BG104543A - Активни акустични устройства, включващи панелни елементи - Google Patents

Abstract

Изобретението се отнася до активни акустични устройства, по-специално до панелни акустични устройства, и до методи за производството им. Те са приложими за функционално комбиниране с елементи с другопредназначение като дисплеи, постери, прожекционни екрани и други подобни. Активните акустични устройства включват панелен елемент (11), чието акустично действие или характеристики се основават на разпределение на действието на огъващи трептения от резонансен тип и преобразувателни средства (31-34)за възбуждане на огъващи трептения от резонансен тип. Средствата (31-34) са разположени по периферията на елемента (11), в съседство с неговите ръбове. Изборът на местоположението на средствата (31-34) се основава на оценка на най-доброто функционално взаимодействие на средствата (31-34) с елемента (11).

Description

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до активни акустични устройства и по-специално до панелни елементи, чието акустично действие или характеристика се основават на полезното разпределение на действието на огъващи трептения от резонансен тип в такъв панелен елемент и свързаните с това повърхностни вибрации; и до методи за производство и усъвършенстване на такива активни акустични устройства.

Тук е удобно за такива акустични устройства, включително и за акустични излъчватели или високоговорители да се използва терминът “разпределителен тип (режим)”; и за термина панелна форма” да се има предвид такова действие от разпределителен тип в панелния елемент, освен ако от контекста не се подразбира друго.

Вътре във или като високоговорители с панелна форма такива панелни елементи действат като акустични излъчватели от разпределителен тип, основаващ се на действието на огъващата вълна, индуцирана от входни устройства, оказващи механично въздействие върху панелния елемент; и предизвикващи възбуждане на действие на огъващата вълна от разпределители тип, предизвикващо повърхностни вибрации в акустичния изход при съприкосновение със заобикалящата среда, обикновено въздух. Предшестваща разработка, свързана с такива акустични излъчватели (между по-широк клас от активни и пасивни акустични устройства от разпрадалителен тип), е дадена в наша международна патентна заявка WO 97/09842; и в различни наши покъсни заявки, отнасящи се до практически приложения и разработки.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

Досега местоположенията на преобразувателя се считаха като приложими и оптимално ефективни в позиции във вътрешната част на панелния елемент в значителна степен около, но изместени спрямо центъра - най-малкото за панели, които са в значителна степен изотропни по отношение на съпротивлението на деформация и показват в действителност съществена постоянна аксиална анизотропия на съпротивлението(ята) на деформация. Горепосочената заявка WO 97/09842 дава специфично указание от гледна точка на оптимални пропорционални координати за такива вътрешно-панелни местоположения на преобразувателя, включително и алтернативни възможности; и предпочитание към отделни различни комбинации от координати, когато се използват два или повече преобразувателя.

Предвидени са различни уместни приложения, особено за акустични устройства с панелна форма, в това число и носещи акустични неинтрузивни повърхностни плоскости или пластове. Например възможно е физическото сливане или обединяване в една монолитна или слоеста форма, включително и като визуално неразличими. Също така е осъществима функционална комбинация с други предназначения, такава като дисплей, включително ?········· • · ···· ···· изображения, nocmepu, записващо-изшриващи плочи, прожекционни екрани и т.н. За голяма част от приложенията възможността ефективно да се скриват от погледа вътрешно-панелните преобразуватели е достатъчна. Съществуат обаче възможни практически приложения, където би било от полза да се оставят пообширни, особено централните панелни области, незаети даже и от скрити преобразуватели. Например при употреба на панелните елементи за видео или други визуални дисплеи, при които стремежът е към постигане на полупрозрачност, дори прозрачност, е безмислено наличието на такива вътрешно-панелни преобразуватели, въпреки че акустичното устройство с панелна форма би било много по-атрактивно, ако е възможно то да осигури голяма средна зона с неограничена видимост.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Съгласно един аспект за устройство от настоящето изобретение се предоставя акустично устройство с панелна форма, съдържащо акустичен панелен елемент от разпределителен вид с преобразувателни средства, разположени в периферна позиция, като подреждането им е такова, че в резултат на него се получава приемливо ефективно акустично разпределение и възбуждане на вибрации в резонансен режим. Наличието на такива подходящи периферни позиции тук е установено като начин на разполагане на преобразувателните средства наред с полезните концепции, отнасящи се до разумен избор или подобрение на едно или повече от тези разполагания. Такъв разумен избор може да бъде полезен като следствие или резултат от изследване на акустично излъчващо устройство или високоговорител при сравняване със подходящо въвеждане на вибрационна енергия в панелния елемент или по-удобно - чрез преценяване на параметрите на акустичния сигнал, излъчен от панелния елемент, когато е възбуден, от периферни позиции или ·· · ··· · ··· • · · · · ···· ·. ·· · • - · ··· ·· ··· ·· · ·/>♦········ • · ·*+ ·· ·· · · ·· · · местоположения. Най-добрите резултати се отнасят също така и за микрофоните.

Изхождайки от познатите по времето на това изобретение разработки, наличието на такива удачни периферни местоположения е най-малкото неочаквано. Разбира се най-близката предшестваща работа, противопоставена на заявка WO 97/09842, е изходната точка за това изобретение и за разработената концепция, а именно това е заявката WO 92/03024, спрямо която беше постигнат напредък, особено по отношение на отклоняване от ъгловото възбуждане при нея. Този прогрес включва преценката, че действието на огъващата вълна от разпределителен резонансен тип, както се изисква за необходимите акустични характеристики, води до висока вибрационна активност в панелните ъгли; като обикновено това е фактор и за панелните ръбове. Най-малкото интуитивно, но и значително подсилено от практическия успех с разполагане на преобразувателя при известно изместване спрямо центъра, но изцяло вътре в панела, такава висока вибрационна активност се свързва конкретно с панелните краища, осигурявайки очевидно ограничен достъп, като по този начин вероятно е наличен ефект върху материала на панелните елементи като цяло; тази съставна комбинация допринася за възприетата до момента неосъществимост на възбуждане на ръба.

При прилагането на това изобретение подходящият акустичен панелен елемент, или най-малкото части от него, могат да бъдат прозрачни или полупрозрачни. Характерните панелни елементи могат да бъдат многоъгълни, най-често - правоъгълни.

Голяма част от преобразувателните средства могат да бъдат върху или наблизо до различни ръбове, поне за повечето от правоъгълните панелни елементи. Преобразувателят или всеки преобразувател може де бъде пиезоелектричен, електростатичен

··· ··· · · · · • · · · е · · · · · ·· · • I) · ···· ···· ··· ^·· ·· ·· ·· ·· или електромеханичен. Преобразувателят или всеки преобразувател може да бъде монтиран така, че да възбужда компресионни вълни в панелния ръб, и/или да отклонява панелния ръб странично, за да излъчи напречни огъващи вълни по дължината на панелния ръб, и/или да предизвика усукване на панелния ъгъл, и/или да предизвика ленейно отклонение на отделен участък от панела.

Оценката на акустичния изход от панелните елементи може да бъде по отношение на подходящи критерии за акустичния сигнал, включващи количество изходяща мощност с такава ефективност на преобразуване на входящата механична вибрация (автоматично, а също така причинно обусловено електрическо задвижване) в акустичен сигнал, изглаждането на изходящата мощност като мярка за изравняване на възбудените резонансните трептения от действието на огъващата вълна, контрол на изходящата мощност по отношение на честотите на възбудените резонансните трептения включително броя и разпределението или разпространението на тези честоти, като всеки от тези критерии или всичките те са полезни индикатори. Такива оценки за действените местоположенията на преобразувателните средства индивидуално и в комбинация, представляват аспектите на метода на това изобретение.

Като помощно средство в оценката най-малкото по отношение на изглаждането на изходящата мощност тук е предложено по-нататък да се използват методи, основаващи се на средното квадратично отклонение спрямо даден еталон. Използването на инверсията на средното квадратично отклонение е от полза за гладката оценка на прякото съответствие на положителните стойности и/или изображения. Подходящият еталон може да бъде индивидуален за всеки разглеждан случай около средноопределения, както е изобразено графично посредством

• · • ···

усреднена линия спрямо действително измерената изходяща мощност за избрания честотен диапазон. Значително полезно за оценката на средното квадратично отклонение е еталонът да има нормализиран стандартен формат; и измерената акустична изходяща мощност да бъде адаптирана към рамката на този стандартен формат. Стандартният формат може да бъде графична права линия, за предпочитане равна права линия, съответстваща на дадена отделна постоянна еталонна величина; по-нататък за предпочитане е същата линия или величина, както е получена, да бъде отнесена реално към панелния елемент с разпределителен режим на по-високите честоти, където режимите и модалното действие са по- или най- гъсти.

