你好！本出版物旨在搜索和结识志趣相投的人和发烧友，使其从事一项困难而昂贵的业务-创建一种新型的声学设备。即离散声换能器。
让我们回顾一下最近的技术历史。电子技术如何发展。自20世纪初出现第一支三极管真空管放大管以来。然后它就走了。收音机，发射机，放大器变得越来越完美。然后，在1950年代，半导体器件出现了，电子技术的发展进一步加速。
电子设备的尺寸和重量变得更小。可靠性和技术能力得到提高。到1970年代后期，模拟电子技术已经非常先进。但是在那之后，越来越多的电子产品开始崭露头角-数字电子产品。数字电子学的方法完全解决了模拟电子学无法解决的那些任务。我们可以肯定地说，随着“数字”的到来，电子技术的发展有了强大而质的突破，今天的可能性是巨大的。
在光学的发展中，情况大致相同。光学逐渐发展。在埃及金字塔的发掘过程中发现了第一批原始眼镜。第二次世界大战的潜望镜在很大程度上是光学领域工程技术的体现。一切都线性且有条不紊地发展。但这是在Laser下激光技术问世之前。凭借他的出现以及量子光学方法，她获得了如此飞跃！全息术和光学方法仅记录信息是令人愉快和令人钦佩的。
但是，例如声学。最初，从本质上讲，其所有设备和方法都是模拟的，但是为什么它比光学和电子学更糟？这里也需要类似的飞跃。为什么在声学中不使用离散的数字方法？
我想改变这种情况。当我们说话，尖叫或唱歌时，我们用声带调节来自肺部的气流，并穿过口腔中的共振器，发出声音振动。但是同时，为了通过任何技术设备再现声音，我们经常使用一种完全不同的声音获取方法-我们是否要迫使膜片，琴弦或音叉在声频范围内振动？带有空气中断装置的效率明显高于带有振动部件的装置。粗略地说，在其他条件相同的情况下，铜管乐队的声音比弦乐队大。
如今，主要的声音来源是电动扬声器。它们几乎与广播的出现同时出现。也就是说，它们已经存在了100多年。从那时起，他们的设计从未发生根本变化。在强永磁体领域中，有一个线圈，音频交流电通过该线圈流动。线圈机械连接到扬声器锥体。线圈振动-扩散器随之振动-我们听到声音了。这很简单。但是，如果任务是增加这种扬声器的功率，那么设计人员将面临一系列无法解决的矛盾。必须增加功率-这意味着您需要增加线圈中的电流-因此，需要更大直径的电线。并且当使用较大直径的线时，线圈的质量不可避免地增加。巨大的线圈会降低电动扬声器的频率特性。较重的绕组无法高频振荡。在“信号源-放大器-音响系统”链中，“音响系统”链接最弱。声学通常会限制声功率的输出。电动扬声器的典型效率是极低的，仅为15％，就像蒸汽机车一样。对于电子工程师来说，设计输出功率为10 kW的放大器是一项相当可行的任务，并且相应的电子设备在市场上也很容易买到。但是对于工程师声学公司而言，设计这种功率的电动扬声器是一项幻想的任务。为了获得高声功率，有必要将各个扬声器组合到声学系统中。其中最强大的用来听著名摇滚明星的音乐会。这些是庞大，庞大且昂贵的结构，需要大量的卡车来运输。
创建功能更强大的设备的尝试使声学工程师将目光投向了气动设备。因此，在20世纪20年代，发明了气动扬声器。气动扬声器，声发射器，通过改变（调制）压缩空气流来产生声音。它的工作原理很简单：来自压缩机的压缩空气通过调节装置，气流在其中通过风门。阻尼器又由电磁系统驱动，该电磁系统连接到功率相对较低的低频放大器的输出。空气流量根据来自低频放大器的声音信号而变化。在调制装置的输出端，出现气压波动，产生了声波。气动扬声器用于30年代和40年代。 20世纪用于在大型港口，内河港口和其他噪声水平较高的物体中传输命令和消息。气动扬声器产生了高达2 kW的声功率，并再现了频率高达2.5–3.5 kHz的声音振动，并具有较大的固有噪声和明显的非线性失真。由于这些缺点，现在不使用气动扬声器。由于这些缺点，现在不使用气动扬声器。由于这些缺点，现在不使用气动扬声器。
