Акустическое гетеродинное устройство и способ его использования (варианты)

1 Область назначения изобретения Это изобретение касается формирования волн сжатия. Конкретнее, данное изобретение относится к устройству и способу для опосредованного формирования новой звуковой или инфразвуковой волны сжатия без использования элемента прямого излучения в источнике формирования новой волны сжатия. Уровень техники В основном, звуковые волны представляют собой волнообразные движения молекул воздуха или воды. Поскольку эти среды являются упругими и обычно однородными, естественно возникающий звук проходит во всех направлениях по радиусу от источника его генерирования. Голос, инструмент ударного воздействия,например, будет излучаться (распространяться) по всем направлениям в унитарной интегральной форме с переносом многих частот, обертонов и полного диапазона динамики, что все вместе вносит вклад в мгновенное восприятие звука ухом. Это восприятие естественно возникающего звука здоровым ухом считается "чистым",когда оно соответствует тому же самому акустическому содержанию, которое существовало в точке источника. Поскольку звук является переходным,временным состоянием движения внутри среды,он не может поддерживать сам себя. Действительно, первый и второй законы термодинамики говорят о том, что звук в конце концов рассеивается, переходя в своем движении в тепло или в другие виды энергии. Поэтому, если требуется хранение или сохранение звука, необходимо превращать такое движение в фиксированный вид записи. Позже этот фиксированный вид можно восстановить путем преобразования фиксированного вида обратно в звуковые волны. В самых ранних опытах записи механические устройства перемещались под воздействием звуковых волн, чтобы вписать или отгравировать соответствующий желобок на пластине. Путем размещения иглы или другого оставляющего дорожку устройства над набором движущихся желобков достигалось грубое воспроизведение начальных звуковых волн. Разработаны более усложненные технологии, позволяющие "захватывать" звуковые волны в других фиксированных видах, таких как магнитные,электронные и оптические среды. Тем не менее,применялся тот же самый принцип воспроизведения звука для восстановления этой хранящейся информации, формируется ли ответ механическим путем или лазерными считывающими устройствами с цифровым управлением. Конкретно, хранящийся сигнал преобразуется обратно в звуковые волны посредством восстанавливающего движения некоего объекта, который затем приводит в движение окружающий воздух в соответствии с воспроизведением звука. 2 Основной целью современной науки акустики является воспроизведение чистого звучания на основе преобразования электронной,магнитной, механической или оптической записи в волны сжатия, которые можно обнаружить ухом. Идеальная система воспроизводила бы весь изначальный звук через резонирующее устройство, сравнимое с тем, которое издавало звук вначале. Другими словами, звуки скрипки воспроизводились бы скрипкой, регенерируя обертоны и мириады других динамических влияний, которые представляют этот инструмент. Аналогичным образом, малая флейта воспроизводилась бы устройством, которое генерирует высокие частоты, резонансные аспекты и обертоны, связанные с этим видом инструмента. Короче говоря, нельзя ожидать, что альт будет звучать как альт в "чистом" виде, если воспроизведение звука осуществляется механическим устройством формирования волн, которое не воплощает в себе уникальные характеристики этого инструмента или голоса. Соответственно,представлялось бы, что единственным практическим способом воспроизведения изначального "чистого" качества звука было бы изолировать каждый инструмент или источник, записать его звуковой выход и затем воспроизвести выход в тот же самый инструмент или акустический резонатор. Очевидно, что такое решение полностью неосуществимо. В реальном мире задачу воспроизведения звука возложили на громкоговоритель. Работу громкоговорителя относительно просто понять,когда объясняется взаимодействие элементов. Громкоговоритель представляет собой преобразователь, который принимает энергию в одном виде (электрические сигналы, представляющие звук) и транслирует эту энергию в другом виде(механическая вибрация). В динамическом громкоговорителе электрический ток, пропорциональный величине и частоте подлежащего ретрансляции сигнала, посылается через катушку, прикрепленную к жесткой мембране или конусу. Катушка движется внутри постоянного магнита, и магнитное поле оказывает некоторое усилие на катушку, которое пропорционально величине электрического тока. Колебательное движение катушки и прикрепленной мембраны инициирует звуковые волны в окружающем воздухе. Кратко говоря, до сих пор воспроизведение звука требовало механического перемещения диафрагмы или пластины. Было бы действительно неразумным ожидать, чтобы одна диафрагма или пластина точно передаст как пронзительный звук малой флейты и глубокий резонанс басового барабана. Важно отметить, однако, что когда слушатель "живого" или прямо передаваемого в эфир исполнения симфонии слышит этот широкий диапазон звуков, он принимает его интегральным образом как "унифицированную" комбинацию звуковых волн, имеющих мириады частот и 3 амплитуд. Это сложное множество чувствительно распространяется по воздуху от его начальных источников к уху, которое невероятно способно передавать полные переживания в головной мозг. Действительно, полный диапазон слышимых сигналов (от 20 до 20000 Гц) обрабатывается как унифицированное переживание и включает в себя эффекты ультразвуковых