В тази връзка очевидно заслужава внимание фактът, че каквато и функция да се изисква за такова нормализиране към основно постоянен еталон, ефективно е също така като база да се вземе изравняващата функция, приложима за входните сигнали, за повишаване на по-нискочестотната акустична мощност. Това е случаят, когато се осъществяват панелни елементи с разпределителен режим и с предпочитани съотношения и съпротивление(я) на деформация на огъване, както в горните наши патентни заявки, могат естествено да притежават параметри на акустичната изходяща мощност по отношение на честотите, които показват прогресивно спадане към и при ниските честоти, където резонансните режими и модалното действие са по-малко гъсти, но така както тяхното честотно разпределение обикновено е от полза за акустичното действие в този честотен диапазон, така може да бъде полезно и това изравняване на входния сигнал. Тази ниска акустична изходяща мощност при ниските честоти е свързана със свободните трептения на ръбовете на панелните елементи и в резултат на това нараства загубата на нискочестотна мощност, по-голямата част от която има

• •7 ·· ·· ·· ·· тенденция да бъде слабо излъчена и/или разсеяна, включително към съединени акустично накъсо около свободни съседни панелни ръбове. Както се очаква, тези ефекти от нискочестотната загуба на мощност са значително по-големи за панелни елементи с разположения на преобразувателя на или в близост до техните ръбове и/или с по-малко съпротивление на деформация в сравнение с панелни елементи, използващи вътрешнопанелно разположение на преобразувателя. Обаче и независимо от каквото и да е изравняване на входния сигнал значително смекчаване на тези ефекти е възможно чрез монтиране на панелните елементи чрез обграждане с екрани и/или чрез фиксиране на ръбовете на панелните елементи. Действително пространствено разположените ръбови фиксатори могат да имат полезни селективни преимуществени ефекти, отнасящи се до честотите с дължини на вълните по-големи от разстоянията между разположените ръбови фиксатори.

Интересно е, че за специфични панелни елементи със значително високо съпротивление на деформация, осъществимите периферни местоположения на преобразувателя включват позиции, корелиращи по отношение на ръбовете с обикновените вътрешнопанелни разположения на преобразувателните средства, произтичащи от предпочитаното прилагане на концепция или реализация, подобна на отделните наши горепосочени пантентни заявки. При използването на преобразувателни средства по двойки беше установено първото предпочитание за периферно разполагане на преобразувателите със споменатото съотношение като съответствие с абстрактна обкръжаваща най-голяма площ. За правоъгълния по същество панелен елемент споменатата корелация може да съответства на ортогонолните или Декартови координати, със споменатото първо предпочитание, представено чрез обединяване на преобразувателни средства с диагонално противоположни квадранти. Това обаче е по отношение на high-Q

• · • · ·· • · · · • ··· · • J? · · ·· ·*· ·· · ··· ч· ·· ·· ·· ·*

панелен елемент с особено високо съпротивление на деформация и не винаги е точно, дори за изцяло (но по-малко) твърди панели, виж следващата по-долу илюстрация на надежно действие във връзка с някои или съседни квадранти. За елипсовиден панелен елемент споменатата корелация/съответствие може да бъде съгласно свързаните с хиперболичния резонансен режим линии, като минаващи по ръба му по посока на вътрешнопанелните разположения. Други макар и по-малко добри, но приемливо осъществими двойки местоположения на преобразувателните средства по ръбовете са установени чрез изследване основано на въртене на ортогоналните вектори около предпочитани местоположения на преобразунателя вътре в панела, включително близко до ъгъла или непосредствено в ъгловите позиции на панелните елементи. Друг новаторски аспект по отношение на ъгловото или близко-ъгловото възбуждане включва подходящо уплътняване или фиксиране главно в познатото вътрешнопанелно оптимално или предавателно местоположение, където се вижда, че такова удебелено оптимално местоположение(я) функционира(т) ефективно до някаква полезна степен като виртуален източник(ци) на деформиращи вълнови вибрации в елемента. Възможно е последното да не допуска централно смущение от удебеляването, но очевидно е подходящ за сполучливото периферно възбуждане в ъглите.

Бяха направени по-нататъшни изследвания, включително на панелни елементи, притежаващи различна твърдост, характеризиращи се отново със значително висока, но също така и с много по-ниска и със средна твърдост на панелите, във всеки случай обикновено с основно правоъгълна конфигурация и със съотношение на размерите и съпротивления на аксиална деформация на огъване главно както в WO 97/09842.

·· · · · · ···· • ··· · · ··· · · ··

9·· ··· ·· ··· · ·· • ···♦ ···· 99 99 99 ···»

За панелен елемент с по-високо съпротивление на деформация, оценката, базирана на изравняването на изходната мощност за разположение на единичен преобразувател по по-дългите и по-късите ръбове е общо взето потвърждение на горните предпочетени координатни на позициите, т.е. достигането на максимума, както се очаква за най-добрите зони на самостоятелните преобразувателни средства. Освен това обаче по-дългите ръбове имат очаквано отклонение на измерването на изглаждането на честотните характеристики в рамките на около 15% от максимума при местоположенията на преобразувателите между координатните позиции във всяка половина на ръба и от другата страна на тези координатни позиции - на разстояние приблизително една трета от всеки ъгъл; и в рамките на около 30% при най-малко една четвърт от дължината между позициите. За по-късите ръбове отклоненията при измерване на изглаждането беше в рамките на около 10% между координатните позиции и в рамките на около 25% при четвърт дължина на позициите. По-късите ръбове реално показват по-добро изравняване на мощността, отколкото подългите ръбове, показани на позициите при четвърт дължина точно на около една десета дължина от ъглите.

Изследването на комбинациите от два преобразувателя е било разширено по-специално за същите или съседни квадранти с един преобразувател, по един на всеки по-дълъг и по-къс ръб. Един преобразувател може да бъде на една най-добра позиция по продължение на един от ръбовете за единичния преобразувател, като другият преобразувател е с променящо се положение по другия ръб. За изменението на положението по продължение на по-късия ръб горното предпочитание за една от позициите съгласно координатите на предпочитаните вътрешнопанелни разположения на преобразувателя се потвърждава от отчитане на най-добрата гладкост на около шест десети дължина. Съществуват също така

позиции, близки go добрите, на три четвърти дължина и съвсем малко не толкова добри позиции на една четвърт и една трета дължина. Освен това повечето позиции, различни от тези под около една десета от ъгъла, са по-добри, подобни, близки до добри или не толкова лоши, отколкото на свързаните с координати на предпочетените вътрешно панелни разположения в същия квадрант. За изменението на положението по по-дългия ръб преобразувателят на по-късия ръб е разположен около предпочитана позиция, близка до шест десети, след което е определено действително предпочитанието за комбинации от разположения на преобразувателите в съседни квадранти, като най-добрите са непосредствено под една пета и са малко по-добри от ттези на позиция 0.42 при позиция една трета дължина и съвсем малко полоши от позиция на една десета дължина. Позицията на една четвърт от дължината е в действителност почти същата каквато е позицията на средната дължина и позицята на съседния квадрант с координатите на предпочитаното вътрешнопанелно разположение. Очевидно на базата на итерация могат да бъдат продължени тези процедури и да бъдат открити повече по-добри комбинации.

Изследванията на повече панелни елементи с по-малко съпротивление на деформация на основата на изравненост на изходящата мощност са показали достигане на максимум при периферни разположения на преобразувателите, също както при позицията с вътрешно панелни координати, но почти толкова добри колкото на една четвърт от дължината на панелните ръбове, и общо взето забележимо по-малко критични спрямо позиция по продължение на ръбовете от гледна точка на действителното постигнато модално разпределение. Това се обяснява чрез взаимодействието между по-малкото съпротивление на деформация на панела и съответствието вътре в самия използван преобразувател. Очевидно е, че резонансното модално разпределение ··· ··· ···· • ··· · ···· · ·· · • · 11 ···· · · · · ····· · · ·· · · ·· в панела се влияе и се променя от разположението на преобразувателя, най-малкото в известна степен, съответстваща на такова разположение. Високото панелно съпротивление на деформация съществено избягва такива ефекти. Такова вътрешнопреобразувателно съответствие обаче и възможното взаимодействие с панелното съпротивление на деформация / еластичност е несъмнено друг фактор, който трябва да бъде взет под внимание, включително и да бъде подходящо използван.

Изследванията на панелни елементи със значително високо и много ниско съпротивление на деформация ясно показват доста различни случаи на приложение на периферното възбуждане, включително по отношение на по-голяма или по-малка критичност, спрямо местоположението на преобразувателите - независимо дали са поединично или по двойки, и по отношение на по-малкото или поголямо взаимодействие със съответствието вътре в преобразувателя. По този начин е подходящо да се разглежда панелен елемент със средно съпротивление на деформация.

За такъв панелен елемент със средно съпротивление на деформация очакваните различия, отнасящи се до много нискто съпротивление на деформация на панелния елемент, включват увеличение в акустичната изходяща мощност по възможност чрез фиксиране на ръбовете, подчертано увеличена мощност за средния честотен диапазон, и по-силната модалност или търсене на максимум за нискочестотните вибрации. Тенденциите по отношение на характеристиките на по-високото съпротивление на панелния елемент като най-добро разположение на единичния преобразувател включват по-строго предпочитание към ръбовите позиции върху координата на оптималните вътрешнопанелни разположения на преобразувателя, а също така и надеждната възможност за минаване през средната точка, но вероятно също и

на около една десета разстояние навътре от ъглите. За две периферно разположени преобразувателни средства значително преимущество се получава за координатите, съответстващи на позицията на оптимално вътрешнопанелно разположение на преобразувателя, разпростиране на по-малко добри, но подобни осъществими разположения на позициите към средата и на две трети от дължината, и равенство между съответните координати на същия квадрант и позициите на две трети от дължината.

