Акустическая система

Акустическая система

Реферат

Изобретение относится к области акустических средств и может быть применено при воспроизведении музыки и речи с созданием эффекта объемного звучания, активно воздействующего на психофизиологическое состояние человека.

Известна монофоническая система звукопередачи, содержащая источник колебаний звуковой частоты, усилитель и громкоговоритель /Д.И.Гаклин и др. Стереофоническое радиовещание и звукозапись. М., Л., 1962, с.7-8/. Известная система звукопередачи характеризуется тем, что звук исходит из одной точки, а восприятие звучания зависит от положения слушателя относительно этой точки.

Известна стереофоническая система звукопередачи /Д.И.Гаклин и др., указ. соч., с.12-13/, включающая источник колебания звуковой частоты, усилитель и многоканальный тракт передачи, а также громкоговорители, подключенные к каждому тракту. При идентичности каналов громкоговорители возбуждают идентичные звуковые поля, а при звукопередаче не сохраняется полная пространственная перспектива. Последняя улучшается с увеличением числа каналов, изменяющим пространственную структуру звука, однако это усложняет аппаратуру в целом, а при малом количестве каналов из-за большого расстояния между громкоговорителями возникают фазовые искажения вторичного звукового сигнала, приводящие к изменению тембральной окраски звука. Известная конструкция акустической системы не отвечает условию оптимального согласования звукового поля с психоакустическим восприятием человека. Известно устройство для формирования стереофонического звукового поля /Япония, заявка N 61-50440, МПК H04S 5/00, опубл. 04.11.86/, содержащая источник монофонического звука, блоки задержки звукового сигнала и блоки смешения монофонического сигнала с задержанными сигналами. Выбором времени задержки и сдвига фаз можно добиться удовлетворительного звучания, однако известное устройство отличается сложностью конструкции, создаваемое звуковое поле не согласовано с психоакустическими характеристиками человека, система шунтирует биологически ценные параметры живой речи и музыки вследствие фазовых искажений. В подобных системах стереофоническое звуковое поле, формируемое прямыми компрессионными волнами, воспроизводит объемность тембра звука лишь в некоторых пространственных точках "оптимального звучания".

Известна акустическая система, согласно пат. РФ №2129762 от 22.12.1995, которая содержит источник звукового сигнала, усилитель и электроакустический преобразователь в виде резонатора, включающего корпус, ряд головок громкоговорителей, связанных с резонатором посредством опорных колец и разнесенных вдоль оси резонатора, акустический отражатель, выполненный в виде диска, который установлен оппозитно диффузорам громкоговорителей вдоль оси резонатора посредством стержней.

Известная система характеризуется хорошим качеством звучания, объемным звуком. Однако систему отличает громоздкость, высокие требования к идентичности излучателей в паре, искажения частотной характеристики - срез на высоких и низких частотах. Также трудно добиться симметричной в пространстве диаграммы направленности, что является существенным недостатком устройства.

Известная система принята за наиболее близкий аналог предлагаемой резонансной акустической системы.

Задача, решаемая изобретением, состоит в улучшении объемных резонансных характеристик звучания за счет формирования пространственно симметричной диаграммы направленности и согласования этих характеристик с метеорологическими обстоятельствами и психофизиологическими особенностями человека. Задача решена тем, что известная акустическая система, содержащая источник звукового сигнала, усилитель и электроакустический преобразователь в виде резонатора, включающего корпус, ряд головок громкоговорителей, связанных с резонатором посредством опорных колец и разнесенных вдоль оси резонатора, акустический отражатель, выполненный в виде диска, который установлен оппозитно диффузорам громкоговорителей вдоль оси резонатора посредством стержней, отличается тем, что она снабжена приспособлением для настройки резонанса корпуса и дополнительными акустическими отражателями, при этом последние выполнены в виде опорных колец, связанных со стержнями подвижно в направлении оси резонатора.

Задача также решена тем, что приспособление для настройки резонанса корпуса выполнено в виде винтовых пар и связано со стержнями и дополнительными акустическими отражателями.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой показана структурная схема акустической системы.