басовых вибраций, а также другие частоты,которые воздействуют на остальные чувства. Также важно отметить, что этот самый"чистый" звук, поступающий в ухо, можно обнаружить микрофоном и затем записать на фиксированную среду, такую, как магнитная лента или компакт-диск. Хотя диафрагма микрофона может не обладать чувствительностью человеческого уха, современная технология смогла вполне успешно и эффективно "захватывать" полный диапазон звукового переживания в рамках записанного сигнала. Например, нет необходимости иметь отдельные микрофоны для записи частот как низкого, так и высокого диапазона. Вместо этого, подобно барабанной перепонке уха, микрофон с его маленькой чувствительной мембраной захватывает полный звуковой спектр как унифицированное множество звуковых волн и регистрирует их как композитный сигнал, который затем можно написать на подходящую среду. Поэтому ясно, что микрофон не является основным ограничением для эффективного хранения и последующего воспроизведения "чистого" звука. Скорее, задача точного воспроизведения звука возникает при попытке преобразовать выход микрофона в волны сжатия посредством механического громкоговорителя. Соответственно, основная сложность в стремлении получить высококачественную унифицированную звуковую систему заключалась в разработке сложной матрицы громкоговорителей, которая способна реагировать на высокие, средние и низкие частоты диапазона с сочетанием соответствующих объемных резонаторов и устройства звуковой связи, что должно привести к более близкой имитации оригинального звука. Этот поиск улучшенного воспроизведения звука включал в себя исследование задач, относящихся к а) компенсации массы диафрагмы громкоговорителя; б) сопротивлению воздуха внутри замкнутого громкоговорителя; в) конфигурации объемного резонатора громкоговорителя; г) различиям в направленности между высокими и низкими частотами вариаций фазы последовательностей волн низкой частоты относительно высокой частоты; д) трудности связи элементов громкоговорителя с окружающим воздухом; и е) потере гармоник и вторичных тонов. Опять же, эти аспекты представляют собой все 001423 4 го несколько из проблем, связанных с реконструированием звуковой волны посредством прямо излучающего физического громкоговорителя. В качестве примера только одной из этих трудностей, нерешенной проблемой оставалось преодоление массы возбудителя громкоговорителя. Очевидно, целью возбудителя громкоговорителя и диафрагмы является получение ряда волн сжатия путем возвратно-поступательного движения назад и вперед для формирования последовательности волн. Начальная конструктивная трудность состоит в компенсации сопротивления движению в реакции громкоговорителя из-за инерции внутри самой массы громкоговорителя. Когда возбудитель громкоговорителя приведен в движение, однако, масса будет пытаться сохранять движение, заставляя возбудитель перерегулироваться, что требует дальнейшей компенсации для задержанной реакции,чтобы изменить на обратное направление ее движения. Этот конфликт между массой и инерцией повторяется тысячи раз каждую секунду, когда громкоговоритель старается генерировать сложное множество волн изначального звука, воплощенное в принятом электрическом сигнале. Для того, чтобы преодолеть трудность компенсации массы, а также другие многочисленные физические проблемы, при разработке громкоговорителей основной акцент был сделан на улучшении материалов и элементов в отличие от разработки другой концепции формирования звука. Были модифицированы и улучшены диафрагма, конструкционные материалы для конуса, методы и конструкция, подвески, блоки двигателя, магниты, оболочки и другие факторы. Тем не менее, основное использование движущейся возвратно-поступательно массы остается неизменным, несмотря на коэффициент полезного действия менее 5 процентов электрической мощности, преобразуемой в акустический выход. Электростатические громкоговорители работают на основе другой методики. В отличие от электродинамического громкоговорителя с его диафрагмой в форме конуса, в электростатическом громкоговорителе используется тонкая электропроводящая мембрана. Одна или большее число фиксированных решеток окружают пластину. Когда напряжение сигнала прикладывается к элементам, полученное электростатическое усилие заставляет диафрагму вибрировать. Эта диафрагма с малой массой особенно полезна как высокочастотный излучающий элемент, и ее работу можно расширять до относительно низких частот с использованием достаточно большой излучающей площади. Хотя электростатические громкоговорители имеют некоторые преимущества, они очень крупные, дорогие, неэффективные и страдают отсутствием звука, издаваемого точечным ис 5 точником. Например, обнаружение звука достигается с помощью микрофона у локализованного или приблизительного точечного источника. Преобразование обнаруженного звука в не точечный источник, такой, как большая электростатическая диафрагма, может создать неестественное воспроизведение звука. Конкретно,излучающий электростатический громкоговоритель высотой в 5 футов ограничен в своей способности имитировать нежный пространственный образ намного меньшей по размерам малой флейты или скрипки. Другой вопрос, связанный с конструкцией громкоговорителей, состоит в том, что оптимальные масса и размеры для низкочастотных излучающих элементов радикально отличаются от массы и размеров для высокой частоты. Эту проблему обычно решают, создавая излучающие элементы как для передачи низкого тона,так и для передачи высокого тона для каждого канала системы громкоговорителя. То, что