BG104810A

BG104810A - Акустично устройство, основаващо се на действие на огъващо трептение

Info

Publication number: BG104810A
Application number: BG104810A
Authority: BG
Inventors: Henry Azima
Original assignee: New Transducers Limited
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2001-07-31
Also published as: NZ506731A; GB2350008B; EA003215B1; AR018832A1; BR9909901A; SK14552000A3; AU746216B2; CN1143593C; DE69924990T2; GB2350008A; CN1296720A; ATE294492T1; JP4258696B2; EP1068770A1; GB9806994D0; CO4830489A1; GB0020986D0; IL138312A0; HUP0102859A2; JP2002511682A

Abstract

Акустичното устройство е от панелен тип. То има подобрена акустична ефективност на преобразуване наенергията на звуково излъчващия елемент. Устройството включва правоъгълен резонансен акустичен панелен елемент (10) с отчасти ограничена акустично активна област. Акустичният елемент е фиксиран междудва правоъгълни елемента (11А, 11В). Фиксирането е осъществено по ръбовете на правоъгълните елементи чрез болтове (12А) и гайка (12В).

Description

АКУСТИЧНО УСТРОЙСТВО, ОСНОВАВАЩО СЕ НА ДЕЙСТВИЕ НА ОГЪВАЩО ТРЕПТЕНИЕ

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА

Изобретението се отнася до акустични устройства от

типа, съдържащ звукоизлъчващ елемент, основаващ се на действието на огъващо трептение и получаваща се повърхностна вибрация за създаване на звуков изходящ сигнал.

ПРЕДШЕСТВУВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА

От US-A-3,247,925 на WARNAKA е известно да е предложен високоговорител за ниска честота, съдържащ изключително твърд панел, периферните ръбове на който са 15 закрепени с болтове и циментирани към твърда рамка, която рамка поддържа конвенционален звуков преобразовател във вид на бобина, който предава енергията на огъващо трептение към центъра на панела. Този нискочестотен високоговорител е описан за работа изцяло с горно вълново съвпадение по 20 честота.

От US-A-3,596,733 на BERTAGNI е също известно да се предлага високоговорител, притежаващ диафрагма, оформена посредством елемент, подобен на плоча от експандиран полистирен, притежаващ предварително напрегната лицева 25 повърхност и задна повърхност с или включваща неправилна форма.

Изследването за разкриване на акустични устройства, отнасящи се до действие на огъващо трептение, целесъобразно разглеждани като тип резонансен панел, е дадено в

• · • · · · · · ·

1616/00-ФС международна патентна заявка WO 97/09842, считаща се за подобрение или оптимизация на акустичната характеристика в съответствие с панелните параметри, включително геометрия и якостта на огъване, по-специално включващо функциониране, 5 което е полезно при и под честотата на съвпадение.

Геометричните параметри, които представляват интерес, включват пропорции или аспекти на съотношения на панелите като такива, включително използуване като пасивни акустични устройства. Параметрите за якостта(те) на огъване могат 10 целесъобразно да взаимодействуват с геометричните параметри, включително тяхната анизотропия, разглеждана като различна якост на огъване за или постижима за действителна неизменност по осите на геометрични форми, включени за перспективни изменения на пропорциите на такива 15 форми. Предпочитаните местоположения за преобразователите в панела за активните акустични устройства целесъобразно имат пропорционално определящи координати. Други повърхностни разпределения на якостта на огъване могат полезно да допринесат за осигуряване на други полезни 20 местоположения за преобразователите, например по същество в геометричните центрове и/или в центровете на маса, виж международна заявка за патент WO 98/00621, включваща за комбиниране по-горе споменатото действие на огъващо трептение с допълнително акустично въздействуващо бутално 25 действие. Акустичното действие е описано и претендирано поне в WO 07/09842 за целите панели и само за части от тях, които са акустично активни.

На интуитивна основа нашият специфичен анализ и конструктивна методология за такива акустични устройство с

1616/00-фС резонансен тип огъващо трептение са отнесени главно за целите панели, където ръбовете са изцяло или по същество своодни за вибриране, когато са в акустично релевантно, желано действие на огъващо трептение, включително където са 5 субект на леко демфериране по края. Това изобретение произтича от изненадващите резултати от противоположноинтуитивно допълнително разглеждане, изследване и

експериментиране.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Някои подчертани изисквания продължават да са валидни и са от особено технологично/изобретателско значение, по-специално за елемент на акустично устройство, простиращ се напречно по неговата дебелина и който е 15 способен да поддържа огъващи трептения през неговата от особено значение акустично активна област, т. е основно изискване за така наречения тук резонансен акустичен елемент или панел и за параметрите, такива като геометричните параметри и за якостта на огъване, които да бъдат стойности в 20 съответствие с резултатното разпределение на вибрация от естествено огъващо трептение на споменатия елемент, която е ефективна в или полезна за постигане на желаното или приемливо акустично действие на устройството в честотен диапазон, който представлява интерес, т. е. допълнително 25 изискване за резонансния акустичен елемент или негов панел.

Осигурени са специфични примерни изпълнения на това изобретение за средства, спомагащи за съществено подтискане на вибрация от огъващо трептение, обикновено в края, периферията или други граници на такъв елемент или

• ·

1616/00-ФС панел или акустично активна негова област и освен това обикновено да бъде поне в състояние за функциониране поне отчасти под честотата на съвпадение. Изразът „съществено подтискане“, както е използуван тук, умишлено въвежда по5 голямо ограничение на движенията на поне част(и) от края(та) на елемента, отколкото специфичното разкритие в WO 97/09842, както на крайното пространство (а), така и на ефективното натоварване, подтискане или ефективен пространствен ефект.

