технология встроенной акустической линии передачи с замкнутым контуром

Формула изобретения

1. Корпус громкоговорителя, включающий

первую группу стенок, ограничивающих первую коробку;

вторую группу стенок, ограничивающих вторую коробку, расположенную внутри первой коробки, причем по меньшей мере три стенки из второй группы прикреплены к передней стенке первой коробки, причем пространство между первой группой стенок и второй группой стенок формирует замкнутую камеру;

отверстие, выполненное в одной из стенок второй группы и образующее проход между внутренним объемом второй коробки и замкнутой камерой;

и передающий материал переменной плотности, прикрепленный по крайней мере к одной поверхности первой группы стенок; и/или второй группы стенок в замкнутой камере.

2. Корпус по п.1, в котором поверхности первой группы и второй группы стенок, образующие границы замкнутой камеры, образуют первый и второй волноводы.

3. Корпус по п.1, дополнительно содержащий

конечный элемент, расположенный на концах пары волноводов и имеющий поверхность, образующую третий волновод;

причем первый, второй и третий волноводы образуют встроенную акустическую линию передачи.

4. Корпус по п.1, в котором передающий материал переменной плотности содержит первый передающий материал переменной плотности, прикрепленный к наружным поверхностям первой группы стенок и/или второй передающий материал переменной плотности, прикрепленный к внутренним поверхностям второй группы стенок, с образованием прохода в замкнутой камере.

5. Корпус по п.1, в котором замкнутая камера плотно закрыта и имеет только одно вышеуказанное отверстие.

6. Корпус по п.1, в котором указанный передающий материал переменной плотности представляет собой уретановую пену с открытыми порами.

7. Корпус по п.1, дополнительно содержащий порт в одной из стенок первой группы.

8. Корпус по п.1, в котором передняя стенка, являющаяся общей для первой и второй группы стенок, содержит отверстие для установки громкоговорителя.

9. Система громкоговорителя с улучшенным полным акустическим сопротивлением, содержащая

первый футляр;

второй футляр, расположенный внутри первого футляра и образующий замкнутую камеру между внутренними поверхностями первого футляра и наружными поверхностями второго футляра;

отверстие, выполненное в первом футляре, соединяющее внутренний объем первого футляра с объемом замкнутой камеры;

передающий материал переменной плотности, прикрепленный по крайней мере к одной внутренней поверхности первого футляра и/или наружной поверхности второго футляра; и громкоговоритель, расположенный на стенке первого футляра.

10. Система по п.9, в котором громкоговоритель установлен по центру радиальной оси указанного отверстия.

11. Система по п.9, в котором передающий материал переменной плотности содержит уретановую пену с открытыми порами, прикрепленную к внутренним поверхностям первого футляра и/или наружным поверхностям второго футляра.

12. Система по п.9, в котором внутренние поверхности первого футляра и наружные поверхности второго футляра, образующие границы замкнутой камеры, образуют первый и второй волноводы, выполненные как встроенная акустическая линия передачи.

13. Способ уменьшения негативного влияния давления со стороны отраженных звуковых волн в корпусе громкоговорителя, содержащий шаги: в первой камере с помощью громкоговорителя создают звуковую волну; направляют звуковую волну через отверстие из первой камеры во вторую камеру корпуса громкоговорителя, причем вторая камера плотно закрыта за исключением наличия указанного отверстия; прямая звуковая волна сжимает передающий материал переменной плотности во второй камере, причем степень сжатия меняется в зависимости от частоты и интенсивности звуковой волны; и отражают звуковую волну обратно в первую камеру для уменьшения негативного влияния давления в корпусе громкоговорителя.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Звуковоспроизведение - громкоговорители

Предпосылки создания изобретения и уровень техники

Громкоговорители являются частью повседневной жизни и используются в бытовых, коммерческих, военных и научных применениях. Типичный громкоговоритель представляет собой электродинамический преобразователь и содержит мембрану некоторой глубины и диаметра или формы. Термин «электродинамический» описывает преобразователь, который двигается в положительном и отрицательном направлениях, реагируя на источник переменного напряжения, чтобы воздействовать на находящиеся рядом молекулы воздуха. В настоящее время громкоговорители этого типа считаются предметом потребления, они дешевы и разнообразны. Обычно они всегда монтируются на передней панели как части существующего изделия или конструкции в корпусе некоторого вида для удобной защиты; иногда используется специальная камера (корпус) для улучшения воспроизведения низких звуковых частот.

Одной из самых больших проблем является то, что по своей природе динамик обеспечивает полное акустическое сопротивление лишь в узком диапазоне частот, в зависимости от его размера. Динамик небольшого размера имеет неподходящее полное акустическое сопротивление на нижних частотах, а для динамиков большого размера справедливо противоположное. Корпус также подходит только для узкого диапазона частот, а на других частотах ведет себя неблагоприятным образом, создавая множество некогерентных внутренних стоячих волн, которые создают на мембране поле несимметричных колебательных воздействий. Эти хаотичные внутренние модуляции искажают картину естественного излучения динамика и создают электрическое обратное воздействие на источник с усилением (реактивность). В настоящее время попытки свести к минимуму эту проблему для усилителя и ее воздействие на качество звука сводятся к примитивной простой схеме питания и к применению проводов большого сечения. Другой проблемой является разница акустических сопротивлений, имеющая место с разных сторон мембраны динамика. Мембрана должна действовать одновременно в двух различных акустических средах, так как корпус создает стоячие волны, которые непрерывно изменяют полное акустическое сопротивление динамика в большей части его частотного диапазона. Волны, отражаемые из помещения, приводят к дополнительному изменению полного акустического сопротивления динамика с уменьшением частот пропорционально размерам помещения. Маленькие корпуса намного хуже из-за еще более высоких частот, отражаемых внутри, и из-за нехватки низкочастотных свойств. Два одинаковых динамика будут звучать по-разному только за счет разных корпусов. Эта проблема считается в этой области техники относящейся в большей степени к громкоговорителю среднего диапазона и обусловила создание блоков с твердой сеткой за мембраной. Это может предотвратить создание хаотичных стоячих волн от других динамиков, но создает чрезмерное противодавление в диапазоне частот, генерируемых самим динамиком среднего диапазона. Это приводит к тому, что динамик имеет разные акустические сопротивления на разных рабочих частотах и не создает естественный звук.

Размеры динамика громкоговорителя определяют определенный диапазон частот, что делает невозможным решение задачи обеспечения единого размера для всех частот, когда требуется прослушивание в широком диапазоне. Целью является создание громкоговорителей минимальных необходимых размеров с надлежащим уровнем громкости с одновременным сохранением качества представления звука во всем диапазоне частот, малых искажений, широкого постоянного излучения и низкой стоимости. Если бы кто-нибудь решил изучить ситуацию, то она показалась бы парадоксальной, требующей компромиссного решения и использования множества динамиков, работающих на единую акустическую цель. Это отражено в текущей конструкции громкоговорителя с компромиссом теории и практики в попытке создать субъективно приемлемые громкоговорители, хотя целью должна быть объективность.