但是它们的高效率（大约80％）和产生巨大声压的能力仍然是无可争议的；对于当今所有现有的扬声器，这些数字都令人难以置信。
再次：气动扬声器的三个主要缺点。即：
- 由于空气湍流，自噪声水平高
- 调制装置不完善会导致高水平的谐波失真
- 由于控制元件（阻尼器）的庞大而导致有限的频率范围，导致以下事实：目前仅在声学参考书和《百科全书》中提及这些扬声器。
当今，所有可用的气动扬声器设计都具有一个主要的基本缺陷。即-在它们中，气流的时间控制与它们发出的振动相同。改善此类扬声器的所有尝试注定会提前失败。
如果解决了上述问题，则可以构建大功率的有效声辐射器。让我们更详细地考虑现有气动扬声器的缺点：
1）气动扬声器中固有的噪声水平很高。气流通过任何不规则状态不可避免地会引起各种涡流和湍流。不可能通过任何开口静默释放空气。
减少喷气机噪音的主要方法是将其分解为许多小的噪音。气动系统中几乎所有的排气消声器都根据该原理工作。以这种方式尝试减少气动扬声器中的固有噪声（制造了所谓的调制光栅）并没有取得太大的成功。
2）气动扬声器中的高次谐波失真。事实是，当电动扬声器运行时，其产生的声压与通过音圈作用在其扩散器上的安培力成正比。
进而，安培力与电动扬声器线圈中的电流成正比。因此，电动扬声器具有相当低水平的非线性失真。气动扬声器的情况则完全不同。在将气流的能量转换成声波的能量的过程中，出现了许多非线性。主要内容如下：根据伯努利定律，气流中的压力与速度的平方成反比。空气流速对阀门开度的依赖性也是非线性的。
3）我认为，现有气动扬声器设计的频率范围有限，这是由于以下事实：自发声损害程度很高，高频声音被噪声掩盖了。同样，气动扬声器设计者希望通过将气流粉碎成许多小喷口来降低其噪音，这迫使他们制造了庞大的调制光栅。这些光栅无法高频振动-从而降低了当时现有结构的最高工作频率。
我一直在思考改善气动扬声器的方法。现在，我可以自信地说，有一个真正的机会来创建一种没有以前类似设计的主要缺点的设备。可以创建一种特性独特的设备，大大超过所有现有设计。建造一个容量为10声学千瓦的扬声器装置是现实的，其信号质量参数与强大的电动声学系统的最佳实例相称。而且，事实证明它非常紧凑-可以将其放置在货物，越野车底盘或直升机上，同时听起来很广阔。在有利的条件下，此扬声器将在8公里及以上的距离大声听到。这种产品的潜在客户是认真的组织。这主要是紧急情况部-该产品可用于组织搜救活动，向民众发出特殊情况的警报。内政部-用于在街头骚乱期间影响人群。 MO-战争期间在敌方部队的前线宣传，模仿军事装备的声音误导敌人。
国际声望也很重要-俄罗斯联邦将成为建造世界上功能最强大的扬声器的国家。
电力电子现在正以惊人的速度发展。二十年来，用于控制强大电力负载的电子设备（电动机，加热器等）已经从昂贵且不可靠的异国情调转变为具有数百千瓦容量的实际工作产品。
在所有此类设备中，例如变频器，电动机的软启动器，功率调节器等，脉宽调制（PWM）的方法被广泛使用。这种方法的本质非常简单-调节元件晶闸管或晶体管没有中间状态，它要么完全断开要么完全闭合（从能量的角度来看，这是非常有益的）。关闭-打开的频率比受控变量的变化频率高几个数量级。这种调节器产生的电量与调节器的电子设备的打开时间或打开脉冲宽度成正比。
我相信脉冲宽度调制方法可以成功地应用于新型气动扬声器设计中。我建议放弃用连续的低频信号调制气流的方法。建议在气动扬声器中应用脉宽调制的原理-PWM。