приносит такая конструкция, в высшей мере нежелательно. Фазовый сдвиг, вносимый из-за различий во временной задержке для высокочастотных сигналов, проходящих (1) более короткое расстояние по конусу для передачи высокого тона к слушателю относительно (2) значительно более длинного пути для низкочастотных сигналов от рупора или громкоговорителя для передачи низкого тона до уха слушателя,может составлять диапазон в тысячи процентов по разности фаз. Предыдущее обсуждение технологии изготовления громкоговорителей приведено прежде всего для того, чтобы подчеркнуть историческую трудность преобразования сохраненного вида звука в волну сжатия, способную воспроизвести звук в его первоначальном виде. Тем не менее, в технике в течение шестидесяти лет фактически доминировала концепция, что механические системы, такие как громкоговорители, требуются для воспроизведения слышимого звука. Ясно, что было бы очень желательно создать средство воспроизведения звука, в котором был бы принят другой подход для избежания многих трудностей, связанных с выбором диафрагмы или громкоговорителя для того, чтобы генерировать звук. Задачи и сущность изобретения Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для опосредованного излучения новых последовательностей звуковых и инфразвуковых волн из некоторой области воздуха без использования прямо излучающего элемента, который излучал бы последовательности волн. Другой задачей является опосредованное формирование, как минимум, одной новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн посредством использования побочного продукта интерференции между, по меньшей мере, двумя ультразвуковыми сигналами, 001423 6 имеющими разные частоты, равные, как минимум, одной новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн. Еще одной задачей является заставить, как минимум, две последовательности ультразвуковых волн взаимодействовать в соответствии с принципами акустического гетеродинирования,чтобы тем самым извлечь информацию из интерферирующих последовательностей волн. Еще одной задачей изобретения является опосредованное (не прямое) формирование новых последовательностей звуковых или инфразвуковых волн путем комбинирования их с ультразвуковой несущей с использованием амплитудной модуляции, излучение комбинированного сигнала из ультразвукового преобразователя, вызывание интерференции между несущей и другой последовательностью волн ультразвуковой частоты, чтобы тем самым создать новые последовательности звуковых или инфразвуковых волн. И еще одной задачей является влияние на физическое состояние человека, использующего опосредованно созданную волну сжатия. И еще одной задачей изобретения является формирование новой волны сжатия, которая была бы ощутима для чувств человека, с использованием, по меньшей мере, двух неощутимых волн сжатия, но без прямого распространения новой волны сжатия. Еще одной задачей изобретения является формирование новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн без необходимости преодолевать ограничения по массе и связанные с ней инерционные ограничения,присущие традиционному прямо излучающему элементу. Еще одной задачей изобретения является формирование новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн без внесения искажений или нежелательных гармоник, которые в других случаях присущи традиционному прямо излучающему элементу. Другой задачей является опосредованное формирование и улучшение новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн из объемного резонатора путем излучения, как минимум, двух последовательностей ультразвуковых волн внутрь объемного резонатора. Еще одной задачей является всенаправленное генерирование высокочастотной последовательности волн, избегая в высшей степени сфокусированного и направленного характера излучений высокочастотных сигналов, типичного для традиционного громкоговорителя. Еще одной задачей является формирование новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн в локализованной области без соединения с соответствующей окружающей средой или оболочкой, что в противном случае вызвало бы нежелательную ретрансляцию по 7 следовательности звуковых или инфразвуковых волн. Еще одной задачей изобретения является формирование новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн, где характеристики новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн не ограничены характеристиками прямо излучающего элемента. Другой задачей изобретения является эмуляция процесса обнаружения звуковой волны,типичного для устройства обнаружения приблизительного точечного источника, такого как микрофон, но без наличия физического устройства обнаружения в месте обнаружения. Другой задачей является контроль объема(высоты звучания) новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн путем манипулирования степенью взаимодействия, как минимум, двух последовательностей волн ультразвуковой частоты. Еще одной задачей является излучение новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн из некоторой области воздуха как побочного продукта модулирования одной последовательности ультразвуковых колебаний,излучаемой из одного ультразвукового преобразователя в эту область в соответствии с принципами акустического гетеродинирования. Настоящее изобретение воплощено в системе, которая опосредованно формирует новые последовательности звуковых или инфразвуковых волн. В одном примере выполнения изобретения новая последовательность звуковых или инфразвуковых волн излучается из области интерференции, как минимум, двух последовательностей