Требование использования одного динамика определяет компромиссное решение, благоприятное для низких или высоких граничных частот в попытке сохранить качество в средних диапазонах. Ухо человека более чувствительно к высоким частотам, но комбинация ухо - мозг предпочитает слышать все частоты спектра без искажения фазы или частоты для прерывания потока энергии события, в противном случае звук будет казаться искусственным. Воспроизведение звука предназначено обычно для одной из двух целей: связь и развлечение. Для последней цели требуется хороший звуковой баланс и распределение, чтобы сбалансировать энергию в пространстве прослушивания.

Продолжающиеся попытки улучшить воспроизведение звука с предсказуемыми результатами в реальных условиях в значительной степени зависят от решения дилеммы с корпусом. Инженеры считают корпус динамика необходимым злом или возможностью использовать преимущества имеющейся обстановки, однако применение корпуса, как объяснено в заявке, находящейся на рассмотрении, обеспечивает благоприятную рабочую среду для проявления истинного качества динамика. Результатом является исключение непрогнозируемого поведения, объективное восприятие звука, упрощенная конструкция громкоговорителя и предсказуемые результаты для меняющихся акустических ситуаций.

Описание изобретения

Техническая проблема

Динамик громкоговорителя действует лучше всего, если вся электрическая энергия на его входных клеммах преобразуется в движение без механических задержек или акустических фазовых искажений. Одновременное движение всей излучающей зоны поверхности является условием для надлежащего излучения акустической энергии динамиков громкоговорителя, если она охватывает весь диапазон звуковых частот или его часть. Существуют конструкции громкоговорителей, которые пытаются обеспечить это экзотическими непрактичными способами, оказывающих только незначительный эффект. Всегда выбирался легкодоступный конический динамик из-за его низкой стоимости и относительной простоты его изготовления с обеспечением различных размеров и форм. Хотя он распространен и обычно действует удовлетворительно в обычных применениях, однако возможность преобразователя динамика точно воспроизводить звук в широком диапазоне частот без непредсказуемого поведения сильно ограничена. Именно это непредсказуемое поведение делает все попытки улучшить характеристики динамика дорогостоящими и имеющими минимальный эффект. Здесь представлен практический способ улучшения характеристик базового динамика, позволяющий даже очень малым динамикам функционировать в применениях, ранее считавшихся невозможными для них. Хотя характеристики динамика, представленного на рынке бытовых товаров, являются основной целью данного изобретения, в рамках реализации описания указаны также его преимущества по сравнению с экзотическими типами конструкций громкоговорителей.

Существующий рынок громкоговорителей не занимается сфокусировано и целенаправленно исследованиями и разработкой изделий для различных областей промышленности, которые используют громкоговорители для разных целей. Без такого фокусирования внутренние индивидуальные отличительные особенности, связанные с существующими базовыми технологиями громкоговорителей, обуславливают существование многочисленных не вызывающих возражений модификаций изделий технически необоснованных. Потребительские системы с высоким качеством звучания в настоящее время показывают техническую слабость существующего уровня техники при необоснованных притязаниях на усовершенствование качества звука за счет дорогостоящих неоптимальных процессов или вспомогательных компонентов. Если бы даже эти непрактичные и обычно неэффективные подходы имели технический успех, они все равно вряд бы смогли бы найти широкое применение в великом множестве применений громкоговорителей. Предлагаемое изобретение относится к усовершенствованию основных характеристик динамиков громкоговорителя и к неисследованным до этого времени областям технических требований к громкоговорителям, которые улучшают их действие, тем самым позволяя исключить многие неэффективные подходы к техническим акустическим проблемам. При использовании предлагаемой технологии было разработано и выведено на рынок одно изделие с миниатюрным громкоговорителем, использующее динамик диаметром 3 дюйма, причем его характеристики на 80% покрывают требования к громкоговорителям на многочисленных рынках при использовании в одиночных или комбинированных блоках с сохранением при этом очень низкой стоимости системы и низких производственных расходов. Рыночный ассортимент охватывает применения от обычных двухканальных стереосистем прослушивания с высокой разрешающей способностью до многоэлементных коммерческих систем воспроизведения звука. Основная цель настоящего изобретения - обеспечить платформу для разработки громкоговорителей, которая обеспечит общее улучшение и воспроизводимые объективные характеристики громкоговорителей в этой области техники.

Техническое решение

Заявленное изобретение относится к громкоговорителям, в частности к способам улучшения качества воспроизведения на очень низких, низких, средних и высоких частотах с уменьшением относительных размеров корпуса, стоимости системы и зависимости качества их работы от акустических свойств помещений. Усовершенствования касаются способа заключения динамика в корпус, позволяющего устранить зависимость полного акустического сопротивления от характеристик окружающей акустической среды и позволяющего небольшим динамикам практически одинакового диаметра действовать подобно блокам полного диапазона или сабвуферам, которые действуют с блоками полного диапазона, в основном, для расширения характеристики в самые нижние регистры частотного спектра. Хотя целью этих применений являются небольшие громкоговорители, данный способ относится к применениям со звуковоспроизведением низких частот, полного диапазона или поддиапазона низких частот с целью улучшения характеристик больших динамиков, а также динамиков средних частот и высоких частот. Обращение основного внимания действию в низкочастотном поддиапазоне обычно предусматривает использование порта или рупора для уменьшения движения мембраны вблизи максимально низкочастотного диапазона выходного сигнала. Динамики большего размера будут воспроизводить больше низких частот с меньшим движением мембраны, но будут менее благоприятны для режима прямого излучения в полном диапазоне из-за ограниченных высокочастотных возможностей. Низкие частоты могут прямо излучаться в одной реализации или излучаться через порт или рупор в альтернативной реализации. ВАЛП поддерживает постоянное внутреннее давление в корпусе в требуемом диапазоне частот; в корпусе упорядоченные стоячие волны обуславливают линейное смещение воздушного объема, что приводит к более точному движению мембраны динамика внутри корпуса. Этот результат достигается, когда сигналы с относительно большой длиной волны способствуют ВАЛП, создавая полезные стоячие волны, чтобы нагрузить мембрану динамика путем модуляции основной воздушной массы в корпусе в реальном времени. Все длины волн существуют в пределах некоторой конечной длины внутри линии частично или полностью, что определяется переменной динамической плотностью воздуха. Любое давление, создаваемое динамиком, приводит к динамическим колебаниям молекул в ВАЛП, что создает нужные стоячие волны, которые легче и точнее смещают мембрану, чем начальное только электрическое воздействие. Это усиленное физическое смещение является результатом возбуждения звуковой катушки динамика электрическим источником, модулируемым динамическими стоячими волнами, которые он создает внутри ВАЛП. Такая предсказуемая внутренняя картина нагружения превосходит все остальные внешние факторы, действующие на мембрану динамика, обеспечивая критическое демпфирование, оптимальное полное акустическое сопротивление на разных частотах и устойчивость к отражениям в помещении.

Преимущества

Кроме того, эта технология позволяет оптимизировать тип и размеры одного небольшого динамика для действия в полном диапазоне и в поддиапазоне низких частот с использованием небольших динамиков, обычно эффективных только в диапазонах высоких частот. Корпус, разработанный в соответствии с данной заявкой, обеспечивает полное акустическое сопротивление, требуемое для таких динамиков.