Съществуват две гледни точки, ефекти или аспекта на изобретението, които са разгледани като полезни по отношение на такова съществено крайно/повърхностно ограничаване/периферно подтискане.

Едно такова ограничение/намаляване на 15 действуващото крайно/периферно/гранично вибрационно движение от огъващо трептение на елемента (сравнено със специфичното разкритие от WO 97/09842) може да осъществи полезно съчетание на постигнатия акустичен изходящ сигнал от вибрационно огъващо трептение енергия обратно в акустично 20 активната област. Друго такова е, че действуващите акустично и ефективни естествени вълни от въздействие на резонансно огъващо трептение ще бъдат различни (сравнени със специфичното разкритие на WO97/09842), поради ограничаването/подтискането на вибрационно движение от 25 огъващо трептение в ръба (те)/периферията/те/границата на елемента, като по такъв начин ефективно се намалява/елиминира делът/те от най-ниската резонансна вълна/ни, което би могло да се постигне ако ръбът(те)/периферията/границата на акустично ефективната ·· ·· ·· ·· ·· ·· ···· ···· · · · · ··· ν · · · · · · · • ··· · · · ··· · · · · · ..·₅ ·..’ ·..··..· 1616/00-фС област на елемента е била свободна да има разпределение на огъващо трептение, както по-специално е разкрито в WO 97/09842, и намаляване/съществено подтискане на резонансни вълни, въвеждащи изкривяване.

Получаващата се номинално по-малка наситеност или по-малко богато съдържание на акустично активни/свързани с колебания от резонансно огъващо трептение може да бъде илюстрирана за опростена аналогия и анализ, основани на еквивалентни опростени излъчвания, с отчитане на 10 взаимодействия посредством въвеждане на резонансни плоскостни трептения, които по отношение на всяко излъчване започват при честотата f_x на резонансно трептение, по-точно f₀,n допълнително „загуба“ на комбинирани трептения, въвеждащи честоти f_o, но с интересни и полезни ефекти по 15 отношение на равномерност на интервалите за директно и комбинирано свързани естествени резонансни трептения, въвеждащи ^-честоти.

Вариантите на изпълнение са обширни и могат да бъдат преимуществени, включително постигане на подобрена 20 акустична ефективност на преобразуване на енергията и/или често много полезно увеличаване на потенциалните подобласти за перспективно/оптимално местоположение/я на преобразувателя, поне като идентифициране посредством анализ на механичния импеданс, както е изучен в 25 международната заявка за патент PCT/GB99/00404 в процедура. И/или обикновено по-голям обхват на перспективност на формите на повърхнините/пропорциите на споменатите елементи, както са илюстрирани за изотропна якост на ргъване, дори при около 1:1 до около 1:3 и повече за .· ··§ ···· ··

1616/00-ФС аспекта на съотношение(я). И/или перспективност на акустичната характеристика за материали на панелен елемент за по-ниска вътрешна якост на огъване, поне като ефективно общо укрепване посредством подпомагане от подтискането по неговия край(ща)/периферия/граничен участък. И/или способностите по отношение на висока мощност на входното преобразователно средство за изпълнения на високоговорител, всичко, включително когато такова подтискане може да позволи съществено натоварване, било върху основата на инерциално укрепване или допълнително, на практика, посредством действително фиксиране в по-твърд/масивен носач или по друг начин за по-голямо натоварване.

Значително предимство на това изобретение е, че осигурява нови и полезни резонансни панелни акустични устройства, включително активни акустични устройства като високоговорители, със производството, устройства от както панелен значително улесняване на и устойчиво, здраво монтирани тип, по-специално подобрени в акустичните устройства, по-специално сравнение с илюстрирани и описани в международна патентна заявка WO 97/09842.

Съгласно един аспект на настоящето изобретение е осигурено акустично устройство, основаващо се на действие на огъващо трептение и способно да функционира при долно припокриване, съдържащо елемент, осигуряващ споменатото акустично функциониране, поради изгодното разпределение на резонансни трептения с въздействие в него на огъващо трептение, при ко$то елементът има своя акустично активна област, огранич$ц$ роне частично посредством наличието на по i

'7

1616/00-ФС същество подтискащ характер спрямо вибрация на огъващо трептение.

Съгласно друг аспект на настоящето изобретение е осигурено активно акустично активно устройство, съдържащо 5 елемент, основаващ се на действие на огъващо трептение с благоприятно разпределение на резонансни трептения в него и благоприятно положение на преобразователното средство за огъващо трептение, при което елементът има своя акустично © активна област, поне частично ограничена посредством 10 наличието на по същество подтискащ характер спрямо вибрация от огъващо трептение и местоположение на неговото преобразователно средство, определено по отношение на и като се държи сметка за такова ограничително средство.

Цялата периферия на акустичния елемент поради това 15 може да бъде по същество подтискаща или фиксирана, или само една част(и), отколкото цялата периферия на елемента, например правоъгълен панел, може да бъде подтискаща или фиксирана в един или предимно по всички негови странични с ръбове. Това може да бъде полезно, както и монтиране подобно 20 на плоча, осигуряващо споменатото съществено подтискане в едната страна с акустично активна област, изпъкваща поради това или както и монтиране в две страни, които могат да бъдат паралелни и да осигуряват споменатото съществено подтискане с акустично активна област между тези монтажни и 25 подтискащи страни. Освен това може се улесни производството на високоговорители с напълно уплътнена или само диафрагма с много селективно пробит отвор, например устройства за средни/високи честоти. Напълно или почти напълно уплътнената диафрагма позволява да се направи така наречения отразяващ • · • ··· · · · • & · · φφφφ φ φφ

1616/00-ФС неограничен високоговорител за поемане/управление на задно акустично излъчване, което по друг начин би могло да бъде вредно при средни и ниски честоти.