ультразвуковых волн, излучаемых,по меньшей мере, двумя ультразвуковыми преобразователями. Принцип работы основан на включении отыскиваемой информации в ультразвуковую несущую. Информация отыскивается в виде желательного побочного продукта интерференции последовательности ультразвуковой несущей и другой последовательности ультразвуковых волн. Последовательности ультразвуковых волн интерферируют внутри области нелинейности в соответствии с принципами, определенными изобретателем как"акустическое гетеродинирование", и тем самым формируют побочные продукты, которые включают в себя разницу и сумму двух последовательностей ультразвуковых волн. Система, легко демонстрирующая принцип акустического гетеродинирования, содержит два преобразователя ультразвуковой частоты, которые ориентированы так, чтобы вызвать интерференцию излучаемых последовательностей ультразвуковых волн. Когда разница по частоте между двумя последовательностями ультразвуковых волн находится в диапазоне звуковых или инфразвуковых частот, эта разница частот генерируется как новая последовательность слышимых звуковых или инфразву 001423 8 ковых волн, исходящих вовне изнутри этой области гетеродинирующей интерференции. Другой пример выполнения системы дает то преимущество, что содержит только один ультразвуковой прямо излучающий элемент. Это преимущество не только в уменьшенном количестве аппаратных средств, но в совершенном выравнивании двух интерферирующих последовательностей ультразвуковых волн, потому что они излучаются одним и тем же излучающим элементом. В результате представляется, что новая последовательность звуковых или ультразвуковых волн формируется непосредственно из ультразвукового излучателя. Если бы не неизбежный вывод о том, что ультразвуковой излучатель не может сам генерировать звуковые или инфразвуковые частоты, плюс слышимое свидетельство, что звук не исходит прямо из излучателя, можно было бы обмануться. Важность первого примера выполнения состоит в том, что раскрывает концепцию формирования новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн в результате интерференции двух последовательностей ультразвуковых волн в соответствии с принципами акустического гетеродинирования. По существу, легче видеть, что две последовательности ультразвуковых волн приходят от двух ультразвуковых излучателей. Но принцип акустического гетеродинирования, заложенный в этом первом примере выполнения, нужен для понимания того,как функционирует второй пример выполнения. Становится очевидным, что здесь применим тот же самый принцип акустического гетеродинирования, когда понято, какие последовательности волн интерферируют в пространстве. Ключевым аспектом изобретения является открытие того, что путем наложения звуковой или инфразвуковой информации на ультразвуковую несущую эта информация может быть найдена в виде новой последовательности звуковых или инфразвуковых волн. Формируются ли последовательности ультразвуковых волн двумя излучателями или одним излучателем,эффект получается тем же самым. Другим аспектом изобретения является опосредованное формирование новых волн сжатия без необходимости преодолевать проблемы,присущие массе и связанные с ней ограничения по инерции традиционного прямо излучающего элемента. Данное изобретение исключает наличие прямо излучающего элемента как источника новой волны сжатия, так что желаемый звук генерируется непосредственно из некоторой области воздуха и без нескольких видов искажения, все из которых связаны с прямо излучающими громкоговорителями. Другой аспект, который поможет использовать данное изобретение, заключается в понимании природы передающей среды. Конкретнее, область воздуха, в которой происходит эффект акустического гетеродинирования, называ 9 ется передающей средой. Хорошо известно, что воздух как передающая среда представляет собой упругую среду для распространения звуковых волн. Таким образом, в предыдущих исследованиях воздух рассматривался как пассивный элемент процесса воспроизведения звука. Воздух просто ждет, когда его сдвинет волна сжатия. Следовательно, на практике мало внимания было уделено природе воздуха, когда он ведет себя не линейно. В прошлом такая нелинейность, вероятно, воспринималась как препятствие для точного воспроизведения звука. Это связано с тем, что в крайних условиях молекулы воздуха все меньше и меньше способны следовать вибрации волны сжатия, создаваемой диафрагмой, поэтому исследования имели тенденцию избегать нелинейных условий. В отличие от этого, очевидно, что данное изобретение оказывает предпочтение существованию нелинейной передающей среды для того,чтобы осуществить требуемый эффект гетеродинирования. Хотя воздух естественно является нелинейным, когда через него проходят волны сжатия, степень нелинейности относительно не наблюдаема или не существенна. Однако, когда ультразвуковые волны сжатия излучаются, чтобы интерферировать в воздухе, нелинейность вызывает удивительный и неожиданный результат, который будет объясняться и называться эффектом или процессом акустического гетеродинирования. Данное изобретение черпает информацию из разных технологий и аспектов, которые иногда воспринимались как не связанные темы. К числу этих аспектов изобретения относятся 1) опосредованное формирование новой звуковой, инфразвуковой или ультразвуковой волны сжатия; 2) наложение информации на ультразвуковую несущую и нахождение этой информации как опосредованно сформированной волны сжатия; 3) вызывание взаимодействия в воздухе,как минимум, двух ультразвуковых волн сжатия и использование побочного продукта