Описание чертежей

Фиг.1А и фиг.1В - это вид сбоку и вид спереди в разрезе предпочтительной реализации Встроенной Акустической Линии Передачи (ВАЛП) с Косвенной - Прямой Связью (КПС) согласно этому изобретению.

Фиг.2 - это вид в разрезе корпуса с такими же наружными размерами и из такого же материала, как корпус на фиг.1, без признаков ВАЛП.

Фиг.3 - это вид сбоку в разрезе ВАЛП с КПС, показанной на фиг.1, согласно изобретению, где показаны стороны и видна выступающая часть.

Фиг.4А и фиг.4В - это вид в разрезе спереди и сбоку ВАЛП с КПС, показанной на фиг.3, согласно этому изобретению с добавленным к корпусу отражательным портом.

Фиг.5 - это вид в разрезе предпочтительной реализации ВАЛП с Прямой Связью (ПС) согласно этому изобретению.

Фиг 6 - это вид в разрезе предпочтительной реализации ВАЛП с ПС, физически объединенной со стандартным корпусом с отражателем низких частот без поглощения.

Фиг.7 - это упрощенный чертеж, на котором выделены признаки, необходимые для иллюстрации применения технологии ВАЛП с плоскими динамиками.

Фиг.8А - это упрощенный чертеж, на котором выделены признаки, необходимые для иллюстрации многоканальной системы ВАЛП с КПС с разделением частот.

Фиг.8В - это упрощенный чертеж, на котором выделены признаки, необходимые для иллюстрации группы корпусов КПИ или ККИ для ВАЛП с целью повышения СПЛ в одном диапазоне.

Фиг.9 - это упрощенный чертеж, на котором выделены признаки, необходимые для иллюстрации применения технологии ВАЛП с устройствами связи рупора.

Фиг.10 - это упрощенная иллюстрация вида сбоку в разрезе предпочтительной реализации системы динамиков, показанной на фиг.1, в которой порт заменен пассивным излучателем, смонтированным на передней панели вместе с динамиком. На этом чертеже показаны ссылки на части, относящиеся к этому режиму работы.

Фиг.11 - это упрощенная иллюстрация работы системы, показанной на фиг.1, в режиме полосового фильтра, на которой показан акустический фильтр нижних частот, присоединенный к передней стороне динамика, использующего порт для излучения звука. Имеются ссылки на части, значимые для этого режима работы.

Фиг.12А, фиг.12В, фиг.12С и фиг.12D - это графические представления режимов, раскрытых в описании с соответствующими обозначениями.

Фиг.13А, фиг.13В, фиг.13С и фиг.13D - это графические представления режимов, согласно описанию, с соответствующими обозначениями.

Фиг.14А, фиг.14В, фиг.13С, фиг.14D и фиг.14Е - это графические представления режимов, согласно описанию, с соответствующими обозначениями.

Наилучший режим

Во всем этом документе имеются ссылки на конкретные позиции, чертежи, указания, фразы и значимые слова. Позиции будет появляться в первый раз с жирной начальной заглавной Буквой, а потом в виде сокращения жирным шрифтом, представляющим указание, в нижеследующем тексте. Жирная заглавная первая буква и сокращение могут появляться и далее для напоминания. Для распознавания некоторые важные выражения могут быть подчеркнуты. Некоторые термины также могут иметь значение в этом документе, но не иметь прямого отношения к отличительному признаку, и они не будут выделены или подчеркнуты в этом режиме. На фиг.1 представлена предпочтительная реализация заявленного изобретения. На фиг.1А и фиг.1В представлены вид сбоку и вид спереди полного узла динамика в Корпусе с Прямым Излучателем (КПИ) 29, конструкция которого соответствует этому изобретению. Теорема Бернулли для потока текучей среды гласит, что должен существовать перепад давлений, чтобы текучая среда текла из контейнера через выпускное отверстие в область, находящуюся под давлением, аналогичную контейнеру. Это просто означает, что, если громкоговоритель должен создавать звуковую волну (волну текучей среды), то должен существовать перепад давлений между его мембраной и атмосферным давлением, и этот перепад должен быть надлежащим для всех частот и всех акустических условий. Все динамики, рассматриваемые в этом изобретении, являются двунаправленными в том смысле, что они излучают звук с обеих сторон мембраны. Одна сторона Мембраны Динамика (МД) 3 должна быть динамически изолированной от Атмосферного Давления (АД) на всех частотах в своем диапазоне независимо от изменений АД. Динамическая изоляция означает изоляцию от АД в движении, а не статическую изоляцию.

На фиг.1А показан вид сбоку в разрезе корпуса КПИ 29 с Встроенной Акустической Линией Передачи (ВАЛП 5) с Косвенной Прямой Связью (КПС), конструкция которой предназначена для приема воздушного давления через свою горловину 6 за динамиком 41, смонтированным на передней панели 7, но демпфированным воздушной камерой 10, показанной на фиг.1А. ВАЛП 5, в отличие от традиционных линий передачи, имеет горловину и отверстие в одной точке за счет совмещения. КПС означает, что волна, входящая в ВАЛП 5, входит через воздушную камеру 10 некоторого относительного объема, так что ее влияние на МД 3 будет косвенным, но все же корректирующим ее объем в реальном времени. ВАЛП 5 состоит из волновода 20 внешнего корпуса 1 и волновода 21 внутреннего корпуса 2, разделенных распорками 9. ВАЛП 5 можно увеличить, используя волновод 21 на боковых стенках корпуса, являющихся элементами конструкции внутреннего корпуса, одновременно с увеличением волновода 20. Эти удлинения ВАЛП 5 обозначены как 20А и 21А и позволяют ВАЛП 5 действовать на меньшей частоте, чем 20 и 21 по отдельности, но они обычно связаны с размером динамика 41. ВАЛП 5 герметизирована конечным элементом 13, который принимает волну на одном конце ВАЛП 5, изменяет ее направление на противоположное и создает Динамические Стоячие Волны (ДСВ) в горловине 6, расположенной в центре (от каждого угла), как видно на фиг.1В. Термин горловина, определяющий позицию 6, обозначает, что отраженная волна имеет точку выхода в той же точке, что и точка входа волн. Тот факт, что входящие/исходящие волны могут накладываться друг на друга, определяет этот уникальный принцип обратной связи по давлению. Объем воздуха в ВАЛП 5 всегда меньше относительно рабочего объема камеры 10 на фиг.1 или 19 на фиг.6, и его нельзя путать с любым типом закрытого корпуса полосового фильтра. Габаритные размеры можно дополнительно уменьшить, используя способы создания миниатюрных конструкций для усиления выходного сигнала небольших динамиков в небольшом пространстве, а также конструкций громкоговорителей для высоких частот OEM, в которых обратную волну собирают и возвращают в качестве полезной стоячей волны. Размеры объемов можно уменьшать или увеличивать по мере необходимости, и ВАЛП 5 можно многократно изгибать, чтобы увеличить ее длину по мере необходимости, если 20А и 21А имеют недостаточную длину.