Очевидно е, че различията в свойствата на материалите на панелните елементи, извън основната годност да издържат на действието на деформиращата вълна, са от значение за определянето на периферните местоположения на преобразувателите; и че използването на две или повече такива позиции на преобразувателите води след себе си до силно индивидуални решения, изискващи експериментална оценка, възможност за която се дава с включените тук разглеждания.

Също така, поне конкретно за тестваните главно правоъгълни панелни елементи, е установено, че много, ако не и повечето от тях, а вероятно позовавайки се на всичките разположения по ръба или близко до ръба на преобразувателни средства, които са ненадеждни, например такива, които могат да бъдат значително подобрени (по отношение на зависещия от огъващата вълна резонансен режим на разпределение и възбуждане в акустичен отговор на елемента), ако се разглеждат като свързани с локализирано удебеляване или фиксиране в една или повече избрани други периферни позиции на разглеждания панелен елемент.

По този начин творческите аспекти включват връзка на споменатата позиция на задвижващите средства с периферна за панелния елемент позиция с друго полезно удебеляване или фиксиране.

··· · 9 · ···· • · · · · ···· · ·· · .:13..· ’ ·..··..· * ·..··..·

Относно използването на две или повече преобразувателни средства, изчерпателно проучване на комбинациите от периферни местоположения е непрактично, но са дадени сведения от гледна точка на това как да се намери най-добрата или друга осъществима позиция за второ преобразувателно средство при всяко едно дадено периферно разположение на първия преобразувател. Действително могат да бъдат изследвани и оценени и други периферни местоположения на преобразувателя, съгласно изложеното тук. Използването на локализирано периферно затихване за подобряване характеристиките на всяко дадено периферно разположение също може да бъде изследвано и оценено като степен или стойност, като се използват познанията оттук, или за увеличаване или за намаляване дяла на някой резонансен режим(и), или по друг начин за умишлено намесване в друг резонансен режим(и), или главно за увеличаване на изходящата мощност.

Счита се, че обикновено има смисъл да се вземе под внимание фактът, че най-ниските резонансни трептения са свързани с дължината на най-дългата реална ос на който и да е панелен елемент така, че по-дългите ръбове на основно правоъгълните панелни елементи са винаги значително предпочитани за разполагане на преобразувателните средства, включително правейки по всякакъв начин възможни най-добрите разположения за работа с единични преобразувателни средства. Разумно е това да се има предвид като приложение, дори когато използването на други преобразувателни средства се насърчава или поощрява, или отново за увеличението на някой резонансен режим(и), умишлено намесване в друг резонансен режим(и) или осново за увеличаване на изходящата мощност.

Също така важен в основата си е фактът, че интересуващият ни работен честотен диапазон трябва да бъде направен част от оценката на разположението на преобразувателните средства и • · · · · · ·

може основно да повлияе и да осъществи такива разположения, т. е. може да бъде различен за всички диапазони, разпростиращи се нагоре и надолу, такива като 500 Hz. Друг въздействащ фактор може да бъде наличието на съседна повърхност, например зад панелния елемент, на разстояние, което оказва влияние върху акустичните характеристики.

Подразбира се или се изисква като предварително условие естеството на предпочитания споменат ръб или съседна ръбова позиция(ии) да клонят, както е загатнато в предишени наши РСТ или други патентни заявки, към типичния вид, който позволява свързване на най-много По-достъпни честотни режими, и правейки ги в по-голяма степен no-изравнени отколкото по-малко изравнени, вероятно като избягват обикновено доминирането само на наколко от честотните режими. Такова съответствие може би е по-скоро за по-ниската, отколкото за по-високта обща действителна вибрационна енргия вътре в панелния елемент, но достатъчно виско като статистическо множество от честотни режими, т.е. повече отколкото никак в смисъла на малко свързани или несвързани към някой от малкото режими.

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Изобретението е илюстрирано и описано с помощта на примери и съпътстващите фигури, в които: фигура 1 показва акустичен панел с разпределителен режим, снабден с преобразувател, както е описан основно в горната РСТ заявка;

фигура 2 показва схематично изображение на четири различни начина на изпълнение на акустичния панел с разположение в периферията или по ръба;

.115.·* *..**..* фигура 3 показва възможно разположение на преобразувателите в периферията на акустичния панел, за да се постигнат действията, показани на фигура 2, а фигура ЗА показва панел в прозрачно изпълнение;

фигура 4 показва четири предпочитани периферни положения на преобразувателите, показани на схемата, по отношение на вътрешнопанелното разположение от фигура 1, показано с пунктир

фигура 5 показва същите четири предпочитани положения по отношение на друго предпочитано вътрешнопанелно разположение на задвижването и предпочитана двойка от допълнителните или илюзорни вътрешнопанелни разположения на задвижването;

фигура 6 показва как са свързани за тестване всички двойки и всичките четири възбуждащи преобразуватели при такива предпочитани разположения;

фигура 7 показва работещи, макар и по-малко предпочитани двойки периферни разположения на възбуждащия преобразувател;

фигура 8 показва ъглово разположение на задвижването и помощно удебеляване при предпочитаното вътрешопанелно положение на задвижването;

фигури 9 и 9А показват четири обикновено непредпочитани периферни разположения на възбуждащия преобразувател заедно с редица периферни удебелени и фиксирани позиции и как опитното удебеляване и възбуждащите преобразуватели са свързани с панела; и

Фигура 10 показва вътрешнопанелно пространство, незасегнато от периферните положения на задвижващия(ите) преобразувател(и), крайния фиксатор(и) и гъвкавото окачване/ закрепване.

фигури 11А, В са графики изходяща мощност/честота за основно правоъгълен панелен елемент със значително високо съпротивление на деформация и единични позиции на преобразувателя по продължение на по-дългите и по-късите ръбове;

фигури 12А, В се отнасят за стълбовидни диаграми от измерванията на изравняването на изходящата мощност;

фигури 13А, В са графики изходяща мощност/честота за две позиции на преобразувателя, като едната варира по продължение на по-късите или по-дълги ръбове;

фигури 14А, В се отнасят за стълбовидни диаграми от измерванията на изравняването на изходящата мощност;

фигури 15А, В са графики изходяща мощност/честота и съответната стълбовидна диаграма на изравняването на мощността за панелен елемент с много по-ниско съпротивление на деформация и единични позиции на преобразувателя по продължение на по-дългия ръб;

фигури 16А, В са графики изходяща мощност/честота и съответната стълбовидна диаграма на изравняването на мощността за вторите позиции на преобразувателя по продължение на по-късия ръб.

фигура 17 показва сравнението между изходящите мощности при преобразуватели, разположени предпочитано вътре в панела и по ръба за панелен елемент с ниско съпротивление на деформация;

фигури 18А, В, С показват ефектите от екранирането, фиксирането в три ръба или от двете;

фигури 19А, В са графики изходяща мощност/честота и съответната стълбовидна диаграма на изравняването на мощността за панеленя елемент с ниско съпротивление на

деформация, фиксиран по продължение на три ръба и позиции на преобразувателя върху четвъртия ръб;

фигури 20А, В са графики изходяща мощност/честота съответната стълбовидна диаграма на изравняването на мощността за панелен елемент с ниско съпротивление на деформация, фиксиран по продължение на два ръба и позиции на преобразувателя върху друг ръб;

фигури 21 А, В са графики изходяща мощност/честота и съответната стълбовидна диаграма на изравняването на мощността за панелен елемент с ниско съпротивление на деформация при локализирано фиксиране в ъглите/средата на ръбовете и позиции на преобразувателя върху друг по-дълъг ръб;

фигура 22 е стълбовидна диаграма на изравняването на мощността за панелен елемент с ниско съпротивление на деформация с допълнително локализирано фиксиране между други ъгли/фиксиране в средна точка;

фигури 23А, В са стълбовидни диаграми за оценка на мощността без нормализиране за панелен елемент с ниско съпротивление на деформация при фиксиране в три ръба - съответно в седем точки или по целия ръб и за положението на друг локален фиксатор по продължение на другия ръб, при което преобразувателното средство има неблагоприятна позиция;

фигури 24А, В са графики изходяща мощност/честота и съответната стълбовидна диаграма на изравняване на мощността за случая с фиксиране по трите ръба, оценено с нормализиране ;

фигури 25А, В са графики изходяща мощност/честота и съответната стълбовидна диаграма на изравняване на мощността за панелен елемент със средно съпротивление на деформация и

• ·

единични позиции на преобразувателя по продължение на по-дългия ръб с нормализиране;

фигури 26А, В са графики изходяща мощност/честота и стълбовидна диаграма, отчитаща мощността на панелния елемент със средно съпротивление на деформация при фиксиране локализирано в седем точки, оценено без нормализиране;