Рамките с пълно подтискане по същество или фиксиране също така правят възможна конструкция на комплект високоговорител, която да бъде по-надеждна от механична гледна точка, наред с улесняване производството на високоговорителния агрегат, който е относително здрав като ф конструкция (в сравнение с високоговорител с резонансен 10 панел, в който ръбовете на панела са по същество свободни или са окачени само по леко демпфериращ еластичен начин).

Съществено подтискане или фиксиране на периферната част(и) или ръб(е) на акустичния елемент може да бъде постигнато по всеки желан начин, например посредством I 15 пълно фиксиране на ръба(е) към здрава рамка или подобна

I !* посредством адхезив или посредством механични средства, поточно използуване на фиксиране на ръба(те) между елементите .· _# j на рамката. Желаното подтискане/фиксиране на ръба за тази

I ф цел може да бъде постигнато посредством формовъчни технологии (такива като инжекционно формоване на пластмасови материали) посредством оформяне на ръбовете на елемента с интегрални и неразделни, уплътнени ограждащи части с достатъчно твърдост за ограничаване на движението по края на акустичния елемент. Съвместното формоване на акустичния елемент и уплътняващото крайно оборудване може да бъде подходящо. Такиад технологии за формоване могат да

I бъдат по-специално подходящи, когато акустичният елемент е оформен като монолитен и може лесно да се изготви по икономичен начин.

1616/00-ФС ♦ · ·· ·· ·· ·· ·· • ·· · · ·· · · ··· • · · · ·· · · ··· • ··· · · · ··· · · · ·· • Q· · · · · · ·· • · · · · · · · 9 9· ·

Значително подтискане или фиксиране може също така за бъде използувано за дефиниране на един акустичен елемент вътре в друг по-голям акустичен елемент. По този начин голям акустичен панел , предназначен за работа при средни/ниски 5 честоти, може да бъде формован за вграждане на по-малък акустичен панел, предназначен за работа при високи честоти и дефиниран посредством централни уякчаващи ребра.

Може да бъде проектирано значително подтискащо или фиксиращо действие в съществуващия механичен краен 10 импеданс, което да бъде предназначено за управление на времето за реверберация в акустичния елемент, както и за подпомагане в управлението на честотната характеристика на елемента, евентуално по-специално при по-ниски честоти.

Пропорциите на подходящи резонансни панелни 15 елементи могат да бъдат както или съществено различни от специфичното изследване на WO 97/09842 по отношение вариациите във специалните форми. Например, по същество правоъгълните резонансни панелни елементи за по същество изотропна якост на огъване биха били за аспект на 20 съотношения под 1:1.5, което е включено общо от предишното изследване за панелни елементи с по същество свободен край, но не е ограничено до него, както ще бъде по-специално описано по-късно тук, или по-голямо от 1:1.5, както също така ще бъде по-специално описано по-късно тук. Вариациите за 25 анизотропия/комплексно разпределение на якостта/те/ на огъване са предвидени както по-горе.

Ограничаващите средства могат да бъдат поне отчасти около и определено на споменатата акустично активна област и/или около периферния ръб/е/ на елемента с панелна форма,

1616/00-ФС ·· ·· ·· ·· ···· ♦ · · · · · · ····· ·· · · · · · · ·· · • ··· · · · ··· · · · · · • 1rt · · ····· ···· ·ι·ν ·· ·· ···· който да бъде изцяло акустично активен, обикновено в степен до 25% или повече от пълната повърхностна гранична/периферна стойност на ръба, често цялата такава.

Резонансните панелни елементи са по принцип самоподдържащи се и не биха изисквали предварително напрягане за механична стабилност, по-специално за типове обикновено за свободен ръб или използуване при просто окачване по ръба.

За фиксиран панелен елемент съществува десетократно или приблизително толкова увеличение на първата честота на огъване, вследствие на естествената якост на панелния елемент когато е фиксиран. Логично и разумно е за съществено намаляване свойството на якост на огъване да се намали първата модална честота и преди по-ниския честотен 15 диапазон. Предвидено е, че якостта на панелен елемент в такива случаи може да бъде толкова ниска, колкото 0.001 Nm и повърхностната плътност да бъде толкова малка, колкото 25 g/m².

От една гледна точка тези граници на редицата от 20 стойности описват панелен елемент, който за механична стабилност и функцията като основа на възбудително средство може да се подпомага от прилагането на напрягащи сили. Те могат да бъдат приложени еднакво или различно, т. е. в различни направления и/или при различни напрягания по 25 отношение на ефективната геометрия на елемента.

В границата опънатият панел показва висок процент от свойствата на опънат филм, издържащ огъващи трептения и с преобладаващо втори порядък или недисперсивно вълново действие (постоянна скорост по отношение на честотата). За

1616/00-ФС ♦ · ·· • · • · • · • · • · · · · · ····· · ····· ·|· I · · · ·

такъв „панелен“ елемент резонансното разпределение може да бъде оптимизирано за желано акустично поведение посредством управление на напрягането и граничната геометрия в пълно съответствие с изследването на 5 разпределено трептение, виж WO 97/09842. Също така предпочитано модално разпределение може да бъде допълнително увеличено в действието като преобразувател чрез предпочитано/оптимизирано местоположение на възбудителя/сензора.

В зависимост от степента на напрягане и с увеличаване на плътността и по-специално якостта на огъване ще съществува обхват, където действието на огъващо трептение с втори порядък е припокрито и увеличено посредством дисперсивно огъващо действие от четвърти порядък, 15 вследствие на якостта. Оптимизациите на двете могат да бъдат получени посредством изчисление и/или експеримент за осигуряване на най-добрите резултати за определено приложение.