ВАЛП 5 имеет оболочку из Передающего Материала Переменной Плотности (ПМПП 4), который в предпочтительной реализации является уретановой пеной с открытыми порами, которая при нормальной плотности воздуха и при высоких частотах инертна, случайно принимая новые частицы воздуха, но на нижних частотах при приложении давления позволяет расширяться дополнительным молекулам воздуха в пределах своей пористой структуры в поисках объема, но которые вместо этого теряются при рассеянии тепла. Этому процессу свойственны потери, поэтому ДСВ и демпфирование Резонансного Пика Динамика (РПД) соответствуют показанным на фиг.12В А и фиг.12D С, а фиг.12В - это кривая полного сопротивления предпочтительной реализации. Демпфирование - это термин, определяющий способность колеблющегося тела немедленно прекратить движение при прекращении действия фактора, вызывающего движение.

Относительно высокочастотная волна, входящая в горловину 6 ВАЛП 5, должна быть на расстоянии всего нескольких дюймов от мембраны динамика 3, чтобы достичь своей длины волны при нормальной плотности воздуха. Здесь стандартный корпус в примере на фиг.2 имеет в глубину всего несколько дюймов, что означает, что любая волна с частотой менее 10 кГц почти сразу же будет отражаться внутри корпуса. На фиг.2 представлен корпус с воздушным объемом 11 и размерами, идентичными показанным на фиг.1, но без элементов 2 и 4 этой конструкции. Волны, идущие по линиям потока 15, входят в горловину 6 ВАЛП 5 и идут через ВАЛП 5, почти сразу же просто взаимодействуя с порами на поверхности удлинения ПМПП 4, пока не достигнут конечной точки 13, которая тогда отражает волну обратно к мембране динамика 3. В горловине 6 на входе ВАЛП 5 будут наблюдаться пучности и впадины (ДСВ), которые перекрываются и оказывают влияние на давление в камере 10 за динамиком 41 и считаются избыточным давлением относительно АД. ВАЛП 5 с уменьшением частоты относительно начальной будет поддерживать постоянное избыточное давление на мембране динамика 3 из-за состояния ДСВ в воздушном пространстве 8 и состояния ДСВ, обусловленного перемещением в глубину, показанным линиями потока 14. В ходе проникновения волн переменной длины/интенсивности в более глубокие слои пористой структуры ПМПП 4 они создают отдельные ДСВ и тем самым динамически усиливают перемещение мембраны динамика 3. Отдельные созданные ДСВ накладываются и создают общую ДСВ при одновременном наличии множества частот (наложение). Волноводы 20, 21 должны оставаться близко друг к другу, чтобы удерживать энергию волн, одновременно направляя их к конечному элементу 13. Здесь в предпочтительном примере 20, 20А, 21, 21А расположены, соответственно, с разнесением 12 мм и 9 мм, и эти значения несколько варьируются в зависимости от диаметра динамика и назначения системы. Динамик 41 будет ощущать воздействие этих ДСВ на свое полное акустическое сопротивление, так как перепад давления относительно атмосферного сохраняется с частотой. ДСВ являются результатом взаимодействия меняющихся частот, упругой деформации динамика и сопротивления материала ПМПП 4 воздействию звуковой энергии, поступающей на него. Результирующее взаимодействие этих трех переменных поддерживает давление в камере 10 постоянным с изменением частоты, в то время как скорость перемещения динамика остается линейной. Внутреннее давление в камере 10 будет обусловлено всеми ДСВ, возникшими в результате воздействия входного сигнала звуковой катушки 28 и начального перемещения МД 3, статического давления 10 и избыточного давления, созданного в ВАЛП 5. Это результирующее составное давление постоянно, зависит от интенсивности и длины волны в ВАЛП 5 и определяет перемещение МД 3.

Длина ВАЛП 5 прямо связана с ее низкочастотной границей воздействия, что ясно видно на кривых на фиг.12В и 13А. На фиг.12В показана зависимость полного сопротивления акустической системы, показанной на фиг.1, от частоты. На этом графике полного сопротивления имеется два пика: большой пик А - это ДРП при 150 Гц и пик В при 500 Гц, который представляет собой пик полного сопротивления при ¹/₄ волны ВАЛП 5, показанной на фиг.1. На фиг.13А представлена частотная характеристика для случая, когда корпус, показанный на фиг.1, удлинен на 2 см и преобразован в корпус, показанный на фиг.3. Увеличение глубины корпуса на 2 см на фиг.3 вызывает появление на фиг.13А нового пика Е у ВАЛП 5 при 400 Гц, вызывающим смещение вниз на 100 Гц частоты ¹/₄ волны в горловине ВАЛП 5 для преобразования в ДСВ. Частота главного резонанса динамика на фиг.3 существенно не изменяется при увеличении камеры 10, как видно на 40 фиг.13А. На этом графике частотной характеристики Q на фиг.14Е для фиг.3 видно также начало подъема выходного сигнала на частоте 400 Гц, а не 500 Гц для плоского корпуса на фиг.1. На фиг.12D (которая представляет стандартный корпус 29 В закрытого типа, как показан на фиг.2, с таким же динамиком) можно видеть большой пик С, но без надлежащим образом демпфируемого (регулируемого) пика А полного сопротивления для пика В ВАЛП 5, как на фиг.1 или фиг.3. Изменение объема 10 мало влияет на резонансную частоту С динамика 41, что показывает эффективность ВАЛП 5 в задержке волны на таком коротком расстоянии. Демпфирование МД 3 улучшает полное акустическое сопротивление для наклона уменьшения низких частот для обеспечения более глубокого расширения в диапазоне низких частот и лучших общих переходных характеристик. Пик В 500 Гц ВАЛП 5 на фиг.12 В представляет собой наименьшую частоту, которая будет приподнята ВАЛП 5 на фиг.1 для коррекции спада выходного сигнала (сравнить фиг.12А - фиг 12С) МД 3, который наблюдается при частоте свыше нормальной резонансной частоты С корпуса динамика и точки, в которой ВАЛП 5 начинает демпфировать состояние колебания рядом с резонансной частотой динамика А на фиг.12В, на этой частоте и ниже ее.

Кривая полного сопротивления фиг.12D для фиг.2 показывает то же самое положение для резонансной частоты С динамика, как на фиг.12В для фиг.1 и на фиг.13А для фиг.3. Кривая на фиг.12D четко показывает этот пик С, наблюдаемый на частоте 150 Гц, и, если сдвинуться немного выше этой точки, не показывает пика В ВАЛП 5, как на фиг.12В, 13А и 13В. Если посмотреть на кривую U на фиг.12А для фиг.1, то на ней виден подъем выходного сигнала, начинающийся с 500 Гц или в той же точке, что и пик В полного сопротивления ВАЛП 5 на фиг.12В. Все частоты выше этого пика показывают повышение выходного сигнала, развивающее усиление для увеличения и поддержания плоской частотной характеристики. Это повышение эффективности составляет в среднем 6 дБ для данного конкретного примера при усреднении нескольких точек от 500 Гц и выше. Единственным способом сделать это является обеспечение постоянного давления изнутри корпуса для поддержания надлежащей реакции МД 3 с ростом частоты. Этот процесс не изменяет параметры звуковых характеристик динамика 41, только эффекты, которые производят на это действие масса и хаотичные внутренние стоячие волны. Пик частоты UU при 500 Гц на фиг.12А для фиг.1 не существует на графике на фиг.12С для фиг.2 и не растет при 10 кГц. В точке ТТ при 500 Гц на фиг.12С имеется впадина и только небольшой незначимый пик, а потом спад характеристики.