интерференции; 4) использование принципа акустического гетеродинирования для опосредованного формирования новой волны сжатия; 5) генерирование новой волны сжатия из относительно лишенного массы излучающего элемента, чтобы избежать искажения и нежелательных гармоник обычных прямо излучающих элементов; 6) воздействие на физическое состояние живого существа путем генерирования инфразвуковых частот в большой близости от него; 10 7) генерирование приблизительного точечного источника звука, который когерентен по фазе по всему звуковому спектру; 8) исключение искажения при воспроизведении или ретрансляции звука; 9) исключение явления концентрации излучения, присущего излучению высокочастотных волн сжатия из прямо излучающего элемента; 10) формирование новой звуковой или инфразвуковой волны сжатия, которая не зависима от характеристик прямо излучающего элемента; и 11) обнаружение или детектирование звука без использования устройства прямого детектирования в месте обнаружения. Следует помнить, что все эти аспекты данного изобретения возможны без использования громкоговорителя или другого вида прямо излучающей структуры. Более того, эти звуковые или инфразвуковые частоты генерируются абсолютно без искажений и, в принципе, во всенаправленной ориентации. Удивительным результатом является способность воссоздавать"чистый" звук в том же виде, в каком он был первоначально "захвачен" в микрофоне или другой записывающей системе. Эти и другие задачи, признаки, преимущества и альтернативные аспекты настоящего изобретения станут очевидными для специалистов из рассмотрения нижеследующего подробного описания, взятого в сочетании с сопроводительными чертежами. Краткое описание чертежей Фиг. 1 - это блок-схема элементов обычной акустической системы из уровня техники. Фиг. 2 - это блок-схема элементов системы опосредованного формирования волн сжатия,которая построена в соответствии с принципами одного примера выполнения настоящего изобретения. Фиг. 3 - это иллюстрация опосредованного и нового формирования волн сжатия с использованием устройства по фиг. 2, включая эффект интерференции при акустическом гетеродинировании. Фиг. 4 - это блок-схема элементов системы опосредованного формирования волн сжатия. Фиг. 5 А - это график, показывающий, как воздух реагирует все более нелинейно при увеличении амплитуды или интенсивности звука. Фиг. 5 В - это график, показывающий, когда воздух реагирует нелинейно на конкретный сигнал с определенной частотой и амплитудой. Фиг. 6 А - это блок-схема элементов системы опосредованного формирования волн сжатия. Фиг. 6 В - это альтернативный пример выполнения элементов по фиг. 6 А. Фиг. 7 - это альтернативная конфигурация преобразователей ультразвуковой частоты для опосредованного формирования волн сжатия. 11 Фиг. 8 - это другая альтернативная конфигурация преобразователей ультразвуковой частоты для опосредованного формирования волн сжатия. Фиг. 9 - это иллюстрация объемного резонатора, когда два сигнала ультразвуковой частоты излучаются двумя преобразователями. Фиг. 10 - это иллюстрация объемного резонатора, когда два сигнала ультразвуковой частоты излучаются одним преобразователем. Фиг. 11 - это схема устройства для прослушивания и наушников, когда канал человеческого уха является объемным резонатором. Фиг. 12 - это блок-схема, показывающая использование настоящего изобретения для детектирования звука. Фиг. 13 - это пример выполнения, показывающий отражение сигналов ультразвуковой частоты для проявления акустических эффектов. Подробное описание изобретения Настоящее изобретение представляет собой резкий отход от тех принципов, которым соответствует существующий уровень техники. Обычно представляется, что создание волн сжатия это непосредственный или прямой процесс. Непосредственный процесс определяется как вызывание вибрации излучающего элемента 10 с желаемой частотой, как показано на фиг. 1. Система по фиг. 1 обычно используется для прямого формирования слышимых и неслышимых волн сжатия как выше, так и ниже диапазона восприятия человеком. Обычная система формирования волн сжатия, таким образом, состоит из элемента громкоговорителя 10, который может быть как динамическим, так и электростатическим или иным прямо или непосредственно излучающим элементом, и источника сигнала, такого как генератор сигналов или усилитель 12. Источник 12 сигналов выдает электрический сигнал, представляющий волну сжатия, имеющую конкретную частоту или частоты, при которых элемент громкоговорителя 10 будет вибрировать для производства волн сжатия 14. Для улучшения качества звука, издаваемого звуковоспроизводящей системой, такой как показана на фиг. 1, специалист сейчас изыскивает способы улучшения физического излучающего элемента, такого как громкоговоритель 10. Громкоговоритель 10 функционирует как преобразователь, пытаясь точно воспроизвести звук, записанный в аналоговом или предпочтительно цифровом формате, путем преобразования электрического сигнала в волны сжатия 14. Поэтому формирование волн сжатия ранее было прямым процессом, как описано выше. Воспроизведенный звук генерируется непосредственно физическим излучающим элементом, который вибрирует с частотой или частотами, с которыми его возбуждают. Эта вибрация обычно возбуждает конус или диафрагму 12 громкоговорителя, что создает волны сжатия,которые может слышать ухо человека, если они находятся в диапазоне от 20 до 20000 колебаний в секунду. Например, если диафрагма вибрирует с частотой 1500 колебаний в секунду, генерируется слышимый тон в 1500 Гц. Прежде чем продолжать дальше, было бы