ITBS20060008A1

ITBS20060008A1 - Rifasatore regolabileper driver a compressione ed altoparlanti a cupola a radiazione diretta.

Info

Publication number: ITBS20060008A1
Application number: IT000008A
Authority: IT
Inventors: Guido Noselli; Michele Noselli; Stefano Noselli
Original assignee: Outline Di Noselli G & C S N C
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2007-07-19
Also published as: US20070165882A1; EP1811805A3; EP1811805A2

Description

"RIFASATORE REGOLABILE PER DRIVER A

COMPRESSIONE ED ALTOPARLANTI A CUPOLA A

RADIAZIONE DIRETTA"

Campo dell'invenzione

La presente invenzione riguarda in generale i driver a compressione e gli altoparlanti (tweeter) a cupola a radiazione diretta per frequenze medie e alte, e si riferisce in particolare ad un rifasatore perfezionato per tali dispositivi di diffusione del suono.

Stato dell'arte

Nella Fig. 1A dei disegni allegati è rappresentato lo schema semplificato del circuito magnetico 10 inclusi un diaframma vibrante 11, avente una parte a cupola 11 , ed e un rifasatore 12, a condotti anulari, di un driver a compressione secondo lo stato dell'arte.

Analogamente, nella Fig. 1B è rappresentato lo schema semplificato del circuito magnetico 13 con diaframma vibrante 14 e solido rifasatore/ smorzatore 15 di un altoparlante (tweeter) a cupola per frequenze medie e alte.

Il circuito magnetico 13 del tweeter a cupola, ancorché con piccole differenze, ha la stessa tipologia del circuito magnetico 10 del driver a compressione e in entrambi i trasduttori, sempre nei driver a compressione e sporadicamente nei tweeter a cupola, viene comunque impiegato un particolare rifasatore detto anche "phase plug", che ha un duplice scopo.

Un primo scopo è di formare, tra il diaframma vibrante e il rispettivo rifasatore, ima camera di compressione 16 per ottenere un innalzamento del livello sonoro generato ed estendere la banda di funzionamento del diaframma verso le alte frequenze. Ciò per il fatto che il rifasatore è un solido posto molto vicino al diaframma vibrante e che ha una parte a cupola con un raggio di curvatura leggermente minore di quello del diaframma al quale è accoppiato in modo da mantenere ima distanza costante, ben definita in sede di progetto del componente.

Quando ci si riferisce ai driver a compressione 10, il rifasatore 12 presenta dei condotti 12', in genere fessurazioni ortogonali rispetto al diametro del rifasatore o anche semplici fori, le cui aperture iniziali hanno complessivamente un'area ridotta in confronto all'area del diaframma secondo un rapporto stabilito, detto rapporto di compressione, in modo che l'aria tra il diaframma e il solido rifasatore, viene compressa in funzione dello spostamento del diaframma stesso prima di essere incanalata nei condotti attraverso tali aperture, per poi confluire nella gola di una tromba che costituisce l'abituale complemento perché il diaframma emetta il suono nell'aria.

L'entità della compressione è un fattore critico per la risposta in frequenza finale del componente montato. Nel caso di un tweter a cupola 13, invece, il rifasatore 15 può essere privo di condotti, o fessure o altri passaggi di aria verso l'esterno tra diaframma vibrante e rifasatore, in quanto è la stesso diaframma a cupola che emette il suono direttamente nell'aria.

Compito del rifasatore è allora di comprimere l'aria imprigionata al di sotto del diaframma a tal punto da smorzare le eventuali irregolarità della risposta in frequenza che i tweeter a cupola possono presentare.

Un secondo scopo del rifasatore è di trasformare progressivamente l'onda sonora, che il diaframma di un driver a compressione, avendo una forma a cupola emette in forma sferica, in una onda sonora piana all'uscita dello stesso rifasatore, altrimenti detta piano di gola (perché è il piano dal quale inizia l'espansione di una tromba da accoppiare o comunque di un condotto di raccordo per una tromba).

L'azione avviene rendendo uguali le distanze che il segnale acustico percorre dalle aperture nel rifasatore sino al piano di gola stesso, con il risultato di ottenere ima coerenza di fase al piano di gola di tutti i segnali che percorrono separatamente ogni singolo condotto e in quanto si escludono, o quanto meno si riducono, interferenze distruttive per differenze di percorso.

Il conseguimento di distanze perfettamente uguali nei condotti non è un fattore di grande criticità, perché anche differenze dell'ordine di qualche millimetro tra un condotto e l'altro non provocano gravi interferenze distruttive nella banda audio che il componente deve riprodurre.

E' noto, infatti, che per avere interferenza si devono avere differenze di percorsi di almeno 1⁄2 lunghezza d'onda.