我建议将PWM应用于气动扬声器中的气流控制。使用PWM，打开-关闭气流时的过渡过程时间趋于零。因此，这种扬声器的固有噪声被大大降低。同样，非线性畸变应大大减少，因为在这种情况下，气压波的功能不是流量，而是通道打开状态的时间-这种依赖性是线性的。
实际上，例如，可以通过从根本上改变众所周知的塞贝克警报器来实现这种扬声器。或以其他方式。最主要的是能够根据声音振动来控制气压脉冲的持续时间。在设备运行期间，不可避免地会形成寄生超声振动；可以通过基于Heimholtz谐振器的特殊声学低频滤波器来抑制它们。该设备的容量仅受压缩机单元的容量，调节设备的机械强度和环境安全性的限制。
我已经深思熟虑了这种高功率气动扬声器的版本，为此设计，我已申请了发明号RU 2 653 089的专利。
我认为它很有希望，也是改进气动扬声器设计的另一种方法。即，带通声码器早已用于语音编码技术中。
在典型的带通声码器中，原始语音信号是由一组通常为16-25的带通滤波器分析的，它们不均匀地重叠了语音感知所必需的范围（通常为0至3 kHz）。检测带通滤波器的输出处的振荡，并使其通过低通滤波器，该低通滤波器的输出信号在某种程度上代表语音频谱的包络。使用确定声音是发声（声带振动）还是失聪的音调噪声检测器获得表征激励源的参数。在第一种情况下，主音调选择器确定韧带振动的基本频率。十六个信道信号，音频信号和音调值被编码并通过通信信道发送到接收器。
假设传输没有错误。然后，将接收器的任务简化为基于传输参数的语音重建。激励源可以是脉冲发生器（其频率由信号同步），也可以是噪声发生器。根据音频信号的变化，其中一个连接到与分析仪相同的一组滤波器，并激发它们。检测到的频谱包络信号用于调制相应带通滤波器输出处的振荡，从而在每个频带中产生声功率。合成的语音信号是在所有调制的带通振荡信号相加之后获得的-简而言之，这是带通声码器的工作原理。
当应用于气动扬声器时，很有可能根据带通声码器的接收部分的原理来执行其操作。即：作为谐波源，您可以使用经过特别改装的多频塞贝克警报器。使用专门设计的气动声学噪声发生器或相同的Seebeck多频警报器作为噪声信号源。带通声学滤波器可以基于声学海姆霍兹谐振器实现。为了形成所需的滤波器系统频率响应，可以使用由电子设备控制的高速气动阀。
因此，总的来说，我认为有必要改进气动扬声器的设计。
我试图自己实现自己的想法，但立即停止了这些尝试。获得了非常复杂且昂贵的产品-一个人做不到。我已经考虑过流程图和粗略草图的设计。我无法单独计算并达到体面的图纸水平-为此，我没有足够的专业知识，精力和时间。但是我对产品的外观以及如何朝着哪个方向完成工作有很好的想法。我们需要持续的，有目的的研发活动。我们需要一个小而强大的高效团队。
要求：实践工程师，声学专家，可以编写分析程序的优秀程序员-声音信号合成，电子电路工程师，工程师-编码和语音识别专家，机械工程师，最新复合材料专家，您可能仍然需要有人...
我会再说一遍-我提出的设备是一个相当新的复杂事物。复杂，因为它既包含精密机械学又包含智能电子学，并且还需要使用最新的复合材料制成几个部件。与任何新事物一样，创建它很可能将面临不可预见的困难。因此，要构建原型，您需要进行复杂的研发工作。将需要一些财政和人力资源。我无法确切地计算出需要多少，由于新颖程度高，在实施该项目的过程中存在无法预见的问题的高风险。我是一个孤独的发明家。我联系了许多有兴趣的组织，但无论是沉默还是屈服，都表示赞同。我将非常高兴，如果在该渠道的读者中，有人来管理设计局的活动，这些局负责开发复杂的，高科技的电子和机械产品，航空航天或与此相关的个人资料。他们将对此方向感兴趣。这个话题我的网站也专用。
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