полезно определить некоторые термины, употребляемые ниже. Термин "источник сигналов" будет попеременно называться "генератором сигналов" или "усилителем", которые выдают электрические сигналы, представляющие волны сжатия,излучаемые громкоговорителем. Термин "громкоговоритель" будет попеременно относиться к терминам "преобразователь", "излучатель", "диафрагма", "физический излучающий элемент" или "прямо (непосредственно) излучающий элемент", который преобразует электрические сигналы в механическую вибрацию, вызывающую волны сжатия. Термин "волна сжатия" будет попеременно означать "звуковая волна", "продольная волна" и "последовательность волн", которые являются звуковыми, инфразвуковыми или ультразвуковыми волнами, распространяющимися через передающую среду, такую как воздух. Данное изобретение в своем предпочтительном примере выполнения представляет собой способ и устройство для опосредованного формирования новой волны сжатия. Опосредованное формирование означает отсутствие прямо излучающего элемента в источнике формирования новой волны сжатия. В этом случае не существует физического излучающего элемента, вибрирующего с частотой вновь сформированной волны сжатия. Вместо этого молекулы воздуха заставляют вибрировать с желаемой звуковой, инфразвуковой или ультразвуковой частотой с тем, чтобы они функционировали как излучающий элемент и формировали новую волну сжатия. Воздух сам становится прямо излучающим элементом и становится непосредственным источником волны сжатия. Наибольший интерес для настоящего изобретения представляют как звуковые, так и инфразвуковые частоты. Это прежде всего связано с трудностью непосредственного генерирования таких частот без искажения. В отличие от этого,по своей природе ультразвуковые частоты можно генерировать с гораздо большей точностью и с меньшими искажениями. Это происходит потому, что излучающий элемент обычно имеет больший КПД, меньшие размеры и менее массивен. Соответственно, ультразвуковой излучающий элемент не подвержен тем же самым причинам искажений или в той же самой степени, что обычные громкоговорители. Хотя следует помнить, что устройство, согласно данному изобретению, может формировать новые волны сжатия с ультразвуковыми, звуковыми или инфразвуковыми частотами опосредованно, 13 внимание сейчас направлено на более значительные применения в отношении воспроизведения музыки, голоса и всех других видов звука. Для формирования новой волны сжатия в настоящем изобретении 1) используются, по меньшей мере, два ультразвуковых сигнала; 2) происходит наложение желаемого звукового или инфразвукового сигнала на один или оба ультразвуковых сигнала; 3) происходит излучение ультразвуковых сигналов, по меньшей мере, одним ультразвуковым излучателем; 4) вызывается интерференция ультразвуковых сигналов в соответствии с принципами акустического гетеродинирования; и 5) происходит формирование новой волны сжатия из области интерференции с гетеродинированием ультразвуковых волн сжатия. Преимущества этого устройства становятся сразу же очевидными. Например, волны ультразвуковой составляющей не воздействуют на человеческое ухо ощутимым образом и потому не отвлекают. Следовательно, только желаемая новая волна сжатия воспринимается слушателем в виде, способном воссоздавать начальную динамику более идеального воспроизведения звука. Знакомство с данным изобретением лучше всего начать со ссылкой на фиг. 2. Другие предпочтительные примеры его выполнения будут объяснены ниже на основе принципов этого начального обсуждения. Опосредованное формирование волны сжатия осуществляется в первом примере выполнения, как показано на фиг. 2. К основным элементам системы относятся, как минимум,два ультразвуковых акустических преобразователя 20, источник 22 ультразвукового сигнала,средство комбинирования 24 сигналов, и вход 26 для средства комбинирования сигналов, который позволяет накладывать сигнал на сигнал несущей. Источник 22 ультразвукового сигнала также функционирует как средство контроля частоты сигналов, излучаемых, как минимум,двумя ультразвуковыми акустическими преобразователями 20. Пунктирная линия 28 указывает, что в первом примере выполнения изобретения преобразователи 20 ориентированы соосно. Указанное выше устройство способно функционировать, как описано выше, потому что волны сжатия 30, 32 интерферируют в воздухе согласно принципам акустического гетеродинирования (фраза, выбранная изобретателем, которая описывает эффект). Акустическое гетеродинирование представляет собой нечто похожее на механический аналог эффекта электрического гетеродинирования, который имеет место в нелинейной схеме. Например, амплитудная модуляция в электрической схеме является процессом гетеродинирования. Сам по себе 14процесс в гетеродине - это просто создание двух новых волн. Новые волны являются суммой и разностью двух волн основного типа. При акустическом гетеродинировании видно, что появляются новые волны, равные сумме и разности основных волн, когда, как минимум, две ультразвуковые волны сжатия взаимодействуют с интерференцией в воздухе. В настоящее время акустическое гетеродинирование наблюдалось только, когда обе основные волны являются ультразвуковыми, то есть в основном с частотой выше 20 кГц. Предпочтительной передающей средой в данном изобретении является воздух потому,что это в высшей степени сжимаемая среда, которая реагирует нелинейно при разных амплитудах. Именно эта нелинейность воздуха позволяет происходить процессу гетеродинирования без использования электронной схемы. Следует помнить, что любая сжимаемая текучая