171882. lajstromszámú szabadalom • Irányított elektroakusztikai átalakító elsősorban kardioid hangsugárzó
5 171882 6 jóminőségű zeneközvetítés biztosíthat, a termek nagy utózengési idejének zavaró hatása nagymértékben csökkenthető. A találmány szerinti hangsugárzó vagy hangszóró rendszerrel a közvetített műsor tisztasága, zengés- 5 mentessége, érthetősége nagymértékben megjavul, a begerjedés veszélye csökken. Sztereo közvetítésnél a sztereo hatás területe megnő. Mikrofonok esetében speciális kivitelű mikrofonra ad lehetőséget, amelynek frekvenciamenete a mélyfrekvenciák felé 10 emelkedő jellegű és ugyanakkor a magas frekvenciás érzékenység változatlan értékű. A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, rajz alapján ismertetjük részletesebben. 15 Az 1. ábra egy ismert kardioid hangszóró elrendezést mutat. A 2. ábra az 1. ábrán bemutatott hangszóró villamos helyettesítő képe. A 3. ábra az 1. és 2. ábrán bemutatott kardioid 20 hangszóró relatív átviteli tényezőjének frekvencia menetét ábrázolja. A 4. ábra egy találmány szerinti kardioid átalakítót szemléltet. Az 5. ábra a 4. ábrán bemutatott átalakító 25 villamos helyettesítő képe. A 6. ábra a 4. és 5. ábrán bemutatott átalakító hangszóró -üzemmódban mutatott relatív átviteli tényezőjének frekvenciamenetét szemlélteti. A 7. ábra a 4. és 5. ábrán bemutatott átalakító 30 frekvenciamenetét ábrázolja mikrofon üzemmódban. A 8. ábra egy találmány szerinti kardioid hangszóró egy másik elrendezését mutatja. A 9. ábra a 8. ábrán bemutatott hangszóró 35 villamos helyettesítő képét ábrázolja. Az 1. ábrán egy ismert kardioid hangszóró elrendezést mutatunk be. Itt a Zi membrán mögött, ahhoz csatolva működik az RC típusú R2 és 4 0 C0 akusztikai ellenállás és kapacitásból álló fázisforgató tag, amelyet M2 akusztikai tömeg egészít ki úgy, hogy ismert módon másodfokra kiegyenlített hálózatot biztosít. A fázisforgató tag szabadba vezető nyílása és a membrán elülső oldala 45 közötti (átlagos) d hangút távolságú. Amennyiben az R2 akusztikai ellenállás és M 2 akusztikai tömeg elemeket több nyílással valósítjuk meg, úgy a hangút távolságot egy átlagos érték adja meg. A C0 kapacitást a doboz térfogata adja. 50 A 2. ábrán az 1. ábra szerinti hangszóró villamos helyettesítő képét mutatjuk be. A jobb érthetőség érdekében a két ábrán azonos jelöléseket alkalmaztunk. A Zsi a membrán sugárzási impedanciáját, ZS 2 a fázisforgató tag szabadba ve- 55 zető nyílásának sugárzási impedanciáját jelöli. A fázisforgató tag időállandója ideális kardioid jelleggörbe esetén ismert módon azonos azzal a hang terjedési idővel, amelyet a d hangút távolságra d 60 vonatkoztatunk, azaz T = R2 C 0 =-. Itt a c hang c terjedési sebessége a levegőben. Az időállandó reciproka adja az átviteli tényező frekvencia-menetre jellemző fh frekvencia helyét éspedig 65 1 _ 1 c h ~ 2-rtT ~2TTR2 C7~27rd • A 3. ábrán az 1. és 2. ábrán bemutatott kardioid hangszóró irányítottságából eredő Ai átviteli tényező frekvencia-menetét ábrázoltuk a hangszóró „előre" (0 = 0°) és „hátra" (0=180°) irányában. . fh Jól látható, hogy f< _ frekvenciákon az átviteli 2 tényező 1 érték alá esik f >2 fh frekvenciákon pedig az irányítottságot jellemző ún. előre-hátra viszony romlik el. A 4. ábrán bemutatunk egy a találmány szerinti kardioid irányjelleggörbével rendelkező átalakító példaképpeni kiviteli alakját, míg az 5. ábrán ennek villamos helyettesítő képét ábrázoltuk. A Zx membránhoz közvetlenül van csatolva a d2 hangút távolsággal rendelkező RC típusú fázisforgató tag, amely jelen esetben M2 akusztikai tömeggel van kiegészítve és így másodfokra ki van egyenlítve. A fázisforgató tag időállandója célszerűen a d2 r2 =R 2 Co2 = —, egyenlőséget kielégíti (kardioid c irányjelleggörbe), ennek megfelelően a jellemző frekvenciája fh2 = . A d2 hangút távolságnál 2 7TT2 nagyobb d3 hangút távolsággal rendelkező RC típusú fázisforgató tag, amely (R3 CQ3 M3 akusztikai ellenállás, akusztikai kondenzátor és akusztikai tömeg elemekből áll, időállandója r3 = R3 Cn3 = — és 1 így fh3 = egy parallel kapcsolt Rc akusztikai 27TT3 ellenállással és mc tömeggel van a Zi membránhoz csatolva. Kiegészítésképpen egy soros rc tagot is kapcsoltunk az mc tömeghez. Az így kialakított átalakító két fázisforgató tagja és a csatoló impedancia meghatároz egy keresztezési frekvenciát, melynek értéke: 1 ld 2 (R 3 +r c ) + d 3 R 2 ^ 1 ^ 2n \ d2 R 3 mc C 02 1 , d3 R a 1 2n \| d2 R 3 m c C 02 Az egyes fázisforgató és csatoló elemek értékeit, azaz az f^ frekvenciát úgy választottuk meg, hogy c a hozzátartozó X^ = — hullámhossz negyede legfk alább azonos, de legfeljebb négyszeres értékű, mint *k a d2 hangút távolság, azaz d 2 <- <4d 2 . Annak 4 érdekében, hogy az irányítottságot magas frekvenciákon is megtartsuk, célszerűnek bizonyult a csa-3.