Колеблющийся объект испытывает максимальное перемещение при резонансе и меньшее перемещение при частотах выше и ниже этой частоты при одном и том же воздействии. Выход (скорость) уменьшается значительно быстрее при частоте ниже резонансной из-за упругой деформации, а при частоте выше резонансной уменьшается медленнее из-за массы. Потеря выхода при частоте выше резонансной прямо связана с массой (так как масса влияет на ускорение МД 3, что требуется на высоких частотах), в то время как ДСВ в ВАЛП 5 прямо связаны с частотой и увеличивают давление для компенсации потерь и поддерживает давление постоянным с ростом частоты. ДСВ, возникающая внутри у горловины ВАЛП 5, обеспечивает избыточное давление в реальном времени, сглаживаемое через объем воздуха в камере 10, как может требоваться для каждой частоты, причем составная волна поддерживает передачу максимального сигнала относительно атмосферного давления. Хаотичные стоячие волны, существующие в корпусе на фиг.2, искажают картину излучения, создавая некоррелирующие давления в различных частях МД 3, воздействующие на ее фазовые характеристики. Разработчики динамиков для громкоговорителей при определении параметров своих изделий не могут точно указать воздействие корпусов в реальных условиях использования. Технические методы, разработанные для прогнозирования колебательных характеристик и излучения для любого заданного диаметра динамика, бесполезны, если разрешить хаотичным внутренним стоячим волнам в корпусах изменять картину излучения МД 3. Это одна из основных причин, по которой разработчики ищут решение для обеспечения стойкости МД 3 к искажениям, вызванным этой непредсказуемой ситуацией, в различных типах подвесок 27 и конструкционных материалах для МД 3. Эти искажения обусловлены хаотичными стоячими волнами, которые являются динамическими и связанными с корпусом 1, сигналом и уровнем источника. Если нужно поддерживать постоянными или улучшить характеристики динамика, то энергия волн, приводящая к созданию хаотичных стоячих волн, должна быть коррелированной, а не фиксированной, как в существующих конструкциях динамиков. Устранение хаотичных внутренних стоячих волн и создание полезных когерентных волн позволяет динамику 41 действовать в среде, которая поддерживает избыточное динамическое давление с частотой, связанной со статическим ATM. Результатом этого акустического вторичного внутреннего избыточного давления является уменьшение искажений мембраны в результате воздействии корректирующего давления на всю поверхность с целью сокращения эффектов режимов пространственных искажений при передаче. Именно эти режимы искажений генерируются при возбуждении звуковой катушки 28. Начальное возбуждение катушки 28 приводит к движению МД 3, к изгибанию всех материалов и к физической передаче механической энергии по направлению к краям МД 3 в виде физических волн. На наружных краях МД 3 имеется гибкий материал 27 некоторого типа, который окружает и удерживает мембрану, чтобы обеспечить общее перемещение всего движущегося узла при его возбуждении звуковой катушкой 28. Нужно, чтобы энергия, двигающаяся по механическому тракту конусов, переходила в материал мембраны и в виде кинетической энергии в окружающий материал 27, что и происходит в большинстве случаев. Мембрана и окружающий материал 27 не поглощают всех волн, и некоторые из них отражаются обратно к центру или к исходной точке. При этом волны, когерентные и некогерентные, физически сталкиваются в материале МД 3, что приводит к существованию на поверхности МД 3 зон положительных и отрицательных стоячих волн, которые изменяют картину излучения. Эти типы картин излучения можно наблюдать и учитывать на этапах технической разработки, и понимание их, возможно, приведет к созданию динамика 41 с более высокими характеристиками. ВАЛП 5 сведет к минимуму слышимость этого типа режимов искажений, но не исключит их.

Чертеж на фиг.4 представляет корпус ККИ 29, показанный на фиг.1 или на фиг.3, с дополнительным портом 17 для усиления низких частот. Добавление порта 17 не оказывает воздействия на ДСВ у горловины 6, которые сохраняют высокие частоты в ВАЛП 5, основным назначением которой в этой реализации является компенсация массы, которая приводит к потере сигнала при частоте выше резонансной частоты динамика 41. ВАЛП 5 обеспечивает критическое демпфирование для МД 3 для повышения стабильности на низких частотах по сравнению с фиг.12В для фиг.1 и фиг.12D для фиг.2. Эти графики полного сопротивления показывают, что резонансная частота остается почти одинаковой для обоих корпусов, однако пик А на фиг.12В показывает надлежащее демпфирование МД 3 при приближении к регулируемому амплитудному коэффициенту для плавной расширенной низкочастотной характеристики и параметров, в то время как график полного сопротивления на фиг.12D показывает, что динамик 41 имеет высокий острый резонансный пик, показывающий резкий свободный резонирующий звук. Это состояние с высокой степенью демпфирования поддерживается на фиг.13В для фиг.4 с портом 17, добавленным для расширения характеристики на нижних частотах. График полного сопротивления на фиг.13В имеет три отчетливых пика, пик порта F и седло G (резонансная частота корпуса) перед резонансным пиком Н динамика, что показывает отражательный режим хорошо демпфированного динамика 41, для которого одновременно наблюдается подъем высоких частот, начиная с 400 Гц. При сравнении с динамиком на фиг.2 с графиком полного сопротивления, показанным на фиг.120, динамик 41, показанный на фиг.4, имеет три пика с фиг.13В, показывающих повышение выходного сигнала на частотах выше и ниже резонансной частоты Н динамика из-за регулируемых стоячих волн. Наблюдая положение пика I на фиг.13В по частоте, обусловленного избыточными внутренними давлениями ВАЛП 5, можно ясно видеть, что этот график соответствует графику для корпуса с портом на фиг.4 глубиной 9 мм и, как описано ранее, занимает на графике позицию 400 Гц. Пик Н динамика и пик I ВАЛП 5 на графике полного сопротивления на фиг.12 при частоте 400 Гц остался в той же позиции, показывая систему динамиков с высоким приложенным давлением, которая имеет расширенные (надлежащим образом демпфированные и расширенные) низкие частоты и (управляемые по скорости) верхние частоты. На фиг.10 показана упрощенная иллюстрация с использованием подходящего пассивного излучателя 30 вместо порта для совместного действия с динамиком 41 с целью расширения очень низких и низких частот. При использовании пассивного излучателя 30 должно сохраняться герметичное состояние акустической системы, однако все конфигурации не получают преимуществ от этого типа резонирующей системы. Для пассивных излучателей 30 обычно требуется большая монтажная площадь, и она была бы пригодна для системы больших размеров с большей имеющейся площадью акустического экрана 7. Пассивный излучатель 30 в конфигурации ВАЛП 5 будет сохранять такие же общие характеристики, как система с портом, если он надлежащим образом отрегулирован и имеет график, аналогичный графику на фиг.13В. Другая комбинация для КПИ 29 состоит в соединении передней части динамика 41 с акустическим фильтром нижних частот, как на фиг.11. Порт 17 или пассивный излучатель 30 могут действовать как акустический фильтр нижних частот вместе с воздушной массой 31. Здесь ВАЛП 5 обеспечивает приложение постоянного давления, демпфирование, увеличенный выход в верхней части нижних частот и управление, в то время как порт 17 обеспечивает нагрузку для корпуса при помощи объема воздуха 31, уменьшая ход МД 3, если принять во внимание герметичность воздушной камеры 10 и более высокое демпфирование. Конструкция будет иметь три пика полного сопротивления, как и другие конструкции ВАЛП 5 с портами, один перед, а другой за ДРФ. Опять, как и в описанном ранее примере, может существовать пассивный излучатель 30 для резонирования новой воздушной массы 31, существующей перед динамиком 41 при его монтаже, по крайней мере, на одной стенке дополнительного корпуса 32. ВАЛП 5 с КПС действует как идеальное устройство согласования полного сопротивления практически для любого традиционного типа динамиков и способа приложения давления. Она создает два диапазона повышенного давления для использования частот выше и ниже резонансной частоты динамика. Частоты выше резонансной частоты могут непосредственно излучаться как для полного диапазона, или же МД 3 может быть вставлен в акустический фильтр нижних частот для фокусировки на диапазоне очень низких частот.