среда,при желании, может функционировать как передающая среда. На фиг. 3 показано, что опосредованное формирование новой волны сжатия становится возможным посредством неожиданного открытия, что две последовательности ультразвуковых волн 30, 32 испытывают некоторый вид эффекта акустического гетеродинирования в нелинейной акустической передающей среде,такой как воздух, когда они интерферируют. Воздух будет реагировать все более нелинейно в области 34 при увеличении амплитуды и частоты. Эта область 34 будет образовываться настолько, насколько волны сжатия 30, 32 интерферируют друг с другом. Как сообщалось выше, эффект акустического гетеродинирования приводит к созданию двух новых волн сжатия, являющихся суммой и разностью ультразвуковых волн сжатия 30, 32. Волна, соответствующая сумме - это ультразвуковая волна, представляющая малый интерес, и потому она не показана. Зато волна, соответствующая разности, может быть звуковой или инфразвуковой и показана как волна сжатия 36,которая излучается в основном всенаправленно из области 34 интерференции. Форму новой волны обычно диктует форма области 34 интерференции. В этой иллюстрации область 34 будет, в основном, цилиндрической, как было бы видно в трехмерном изображении. Однако форма области 34 может быть видоизменена для получения желаемого эффекта. Более того, не стоит думать, что иллюстрация противоположных и, в основном, соосных волн сжатия 30, 32 описывает единственную ориентацию, которую могут иметь волны. Следует отметить, что эффект акустического гетеродинирования был доказан эмпирически. Доказательство заключается в том, что создается, по меньшей мере, одна новая волна. Новая звуковая или инфразвуковая волна сжатия 36 находит себе подтверждение посредст 15 вом прямого слышимого обнаружения, а также измерением частоты с помощью анализатора звукового спектра. Однако в отличие от прямого слышимого обнаружения, сумму обеих частот можно проверить только измерением с использованием инструмента, такого как анализатор звукового спектра. Были измерены как сумма,так и разность для проверки точности этих предсказанных результатов. Как можно предположить, конкретный эффект акустического гетеродинирования,представляющий интерес для данного изобретения, связан с разностью или вычитанием частот одной последовательности ультразвуковых волн относительно другой. Рассмотрим конкретный пример, который однозначно дает результат акустического гетеродинирования двух разных ультразвуковых волн сжатия 30, 32. Предположим существование первой последовательности волн ультразвуковой частоты (первая основная волна) 30 с частотой 100000 Гц. Предположим, что вторая последовательность ультразвуковых волн (вторая основная волна) 34 имеет место с частотой 100900 Гц. В результате взаимодействия первой и второй последовательности ультразвуковых волн обнаруживается слышимый тон с частотой 900 Гц, если одна или обе последовательности имеют достаточную амплитуду. Вычитание частот, вызываемое эффектом акустического гетеродинирования, приводит к генерации тона частотой 900 Гц, который слышен как новая волна сжатия из области интерференции. Генерирование одной частоты просто иллюстрирует основной изобретательский принцип. Большее понимание потенциала акустического гетеродинирования обнаруживается в следующих примерах использования. Например, если можно сформировать одну новую волну сжатия с единой частотой, следует понимать, что даже сильные басовые, многочастотные сигналы, такие как напрямую транслируемая музыка, голос или передача, принимаемая по радио или телевизору, могут быть усилены и проиграны с использованием данного изобретения. Маленький преобразователь ультразвуковой частоты в кармане может предположительно воспроизводить с совершенной четкостью все записанные частоты записанного напрямую исполнения симфонии, возможно даже с приближением к ощущению, что вы находитесь там. Возвращаясь к более подробному обсуждению конкретных элементов фиг. 2, можно сказать, что важным и необходимым элементом в изобретении является одиночный источник 22 ультразвуковых сигналов, который используется для выдачи электрических сигналов, представляющих последовательности волн 30, 32 ультразвуковой частоты. Преимущество этого устройства состоит в том, что разности сигналов, которые в другом случае могли бы иметь 16 место из-за изменений температуры или рабочих характеристик двух отдельных генераторов сигналов, вполне возможно привели бы к дрейфу (смещению) между величинами частот последовательностей ультразвуковых волн 30, 32. Более того, поскольку именно разность частот между двумя последовательностями ультразвуковых волн 30, 32 в конце концов определяет интересующую нас частоту, важно свести к минимуму нежелательные изменения частоты последовательностей ультразвуковых волн 30, 32. Чтобы исключить дрейф, одиночный источник 22 с ультразвуковым выходом генерирует частоту основной гармоники для обеих последовательностей ультразвуковых волн 30, 32,так что если последовательности волн 30, 32 и будут дрейфовать, то совместно. Таким образом, такое выполнение облегчает точный контроль разности частот и, в конечном счете, частоты новой волны сжатия. На фиг. 2 также указано средство 24 комбинирования сигналов в качестве элемента системы. Это устройство осуществляет функцию модифицирования одной или обеих последовательностей ультразвуковых волн 30, 32, формируемых источником 22 ультразвуковых сигналов. Эта модификация осуществляется средством 24 комбинирования сигналов путем комбинирования первого ультразвукового сигнала 38 с электрическим