням ширини, а в місці поєднання променю з периферійним краєм, ширина променю зменшується до ширини радіальної ділянки на периферійному краї. Така форма струмопровідної доріжки забезпечує вирівнювання амплітудно-частотної характеристики внаслідок розподілу впливу дії магніту постійного поля на струмопровідну доріжку в залежності від її ширини. Струмопровідна доріжка (2) виконана з міді або алюмінію, переважно з мідної або алюмінієвої фольги. Товщина струмопровідної доріжки переважно складає 9 мкм. Така товщина дозволяє мембрані виконувати вібрацію без суттєвого впливу на неї самої струмопровідної доріжки. Вибраний матеріал не є токсичним і володіє гарною провідністю, що збільшує безпечність заявленого рішення в порівнянні з найближчим аналогом. Струмопровідна доріжка поєднується з мембраною і шляхом травлення їй забезпечується надання правильної форми меандру. На Фіг. 2 показано, що мембрана разом зі струмопровідною доріжкою складені в гармошку. Тобто мембрана є вигнутою у вигляді множини періодичних зігнутих форм (1). Це дозволяє збільшити випромінювану площу мембрани. Переважно мембрана є вигнутою у вигляді періодичних U-подібних форм, проте допускається втілення й інших форм, зокрема П-подібна форма, пилкоподібна форма, V-подібна форма. Перераховані вище форми вибрані як такі, що збільшують площу випромінювання мембрани і при цьому не утворюють пасток для звукових хвиль. Переважно кількість періодичних зігнутих форм сягає двадцяти, проте ця кількість може бути за потреби зміненою в межах від 3 до 60. При кількості менше 3-х і більше 60-ти звукові 2 UA 123011 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 коливання будуть відтворюватися зі спотворенням. Ці спотворення зумовлені зміщенням частотного діапазон в область низьких або високих частот відповідно. Суміжні зігнуті форми зближаються, тобто зменшується відстань між піками періодичних форм, в напрямку до центра мембрани і розходяться, тобто збільшується відстань між піками періодичних форм, в напрямку від центра. Меандр струмопровідної доріжки має множину променів, яка співпадає з кількістю періодичних зігнутих форм мембрани. Це забезпечує рівномірну інтенсивність вібрації мембрани через рівномірність розподілу струмопровідної доріжки на поверхні мембрани. Крім того, нанесена струмопровідна доріжка у вигляді меандру покриває значну площу мембрани, що забезпечує рівномірний безсигментальний перехід в лощинах поляризації звукових хвиль. При цьому мембрана приймає вигляд кругової гармошки з візуальним утворенням променевих ребер. Після нанесення струмопровідної доріжки центр мембрани фіксується клейовим складом еластичної консистенції, наприклад, герметик, компаунд. Дроти контактної групи (5) кріпляться на виступі мембрани, яка має струмопровідну доріжку. Причому один дріт контактної групи кріпиться до одного краю струмопровідної доріжки, а інший дріт контактної групи кріпиться до іншого краю струмопровідної доріжки. Кріплення дротів контактної групи виконується переважно шляхом пайки. Мембрана характеризується наявністю ділянок, кожна з яких визначається віддаленістю від центра мембрани. Кожній ділянці відповідає певна частина діапазону звукового сигналу. При різному відкритті та глибини хвиль випромінюваної поверхні мембрани відносно периметра складок, тобто зігнутих форм, в центрі досягається стабільне перетворення на ділянках переходів в більш широку інформативну частоту відтворення звуку: тобто в центральній частині, ближче до центра мембрани, відтворюються коливання в діапазоні від 8000 Гц до 40000 Гц, на середній ділянці меандру від 3000 Гц до 8000 Гц, в периферійних піках меандру від 15 Гц до 3000 Гц. Тобто при зменшенні частоти відтворюваної хвилі залучаються більш віддалені від центра мембрани її ділянки. Дана градація пояснюється залежністю частоти коливання мембрани від щільності періодичних зігнутих форм: в центральній частині мембрани щільність буде найбільшою, отже мембрана може коливатися з найбільшою частотою. В то же час на периферії мембрани щільність періодичних зігнутих форм буде значно меншою в порівнянні з центральною частиною. Тому частота коливань буде найменшою. Це вказує на те, що певній частоті відтворюваного звукового коливання відповідає певна ділянка мембрани. Утворена вигнута форма з пасивної плівки, тобто матеріалу, з якого виконана мембрана, та активно діюча струмопровідна доріжка, виконана з мідної або алюмінієвої фольги у вигляді меандру, приводиться в коливання змінним або постійним струмами, і рухаються один до одного, тобто протифазно, і тим самим створюючи звукову хвилю, імпульс. Мембрана розміщена в монтажній оправі (3). Магніт постійного поля розміщений в корпусі (4). На Фіг. 3 показано розміщення мембрани