По-малко широки акустични панели с лентова ширина, с фиксиране по ръба, са предвидени в обхвата на конструкцията.

ПОЯСНЕНИЯ ЗА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИ

Практическо реализиране на това изобретение е илюстрирано схематично посредством пример на приложените чертежи, в които:

фигури 1 и 1А са изображения в перспектива в разглобен вид и частично изображение в разрез на резонансен, общо правоъгълен панелен акустичен елемент 10, фиксиран в

1616/00-ФС ·· ·« • ··· · · · • 4 Ο · · · • •••Ιο ··

неговите ръбове между срещуположни елементи 11 А, В на рамка по правоъгълния периметър при използуване на болтове и гайки 12А, В, което освен това може да бъде полезно за монтиране към шаси или друга основна конструкция;

фигура 2 е частично изображение в разрез, показващо алтернативно фиксиране/оформяне по ръба на резонансен акустичен панел посредством фиксирана по ръба към рамка 21 посредством адхезив 22;

ф фигури 3 и ЗА са частично изображение в перспектива и частично изображение в разрез на пластмасов инжекционно отлят детайл 35, оформен като стенен елемент, притежаващ усилващи ребра 36, които се пресичат с правоъгълен бордюр 31 като потискащ ръб на акустично активната панелна област 30, като бордюрът 31 също така е оформен посредством изпъкнали ръбове, което втвърдява ръбовете на работната панелна област 30;

фигура 4 е частично изображение в перспектива на резонансен панелен акустичен елемент 40, опънат върху рамка 41 и фиксиран по нейните ръбове посредством обграждащ 20 фиксиращ рамков елемент 42;

фигура 4А е частично напречно сечение на изпълнението от фигура 4;

фигура 4В е частично напречно сечение, подобно на това от фигура 4А на алтернативно примерно изпълнение на резонансен опънат панелен акустичен елемент;

фигури 6А, В и 7А, В и 8А, В са графични илюстрации за механичен импеданс по отношение на честбта за избран аспект на съотношение на фиксирани по ръба панелни елементи;

фигури 9А, В, С са графични илюстрации по отношение

1616/00-ФС на плавна инверсна, средноквадратична девиация за местоположение на преобразователно средство;

фигура 10 е изчислен механичен импеданс за четвъртина панел, начертан за един фиксиран по ръба панелен 5 елемент;

фигура 11 е графично представяне за различни аспекти на съотношения за фиксиран по ръба панел;

фигура 12А-Н са измерен за четвъртина панел механичен импеданс, начертан за различни аспекти на 10 съотношения.

фигури 13А-Н са графики по отношение на акустичния изходен сигнал, както са пригодени към съответна стойност;

фигура 14 скицира максималната инверсна средноквадратична девиация на мощност за различни аспекти 15 на съотношения;

фигури 15A-J са комбинация от полярни графики на акустичен изходен сигнал за по-ниски резонансни трептения, за аспект на съотношение 1:3, за фиксиран по ръба панелен елемент, и фигури 16A-D са сравнителни графики за акустична изходна мощност за специфични панелни конструкции, различаващи се по размер и/или якост.

ПРИМЕРИ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО

Във връзка с фигури 1 и 2 акустичният елемент може да бъде и е показан като правоъгълен по същество и може да има аспект на съотношения като считания за предпочитан в WO 97/09842, обаче ще бъдат показани по-широкМ обхвати на аспекта на съотношения, които да са потенциално полезни в

1616/00-ФС с

·· ·· 99 99 9999

9 9 9 9 9 9 9 9 9 99

9 9 9 9 9 9 9 9 99

999 9 9 9 999 9 9 999 • 14 · ·· ····· • ···! ПЬ · ·· 9 999 99 главната цел за получаване на висока модална плътност и равномерност на модалното разпределение в елемента.

фигури 4 и 4А показват примерно изпълнение на резонансен акустичен елемент 40, опънат върху правоъгълна околна рамка 41 и фиксиран към правоъгълната околна рамка посредством фиксираща рамка 42 за закрепване на акустичния елемент на място. Към елемента 40 е приложена сила на опън в посока на стрелка F. Като алтернатива, както е показано на фигура 4В, фиксиращата рамка 42 може да бъде заместена от опъвателно средство 43, например включващо пружини 44 върху рамка 45, като опъвателното фиксирано по ръба на акустичния елемент за елемента върху правоъгълната околна рамка.

Вибрационни възбудители, например опъвателни средство е опъване на от видове, описани в WO 97/09842, могат да бъдат поместени върху акустичния елемент в изпълненията на фигури 4, 4А и 4В за предизвикване на резонанс в акустичните елементи, с оглед генериране на акустичен изходен сигнал, така че акустичните елементи могат да действуват като високоговорители или възбудителни агрегати за високоговорител. Тези вибрационни възбудители, поради съображения за яснота, не са показани на фигури 4, 4А и 4В .