фигури 27А, В са подбни, но с нормализиране оценки на изравняването на мощността;

фигури 28А, В са графики на изходящата мощност и стълбовидна диаграма за изравняване на мощността за панелен елемент със средно съпротивление на деформация и втора позиция на преобразувателя по продължение на по-късия ръб ;

фигура 29 показва седем и тринадесет-точково локализирано фиксиране, както е приложено по-горе;

фигура 30 е схематично изображение, полезно при разясняване на въздействието на деформацията вътре в преобразувателя, и фигури 31А-Е са стълбовидни диаграми за ефективната мощност за панелния елемент с по-ниско съпротивление на деформация при различни параметри на ръба.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

На фигура 1 панелният акустичен високоговорител с режим на разпределение 10 е като описания в WO 97/09842, като панелният елемент 11 притежава типичното оптимално близко- (но не вътре

в) центъра местоположение на задействащото преобразувателно устройство 12. Слоестата структура тип сандвич, показана със сърцевината 14 и повърхносните слоеве 15,16 е само примерна, като тук съществуват много възможности за изпълнение с монолитни и/или усилени и други конструкции. Във всеки един случай обикновено вътрешнопанелното местоположение на преобразувателя .:19..· * ·..··..· * ·..··..· потенциално ограничава наличната прозрачна площ, например пропускащата светлина в случай на прозрачен или полупрозрачен панел.

Прозрачните или полупрозрачни акустични панелни елементи от резонансен тип могат да използват главно познатите прозрачни пиезелектрични преобразуватели, например от дотиран с лантан титанов цирконат. Това обаче е относително скъпо и следователно алтернативният на този подход, при който акустичният панелен елемент от резонансен тип 10 може да остане основно прозрачен и непреграден чрез оптимизиране конструкцията на високоговорителя, избрана от четирите типа на възбуждане, показани на фигура 2, насочени към периферията и по периметъра на панела и обозначени като типове ΊΊ - Т4, както следва: Т1 - възбуждане на компресиращи вълни вътре в ръба (показано по-нататък на 18А) на панелния елемент 11 - вследствие инерционно действие или чрез съответни еталонни плоски възбуждащи преобразуватели

Т2 - напречно възбуждане на деформиращи вълни по продължение на ръба (също показано по-нататък на 18А) на панелния елемент 11 - вследствие страничното отклонение на панелния ръб, като се използват възбуждащи преобразуватели с деформиращо действие

ТЗ - прилагане на изкривяване на панелния елемент 11, както е показано напречно на ъгъла между ръбовете 18А, В - вследствие действието на един от двата типа възбуждащи преобразуватели деформиращ или инерционен

Т4 - предизвикване на линейно отклонение /изкривяване/ директно на ръба на панелния елемент 11, както е показано за ръба на 18В - в отделен участък, посредством взаимодействие с възбуждащи преобразуватели с инерционно действие.

фигура 3 е част, от общия изглед на съставен панел И, показващ високоустойчиви на опън повърхностни слоеве 15, 16 и структура на вътрешността 14 със задвижващи преобразуватели/ възбудители 31 - 34 за гореспоменатите четири типа ΤΙ - Т4 на ръбово/периферно задвижване . На практика в панелния елемент по едно и също съща време могат да бъдат използвани по-малко от четири задвижващи типа, което може да бъде полезно за акустичното и механичното оптимизиране на необходимата широчина на работната честотна лента и за конкретно използвания тип задвижване. По такъв начин оптимизираният панел може да бъде задвижен посредством всеки един или повече от различните типове задвижване .

Прозрачният или полупрозрачният задвижван по ръба акустичен панел може да бъде монолитен, например изцяло стъклен или използващ подходящи за вътрешността и повърхността полупрозрачни/прозчни материали, виж фигура 11. Една интерпретация с видео-дисплей устройство (VDU) може да даде възможност екранът да бъде използван също така като високоговорител, да има подходящо голямо съпротивление на деформация и заедно с това малка маса, ако обхващащата двойка покривни слоеве 15А и 16А, които притискат под формата на сандвич вътрешността от аерогелен материал с малко тегло 14А, използа прозрачни адхезиви 15В и 16В. Аерогелните вещества са извънредно леки порести твърди материали, например силициев диоксид. Прозрачният или полупрозрачният покривен слой или слоеве могат да бъдат с ламинатна структура и/или направени от прозрачен пластичен материал, например полиестер, или стъкло. Обикновените прозрачни VDU екрани могат да бъдат заместени с такъв прозрачен акустичен излъчващ панел, включително с акустично възбуждане извън непреградената площ на главния екран. Подходящ кварцов аерогелен материал за вътрешността е (RTM) • · · » ··· · · ··« .21 ·· * · • · · • · ··

BASOGEL на BASF. Други възможни материали за направа на вътрешността могат да включват по-малко известни образуващи аерогел материали, включително метални оксиди, като железен и калаен оксид, органични полимери, естествени гелове и въглеродни аерогели. Особено подходящите пластмасови покривни ламинати могат да бъдат от полиетилен-терефталат (RTM) MYLAR, или други прозрачни материали с определена дебелина, механични параметри и плътност. Много високият коефициент на напречна еластичност на аерогелите позволява да бъдат направени извънредно тънки композиционни материали за подходящо намаляване на размера и постигане на други важни физически показатели, работещи според акустичните принципи на режима на разпределение.

Ако е необходимо, такъв панел може да бъде добавен към съществуващия VDU панел, например монтиран като монолитна предна плоча. За плазмен тип дисплей вътрешността е подложена на нисък парен натиск, близък до вакуум и е с много нисък акустичен импеданс. Следователно тук зад звуковия излъчвател ще има незначително акустично взаимодействие в резултат на подобрената характеристика и запазването на обичайната предна плоча. За лентов тип дисплей технологии предният прозрачен прозорец може отново да бъде изграден с използването на излъчватели от разпределителен вид, докато отзад дисплейструктурите могат да бъдат оразмерени и подбрани с такива акустични свойства, които да спомагат за излъчването на звук от предния панел. Например частичната акустична прозрачност на задните дисплей-структури ще намали обратното отражение на вълните и ще подобри характеристиките на елемента на говорителя от разпределителен вид. В случая на дисплей от светлинно излъчващ клас това може да стане откъм задната повърхност на прозрачния панел от разпределителен вид, без да се

отрази значително на неговите акустични свойства и изображенията ще бъдат видими от предната страна.

Прозрачният високоговорител от разпределителен вид може да има също така приложение в задните части на проекционни системи, където той може да бъде добавен към полупрозрачен екран или тази функция може сама по себе си да бъде обединена с подходящо пригодена/подготвена/повърхност за задна прожекция. В този случай проекционната повърхност и екранът могат да бъдат един компонент - както за удобство и икономичност, така също и за оптимизиране на акустичните характеристики. Задният покривен слой може да бъде подбран така, че да приема проекционното изображение, или алтернативно, оптичните свойства на вътрешността могат да бъдат подбрани така, че да се използва за прожекция. Например в случай, че високоговорителният панел има относително тънка вътрешност, може да не се изисква пълна оптична прозрачност или тя да не бъде идеална, което дава възможност за избор на алтернативани вътрешности за светлинно предаване, например други марки аерогели или по-икономични заместители. Отделни оптични свойства могат да бъдат комбинирани с вътрешните и/или с покривните повърхности, за да се получи увеличаване на насочените и яркосните качества за предаваните оптични изображения.

Когато прозрачният високоговорител от разпределителен вид има открита предна повърхност, тя може да бъде увеличена например чрез осигуряване на проводими слоеве или области, видими или прозрачни, за въвеждане върху екрана на данните или командите от потребителя. Прозрачният панел може също така да бъде подобрен посредством оптични покрития за намаляване на отраженията и/или за подобряване на устойчивостта на надраскване или само посредством покрития против надраскване.

Вътрешността и покривните слоеве за прозрачния панел могат да бъдат подбрани така, че да имат оптично изображение, за цветно или неутрално изображение, за подобряване на съотношението на визуалния контраст за дисплия, използван с прозрачния панелен говорител от разпределителен вид, или включен в него. По време на производството на прозрачния разпределителен панел заедно с индикаторите, например светлинно-излъчващи диоди (LED), течни кристални дисплеи (LCD) или други подобни, може да бъде направено невидимо армиране, например с микро-жици или с прозрачни проводими филми, като се създава възможност за тяхното интегриране в прозрачния панел и получаване в резултат на това защита при свеждане до минимум на влошаването на акустичните характеристики. Такива конструкции могат също да бъдат произведени и когато не се изисква пълна прозрачност, например когато само един покривен слой от панела е прозрачен и осигурява изображение на монолитния дисплей под тази повърхност.