в оправі. Периферійні краї мембрани зафіксовані зі стінками оправи еластичним клеєм або еластичним компаундом. Корпус виконаний переважно з алюмінієвого сплаву або твердого полімеру. На Фіг. 4 показано місце кріплення оправи до корпусу, в якому розміщено магніт постійного поля. Корпус може бути виконаний з алюмінієвого сплаву або твердого полімеру. На Фіг. 5 показано переріз пристрою для відтворення звукових коливань. Магніт постійного поля жорстко зафіксований в корпусі своєю нижньою та частинами бічної сторін. Над магнітом постійного поля розміщена мембрана із утворенням зазору. Переважно магніт звернений полюсом "+" до мембрани. Виконання мембрани описаним вище шляхом дозволяє одержати більш рівномірний без сегментарний перехід в площині поляризації звукових хвиль, стабільний та природний звук в діапазоні відтворюваних частот. Пристрій для відтворення звукових коливань може бути використаним в складі інших акустичних компонентів, таких як високочастотні, середньочастотні та низькочастотні випромінювачі в акустичних домашніх, автомобільних, і професійних системах відтворення звуку. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Пристрій для відтворення звукових коливань, який містить мембрану круглої форми зі струмопровідною доріжкою, причому мембрана є вигнутою, який відрізняється тим, що пристрій для відтворення звукових коливань містить струмопровідну доріжку, монтажну оправу, дроти контактної групи, магніт постійного поля та корпус, причому мембрана є вигнутою у вигляді множини періодичних зігнутих форм, причому множина періодичних зігнутих форм знаходиться в діапазоні від 3 до 60, де суміжні зігнуті форми зближаються в напрямку до центра мембрани, а множина періодичних зігнутих форм вибрана із 3 UA 123011 U 5 10 15 20 25 30 групи: хвилеподібна форма, U-подібна форма, П-подібна форма, пилкоподібна форма, Vподібна форма, товщина мембрани лежить в діапазоні від 5,01 до 40,0 мкм, струмопровідна доріжка розміщена на поверхні мембрани у вигляді меандру, який характеризується радіальними ділянками у центрі мембрани та на периферійному краї і який має множину променів, які поєднують краї ділянок у центрі мембрани та на периферійному краї, крім того, промені з віддаленням від місця поєднання з краєм ділянок у центрі мембрани виконано зі збільшенням ширини, а в місці поєднання променю з периферійним краєм, ширина променю зменшується до ширини радіальної ділянки на периферійному краї, причому кількість променів меандру співпадає з кількістю періодичних зігнутих форм мембрани, мембрана розміщена в монтажній оправі, яка приєднана з корпусом, магніт постійного поля є жорстко зафіксованим в корпусі, а мембрана є зафіксованою в оправі, причому мембрана виконана з можливістю відтворювати певні частоти відтворюваного звукового коливання відповідними ділянками мембрани: в центральній частині мембрани відтворені коливання в діапазоні від 8000 до 40000 Гц, на середній ділянці меандру - від 3000 до 8000 Гц, в периферійних піках меандру - від 15 до 3000 Гц, мембрана з'єднана з дротами контактної групи. 2. Пристрій для відтворення звукових коливань за п. 1, який відрізняється тим, що мембрана виконана з поліетилентерефталату або плівки лавсану, або каптону, або паперу. 3. Пристрій для відтворення звукових коливань за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що мембрана є вигнутою у вигляді двадцяти періодичних зігнутих форм. 4. Пристрій для відтворення звукових коливань за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що суміжні зігнуті форми зближаються в напрямку до центра мембрани. 5. Пристрій для відтворення звукових коливань за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що товщина мембрани становить 9 мкм. 6. Пристрій для відтворення звукових коливань за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що струмопровідна доріжка розміщена у вигляді меандру, який має двадцять променів. 7. Пристрій для відтворення звукових коливань за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що струмопровідна доріжка виконана з алюмінієвої або мідної фольги. 8. Пристрій для відтворення звукових коливань за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що струмопровідна доріжка виконана з алюмінієвої або мідної фольги товщиною 9 мкм. 9. Пристрій для відтворення звукових коливань за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що кількість форм меандру співпадає з кількістю періодичних зігнутих форм мембрани. 10. Пристрій для відтворення звукових коливань за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що мембрана зафіксована в оправі еластичним клеєм або еластичним компаундом. 4 UA 123011 U 5 UA 123011 U 6 UA 123011 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7