Акустическая система содержит источник звукового сигнала, усилитель и корпус 1, резонаторы 2, 3, в которых закреплены головки громкоговорителей 4, 5, 6 со звуковыми катушками, которые установлены вдоль оси симметрии корпуса 1 с помощью опорных колец 7, 8, 9 и стержней 10, 11. Устройство содержит акустические отражатели 12, 13, 14, выполненные в виде плоских дисков, установленных параллельно горизонтально излучающим диффузорам громкоговорителей 4, 5, 6. Поверхности отражателей 12, 13, расположенные против диффузора соответствующего громкоговорителя, формируют стоячую сферическую волну основного тона соответствующего громкоговорителя. Громкоговорители 4, 5,6, расположенные по вертикали друг под другом, соответствуют диапазонам нижних, средних и верхних частот формируемого общего звукового поля. Внешние поверхности отражателей 12, 13, 14 участвуют в преобразовании и формировании внешнего объемного поля резонатора, корпуса резонаторов 2, 3, представляющие собой геометрически тело вращения, выполнены из акустически активного материала (например, древесина ценных пород, целлюлоза со слоистой структурой и сотовыми заполнителями). Приспособление для настройки резонанса корпуса выполнено в виде винтовых пар (типа «винт-гайка»), в которых винтом являются стержни, а гайки связаны с опорными кольцами и отражателями. Гайки 15, 16, 17, 18 выполнены с возможностью соосного перемещения вдоль стержня 10 или 11, соответственно, как вверх, так и вниз относительно вертикальной оси корпуса 1.

Звуковые катушки громкоговорителей 3, 4, 5 включены между собой последовательно и подключены кабелем к источнику звукового сигнала через усилитель.

Перед включением системы на прослушивание производится настройка резонанса корпуса путем перемещения гаек 15, 16 вдоль стержня 10, гаек 17, 18 вдоль стержня 11. При этом резонатор 3 сжимается или растягивается в зависимости от того, какой основной тон выбирается для воспроизводства звука.

Аналогичным образом посредством перемещения соответствующих гаек по стержням 10, 11 производится сжатие или растяжение резонатора 2 для обеспечения наиболее эстетически насыщенного обертонами акустического поля. Соответственно, производится перемещение гаек в каждой винтовой паре на всех стержнях для настройки резонанса между резонаторами 2, 3 и отражателем 13. Изменение расстояния между кольцами 8, 9 и отражателем 13 за счет перемещения соответствующих гаек приводит к обогащению акустического поля дополнительными обертонами.

Звуковой сигнал, воспроизводимый предлагаемой резонансной системой, становясь источником пульсирующих в трех измерениях волн, насыщенных обертонами сближенной частоты, распространяется в пространстве от горизонтального излучателя, образованного регулируемыми по величине зазорами между отражателем 12 и кольцом 7, а также между кольцом 8, отражателем 13 и кольцом 9. При этом восприятие не зависит от взаимного расположения прибора и слушателя.

В качестве модельного примера исследована система с резонаторами, настроенными на основной тон 440 Гц и 441 Гц. Экспериментальной группе слушателей (12 человек) с разными психофизиологическими типами восприятия, разных возрастов и т.д. предъявлялись фрагменты музыкальных произведений длительностью от 10 минут до двух часов - классическая, эстрадная, медитативная музыка. Приборными методами путем измерения физических параметров слушателей было установлено благоприятное влияние акустического поля системы на человека (нормализация ряда нервно-психических функций, повышение устойчивости к стрессам, устранение переутомлений и т.п.). Было установлено снижение и стабилизация частоты сердечных сокращений (на 12%), снижение числа перебоев сердца невротического характера. При изменениях атмосферного давления, геомагнитной обстановки оказалось, что оптимальной является настройка резонаторов на 1-2 герца выше или ниже относительно основного тона 440 Гц. Необходимость тонкой подстройки резонанса системы за счет применения приспособления для настройки частоты собственного резонанса корпуса доказана клиническими исследованиями.

Предлагаемая акустическая система выполняет функцию физиотерапевтического воздействия на слушателя для оптимизации внутренних процессов в организме с учетом внешних стрессоформирующих факторов как техногенного, так и объективно-природного характера.

1. Акустическая система, содержащая источник звукового сигнала, усилитель и электроакустический преобразователь в виде резонатора, включающего корпус, ряд головок громкоговорителей, связанных с резонатором посредством опорных колец и разнесенных вдоль оси резонатора, акустический отражатель, выполненный в виде диска, который установлен оппозитно диффузорам громкоговорителей вдоль оси резонатора посредством стержней, отличающаяся тем, что она снабжена приспособлением для настройки резонанса корпуса и дополнительными акустическими отражателями, при этом последние выполнены в виде опорных колец, связанных со стержнями подвижно в направлении оси резонатора.

2. Акустическая система по п.1, отличающаяся тем, что приспособление для настройки резонанса корпуса выполнено в виде винтовых пар и связано со стержнями и дополнительными акустическими отражателями.