Преобразувателите могат да бъдат пиезоелектрични или електродинамични, съгласно конструктивните изисквания, включително цената и функционалните характеристики, и са представени на фигура 3 като обикновени скицирани елементи, свързани обикновено с панелния елемент чрез подходящо лепило(а). За горния тип задвижващо възбуждане Т1 инерционният преобразувател 31 е показан като задвижващ компресионни вълни, насочени вертикално към панела 30. За горния тип задвижващо възбуждане Т2 преобразувателят от деформиращ тип 32 е показан като действащ за директно локално деформиране посредством възбуждане на деформиращите вълни през високоговорителния панел

30. За горния тип задвижващо възбуждане ТЗ инерционният преобразувател 33 е показан като служещ за изкривяване на панелния ъгъл чрез придвижване на възбудената вълна по диагонала и следователно вътре в целия високоговорителен панел 30. За горния

mun задвижващо възбуждане Т4 е показан друг инерционен преобразувател 34 като блок или с полукръгла форма, служещ за изкривяване на ръба на високоговорителния панел 30.

Всеки тип възбуждане ще породи собствена характеристика на задвижването на панела 30, която отчита общата конструкция на високоговорителя, в това число от параметрите на самия панел 30. Положението на преобразувателите 31 - 34 по продължение на ръба на панела на практика е цитирано многократно с параметрите на конструкцията на панела за оптималното или поне оперативно приемливото модално разпределение на деформиращите вълни. Очевидно е, че съгласно характеристиките на панела, включително такива като контролираната загуба и местоположение(я) и вид(ове) на периферния ръб или задвижване близко до ръба, към панела 30 може да бъде подаден повече от един аудио-канал, например чрез множество задвижващи преобразуватели. Тази възможност за многоканално включване може да бъде увеличена, чрез обработка на сигнала за оптимизиране на качеството на звука, и/или за контрол на свойствата на излъчения звук, и/или дори за модифициране на възприетото разделяне на канал от канал и пространствените ефекти.

Особено подходящи местоположения на задвижващия преобразувател по продължение на ръбовете на основно правоъгълния панелен елемент са позициите по ръбовете, получени чрез ортогонални успоредни на страните линии или координати през вътрешнопанелната оптимална или преференциална позиция на задвижващия преобразувател съгласно горната наша РСТ заявка (виж контурите за 42 до 45 - 48 на фигура 4). Особено практично е използването на задвижващи преобразуватели при най-малко два такива координата, свързани с местоположения 45 - 48 по ръба, фигура 6 показва серийно свързване последователно и паралелно на с ·

два и четири задвижващи преобразувателя при А и В. Възможни са други свързвания на преобразувателите на задвижването, като често се предпочита директно включване едно по едно на всички преобразувателни средства; както може да бъде приложено и всякакво желано настройване на сигнала, например диференциално закъснение(я), филтриране и др., например за подходящото намаляване на нежелано взаимодействие между преобразувателите и/или с източниците на електричен сигнал и благоприятните позиции на задвижващия преобразувател CPI - СР4 на фигура 5 по отношение на вътрешнопанелното преференциално разположение PL. Могат да бъдат получени двойки от всички координати, т.е. CPI и СР2, СР2 и СРЗ, СРЗ и СР4, СР4 и СР1 и първото предпочитано сдвояване е определено абстрактно и включва площ, която в действителност е по-голяма, заедно с геометричния център X. Такава абстрактна площ разбира се ще минава освен това през или ще съдържа друга оптимална или преференциална позиция на задвижващия преобразувател вътре в панела - виж допълнителното местоположение на CL и означенията при СР5 и СР6 първата предпочитана двойка положения на задвижващите преобразуватели.

Интересно е да се отбележи за много висок Q-mun панел, че предпочитани и най-предпочитани двойки от ортогонални координати на съответните положения на задвижващите преобразуватели могат да произведат ниска изходна честота, която може да бъде no-разтегната и еднородна дори от тази, възбудена от преференциални положения много по-близки до центъра вътре в панела, макар и с умерено изменение в по-високочестотния диапазон. Ефектът извън оста е подобен при високите честоти, но в действителност в известна степен е no-симетричен при ниските честоти.

фигура 7 показва избрани резултати от експеримент, при който двойки преобразуватели, за които ортогоналното ъглово относително съответствие се поддържа центрирано спрямо горното нормално преференциално положение на преобразувателя в панела, определено като по-полезно за координати, отнасящи се до периферни разположения на преобразувателите на задвижване SP1 и SP4, но преобразувателите са изпитвани в позиции, премествани около панелния ръб. Най-подходящи/обещаващи двойки положения са означени при двойките в положения la, lb go 6а, 6d. фигура 7 показва също така резултатите от друг експеримент, при който двойки преобразуватели са в противоположните крайща на правите линии, минавайки през преференциалниото разположение на преобразувателя SP1, 2 вътре в панела. По-малко подходящи/обещаващи положения са намерени при позиции 2а, 2d и За, 3d. Необходима е още експериментална работа, свързана с други двойки или повече ръбови задвижващи позиции, както и теоретично/систематична работа. От цитираните размери и от измереното при двойките позиции, даващи подходящи/обещаващи измерени/оценени резултати се вижда, че фигура 7 не дава точните размери.

фигура 8 показва панел 70 със сърцевина 74 и покривни слоеве 75, 76, притежаващ монтиран близо до ъгъла преобразувател 72 със значително удебеляване 78 практически в иначе нормалния вътрешно-панелен предпочитан преобразувател, като в действителност единият или групата, най-отдалечени от ъгъла на възбуждане предизвикано от преобразувателя 72, за който е установено, че е особено ефективен с поведението си на виртуален източник на деформиращи вълнови вибрации. Може да е благоприятно за преобразувателя да се избегне или поне да се свърже външно позиция с координати на местоположението, основно центрирани на 5% от размерите на страните от ъгъла, като тази,

при която беше установено, че много резонансни режими имат възли, т.е. ниска вибрационна активност.

Обръщайки се към фигура 9, скицата показва изследване, включващо избор на единични позиции за монтирането на преобразувателя на един ръб или в съседство с ръба, виж STI -ST4 за монтиране съответно вътре в ъгъла, на половината дължина на страната, на четвърт дължина на страната и на три осми дължина на страната; и избрани позиции за фиксиране в ръба/удебеляване при позиции на ръбовете около панела. Използван е възбуждащ преобразувател, виж 92 на фигура 9А, свързан с панела 90, наред с натоварвания/фиксирания на панела, посредством странично разполагане, притягане на магнитите 93А/В.

Изпълнението, използващо позиция ST1 на ъгловия възбуждащ преобразувател, е подпомогнато от удебеляване, както при фигура 9А на позиции 13, 14, 18, 19 - включително и следващи комбинации с други позиции. За позицията на преобразувателя на възбуждане ST2 добри единични позиции за удебеляване са позиции 6, 7, 8 може би 9, по-специално 11,12,15 - отново включително и в комбинация с други позиции. Комбинациите 5 + 11и6+11са особено ценни, включително и в други комбинации. За позицията на преобразувателя на възбуждане ST3 добри самостоятелни позиции на удебеляване са позиции 5, 6, 7, 13, и по-специално комбинациите 5 + 13 и 10 + 13, комбинацията 6+18, и в комбинация с други комбинации.

За позицията на преобразувателя на възбуждане ST4, найдобрите позиции изглежда са 6 и 18, но нито една не е толкова добра, колкото тези за другите позиции на възбуждане STI - ST3.

фигура 10 показва високоговорител с панелна форма 80, притежаващ непреградена област 81 вътре в панела, простираща се през и извън нормалните предпочитани вътрешнопанелни разположения на задвижващия преобразувател, и периферно

разположен преобразувател 82. Областта 81 може директно да служи като дисплей или да представя нещо пренасяно от панела 80, без да се променят акустичните характеристики, или нещо, зад което преминава високоговорителният панел 80, например в затворено пространство и/или прозрачно или полупрозрачно. Както силата така и качеството на звука веднага се повишават, първата чрез допълнително удачно разположени задвижващи преобразуватели (не са показани тук), и качеството - чрез локализиран ръбов фиксатор(и) 83, полезен за ефективно контролиране на определени модални вибрационни точки като панелни крайща. Панелът 80 освен това е показан с локализирани гъвкави окачвания 84, разположени неутрално или дори в полза на достигане на съответната акустична характеристика. Силно пропускащият филтър 85 е предпочитан за входните сигнали към задвижващия преобразувател(и) 82, обикновено да ограничи най-добрите възпроизвеждания до определен брой, например не под 100 Hz за панел с размер А4 или подобни панели. В такъв случай тук не би трябвало да има проблематични вибрации на нискочестотния панел/възбуждащото устройство.

От гледна точка на акустичните характеристики е благоприятно да се контролира акустичното импедансно нотоварване върху панела 80, например да бъде относително ниско в периферията или в периферните области, особено в съседство със задвижващия преобразувател(и) 82, където повърхностната скорост проявява тенденция към високи стойности. Ползата от такъв контрол включва значителни хлабини в монтажа на отделните елементи по повърхностнта (например около 1-3 сантиметра) и/или процепи или други отвори при поставянето на съседната периферна рамка или снабдяването с опорни средства или елементи от решетка.