Силното подтискане или фиксиране на панелните ръбове позволява използуване на материали с относително ниска якост (в сравнение с общата практика за панели с същество свободни ръбове), което може да се подпомогне намаляването на основните честоти на огъващо трептение панелите, включително дори долните нива, практически обикновено твърДи, с по същество свободен ръб панели по от на за (и

1616/00-ФС ·· ·· • · · 4 · • · · ·

·· • · · · • · · · • ··· · · въпреки действителната загуба на най-ниската честота за типа със свободен ръб в напълно фиксиран панел). Например, когато диапазонът на якост за практически пример на панел със свободен ръб от вида, описан в WO 97/09842, може да бъде от порядъка на 0.1 до 50 Nm, якостта на панел с фиксиран ръб от същия общ вид може да бъде по-ниска поне с един порядък на величината, дори толкова ниска, колкото 0.001 Nm. Също така, когато диапазонът на повърхностна плътност на споменатия практически пример на панели със свободен ръб може да бъде 100 до 1000 g/m², повърхностната плътност на панели с фиксиран ръб може да бъде само една малка част, дори толкова ниска, колкото 25 g/m². Ще бъде оценено обаче, че значително здравите и/или плътни материали могат да бъдат използувани за акустични панели за тази цел, със съществено подтискане или фиксиране по ръба, поне където не се изисква най-ниска честотна характеристика. Такива приложения включват аларми, сирени, ултразвукови репродуктори.

Използуване на панелни материали с относително ниска твърдост може да се отрази на по-високата честота на съвпадение, например над нормалната аудио лента, което може да подобри равномерността на звуковата насоченост от резонансен панелен високоговорител. Също така по-малко твърдите панели могат да позволят ефективно увеличение на модалната плътност в по-ниските регистри, а следователно подобрено качество на звука.

Полезни варианти на цялостно периферно фиксиране/гранично подтискане/по ръба, както са илюстрирани, включват всякаква ефективно по-малка степен на съществено подтискане/фиксиране, която, за по същество правоъгълен

1616/00-ФС ·♦··

Чб

панелен елемент/активна област, би била една страна, посредством изпускане на това, което е показано за три страни или две, обикновено паралелни страни, посредством изпускане на това, което е показано за другите две страни.

За тази цел акустичните излъчващи елементи могат да бъдат възбудени по всеки от предложените начин в WO 97/09842, например посредством поне едно инерционно електромеханично възбудително устройство. Възбудителното ф или всяко възбудително устройство може да бъде поставено за 10 възбуждане на излъчващ елемент във всяко подходящо геометрично положение(я) по повърхността на акустичния елемент. Било то според принципите като в WO 97/09842 или в съответствие с анализа за механичен импеданс като в PCT/GB99/00404, или както е определено експериментално.

Такива вибрационни възбудители са изпуснати на фигура 1 заради яснота.

Позоваването е направено към WO 97/09842 като приложими типове възбудители и позиционирането на такива I ф възбудители може да бъде както е определено в съответствие I20 със същите принципи, както е изследвано в WO 97/09842 и/или PCT/GB99/00404, обикновено с разлика, която е в сила за актуални положения, сравнени с WO 97/09842.

Някой полезни изследвания на цялостно фиксирани по ръба резонансни панелни елементи като или в активни 25 акустични устройства, по-специално високоговорители, са разкрити първоначално в и по отношение на фигури 11 до 16 на РСТ заявка в процедура PCT/GB/00404, както е подадена на 9 _з февруари 1999 г., и тези фигури са повторени тук като фигури 6 ’ до 11, съответно. Тези изследвания са, разбира се, основани

1616/00-ФС върху анализ, въвеждащ параметри на пренасяне на енергия, по-специално равномерност на входната енергия, по-специално като отнесена към механичен импеданс и по-специално като въздействие върху перспективните до оптимални местоположения на преобразовател и форми на панелен елемент, специфични аспекти на съотношения за поне по същество правоъгълни панелни елементи и местоположения на преобразовател на основата на пропорционални координати. По О този начин графичните илюстрации на фигури 6А, В и 7А, В и 8А,

В за механичен импеданс от честота за панелни елементи от избран аспект на съотношения и изотропни като якост на огъване, са придружени от графични илюстрации на фигури 9А, В, С за плавен механичен импеданс, както е измерен посредством инверсния квадрат на средна стандартна девиация за мястото на по-специално обещаващи места на преобразовател. Точно изчислени благоприятни аспекти на съотношения 1.160, 1.341 и 1.643 са показани заедно с подобно точно изчислени координати на предпочитано място на 0 преобразовател (0.437, 0.414), (0.385, 0.387) и (0.409, 0.439), съответно, фигура 10 е изчислена графика за импеданс на четвъртина панел за аспект на съотношение 1.16 и показва съществен размер на областите, които са обещаващи за място на преобразовател, дори две такива отделни области (щриховани). Фигура 11 дава сравнение на такъв предпочитан аспект на съотношение за фиксиран ръб и местоположения на преобразовател, включително допълнително за аспект на съотношение 1.138.

Други изследвания за тази цел са основани на актуални измервания за механична входяща енергия, включващи по

Ой.ИМ·: Π 1 .48 *........ 1616/00-ФС същество правоъгълни резонансни панелни елементи, притежаващи увеличени аспектни съотношения и във всеки случай се прави нагаждане на честотната характеристика към съответната стойност или права линия за декада над найниската действуваща честота на резонансно трептение. На фигури 12А-Н са дадени графики за четвърт панелен контур на инверсна на средната квадратична девиация на такова нагаждане, включващи същите или близко до горните аспекти на съотношения (фигури 12А, В, D), и съответните фигури 13А-Н за правата линия на честотни нагаждания, съответно, найсветлото оцветяване/сянка представлява най-перспективното място (а) и прекъсването в дискретни области на индицираната перспективност при по-висок аспект на съотношения.