Per esempio, a 20.000 Hz, la frequenza più alta che si chiede di riprodurre al driver a compressione o al tweeter a cupola, si ha ima lunghezza d'onda di circa 17 mm.

Pertanto, 1⁄2 lunghezza d'onda è 8.5 mm, per cui l'interferenza andrebbe fuori banda rispetto a quella interessata alla riproduzione con differenze che si dovessero verificare entro questo valore. Nel caso poi del tweeter a cupola non ci sono percorsi sonori da rispettare negli eventuali condotti presenti nel rifasatore proprio perché il suono è già diretamente emesso nell'aria da diaframma stesso.

In realtà, per entrambe le tipologie di componenti, di cui per chiarezza nelle Figg. 1A e 1B è stato illustrato schematicamente circuito magnetico e diaframma senza altre parti corollarie come la calota di chiusura del driver o la flangia di fissaggio del tweeter a cupola, la maggior criticità di funzionamento, per il raggiungimento dei risultati auspicati alle alte frequenze, si riscontra nella scelta della distanza di posizionamento del rifasatore rispeto al diaframma vibrante, fermo restando che tutti gli altri fatori critici legati al disegno del circuito magnetico e della parti che compongono il diaframma stesso, siano stati risolti.

Tale distanza, generalmente per componenti che devono riprodurre le frequenze alte e non solo le medie, è dell' ordine di alcuni decimi di millimetro, mediamente da 0.4 a 0.5 mm.

Una variazione quindi anche solo di un decimo di questa distanza, sposta la frequenza di risonanza del volume d'aria molto piccolo che viene a formarsi tra rifasatore e diaframma vibrante, alterando, a volte pesantemente, la risposta in frequenza del driver a compressione o del tweeter a cupola a radiazione direta soprattuto, ma non limitatamente, nella banda banda audio al di sopra di 10.000 Hz.

Questa non auspicabile condizione si verifica molto spesso, nei dispositivi qui considerati, per effeto delle differenze costruttive delle loro singole parti e sopratuto perché tali differenze si ripercuotono sull'assemblaggio finale tanto da dare luogo ad unità sempre diverse una dall'altra.

Scopo dell'invenzione

La presente invenzione si propone invece, come obiettivo, di risolvere in modo semplice ed effettivo il problema sopra lamentato non solo nella fase di montaggio di un driver a compressione o di un tweeter a cupola durante la produzione in fabbrica, ma anche successivamente nel caso di una sostituzione del diaframma danneggiato durante l'uso presso l'utente finale.

Un altro obiettivo dell'invenzione è dunque di creare le condizioni per raggiungere una costanza di prestazioni acustiche dei driver a compressione e dei tweeter a cupola, soprattutto dal punto di vista della regolarità ed ampiezza della risposta in frequenza, in genere non facile da ottenere per la variabilità dimensionale, le tollerante costruttive e di assemblaggio, le dilatazioni delle parti componenti o altri fattori ancora.

Tali obiettivi sono raggiunti, secondo l'invenzione, associando al diaframma vibrante di un driver a compressione o di un altoparlante a cupola un rifasatore movibile e dotato di mezzi per un suo posizionamento rispetto a detto diaframma ai fini di una precisa regolazione della distanza definente la camera di compressione tra diaframma e rifasatore.

Una tale regolazione può essere efftuata non solo all'origine con gli attrezzi in sede di produzione ma, vantaggiosamente, anche dall'utilizzatore finale, il quale senza bisogno di strumenti di misura meccanici dedicati e particolari, può montare un diaframma di ricambio ed adattare la posizione del rifasatore semplicemente misurando la risposta in frequenza del sistema, ad esempio utilizzando un semplice analizzatore di spettro, strumento diffuso il giorno d'oggi presso la stragrande maggioranza degli utenti che impiegano un driver a compressione o un tweeter a cupola.

Breve descrizione dei disegni

L'invenzione sarà comunque qui di seguito illustrata più in dettaglio in relazione ad un driver a compressione e facendo riferimento agli allegati disegni, nei quali:

le Figg. 1A e 1B mostrano, rispettivamente, un driver a compressione e un altoparlante a cupola secondo lo stato dell'arte sopra descritto;

la Figg 2A mostra un classico circuito magnetico di un driver a compressione con ima configurazione di rifasatore, che si adatta al diaframma con un distanziale 17 al momento del montaggio ed è poi fissato con colla.

La Fig. 2B mostra pure un circuito di un driver a compressione, ma con un'altra configurazione di rifasatore, che viene fissato o incollato in posizione e poi portato alla distanza desiderata dal diaframma mediante tornitura della parte affacciata al diaframma.

la Fig. 3 mostra una vista esplosa dei componenti essenziali di un altoparlante secondo rinvenzione;

la Fig. 4 mostra ima vista in sezione del componenti separati della Fig. 3; e

la Fig. 5 mostra l'altoparlante assemblato visto in sezione.