Любой динамик имеет оптимальный рабочий диапазон частот, наиболее пригодный для звуковоспроизведения. Было бы очень трудно, если, вообще, возможно, получить идеальное воспроизведение одного динамика 41 в диапазоне 20-20000 Гц, особенно на большой мощности. Отдельные оптимизированные корпуса КПИ 29 ВАЛП 5 могут использовать свои преимущества на узких звуковых диапазонах так, чтобы оказывать помощь динамику в оптимальном для него диапазоне.

С целью разделения звуковых диапазонов для использования оптимальных динамиков в каждом диапазоне на фиг.8В - 19Н, 19М, 29L, 29VL используют индивидуально оптимизированные корпусы ВАЛП 5, или с целью повышения уровня звука в одном диапазоне на фиг.8А - 29А, 29В, 29С, 29D нескольких корпусов ВАЛП 5, работающих в одном и том же частотном диапазоне, или же для обоих применений одновременно. Эти типы действия усиливаются за счет избыточного давления за каждым динамиком и их сопротивления оказанию воздействия на мембраны друг друга. Традиционно малое расстояние между динамиками дает многочисленные непредсказуемые эффекты, так как хаотичный характер отдельных внутренних и внешних стоячих волн еще более изменяет картину излучения. Когерентный выход корпусов ВАЛП 5 объединяется в многоканальных динамиках, чтобы обеспечить более плавный и безлепестковый переход от одного динамика к другому. Когерентный выход объединенных усиливающих динамиков в виде группы или линейного массива будет действовать согласно разработанной для них теории. Можно использовать специальный корпус 16 для надлежащей регулировки блоков КПИ 29 для применения.

Можно также использовать ВАЛП 5 в сочетании с экзотическими акустическими преобразователями, как показано позицией 29А на фиг.7, например, с электростатическими и динамическими мембранами плоского типа. Обычно плоские панельные громкоговорители излучают неограниченные двунаправленные волны из-за отрицательного воздействия, которое оказывает корпус или близкие стенки на одну сторону чувствительной мембраны. Хаотичные отраженные стоячие волны наносят еще больший вред из-за большой площади поверхности мембраны, необходимой для генерации значимых уровней звука для этих типов. Фиг.7 - это упрощенная иллюстрация, на которой показаны важные основные части для использования ВАЛП 5 с этими громкоговорителями плоского панельного типа. ВАЛП 5 будет состоять из тех же основных деталей, какие показаны в качестве варианта динамика 41, только будут использованы плоские панели и будут регулироваться некоторые другие параметры, связанные с конструкцией ВАЛП 5. Некоторые типы экзотических динамиков подходят к КПС ВАЛП 5 и могут использовать только его; именно это относится к плоскому динамику МД 3. На фиг.9 показано использование дополнительного устройства с рупором 42, механически соединенным с корпусом 29 ВАЛП 5 с КПС для обеспечения дополнительного улучшения передачи. Рупоры обычно используются для повышения громкости, расстояния слышимости и иногда для обеспечения направленности в конкретную зону с одновременным экранированием других. Плотное соединение дополнительного рупора с МД 3 динамика 41, обычно находящегося в корпусе, показанном на фиг.2, создает интенсивное отражение обратно на МД 3. Обычно динамик 41, соединенный с рупором, постоянно страдает от искажений, так как эти отраженные параметры акустически усиливаются, что ведет к взаимодействию отражений звуковых сигналов колоколообразного типа на поверхности МД 3. Может оказаться необходимой фазовая вилка 25 для доведения до максимума передачи давления в зависимости от типа мембраны. Этот же динамик 41, действующий с избыточным давлением в корпусе КПИ 29 с ВАЛП 5, обеспечит повышенную устойчивость к воздействию этих отражений, создавая намного более четкий выход при соединении с рупором хорошей конструкции.

ТОЛЬКО НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ С ПРЯМОЙ СВЯЗЬЮ

Традиционные громкоговорители должны иметь большие площади мембран и/или большую массу, чтобы создавать низкие частоты с одновременным обеспечением высокой относительной эффективности с малой шириной полосы. Существующие в настоящее время процессы воспроизведения низких частот являются эффективными по своей природе, так как они реализуются в динамике при его резонансной частоте или рядом с ней, что дает качество гулкого звука. Резонанс - это враг номер один готовой акустической системы, хотя этот параметр связан с реализацией любой системы динамиков. Режим работы ВАЛП 5 с ПС должен привести в соответствие полное акустическое сопротивление очень небольшого динамика для создания низких частот при средних уровнях СПЛ. Приведение в соответствие полного акустического сопротивления в нужном диапазоне частот - это первая проблема для уменьшения искажений на низких частотах, хотя если динамик небольшой, то проблемой становится также низкий уровень звука на выходе. Технология ВАЛП позволяет решить первую проблему с очень небольшими динамиками, которые могут создавать полезные значения низких частот для персонального динамика (при применении в небольшом пространстве), а также для динамика большего размера. В то время как разрабатываются большие динамики для воспроизведения низких частот, в существующих основных конфигурациях корпусов они акустически не согласованы с очень низкими частотами и имеют проблемы с резонансом и отражениями в помещении. ВАЛП 5 обеспечивает акустически нейтральные платформы корпусов с практичными размерами, которым свойственен низкий статический резонанс, расширенная низкочастотная характеристика и невосприимчивость к отражениям в помещении. Конструкции низкочастотных динамиков на базе корпусов ВАЛП 5 акустически сочетаются с любым типом динамиков, требующим расширения низких частот, и невосприимчивы к естественным отражениям в помещении за счет описанной ниже уникальной апериодической регулировки.

