Una unidad controladora de altavoz compuesta, que comprende al menos una unidad controladora (110) de alta frecuencia y una unidad controladora (105) de baja frecuencia,

comprendiendo la unidad controladora (110) de alta frecuencia una bobina (188) de voz, un diafragma (191), medios magnéticos permanentes y medios de piezas de mástil, formando los medios magnéticos permanentes y las piezas de mástil un circuito magnético (150) con una brecha (145) de mástil dispuesta para recibir a, e interactuar con, la bobina (188) de voz, proporcionando la brecha de mástil un campo magnético orientado radialmente con respecto a un eje central del altavoz, comprendiendo la unidad controladora (105) de baja frecuencia una bobina (160) de voz adicional, un diafragma (165) adicional, medios magnéticos permanentes y medios de piezas de mástil adicionales, formando los medios magnéticos permanentes y las piezas de mástil adicionales un circuito magnético (120) adicional con una brecha (115) de mástil dispuesta para recibir a, e interactuar con, la bobina (160) de voz adicional, caracterizada porque la bobina (188) de voz, el diafragma (191) y una unidad (190) de soporte forman un montaje (192) de bobina de voz y diafragma, y el montaje (192) de bobina de voz y diafragma es extraíble del circuito magnético (150) como una unidad individual, la bobina (160) de voz adicional, el diafragma (165) adicional y una unidad (175) de soporte adicional forman un montaje adicional (181) de bobina de voz y diafragma, y el montaje adicional (192) de bobina de voz y diafragma es extraíble del circuito magnético (120) adicional como una unidad individual, y la unidad controladora (110) de alta frecuencia es extraíble de la unidad controladora (105) de baja frecuencia como una unidad individual

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

La presente solicitud de patente está relacionada con, y reivindica prioridad sobre, la solicitud provisional de patente estadounidense 60 / 257.693, presentada el 26 de diciembre de 2000, que se incorpora a la presente por referencia.

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a convertidores electroacústicos para la reproducción del sonido, en particular, a unidades controladoras compuestas de altavoces que tienen una gran cantidad de unidades funcionales, están adaptadas para reproducir distintas partes del espectro de la frecuencia de audio y están dispuestas en una estructura coaxial y coplanar.

Antecedentes de la invención

En la mayoría de los sistemas de altavoces para reproducción de una gran parte del espectro de la frecuencia de audio, se utilizan al menos dos unidades controladoras. Un ejemplo es un reproductor de graves, utilizado para la reproducción de sonidos en las bandas de baja frecuencia, y un reproductor de agudos, utilizado para las bandas de alta frecuencia. Las bobinas de voz de las unidades controladoras individuales están conectadas, mediante una red filtrante cruzada, con un amplificador de potencia, que proporciona las señales eléctricas que representan el sonido a reproducir. El fin del filtro cruzado es proporcionar a cada unidad controladora señales eléctricas correspondientes a la gama de frecuencia de audio que cada unidad controladora está diseñada para reproducir. Las características del filtro están dispuestas de forma tal que, alrededor de una frecuencia cruzada, en una banda intermedia, la salida al reproductor de graves se desvanece con frecuencia creciente, y la salida al reproductor de agudos se desvanece con frecuencia decreciente. El filtro cruzado puede ser, por ejemplo, pasivo o activo, digital o analógico. Debe emprenderse una cuidadosa asociación de las características del filtro con las características de las unidades controladoras a fin de lograr una buena reproducción del sonido.

El sistema de altavoces puede incorporar más de dos unidades controladoras. Un sistema de tres vías, con un reproductor de agudos, un reproductor de graves de gama media y un reproductor de graves, es una estructura común de altavoces. El filtro cruzado asociado dividirá la señal eléctrica hacia las unidades controladoras que tengan como característica frecuencias cruzadas y dos bandas intermedias. La observación importante para la siguiente exposición es que un sistema de altavoces con más de una unidad controladora tendrá al menos una banda de frecuencia de audio en la cual el sonido está generado por más de una unidad controladora.