Descrizione dettagliata dell invenzione

Per semplicità, nella descrizione delle Figg. 3-5 indicative dell'invenzione vengono usati gli stessi riferimenti numerici per designare parti uguali o equivalenti a quelle che compongono i dispositivi dello stato dell'arte delle Figg. 1A.

Quindi, anche nelle Figg. 3-5 con 10 è indicato il circuito magnetico con un diaframma vibrante 11 avente una parte centrale a cupola 11'. All' interno della concavità di detto diaframma 11, tra questa e il circuito 10, è disposto un rifasatore solido 12, avente una superficie a cupola affacciata alla parte a cupola 11' del diaframma e destinato a definire una camera di compressione 16 tra sé e il diaframma e a fungere da elemento di smorzamento delle risonanze indesiderate.

Il rifasatore 12 presenta però, secondo l'invenzione, dei fori filettati 18, almeno tre, ricavati preferibilmente in altrettanti gambi equidistanti 19 estendentesi dal rifasatore in direzione opposta al diaframma.

I gambi 19, quindi i fori filettati 18 del rifasatore 2, coincidono con dei fori 20 ricavati nel corpo di supporto 13 e destinati a ricevere altrettante viti di registro 21 da avvitarsi in detti fori filettati.

In sostanza, il rifasatore 12 è movibile rispetto al diaframma 11, ed agendo sulle viti di registro 21 nel senso di avvitarle o svitarle, è possibile variare la posizione del rifasatore stesso, regolandone e stabilizzandone la distanza dalla superficie interna della parte a cupola del diaframma, secondo necessità.

L'azione delle vite di registro 21 può essere contrastata da ima o più guarnizione di gomma 22 disposte tra il rifasatore 12 e un piano di battuta 23 attraverso il quale esso trova appoggio sul corpo di supporto 13 come rappresentato nelle Figg. 3 e 4.

La o le guarnizioni 23 hanno allora la duplice funzione:

- di mantenere la posizione del rifasatore anche quando non è a fondo corsa, e

- espandendosi o comprimendosi, di sigillare eventuali passaggi d'aria indesiderati tra il tra ferro (gap) e il condotto d'uscita verso la tromba del sistema.

Un tale sistema di regolazione non solo è applicabile a qualsiasi tipo di rifasatore attualmente sul mercato per driver a compressione, ma anche per altoparlanti del tipo a cupola, a radiazione diretta.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Rifasatore per driver a compressione ed altoparlanti a cupola a radiazione diretta che includono un circuito magnetico con un diaframma vibrante (11) avente una parte a cupola (11'), e con un rifasatore (12) in un materiale non magnetico, posto nella concavità della parte a cupola di detto diaframma vibrante, caratterizzato in ciò che il rifasatore è supportato in forma movibile assialmente rispetto al diaframma e dotato di mezzi di registro ai fini di una precisa regolazione e stabilizzazione della distanza definente il volume di ima camera tra diaframma e rifasatore.
2. Rifasatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di presentare dei fori filettati in direzione ortogonale al piano di appoggio della diaframma e da viti di registro passanti in un supporto rigido e impegnanti in detti fori filettati, le viti potendo essere avvitate/ svitate per traslare il rifasatore verso e lontano dal diaframma vibrante.
3. Rifasatore secondo la rivendicazione 2, in cui i fori filettati sono ricavati in altrettanti gambi emergenti dal rifasatore in direzione opposta al diaframma, e in cui nel supporto del diaframma sono ricavati dei fori di ricezione delle viti di registro coincidenti con detti gambi.
4. Rifasatore secondo le rivendicazioni precedenti, in cui tra il rifasatore e il suo piano d'appoggio sul detto supporto è interposta almeno una guarnizione in gomma comprimibile in diversa misura al variare della posizione del rifasatore rispetto al diaframma vibrante.
5. Driver a compressione caratterizzato dal comprendere un rifasatore supportato in forma movibile assialmente e dotato di mezzi di registro ai fini di una precisa regolazione e stabilizzazione della sua distanza dal diaframma secondo le rivendicazioni 1-4.
6. Altoparlante (tweeter) a cupola caratterizzato dal comprendere un rifasatore supportato in forma movibile assialmente e dotato di mezzi di registro ai fini di una precisa regolazione e stabilizzazione della sua distanza dal diaframma secondo le rivendicazioni 1-4.
7. Rifasatore regolabile per driver a compressione ed altoparlanti a cupola a radiazione diretta, come sostanzialmente sopra descritto, illustrato e rivendicato per gli scopi specificati.