Освен това е осъществимо и благоприятно внимателно да се избегне това, маханичното затихване да доведе до акустично модифициране, включително до загуби в площа 81, или дори също така нейната периферия да не бъде запречена поне за високите честоти. Това може да бъде направено чрез подбор на материалите, например монолитен поликарбонат или полиакрил, и/или подходящо повъхностно покритие, или ламинатна конструкция.

Произтичащата ефективна концентрация на акустичното излъчване към периферните области около множеството задвижващи преобразуватели особено улеснява възпроизвеждането на повече от един звуков канал, най-малкото за слушане от близко разстояние, като компютърни игри или като прилагането на разположени на определени места виртуални звукови каскади. Понататък не би трябвало да бъде проблематично обединяваането дори на множество захранвани звукови източници, най-малкото такива като аудио-визуалните възпроизвеждания.

Следващата таблица показва съответните физически парамертри на действителните панелни елементи, използвани за изследването, на които съответстват фигури 11-28.

	Панел с ниско съпротивление на деформация	Панел с високо съпротивление на деформация	Панел със средно съпротивление на деформация
Материал на сърцевината	Rohacell (полиметакрилимидна пяна)	порест А1 (тип пчелна пита)	Rohacell
Дебелина на сърцевината	1.5 мм	4 мм	1.8 мм

• · · · ··· « · ···

Материал на покритието	Melinex (полиетилентер ефталатно фолио)	черно стъкло	черно стъкло
Дебелина на покритието	50 цм	102 цм	102 цм
Площ на панела	0.06 м2	).06 м2	0.06 м2
Осево съотношение	1:1.13	1:1.13	1:1.13
Съпротивление на деформация на огъване	0.32 Nm	12.26 Nm	2.47 Nm
Плътност на масата	0.35 kg2	0.76 kg’2	0.6 kg2
Zm	2.7 Nsm’1	24.4 Nsm’1	9.73 Nsm'1

фигури 11-14 се отнасят за панелни елементи с високо съпротивление на деформация от първата колона, фигури 15-24 - за панелни елементи с много по-малко съпротивление на деформация от втората колона и фигури 25-28 - за панели елементи със средно съпротивление на деформация от третата колона.

Всичките графики имат като ордината акустичната изходяща мощност (dB/W) и като абциса честота, като по този начин показват измерената акустична изходяща мощност като формирана от честота, изобразена обикновено на графиката посредством прекъсната линия. Повечето от графиките показват също така настройването на горната част на реалната линия на мощността. Както бе споменато в предисловието, това настройване има за цел да се приложат фукции, които нормализират към непекъсната права линия и дават възможност за оценка на резонансния режим на трептенията, свободен от често срещаните ефекти на намаляване на мощността в ниските честоти. Установено е, че изравняването на мощността допринася в значителна степен за подобряване качеството на звука. От такава нормализирана стойност на реалната изходяща мощност е удобно да се получи оценка на изравняването чрез инверсия на средното квадратично отклонение, и повечето графики са от този тип.

Панелният елемент с по-високо съпротивление на деформация от фигура 11-14 е в действителност с малко по-малко съпротивление от този, използван на предишните фигури 7 и 9, но показва явно предпочитание към разполагане на единични преобразуватели на позиции съответстващи на координатите на вътрешнопанелните положения на преобразувателя, установени преди това като оптимални, т.е. при около 3/7, 4/9 разстояние от който и да е ъгъл или . около 0.42-0.44. Тук обаче са значително увеличени възможните надеждни положения, между и извън такива позиции за всеки ъгъл, в действителност в рамките съответно на около 10% и 15% за средните области на по-късите и по-дългите ръбове и освен това в интервала между 28% и 30% при позициите на четвърт-дължина.

Поне за по-голямата част опитните позиции на преобразувателя в положение по ръба или близко до ръба се поставят на разстояние, съответстващо в значителна степен на разликата между стойността 0.42 на преференциалните координати за вътрешнопанелни положения на преобразувателя и средната точка (0.5) на ръба, макар и с периодично нарастване на разстоянията до 0.09. Обикновено изпитваните положения са 0.08, 0.17,0.28,0.33 0.42 0.50.

В повечешо случаи се смята, че илюстрираните графики и стълбовидни диаграми са сами по себе си обяснителни, като показват най-добрите и както изглежда надеждни положения за преобразуватели, и за локализирано фиксиране като възможност за подобряване на по-малко надеждни местоположения на преобразувателя, виж фигури 23.

Доколкото се отнася до положението на единичен преобразувател върху ръба или близо до ръба, другите два тествани панелни елементи с много по-ниски и средни съпротивления на деформация показват същите предпочитания към вътрешнопанелни координатни на базата на изравняване на мощността, виж фигури 15 и 25. Ниското съпротивление на деформация на панелния елемент обаче показва друга ивица от почти надежни положения, подредени от около една четвърт до под една десета от разстоянието до ъглите. Интересно е, че ако оценката е базирана на ефективността, т.е. нивото на изходящата мощност - както би бил случая за средната линия преминаващи през реалната графика за изходящата мощност, използвана основно за средно квадратичното отклонение - по-горе посочената ивица се изкривява, подчертавайки позицията на четвърт дължината и е главно прдпочитана за координати, съответстващи на вътрешно-панелни позиции, виж стълбовидната графика на инверсията на средното квадратичн отклонение на фигура 31 А. Панелните елементи със средно съпротивление на деформация се променят по посока на характеристиките на панелите с високо съпротивление на деформация с това, че показват надеждно разпростиране между координатите на предпочитаните вътрешнопанелни позиции, като също така дават индикация за позиции при около една десета дължина.

9 ··· ···· • 999 9 ···· · · ·9 • 9<2<Ь · ·· · · ···

999 »V 99 *9 9999

При изследване на графиките за реалната изходяща мощност специалистът в тази област може да прецени, че съществуват различия между показаните като най-добри и осъществимите раположения на преобразувателите по ръба от гледна точка на въздействието върху очакваното качество на звуковото възпроизвеждане - за които формата, т.е. броя и равномерността на възбуждането на резонансни режими обикновено се взима като важен фактор. Ако характеристиките, например като споменатата форма, изглеждат по-надеждни за положенията, посочени като предпочитани на базата на оценка на изравняването на изходящата мощност, възможно е разбира се да се обработят входните синали в посока, показана при горното нормализиране - да се усили определено селективно ниската честота под формата на постигане на качества и изравняване на сигнала. Наличната мощност може да се постигне, разбира се и да се надмине, чрез използване на положенията, оптимизирани на базата на ефективността; но очевидно трябва да се използва не самата ефективност, а по-скоро входящата мощност.

Изследвани са съответно други пътища за увеличаване на нискочестотната мощност, както е предвидено по-горе, а именно екранирани и/или селективно отдалечени локални фиксирания или фиксиране на целия ръб. фигури 18А, В, С дават представа за основно полезно нарастване на нискочестотния сигнал при екраниране с площ над 60% по-голяма от панела с ниско съпротивление на деформация, устойчиво фиксиране на всичките три ръба, недопускаийки разполагане на преобразувателя, както и на двете - екранирани и фиксирани. Такива екранирания проявават тенденция да поддържат формата, но при някои специфичи приложения не винаги могат да бъдат осъществими. Съответно пълно изследване на фиксиранията има смисъл за алтернативни положения на преобразувателя по ръба при панелни елементи с малко • ♦ ·· • · · · ·· ·· ·' • · · · • · · · • · ·· съпротивление на деформация. Резултатите показват, че оценката на базата на ефективността показва тенденция към налагане на точката на четвърт дължина за фиксирането както по цялата дължина на ръба при паралелни ръбове или по три ръба, така и при 7точково локално фиксиране по ръба в ъглите и средата както в точки 'X' на фигура 29, като ръбът на разполагане на преобразувателя не е фиксиран по дължината му, виж стълбовидната диаграма на фигури 31В С и D, респективно. 13точковото фиксиране обаче както в точки X' + Ό' на фигура 29 измества силно вниманието към позициите с предпочитани вътрешнопанелни координати. Оценяването на панелни елементи с фиксиране на базата на изравняване на мощността дава до голяма степен същите резултати при посочване на най-добрите положенията на преобразувателя (виж стълбовидните диаграми на фигури 19А, 20В, 21В и 22), но със значителни различия спрямо следващите благоприятни позиции, както основно се потвърждава от графичното изобразяване на проверката на реалните мощности.

Естествено, намерена е много голяма обща корелация между предпочитанията на базата на опитната проверка и оценката съгласно изравняването на изходящата мощност. На свой ред това води до потвърждаване на поне слабо предпочитание към такава оценка, освен ако са налице практически причини, които водят до предпочитание към производителността вместо към качеството въпреки че те не могат да се различават много.

Друго приложение на локализираното фиксиране на ръбовете е във връзка с подобряване на непереспективно положение на преобразувателя по ръба, виж стълбовите диаграми на фигури 23А и В, показващи предимно дясностоящите пред лявостоящите страни на ръба, отразени по друг начин в чертежите. Случаите се отнасят до панелен елемент с ниско съпротивление на деформация при пълно ··· ··· ···· • ··· · ···· · ·· · • · ·· ·*♦ ·· · фиксиране по три от ръбовете и при фиксиране в седем точки, като локализираният фиксатор променя положението си по дължината на същия ръб, както и преобразувателните устройства.