Разширяване на тези допълнителни изследвания до аспект на съотношения, толкова висок, колкото 1 : 4, заслужава внимание, може би специално установяването на ясна перспектива, отначало до край, в или близо до квадрат. Това е неочаквано, меко казано, от основата на нашата предварителна работа по разкриване и изследване по отношение на резонансни панелни елементи с ръбове, които са по същество свободни за вибрации с огъващо трептение. Също така досега неочакваното увеличение на работната мощност, както е установено тук от фигури 5А, В за аспект на съотношение 1.41, е допълнително установено като съвместимо, поради изследване на друг аспект на съотношения сега. Осъществено и друго неочаквано забележително намаление на критичността на на аспекта на съотношения за определяне дори на интервалите честотите на резонансно трептение като благоприятни за акустично действие, което е причина за допълнително .е ·· ·· • ·: : : ’·*· *· «49 ·· ·· ·· ·· • · · • · · • · · ··”··’ 1616/00-ФС обсъждане и анализ. Следващият резултат е представен от гледна точка на опростената теория на излъчване за по същество правоъгълни резонансни панелни елементи, притежаващи по същество изотропна якост на огъване.

В общи линии има потвърждение от досегашната практика/теория, а именно, че при панелни елементи с ръбове, които са по-същество свободни, резонансното трептение с най ниска честота, както е определено от страната с по-голям размер, а най-добре е в комбинация със страната, имаща по къс размер, съответствуващ на следващото резонансно трептение с по-висока честота, дават относително съответствуващи серии от по-високи честоти, които са посъщество разнообразни по стойности. На практика един висок аспект на съотношение за такъв панел, който по-същество има свободни ръбове, би се отразил върху втория (а даже може би и върху повече) от резонансният тип честоти на панелния елемент, които са непосредствено присъщи на ръба с по-голяма дължина, а също да бъдат по-ниски от първия, присъщ на ръба с по-малка дължина, при което честотната междина(и), която е твърде голяма за реална, задоволителна акустична характеристика при въздействие на огъващо трептение при въпросните по-ниски честоти.

Напротив, първият тип ефективна резонансна честота за цялостно фиксиран по ръба резонансен панелен елемент изисква подпомагане от първото резонансно трептение, което е характерно за по-къса дължина на ръба, т. е първата комбинация трептение за плоскостно вибрационно действие за двете серии (fx_l5 fx₂......fx_n) и (fy^ fy₂..... fy_n) за паралелните на ръба оси х, у, както е илюстрирано от уравнението за спектъра

1616/00-ФС на резонансно трептение:

Ефектът от тази квадратична зависимост е този, че висок аспект на съотношение може да произведе последователност от съвсем близко раздалечени резонансен 10 тип честоти, които са присъщи на дяловете от тези следващи по-високи серии, свързани с по-дългия ръб, преди следващия дял от следващите серии, свързани с по-късия ръб. На фигура 14 е начертан максимумът на инверсната средноквадратична енергийна девиация за съответния аспект на съотношение и 15 показва увеличение на енергийната равномерност (над найниското резонансно трептение) с увеличаване аспекта на съотношение, издигащ се до около 1:3. В действителност повисокият аспект на съотношения за елементи с гранично подтискане поради това има по-близки честоти на резонансно 20 трептение, докато обратното се прилага в панелите с относително свободен ръб в WO 97/09842.

Този резултат, разбира се, по никакъв начин не отнема добрите и полезни резултати за акустични устройства, използуващи по-малък аспект на съотношение, които са изцяло 25 фиксирани по ръба резонансни панелни елементи, които също така на практика са напълно желани за работа на акустично устройство от резонансен тип честота, както е предвидено от горния анализ, а също така в PCT/GB99/00404.

Съществуват обаче значително по-големи

1616/00-ФС • ·

• · • · · ·· ·· конструктивни възможности. Във всеки частен случай и желано приложение за акустични устройства поради това специфичният спектър на честотите от резонансен тип ще варира очевидно с аспекта на съотношение за дадена якост на 5 огъване или съотношенията за нея и изборът често ще бъде направен върху изчислими, измерими или достигнати резултати, както е за желана или приемлива характеристика на акустично устройство.

Установен и е изследван и друг важен фактор, а именно 10 свързаното с геометричната ос и/или положението акустично действие и характеристика, за което разликите могат да бъдат съществени и да бъдат полезни/ефективни в конструкцията на специфичните акустични устройства за особени приложения, по-специално когато такива разлики могат да бъдат 15 положително желани или могат да бъдат нежелани, или някои специални комбинации са предпочитани или приемливи, фигури 15A-J са комбинация от полярни графики за един резонансен панелен елемент с аспект на съотношение 1:3 за по-ниските честоти на резонансно трептение, съответно, и в във всеки 20 случай показват планове в положение-пейзаж (плътна линия) и положение-портрет (пунктирна линия) , т. е. с по-дълъг размер хоризонтално или вертикално, съответно. По принцип, както е очаквано, схемите на излъчването са значително различни, като в плана за по-малката дължина са общо по-плавни и в плана за 25 по-дългата дължина са по-дифузни. Възможностите за избор в конструкцията включват допустимост на по-високата честота на най-ниското резонансно трептение като директно зависимо за структурата на всеки специфичен панелен елемент от аспекта на съотношение; допустимост на насочеността, когато

1616/00-ФС w « a · · ··’·· оъ: : -· * .:.. .. 22 ·· ··

вибрацията на панелния елемент е подчертано различна в различните осови направления; последователно различна енергийна равномерност в съответните планове на излъчване; селекция, свързана с ориентацията или положението на 5 използувания панелен елемент; и валидните баланси между енергийната равномерност в различните равнини и/или общата енергийна равномерност по отношение на подобие или по друг начин на характеристиките в планове пейзаж/портрет или азимут/вертикално насочване.