Puede decirse que el sonido irradiado desde cada una de las unidades controladoras emana desde la fuente sonora aparente, o centro acústico de esa unidad; la posición del centro acústico es una función del diseño de la específica unidad controladora, y puede determinarse habitualmente por mediciones acústicas. Además, la posición absoluta del centro acústico puede depender de la frecuencia del sonido emitido. Cuando se emplean unidades controladoras individuales de altavoces, tal como en los sistemas comunes de dos y tres vías, brevemente descritos en lo anterior, los centros acústicos estarán físicamente desplazados entre sí. Las unidades controladores se montan habitualmente sobre un deflector común, de forma tal que sus centros acústicos estén en un plano común, pero que estén desplazados en una dirección vertical en el plano del deflector. Para un oyente situado aproximadamente en línea con los ejes de las unidades controladoras de altavoces, y aproximadamente equidistante de los centros acústicos de ambas unidades controladoras, puede obtenerse un equilibrio deseado de la salida proveniente de las dos unidades controladoras. Sin embargo, si la posición del oyente se mueve desde la posición equidistante, las distancias entre el oyente y los centros acústicos de las unidades controladoras de altavoces serán distintas y, por ello, los sonidos en las bandas de frecuencia intermedia, producidos por las dos unidades controladoras, serán recibidos por el oyente con una diferencia temporal. Esta diferencia temporal entre los sonidos recibidos da como resultado una diferencia de fase entre los sonidos recibidos en la posición del oyente. Los sonidos desde las dos unidades controladoras ya no se suman como se pretende en la banda, o bandas, intermedia(s); el sonido resultante recibido estará desordenado.

Un área de interés específico es el Anuncio Público (AP), por ejemplo, en auditorios y salas de conciertos. Los locales modernos se construyen a menudo de forma tal que la sala en sí es virtualmente muda acústicamente. Un sistema adecuado de AP comprende, habitualmente, un cierto número de altavoces de alta calidad (usualmente trompas de alta calidad) dispuestos de forma tal que, en principio, cada oyente tiene un altavoz en línea recta. Esto limitará, pero no eliminará completamente, los problemas causados por la diferencia de fase. Un enfoque alternativo es tener un gran número de altavoces pequeños funcionando en niveles acústicos moderados, distribuidos cerca del oyente. Más problemático es amplificar el sonido en locales acústicamente complejos, no mudos, a menudo más antiguos, como las iglesias, teatros y salas de conciertos. Estas salas reverberantes se construyen a menudo para amplificar la voz humana

o el sonido de los instrumentos por medio de un gran número de reflejos de las ondas sonoras en paredes y cielorrasos. Si se utilizan altavoces convencionales, con una diferencia de fase entre las distintas unidades controladoras, en tal entorno, cada reflejo duplicará la diferencia de fase. Cuando el sonido, después de un gran número de reflejos, llegue al oyente, estará sumamente distorsionado. Amortiguar la sala, a fin de obtener un entorno acústico casi mudo, no es, en la mayoría de los casos, una solución atractiva, dado que el carácter acústico, por ejemplo, de una iglesia se percibe como una parte esencial de la experiencia sonora de tal local.

Se ha hecho un buen número de intentos para superar los efectos indeseables originados en el desplazamiento de los centros acústicos de las unidades controladoras. Se conoce cómo combinar las unidades controladoras de altavoces de baja y alta frecuencia en una única estructura compuesta coaxial. La unidad controladora compuesta coaxial de altavoces consiste en un diafragma de baja frecuencia, generalmente cónico, controlado por una bobina de voz que interactúa con una estructura magnética que tiene un mástil central que se extiende a través de la bobina de voz. Un diafragma de alta frecuencia está situado en la parte trasera de la estructura, y la salida sonora de este diafragma se dirige al frente de la unidad controladora de altavoces, por medio de una estructura de trompa que se extiende coaxialmente a través del mástil central de la estructura magnética que interactúa con el diafragma de baja frecuencia. Así, tanto los sonidos de baja frecuencia como los de alta frecuencia se orientan en una dirección generalmente hacia adelante desde la unidad controladora compuesta de altavoces. En esta forma coaxial de estructura de altavoces, no hay ningún desplazamiento vertical ni horizontal de las fuentes sonoras aparentes para las frecuencias bajas y altas. Sin embargo, el diafragma de baja frecuencia se sitúa en el frente de la unidad de altavoces, mientras que el diafragma de alta frecuencia se sitúa en la parte trasera de la unidad de altavoces, y esto da como resultado el desplazamiento relativo de los centros acústicos en la dirección del eje de la unidad controladora, causando una indeseable diferencia temporal en la llegada, al oyente, de sonidos provenientes de los diafragmas de alta y baja frecuencia. Intentos más recientes se revelan, por ejemplo, en las patentes estadounidenses 4.492.826 y 4.552.242, en las cuales al menos un altavoz más pequeño está montado coaxialmente encima del altavoz más grande. Ambos comparten, en un grado no despreciable, la desventaja de la estructura anteriormente descrita, que tiene un desplazamiento relativo de los centros acústicos en la dirección del eje de la unidad controladora.