И в двата случая полезно подобрение се постига при позицията, намираща се на приблизително на разстояние една четвърт от ъгъла, по-отдалечен от възбудителя - виж сравнителния стълб от дясната страна на фигура 23В за условия на липса на фиксиране. Разпростирането е по-голямо за случаите на пълно фиксиране на ръбовете, виж фигура 23А.

Там, където има различия между оценките на базата на ефектиността и изравняването на мощността, трябва да се има предвид, че всеки панелен елемент с фиксиране на ъглите към ръба, с който ефективно е свързан преобразувателят, има нулево усилване в ъгъла. Така за резонансните режими, задействани преди вибрационната активност да може да достигне безвъзлови пикове, това трябва да бъде на разстояние до половината от дължината на вълната. Ако при оценяване на изравнената мощност е установено предимство по отношение на положение на преобразувателя непосредствено в ъгъла, то трябва да бъде внимателно разглеждано, тъй както би могло да бъде с ниска мощност/ефективност, дори при изравненост вследствие присъединяване към всяка форма на сигнала от резонансен тип, и да се отнася до може би съвсем малки нараствания в сигналите. По тази причина е препоръчително сравненяването със съответстващата оценка на мощността /ефективността. Разбира се най-добре е, когато има значително съответствие между двете бази за оценка, или известен компромис, особено подходящ за определено приложение; и освен това за предпочитане за целите на оценката е да се има предвид експертната оценка на графиките мощност/честота, предимно със, но също и без каквато и да е нормализация.

• · · · • ·· · ···· •зи · · · · • ·· ··

За изследваните панелни елементи с по-високи и средени съпротивления на деформация, има значима оценка на устойчивостта на най-добрите положения на преобразувателя по ръба, но с доста изявени различия спрямо други надеждни положения. Панелен елемент с много по-ниско съпротивление на деформация е подчертано по-малко критичен по отношение на надеждите положения на преобразувателя по ръба.

Тази позиция е още по-очевидна, когато се резглежда използването на повече от едино преобразувателно средство свързано с ръба на същия панелен елемент. Позицията за нарастващото свързване на резонансните режими на панелния елемент е съпроводена от сложността на тяхното неизбежно комбинирано взаимодействие с еталона за естестно разпределение на резонансните вибрации на панелния елемент и уговорката, че такъв еталон за разпределение на вибрациите има само за панелните ръбове. Съществуват значителни отклонения от простите правила, основаващи се на координатите на установените предпочитани положения на преобразувателя вътре в панела. Използваните тук методи на оценка обаче осигуряват ценни средства за намиране на добри комбинации от позиции на преобразувателя в ръба.

При панела с по-високо съпротивление на деформация от погорната Таблица и фигури 13А и 14А за предпочетената позиция 0.42 на единично преобразувателно средство по дължината на по-дългия ръб преобразувателното средство е разположено на позицията при най-голям допустим толеранс в интервала от около 0.38 - 0.45. Положението на второто преобразувателно средство се изменя по дължината на най-близкия по-къс ръб и фигура 14А показва предпочитание към периферията - за най-далечната предпочетена позиция 0.42, т.е. централизирана на 0.58, в сравнение с редица други позиции на разстояние около една четвърт, една трета и две трети

от общия ъгъл. Интересно е, че фиксирането на второто преобразувателно средство около предпочетена позиция 0.58 по дължината на по-късия ръб на панела, и вариране на положението на другия преобразувател по дължината на по-дългия ръб на панела (виж фигури 13В, 14В), дава най-добите и близки до най-добрите предпочитани позиции при около една пета (0.17) и една четвърт дължина по продължение на по-дългия ръб на панела, като и двете показват по-добро в сравнение с началната позиция (около 0.42) изравняване на мощността. Този метод очевидно е удачен за понататъшно прилагане в повтарящите се случаи, въпреки че се препрръчва да бъдат използвани едната от двете или и двете оценки - оценката на мощността/ефективността и експертната оценка, особено ако липсва сходство в оценяваното положението или всяка посочена добра позиция е на практика по-малко добра от очакваното (или преди оценката).

фигури 16А, В показват резултатите от изследване на панелен елемент с много по-ниско съпротивление на деформация с предпочитано положение на преобразувателя около 0.42, използвано за по-дългия ръб, и с втори преобразувател, променящ положението си по дължината на най-близкия по-къс ръб. Тук няма големи разлики в увеличаване изравняването на мощността, като най-добрите три се доближават до ъгъла и до най-близката предпочитана позиция 0.42, при известно общо предпочитание към разполагане на комбинациите в друг квадрант.

Същото изследване за панелен елемент със средно съпротивление на деформация показва силно предпочитание към съседния квадрант на предпочитаната позиция на преобразувателя 0.42 (в действителност 0.58), виж фигури 28А, В.

Връщайки се към случая на панелен елемент с много по-малка твърдост, два ефекта се наблюдават като допринасящи за по-малко «·· · · · ···· ···· · ♦ · · ♦ · · · · • ·3Η · · · * ♦ · * · • · · w-' · · · · · · · · определената най-добра/близка до най-добрата позиция на възбудителя. Единият е, че подлежащите на оптимизация честотни диапазони за този вид панел са по-високи от по-твърдите панелни елементи. Панелният елемент е следователно по-близко приближение до континиум, и изравняването на изходяща мощност е по-малко зависимо от позицията на преобразувателя, по-специално от позициите за втория преобразувател.

Другият ефект е свързан с много по-ниския механичен импеданс на панелния елемент, който води до по-слаба зависимост на енергийното предаване от позицията на преобразувателя. Използваният механизм ще бъде обяснен сега.

Механичният импеданс (Zm) на панелния елемент определя движението вследствие приложеното точково натоварване, виж 100, 101 на фигура 30. Обектът, свързан с панела, с включен механичен импеданс, много по-малък и дори доближаващ се до импеданса на панела, ще отклони силно движението там, където е разположен обектът. Свързването на възбуждащия преобразувател от типа на подвижна бобина с панела е равностойно на свързването на панела към заземената маса (магнитната чашка на преобразувателя, виж 102) посредством пружина (окачване на шпулата на преобразувателя, виж 108). Когато импедансът на такава бобина е твърде близък до импеданса на панела, това отчасти ще определи движението на панела в преобразувателя. В границите на пълното определяне на точковото движение на преобразувателя от пружината не би трябвало да съществува завизимост на входящата мощност от позицията на възбудителя. На практика съотношението на импеданса на пружината към импеданса на панела може много сериозно да повлияе върху найдоброто положение на преобразувателя и резултатите по • · • ··· • · ·· • ···· • Й9· * ί · ί ί * ί · ί · ··· *++ 99 99 9999 отношение на най-добрите/близки до най-добрите положения на преобразувателя вече не са така ясни.

Този нисък механичен импеданс има по-голям ефект върху разположението на преобразувателя по ръба, отколкото върху разположението на преобразувателя вътре в панела, като механичният импеданс е по-нисък по ръба на панела, което означава, че окачената шпула има по-голям ефект върху преобразувателя. Типично за панел с ниско съпротивление на деформация от горната Таблица:

механичния импеданс в тялото на панела е

Zm тяло = 2.7 Nsm⁴ механчният импеданс в ръба на панелния елемент е приблизително половината на Zm тяло, т.е.

Zm ръб = 1.3 Nsm-¹

Еластичната деформация на окачването на шпулата на използвания преобразувател е:

Cms = 0.52 х IO ³ mN⁴

Механчният импеданс на всяка от модалните честоти може да бъде поредица от стойности, по-малки от средния импеданс, Zm ръб. Следователно е възможно да се определи характерната честота, под която възбудителят има силен ефект върху панелния елемент, например когато импедансът на окачването на шпулата е около една пета от средния импеданс на панелния ръб. ТогаВа, 11

----- = --х Zm ръб ωχ Cms 5 и дава стойност от 1200 Hz, под която се счита, че преобразувателят и панелът са свързани и която е в рамките на оптимизирания честотен диапазон.

• ♦ • ··· • · « « • · · · ·· ··

Kamo се има предвид преобразувателят, такъв нисък механичен импеданс и панелният елемент като една свързана система, преобразувателят отчасти определя импеданса на панелния елемент и изравняването на изходящата мощност е помалко зависимо то позицията на преобразувателя.

Повтарянето на такъв анализ за панел с високо съпротивление на деформация дава съответно честота от 130 Hz, която е извън работния честотен диапазон.