Панелният елемент от фигура 16А включва плътни черни стъклени покрития, с дебелина 0.05 mm върху Алуминий с клетъчна структура и с дебелина 4 mm, което има за резултат по същество изотропна якост на огъване от 12.26 Newtonmetres, разпределение на масата-0.76 kilogram/square и честота на съвпадане (резонансна честота) 4.6 kHz.. Панелният елемент от фигура 16В включва дебели черни стъклени покрития, с дебелина 0.102 mm върху дебела сърцевина на Rohacell с дебелина 1.8 mm, което има за резултат по-същество изотропна якост на огъване 2.47 Newtonmetres,масова плътност 0.6 kg/m² и 20 честота на съвпадение (резонансна честота) 9.1 kHz. Панелният елемент от фигура 16С включва дебели покрития Melinex™, с дебелина 0.05 mm, върху сърцевина на Rohacell с дебелина 1.5 mm, което има за резултат по-същество изотропна якост на огъване от 0.32 Newtonmetres, масова плътност 0.35kg/m² и 25 честота на съвпадение -19.2 kHz. Всички тези панелни елементи са подобен аспект на съотношение от 1.13 до 1.14 и се привеждат в движение от подобни възбудители с активен диаметър 13 mm и входен импеданс от 8 ohms. Всеки има изходен акустичен сигнал, измерен по всички панелни ръбове, ·· · .

• :: : .· ··: ···· ·· .

·· ··.

• · · ; ···· .: : :: : ·..· .. ·· ··

1616/00-ФС свободни да вибрират под въздействие на огъваща резонансна вълна на панелите и по всички ръбове, фиксирани за такава вибрация, фигури 16А-С показват, че фиксирането постига съществено увеличение на изходния акустичен сигнал под честотата на съвпадение, но не и над нея, така че съществува по-голямо благоприятно влияние за фиксиране при по-високите честоти на съвпадение, така и за по-ниска якост на огъване на въпросния панелен елемент.

Панелните елементи от фигури 16А-Е са със същата плътна структура, както на фигура А, но с по-големи размери, а именно 360 mm х 315mm и 545mm х 480 mm, респективно сравнени с 260mm х 230mm за фигури 16А до D; и съществува потвърждение на пълното фиксиране, осъществяващо подобрена акустична изходна мощност от честотно съвпадение надолу към най-ниската честота на резонансно трептение на въпросния панелен елемент, по-специално към около 400 Hz за най-малките панелни елементи (фигури 16А-С) и по-ниска за поголемите и най-големите панелни елементи. Заслужава си да се обърне внимание, че по-големите панелни елементи имат позатворени форми на трептението за определена честота, които се приближават до синусоидална вълна.

Направени са контролни измервания на механичната входна енергия за всеки от тези панелни елементи, когато е възбуждан с ръбове, свободни за вибриране и с ръбове, които са напълно фиксирани, и е показано, че всеки от тези панелни елементи поглъща приблизително същата енергия.

Може да бъде от интерес да се размишлява по отношение на допускането, предшествуващо противоположната теория от WO 97/09842 по отношение на

1616/00-ФС

това, че полезно акустично излъчване не съществува под честотата на съвпадение, което се основава на теорията, че може да се очакват пълни синусоидални вълни в безкрайна (неограничена) плоча и допусканията като следствие от 5 теорията от WO 97/09842, които ясно определят, че полезно акустично излъчване съществува в ограничена плоча под честотата на съвпадение, а именно, че такова излъчване се проявява от части на ограничена плоча, които вибрират, като се отклоняват от пълното синусоидално разпределение, както 10 изглежда, че това главно е случаят с най-ниските честотни трептения и в близост, както до възбуждащия преобразувател, така и до ръбовете, които са свободни да вибрират. Следователно, разбира се, тук се има в предвид последното. Обаче, от досегашната теория е ясно, че частичното 15 подтискане по ръбовете до способност за вибрация от огъващо трептение има благоприятни последици за акустичното свързване с въздуха, по-специално има увеличена ефективност, вследствие на това под честотата на съвпадение. Това се получава, разбира се, при ясното само по себе положение, че 20 изходната акустична енергия е необходимо да бъде свързана директно със загубите в резонансния панелен елемент и в близкото акустично поле, като поне последното ясно се намалява значително от ограничаването на ръба, като при това се елиминира ефективно акустичното късо съединение за такъв 25 ръб(ове), подложени на такова ограничение.

Изглежда приемливо да се определи увеличената акустична връзка с въздуха под съвпадението с отражението на такава енергия, която по друг начин ще бъде загубена в близкото акустично поле, ако само върху основата, че тази ·· • · • · ··· · ·

··

1616/00-ФС

енергия е във вибрацията на огъващото трептение на честотите на резонансното трептение на панелния елемент в акустичен обхват, който представлява интерес, и трябва да напусне панелния елемент като акустична енергия, било като подобрена 5 връзка с въздуха в подтисканите ръбове, или по средата на панелния елемент. Положението над честотата на съвпадение, разбира се, е незасегнато. Това, разбира се, е изцяло в допълнителния контекст на действителни резонансни трептения на панелните елементи с подтискане по ръба, които непременно 10 са без изкривяващи трептения от вибрация, които са ефективно редуцирани или елиминирани посредством подтискане по ръба, за предпочитане фиксиране.

Направени са и допълнителни изследвания по

отношение на мястото, което е благоприятно за втори 15 преобразувател въз основа на измерен ефект, като се използува втори преобразувател с възможност за промяна на положението/преместването и по отношение на дискретно подтискане/фиксиране по ръба при използуване на инерциални маси в локализираните положения. Резултатът по отношение на 20 местата на втори преобразувател главно подчертава степента и сложността на взаимодействие между ефектите в резонансен панелен елемент с два преобразувателя. В действителност найдобре индицираните положения за втори преобразувател спрямо благоприятно разположения първи преобразувател за 25 резонансен панелен елемент с преимуществено правоъгълна форма и по същество изотропна якост на огъване са положения, действително в или близко до централната и в или близко до три четвърти от дължината положения по дължината на оста, ограничаваща една четвърт от панела, в който е

1616/00-ФС разположен първият преобразувател и качеството на изходната акустична енергия има тенденция да бъде неблагоприятно повлияно (въпреки липсата на съмнение за перспективност за някои приложения). Резултатът за дискретно 5 подтискане/фиксиране е по-специално интересен в индицирания потенциално полезен преходен участък от почти равностойното до непрекъснато подтискане/фиксиране за акустичен честотен пасивен филтър, който действува по отношение на по-големи интервали и връзка(и) за дължината на 10 вълната на огъващите вълни в конкретния панелен елемент.