Una unidad controladora de altavoz compuesta con una unidad de baja frecuencia y una unidad de alta frecuencia, con su centro acústico coincidente en las tres dimensiones, se describe en la patente estadounidense 5.548.657, y está comercialmente disponible. Se ha proporcionado un reproductor de agudos en miniatura, pero de tipo convencional, en un hueco proporcionado en la pieza del mástil central del reproductor de graves. Debido...

1. Una unidad controladora de altavoz compuesta, que comprende al menos una unidad controladora (110) de alta frecuencia y una unidad controladora (105) de baja frecuencia, comprendiendo la unidad controladora (110) de alta frecuencia una bobina (188) de voz, un diafragma (191), medios magnéticos permanentes y medios de piezas de mástil, formando los medios magnéticos permanentes y las piezas de mástil un circuito magnético (150) con una brecha (145) de mástil dispuesta para recibir a, e interactuar con, la bobina (188) de voz, proporcionando la brecha de mástil un campo magnético orientado radialmente con respecto a un eje central del altavoz, comprendiendo la unidad controladora (105) de baja frecuencia una bobina (160) de voz adicional, un diafragma (165) adicional, medios magnéticos permanentes y medios de piezas de mástil adicionales, formando los medios magnéticos permanentes y las piezas de mástil adicionales un circuito magnético (120) adicional con una brecha (115) de mástil dispuesta para recibir a, e interactuar con, la bobina (160) de voz adicional, caracterizada porque la bobina (188) de voz, el diafragma (191) y una unidad (190) de soporte forman un montaje (192) de bobina de voz y diafragma, y el montaje (192) de bobina de voz y diafragma es extraíble del circuito magnético (150) como una unidad individual, la bobina (160) de voz adicional, el diafragma (165) adicional y una unidad (175) de soporte adicional forman un montaje adicional (181) de bobina de voz y diafragma, y el montaje adicional (192) de bobina de voz y diafragma es extraíble del circuito magnético (120) adicional como una unidad individual, y la unidad controladora (110) de alta frecuencia es extraíble de la unidad controladora (105) de baja frecuencia como una unidad individual.

2. La unidad controladora de altavoz según la reivindicación 1, caracterizada porque el montaje

(192) de bobina de voz y diafragma está dispuesto para tener conexiones eléctricas para la conexión de la bobina de voz, mediante el centro del lado adaptado para entrar en contacto con el circuito magnético (150).

3. La unidad controladora de altavoz según la reivindicación 2, caracterizada porque el montaje

(192) de bobina de voz y diafragma está dotado de un terminal eléctrico para conectar las conexiones eléctricas de la bobina de voz, el terminal eléctrico está dispuesto en el centro del lado adaptado para entrar en contacto con el circuito magnético (150) y está adaptado para interconectarse con un correspondiente terminal eléctrico dentro de una perforación central

(140) del circuito magnético.

4. La unidad controladora de altavoz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la cual el montaje (192) de bobina de voz y diafragma está adaptado para la reproducción de alta

5 frecuencia, y el diafragma es de tipo cúpula, caracterizada por una suspensión interna (189) en forma de anillo, sobre su periferia externa, adosada al diafragma (191) en forma de cúpula, aproximadamente en la intersección del diafragma (191) en forma de cúpula y la bobina (188) de voz, y la suspensión interna (189) en su periferia interna, adosada a una pieza central del montaje (192) de bobina de voz y diafragma.

5. La unidad controladora de altavoz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el montaje (192) de bobina de voz y diafragma está adaptado para la reproducción de alta frecuencia, y el montaje (181) adicional de bobina de voz y diafragma está adaptado para la reproducción de baja frecuencia, y / o la reproducción de frecuencia de rango medio.

6. La unidad controladora de altavoz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los medios magnéticos permanentes de los circuitos magnéticos tienen direcciones de magnetización que se extienden radialmente con respecto a dicho eje central del altavoz, y porque los centros acústicos del montaje (192) de bobina de voz y diafragma, y del montaje (181) adicional de bobina de voz y diafragma, coinciden sustancialmente.

7. La unidad controladora de altavoz según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los circuitos magnéticos de los medios magnéticos permanentes tienen direcciones de magnetización que se extienden radialmente con respecto a dicho eje central del altavoz, formando el circuito magnético adicional (120) un cilindro con el circuito magnético (150) comprendido en su interior, de forma tal que el montaje (192) de bobina de voz y diafragma, junto con el circuito magnético (150) pueden extraerse independientemente del montaje adicional (181) de bobina de voz y diafragma, junto con el circuito magnético adicional (120),