Claims (32)

1. ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ

   1. Активно акустично устройство, характеризиращо се с това, че включва панелен елемент с разпределение на огъващите трептения от резонансен тип, преобразувател за възбуждане на огъващите трептения от резонансен тип, свързан с панелния елемен в периферна позиция в съседство с ръба на панелния елемен, характеризиращ се с това че поне част от ръба на панелния елемен е фиксирана така, че да доведе до акустично приемливо действие, зависещо от споменатото разпределение на огъващите трептения от резонансен тип.
2. 2. Активно акустично устройство, съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че е предвиден поне един ръбов фиксатор за фиксиране на ръба в най-малко едно отделно положение.
3. 3. Активно акустично устройство, съгласно претенция 2, характеризиращо се с това, че позицията на ръбовия фиксатор е определена така, че да подобри акустичното излъчване на устройството в контакт с преобразувателното средство, разположено в периферна позиция, която позиция сама по себе си не е подбрана за най-добро оперативно взаимодействие със споменатия панелен елемент.
4. 4. Активно акустично устройство, съгласно претенция 2, характеризиращо се с това, че притежава множество ръбови фиксатори на множество отделни ръбови местоположения.
5. 5. Активно акустично устройство, съгласно претенция 3 или 4, характеризиращо се с това, че споменатият панелен елемент е с многостранна форма и споменатото локализирано ръбово фиксиращо средство е свързано с повече от една страна.

   ··· · · · ···· • ··· ····· ···· • ·42 ···· ···· •·· ·· ·· ·· ·· ··
6. 6. Активно акустично устройство, съгласно претенция 5 и претенция 4, характеризиращо се с това, че споменатият панелен елемент е основно перпендикулярен на споменатото множество локализирани ръбови фиксиращи средства, свързани с три от страните и несвързани със споменатото преобразувателно средство.
7. 7. Активно акустично устройство, съгласно претенция 6, характеризиращо се с това, че споменатото множество локализирани ръбови фиксиращи средства са във всеки ъгъл и в средните точки на споменатите три страни.
8. 8. Активно акустично устройство, съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че споменатото ръбово фиксиращо средство се разполага по ръба на споменатия панелен елемент.
9. 9. Активно акустично устройство, съгласно претенция 8, характеризиращо се с това, че споменатият панелен елемент е с многостранна форма и споменатото ръбово фиксиращо средство се разполага най-малко по дължината на една страна, която не е свързана със споменатото преобразувателно средство.
10. 10. Активно акустично устройство, съгласно претенция 9, характеризиращо се с това, че споменатият панелен елемент е основно правоъгълен и споменатото ръбово фиксиращо средство се разполага по дължината на две успоредни страни.
11. 11. Активно акустично устройство, съгласно претенция 9, характеризиращо се с това, че споменатото ръбово фиксиращо средство се разполага по.три страни.
12. 12. Активно акустично устройство, съгласно всяка предшестваща претенция, характеризиращо се с това, че ръбовото фиксиращо средство включва удебеляване на панела.

    ··· ······ • ·»♦ · ····· ·· • ·43 · ·· ·· · · ····· ·· ·· ··
13. 13. Активно акустично устройство, съгласно всяка предшестваща претенция, характеризиращо се с това, че допълнително съдържа втори преобразувател, разположен в периферна позиция, близка до ръба на панела.
14. 14. Активно акустично устройство съгласно претенция 13, характеризиращо се с това, че споменатият панелен елемент е с многостранна форма и споменатото преобразувателно средство е свързано с ръбовете на най-малко две от страните.
15. 15. Активно акустично устройство, характеризиращо се с това, че включва основно правоъгълен панелен елемент с разпределение на огъващите трептения от резонансен тип и с по-дълги и по-къси страни, първи преобразувател за възбуждане на резонансните огъващи трептения, свързан с панела в периферна позиция по по-дългата страна, и втори преобразувател за възбуждане на резонансните огъващи трептения, свързан с панела в периферна позиция по по-късата страна.
16. 16. Активно акустично устройство, съгласно всяка предшестваща претенция, характеризиращо се с това, че поне една от споменатите периферни позиции е разположена на разстояние от най-близкия ъгъл по дължината на съответния ръб.
17. 17. Активно акустично устройство, съгласно всяка предшестваща претенция, характеризиращо се с това, че допълнително включва екран, разполагащ се около или зад панелния елемент.
18. 18. Активно акустично устройство, съгласно всяка предшестваща претенция, характеризиращо се с това, че ··· ··· ···· • · · · · · · · · · · · · • *44 · · · ·*· · · · ····· ·· ·· ·· ·· споменатият панелен елемент е най-малко отчасти прозрачен или полупрозрачен.
19. 19. Активно акустично устройство, съгласно всяка предшестваща претенция, характеризиращо се с това, че споменатият преобразувател е от електромеханичен тип.
20. 20. Активно акустично устройство, съгласно всяка предшестваща претенция, характеризиращо се с това, че споменатият преобразувател възбужда огъващи трептения в панела посредством поне една от възникналите компресионни вълни в ръба на панелния елемент, отклоняващи го странично на напречните огъващи трептения по споменатия панелен елемент, прилагайки усукване на ръба на споменатия панелен елемент, и посредством произвеждане на линейни отклонения на локалния ръбов участък на панелния елемент.
21. 21. Активно акустично устройство, характеризиращо се с това, че включва панелен елемент с разпределение на огъващите трептения от резонансен тип, преобразувател, свързан към панелния елемент в периферна позиция в съседство с ръба на панела, характеризиращо се с това, че преобразувателят е разположен на разстояние от ъгъла между 0.32 и 0.5 пъти дължината на споменатия ръб.
22. 22. Активно акустично устройство, съгласно претенция 23, характеризиращо се с това, че панелният елемент има правоъгълна форма с по-дълги и по-къси ръбове.
23. 23. Активно акустично устройство, съгласно претенция 22, характеризиращо се с това, че споменатият ръб е по-късият ръб и преобразувателят е разположен на разстояние от ъгъла между 0.38 и 0.46 пъти дължината на споменатия ръб.

    ··· ··· ···· ···· ····· · · · · • :45 · ·· · ···· ····· · · · · · · · ·
24. 24. Активно акустично устройство, съгласно претенция 22, характеризиращо се с това, че споменатият ръб, към който преобраувателят е прилежащ, е по-дългия ръб.
25. 25. Метод за производство на акустично устройство, включващо панелен елемент с разпределение на действието на огъващите трептения от резонансен тип, полезно за приемлива акустична характеристика, в контакт с преобразувателно средство, подходящо съединено с панелния елемент, характеризиращ се с това, че включва добавяне на локализирано фиксиращо средство за подобряване на акустичната характеристика в резултат на някое специално периферно разположено преобразувателно средство, оценяване на акустичната характеристика, произтичаща от разполагането на споменатото локализирано фиксиращо средство на голям брой от различни периферни позиции на панелния елемент и избор на споменатата периферна позиция за постигане на приемлива акустична характеристика, и определяне на фиксирането на подбраната периферна позиция.
26. 26. Метод, съгласно претенция 25, характеризиращ се с това, че споменатото оценяване на цитирания акустичен сигнал е ограничено до честотен диапазон, подходящ за предвидената употреба и приемливата характеристика на споменатото активно акустично устройство.
27. 27. Метод, съгласно претенция 25 или 26, характеризиращ се с това, че споменатото оценяване е за активното акустично устройство, действащо като звуков излъчвател или високоговорител по отношение на неговия акустичен сигнал при използване на споменатите различни периферни позиции.

    • ·46 ···· ···· ··· ·· · · · · ·· ··
28. 28. Метод съгласно претенция 27, характеризиращ се с това, че споменатото оценяване на цитирания акустичен сигнал включва оценяване на най-малко едно от многото такива резонансни режими, техните честоти, тяхното разпределение и равномерност и приноса им за споменатия акустичен сигнал.
29. 29. Активно акустично устройство, характеризиращо се с това, че включва панелен елемент с разпределение на огъващите трептения от резонансен тип, панелен преобразувател, свързан към панелния елемент в периферна позиция спрямо панелния елемент, характеризиращ се чрез удебеляването или фиксирането при позицията на задвижването, разположена на разстояние от ръба, и при предпочитаната позиция за осигуряване на възбудител за свързване с огъващите трептения в панела.
30. 30. Активно акустично устройство, съгласно всяка предшестваща претенция, характеризиращо се с това, че периферната позиция е подбрана за най-добро или по-добро оперативно взаимодействие на споменатото преобразувателно средство, както е разположено тук, със споменатия панелен елемент по отношение на броя и честотите от споменатия резонансен тип, включено в действието на споменатото преобразувателно средство в контакт със споменатия панелен елемент.
31. 31. Активно акустично устройство, съгласно всяка предшестваща претенция, характеризиращо се с това, че споменатата периферна позиция е подбрана за най-добро или подобро оперативно взаимодействие на споменатото преобразувателно средство според разположението му със ··· ··* · · · · ···· · ···· · ·· · • ·Δь ♦ · · · ···· • · · «Ί»' ·· ·· · · · · споменатия панелен елемент по отношение на мощността на акустичния сигнал като акустичен излъчвател или високоговорител.
32. 32. Активно акустично устройство, съгласно всяка предшестваща претенция, характеризиращо се с това, че споменатата периферна позиция е подбрана за най-добро или подобро оперативно взаимодействие на споменатото преобразувателно средство според разположението му, със споменатия панелен елемент по отношение на изравняване на акустичната изходяща мощност като акустичен излъчвател или високоговорител.