Claims

1 .Акустично устройство, основаващо се на действие на огъващо трептение и способно за функциониране под честотата на съвпадение, съдържащо елемент, позволяващ споменатото акустично функциониране поради благоприятно разпределение на резонансни трептения, с въздействие на огъваща вълна в това отношение, характеризиращо се чрез поне поне частично ограничаване на елемента, като средствата имат по същество подтискащ характери по отношение на вибрацията на елемента от огъваща вълна, при което ограничаващите средства са в периферния ръб на елемента и са непрекъснато по периферията върху поне 25% от споменатия ръб.

2.Активно акустично устройство, съдържащо елемент, основаващ се на действие на огъващо трептение с благоприятно разпределение на резонансни трептения за него и благоприятно положение на преобразователно средство за огъващо трептение, характеризиращо се чрез поне частично ограничаване на елемента, като средството има по същество подтискащ характер по отношение на вибрации на елемента от огъващо трептение и мястото на неговото преобразователно средство е определено по отношение на и като се държи сметка за такова ограничаващо средство, като ограничаващото средство е по периферния ръб на елемента и е непрекъснато по периферията върху поне 25% от споменатия ръб.

3. Акустично устройство съгласно претенция 1 или

Я ····

1616/00-ФС претенция 2, при което ограничаващото средство е за и поне частично е определено от споменатата акустично активна област, като елементът е или е част от по-обширна структура.

5 4. Акустично устройство съгласно някоя предходна претенция, при което ограничаващото средство се простира по едната страна на по същество правоъгълната спомената област или панелен елемент.

10 5. Акустично устройство съгласно претенция 4, при което ограничителното средство също така се простира по противоположната паралелна страна на споменатата област или панелен елемент.

15

6. Акустично устройство съгласно някоя предходна претенция, при което ограничителното средство се простира изцяло около споменатата област или ръб.

7. Акустично устройство съгласно някоя предходна

20 претенция, при което ограничителното средство спомага значително за общата якост на елемента, като е ефективно за желано акустично действие.

8. Акустично устройство съгласно претенция 1, при

25 което якостта на огъване на елемента в споменатата акустично активна област е под 5 Newtonmetres.

9. Акустично устройство съгласно претенция 8, при което споменатата якост на огъване е над около 0.001

1616/00-ФС

Newtonmetres.

10. Акустично устройство съгласно претенция 7, 8 или

9, при което повърхностната плътност на елемента в 5 споменатата акустично активна област е около 25 gram/square metre.

11. Акустично устройство съгласно някоя предходна претенция, при което споменатата област на елемента има

10 изотропна якост на огъване.

12. Акустично устройство съгласно някоя от претенциите от 1 до 10, при което споменатата област на елемента има бидирексионална (двупосочна) анизотропия на

15 якостта на огъване.

13. Акустично устройство съгласно някоя от претенциите от 1 до 10, при което споменатата област на елемента има разпределение на якостта на огъване,

20 подхождаща на желано благоприятно място за преобразователното средство.

14. Акустично устройство съгласно някоя предходна претенция, при което споменатата област е по същество

25 правоъгълна, с изотропия на якостта на огъване за нея и има аспект на съотношение между 1:1 и 1:1.5.

15. Акустично устройство съгласно някоя от предходните претенции от 1 до 13, при което споменатата

1616/00-ФС • област е по същество правоъгълна, с изотропия на якостта на огъване за нея и има аспект на съотношение по-голям от 1:1.5.

16. Акустично устройство съгласно претенция 15, при 5 което споменатият аспект на съотношение е около 1:3 и повече.

17. Акустично устройство съгласно някоя преходна претенция, при което ограничаващото средство служи поне за ограничаване на резонансни трептения от действие на огъваща

10 вълна, която въвежда изкривяване.

18. Акустично устройство съгласно някоя предходна претенция, при което ограничаващото средство служи поне за намаляване анулирането на акустичната изходяща енергия на

15 близко поле.

19. Акустично устройство съгласно някоя предходна претенция, при което ограничителното средство служи за увеличаване акустичния изходящ сигнал от енергия на действие

20 на резонансно огъващо трептение.

20. Акустично устройство съгласно някоя предходна претенция, при което елементът е опънат.

25

21. Акустично устройство съгласно претенция 20, при което елементът е опънат в две взаимно пресичащи се направления.

22. Акустично устройство съгласно претенция 21, при ·· • · · • · ···· ·· • · •· · •· · •9 • · ·· ·· ··· « ··

1616/00-ФС което опъването в двете посоки е равно.

23. Акустично устройство съгласно някоя от претенциите от 20 до 22, при което якостта на огъване на 5 елемента в акустично активната област е ниска. 24. Акустично устройство съгласно някоя от

претенциите от 20 до 23, при което повърхностната плътност на елемента в акустично активната област е ниска.

25. Акустично устройство съгласно някоя предходна претенция, при което ограничаващото средство е интегрирано с елемента.

15 26. Акустично устройство съгласно претенция 25, при което ограничителното средство е отлято интегрално с елемента.