На фиг.5 представлено применение ВАЛП 5 в сочетании с динамиком 41 для генерации только очень низких частот, которое называется ВАЛП 5 с Прямой Связью (ПС). Конструкция ВАЛП с ПС очень похожа на конструкцию с КПС, за тем исключением, что она имеет отверстие горловины 6 большего размера, равного диаметру динамика, и компрессионную пробку 12, расположенную прямо перед динамиком 41. ВАЛП 5 имеет Прямую Связь (ПС) с динамиком 41 с минимальной площадью объема воздуха в камере 10 между динамиком и горловиной 6 ВАЛП 5. Динамик смонтирован передней стороной к горловине 6 ВАЛП 5, чтобы создать камеру высокого сжатия 10 для создания давления на динамике. В этом режиме на динамик 41 действует сжимающее давление, поэтому используют компрессионную пробку 12 для помощи прямому перемещению волн в ВАЛП 5, для минимизации завихрений потока воздуха у горловины ВАЛП 5 и для установления правильной площади горловины 6 для ВАЛП 5. Соединение с ПС полностью ставит динамик 41 под воздействие ВАЛП 5, и оно будет поддерживать установленные им частотные спектры. ПМПП 4 задает задержку проникновения волн в глубину, тем самым обеспечивая широкую полосу частот ДСВ. Более высокая часть нижних частот над резонансной частотой динамика 41 не изменяется так легко пористой структурой и будет поддерживать постоянное давление за счет ДСВ в ВАЛП 5 перед фактическим началом проникновения волн в глубину. Это можно видеть на фиг.13С и 14D. Частотная характеристика на фиг.13С представляет выход динамика 41 только для динамика ПС и ВАЛП 5, и можно видеть, что частотная характеристика имеет спад выходного сигнала 12 дБ/октаву, начиная с резонансной частоты динамика 41, и уплощенную характеристику над резонансной частотой почти до 400 Гц. Эта кривая представляет постоянное высокое избыточное давление на МД 3 относительно частоты и динамического давления, значительно превышающего атмосферное давление, для всех частот в полосе частот системы. При измерении на 100 Гц этот сигнал на МД 3 превышает на 40 дБ сигнал у горловины порта 17 после сборки системы. Эта кривая выходного сигнала представляет собой фактическую кривую для динамика 41 при измерении рядом с обратной стороной МД 3, когда к передней стороне МД 3 приложено избыточное давление за счет давления ДСВ в ВАЛП 5. В свободном воздухе будет иметь место та же картина, за исключением того, что спад 12 дБ/октаву будет начинаться с резонансной частоты динамика в свободном воздухе. Кривая S является опорной кривой высокого давления с предсказуемой скоростью спада, равной 12 дБ/октаву, и ее просто сформировать акустическим фильтром нижних частот, смонтированным на другой стороне конуса. Эта кривая S на фиг.13С также отражает предсказуемый уменьшающийся ход мембраны на более низких частотах, на который не влияет пассивная среда приложения низкого давления акустического фильтра нижних частот. Акустический фильтр нижних частот 18, предпочтительно отражательный корпус, будет еще уменьшать перемещение МД 3 в диапазоне низких частот (30 Гц - 60 Гц) и не требует инфразвукового фильтра для управления искажением в диапазоне инфразвука (<20 Гц). Акустический фильтр нижних частот 18, присоединенный к ВАЛП 5 динамика 41 на фиг.5, будет благоприятен для самых низких частот, даже хотя для этих частот наблюдается спад на кривой S фиг.13С. Спадающий выход 12 дБ/октаву на фиг.13С преобразуется в кривую R на фиг.13D для фиг.6, которая показывает подъем выходного сигнала 6 дБ/октаву, начиная с 70 Гц. Кривая на фиг.13С имеет место только тогда, когда динамик 41 находится в среде с высоким давлением, где будет резонировать корпус с незначительным воздействием на загрузку динамика постоянным высоким давлением. Это управляющее избыточное давление позволяет выходному сигналу на обратной стороне динамика иметь резонанс отражательного корпуса с акустическим объемом 19 при частотах на уклоне 12 дБ/октаву. Эффективность в диапазоне преобразования является умеренной относительно среднечастотной эффективности динамика, но все-таки она позволяет небольшому динамику с малой массой использовать свою быстро реагирующую мембрану для создания подходящих низких частот, определенных ВАЛП 5. Почти любой динамик 41 такого же диаметра, используемый с КПС таких же размеров, будет иметь кривые, показанные на фиг.13С и 13D, если он не будет слишком жестким. Избыточное давление ¹/₄ волны является составляющей массы в реальном времени, акустически прилагаемой к МД 3 для создания расширенной низкочастотной характеристики от динамика 41, что показано пиком R на фиг.13D для фиг.6. Масса динамика 41 и другие параметры оказывают влияние на искажение, эффективность и в некоторой степени на отсечку крайних частот, поэтому за счет выбора динамика 41 может быть обеспечено оптимальное действие определенной ВАЛП/определенного отражательного корпуса 291 на фиг.6. Эффективность ВАЛП/отражательной системы по-прежнему связана с фактической площадью МД 3 и возрастает для большого динамика 41, что нормально, так как будет перемещаться большее число молекул воздуха. Обычно низкочастотный выход больших динамиков 41 увеличивается относительно среднечастотного выходного сигнала, так как площадь мембраны, соответственно увеличивая массу, ограничивает выход на более высоких частотах. Выход низкочастотной системы ВАЛП 5 с ПС зависит от площади мембраны, а не от ее геометрической формы. Помещение прослушивания, обычно являющееся акустическим пространством с пространственным усилением, также благоприятствует низким частотам при их наличии. Кривая на фиг.14С представляет собой позицию удаленного микрофона при измерении системы низкочастотного поддиапазона на фиг.6. Помещение действует аналогично отражательному корпусу в смысле увеличения выходного сигнала на низких частотах звукового диапазона, как видно на кривой О на фиг.14С, за счет значительного увеличения усиления в октаве 15 Гц относительно соседних частот. На фиг.14А показано полное сопротивление для фиг.5 и 6. Кривые совмещены, чтобы показать, насколько незначительно отражательный корпус изменяет резонансную частоту и Q мембраны ВАЛП 5 под давлением, когда он присоединен. Это показывает, что избыточное давление в ВАЛП 5 определяет полное сопротивление динамика с незначительным воздействием на рабочие параметры динамика 41/ВАЛП 5 за счет добавления акустического фильтра нижних частот. На фиг.14А большой пик K представляет полное сопротивление динамика на фиг.5. Небольшой пик J, расположенный позади пика динамика L на фиг.14А, следует рассматривать как пик портов с традиционным отражательным корпусом, и выход будет быстро уменьшаться, когда частота приближается к этому пику. Этот пик представляет собой тот же пик ВАЛП 5, который наблюдался в пике полного сопротивления на фиг.12В, 13А, 13В, за исключением того, что он опущен ниже резонансной частоты динамика из-за плотного подсоединения ВАЛП 5. Показано, что пик ВАЛП 5 понижается с увеличением длины ВАЛП 5, причиной чего также является плотное соединение. Проникновение в глубину ASTM 4 больше при высоком давлении, что приводит к тому, что сигнал 1/4 волны появляется на мембране динамика под регулятором на корпусе. Наблюдается также, как показано на фиг.13D, что выход падает после основного пика ВАЛП 5, но плотное соединение будет нагружать динамик к частоте отсечки ВАЛП 5, равной примерной 15 Гц. Если внимательно посмотреть, то кривая выходного сигнала R на фиг.13D корпуса низкочастотного диапазона фиг.6 имеет максимальный выход при пике ВАЛП 5, равном 35 Гц, что является необычным свойством. Причину этого можно увидеть, если рассмотреть кривые на фиг.14D. На фиг.14D представлены фазовые кривые сабвуфера, показанного на фиг.6. Кривые наложены друг на друга, чтобы показать их связь. Кривая М представляет положение микрофона, очень близкое к мембране динамика на его граничной зоне поверхности 24, где будет показана кривая ВАЛП 5. Кривая N показывает выход в порте 17 этого же динамика низких частот на фиг.6; можно ясно видеть значительное смещение фазы, начиная с 55 Гц, частоты, близкой к частоте подстройки корпуса. Выходы МД 3 и порта 17 очень похожи до начала смещения фазы при частоте корпуса G на фиг.14А, что создает начальный подъем выходного сигнала, как показано на кривой R на фиг.13D в позиции G. Фазовая кривая М на фиг.14D динамика показывает обратное изменение, начинающееся рядом с этой же точкой 55 Гц, с небольшой впадиной, показанной на всей оставшейся фазовой кривой у динамика. Эта впадина представляет собой высокое давление, прилагаемое к МД 3 для создания изменения фазы у порта и соответствующего увеличения выхода. Это давление прилагается в то время, когда МД 3 находится под давлением корпуса для обеспечения максимальной эффективности. Давление на мембрану остается постоянным, как видно по плоской фазовой кривой до 55 Гц, и не изменяется даже тогда, когда пик ВАЛП 5 прилагает еще больше нагружает мембрану, чтобы увеличить выход. Результат обратной связи ВАЛП 5 и нагрузки корпуса создает эффективную акустическую низкочастотную систему, которая позволяет динамику практически любого диаметра создавать очень низкие частоты при эффективности, зависящей от обычного низкочастотного выхода динамика. Обычно она немного ниже эффективности на средних частотах и зависит от размера динамика.

Давление на рупор динамика для воспроизведения низких частот в рабочем режиме сжатия ПС может быть эффективным, если физическое пространство не является проблемой. Сильно нагруженный динамик 41 является хорошим кандидатом для связи рупора с окружающей средой, но требуются большие зоны расширения поверхности для поддержки запуска длинных волн. В некоторых случаях встроенные изделия в зданиях или крупных сооружениях позволят действовать частям конструкции в качестве волноводов рупора. В некоторых случаях изгибание требуемых волноводов позволит реализовать низкочастотный рупор даже корпусном варианте.

Конечно, как и с корпусами КПИ 29 ВАЛП 5, можно сконфигурировать множество блоков ККИ 291, чтобы увеличить выход в качестве объединенного когерентного источника, так как на фиг.8А звук будет ближе к теоретическому уровню 6 дБ за счет дублирования блоков. Это, а также прекрасная невосприимчивость к отражениям в помещении будет обеспечивать целостность источника. ККИ 291 можно также объединить, как на фиг.8В, чтобы пик ВАЛП 5 наблюдался в других диапазонах с целью доведения до максимума выхода в каждом диапазоне. Это обеспечит максимальный низкочастотный выход в более широком диапазоне.

Предпочтительный пример экстремального применения систем с КПС и ПС, используемых одновременно для единой звуковой системы, показан графиком на фиг.14В. Кривая на фиг.14В представляет звуковой диапазон от частоты ниже 35 Гц до 20 кГц с применением динамиков диаметром 3 дюйма, действующих в миниатюрных корпусах почти идентичного размера (<0,6 куб. футов) КПИ 29 и ККИ 291, как показано на фиг.1 и фиг.6. Ими являются левый динамик на фиг.1, правый динамик на фиг.1 и сабвуфер на фиг.6, который воспроизводит низкие частоты по обоим каналам. Динамик 41 диаметром 3 дюйма, как на фиг.1, является единственным кандидатом для системы этого типа, так как он сохраняет характеристики излучения, требуемые для небольшого громкоговорителя высоких частот или для динамика высоких частот, но имеет достаточную площадь мембраны, что дает ему возможность согласования полного сопротивления с ВАЛП 5 со связью ПС или КПС с целью охвата всего диапазона частот. Резонансная частота динамика в свободном воздухе обычно составляет 100 Гц, что слишком много для действия динамика низких частот, однако ВАЛП с ПС/отражательный корпус 291 охватывают диапазон от частоты ниже 35 Гц до 125 Гц, причем она согласуется с корпусом 29 ВАЛП с ПС, использующим тот же тип динамика, который охватывает диапазон от 125 Гц до 20 кГц. Диапазон верхних частот и объем ВАЛП с ПС/отражательной низкочастотной системы 291 регулируется электронным способом и получает питание от отдельного усилителя, чтобы их можно было настроить для надлежащего согласования с корпусом 29 ВАЛП с КПС в любой среде эксплуатации. Эта система обеспечивает почти идеальную вертикальную и горизонтальную несимметричную характеристики и не требует дополнительных деталей в корпусах. Выход системы, показанный на фиг.14В, может быть более 90 дБ в позиции прослушивания в помещении среднего размера для указанного диапазона частот. Эта система, содержащая 2 громкоговорителя, сабвуфер, усилитель, треножники и все соединительные принадлежности, почти помещается в портфель стандартного размера и изготовлена в виде прототипа.

Большая часть этого документа связана с обоснованием эффективности очень простого процесса. Нужны всего несколько чертежей, чтобы объяснить эту базовую технологию, которая так эффективно улучшает качество звука. Из-за общего характера используемых усовершенствований будет существовать много способов использования общих принципов этой технологии. Например, кто-нибудь может разработать новое изделие другой формы и найти новые способы соединения ВАЛП 5 с атмосферным давлением, включая некоторым образом основные принципы ВАЛП 5. Любое применение принципов, описанных в этом документе, является нарушением права, даже если эти изменения или модификации здесь явно не выражены. После того, как лицо, обладающее знаниями в этой области техники, поймет неотложность проблемы, увидит чертежи и испытает разницу в качестве звука, будет очень просто скопировать и расширить процесс, не обладая в значительной степени пониманием теории. Любые устройства, получившие свое основное назначение по тем же причинам, по которым получила свое назначение ВАЛП 5, считаются нарушением этого изобретения, если такие же основные элементы, соединяющие динамик 41 для такой же цели, физически присоединены к корпусу таким же образом. Это означает, что перемещение определенных признаков на различные позиции не будет позволять преодоление нарушения права, так как все исследования глубины признаков и реализации не изучены и будут предметом дальнейшей деятельности изобретателя.