сигналом 40, представляющим подлежащую формированию новую волну сжатия 42. Комбинация определяется как сумма первого ультразвукового сигнала 38 и желаемой волны сжатия 40, и она передается как второй ультразвуковой сигнал 42. Способ комбинирования сигналов 38 и 40 в данном изобретении предпочтительно осуществляется посредством амплитудной модуляции. Поэтому средство 24 комбинирования сигналов в первом примере выполнения изобретения представляет собой амплитудный модулятор. На фиг. 2 показано, что амплитудная модуляция создает сигнал, имеющий основную частоту 60, верхнюю боковую полосу частот 62, и нижнюю боковую полосу частот 64. В этом изобретении верхняя боковая полоса частот 62 используется, потому что она представляет собой не инвертированный сигнал, переносящий информацию, которая станет новой волной сжатия"разности". Могло бы быть очевидным, что если электрический сигнал, который станет новой волной сжатия, модулирован по амплитуде в основную частоту 60, ультразвуковая волна сжатия 30 или 32 (из тех, которая модулируется) не нуждается в демодуляции для того, чтобы ее услышать как новую волну сжатия. Другие элементы системы,показанные на фиг. 2, это два ультразвуковых акустических преобразователя 20, сконструированных так, чтобы излучать волны сжатия с ультразвуковыми частотами. Примерами преобразователей 20 могут быть пьезоэлектрические 17 или электростатические устройства, но в их число могут, очевидно, входить другие излучающие элементы для соответствующего частотного диапазона. Хотя в первом примере выполнения используется один источник 22 ультразвуковых сигналов, следует понимать, что можно создать отдельно формируемые электрические сигналы к ультразвуковым преобразователям 20. На фиг. 4 показано использование двух отдельных источников 44, 46 ультразвуковых сигналов. Риск такой схемы заключается в том, что возможным становится дрейф частоты. В практическом смысле такой пример выполнения может также потребовать некоторого вида синхронизации между двумя источниками 44, 46 ультразвуковых сигналов. Например, синхронизирующее управляющее устройство 48 может координировать излучение двух сигналов ультразвуковой частоты для волн сжатия 30 и 32. Фиг. 5 А представляет собой график, иллюстрирующий принцип акустического гетеродинирования и показывающий взаимосвязь между амплитудой сигнала и нелинейностью воздуха как реакцию на этот сигнал. Восстанавливающее усилие - это усилие, которое будет оказывать молекула воздуха, чтобы вернуться в равновесие, когда она смещена. Если бы воздух был линейным, законы Ньютона сказали бы нам, что воздух будет реагировать на данное усилие, которое смещает его равным и противоположным усилием. Однако график показывает,что восстанавливающее усилие не реагирует линейно (что было бы представлено прямой) при увеличении амплитуды сигнала. Вместо этого уравнением кривой 52 является у = х + х 2,где воздух реагирует линейной составляющей х,а также нелинейной составляющей х 2. Таким образом, кривая 52 показывает, что когда амплитуда сигнала становится значительной, нелинейная характеристика воздуха начинает увеличиваться быстрее, чем линейная составляющая в соответствии с уравнением. Фиг. 5 В представляет собой график, иллюстрирующий характеристики, которые сигнал должен иметь с тем, чтобы воздух прореагировал на него нелинейно. Ось х отражает частоту сигнала в логарифмической шкале. Ось у степень поглощения воздухом в dB на 1000 футов. Как показано, линия 50 приблизительно прямая до примерно 10 кГц. Это согласуется с экспериментальными результатами, подтверждающими, что звуковые волны при более низких амплитудах, кажется, не проявляют значительного акустического гетеродинирования. Воздух становится значительно более нелинейным по мере увеличения амплитуды, тем самым позволяя происходить интерференции в соответствии с принципами акустического гетеродинирования. На фиг. 6 А показан предпочтительный пример выполнения изобретения. В сравнении с 18 фиг. 2 основное отличие заключается в исключении одного ультразвукового преобразователя 20. В остальных отношениях остающийся ультразвуковой преобразователь 20, средство 24 комбинирования сигналов и источник 22 ультразвуковых сигналов остаются, в принципе, теми же самыми. Однако, казалось бы противоречащим интуиции думать, что это приспособление все еще в состоянии решать задачи данного изобретения. Однако анализ излучаемой ультразвуковой волны сжатия быстро доказывает, что эффект акустического гетеродинирования имеет место. Во-первых, имеются электрические сигналы - первый ультразвуковой сигнал 66, который является основной волной, и электрический сигнал 68, представляющий собой новую звуковую или инфразвуковую волну, которую нужно комбинировать с ультразвуковым сигналом 66. Комбинация сигналов 66, 68 создает новый электрический сигнал 70, являющийся составным как новый сигнал с верхней боковой полосой частот и являющийся суммой сигналов 66 и 68, и который вместе с сигналом 66 излучается ультразвуковым преобразователем 20 в качестве волны сжатия 76. Слушатель услышит новую волну сжатия 76 из области интерференции 74, которая вообще может начинаться передающей лицевой поверхности ультразвукового преобразователя 20. За исключением слышимого свидетельства в пользу противного, это могло бы привести слушателя к неверному заключению, что ультразвуковой преобразователь 20 формирует новую волну сжатия 76. По определению, ультразвуковой преобразователь 20 не может прямо генерировать слышимые частоты. Поэтому слышимость определяется интерферирующими ультразвуковыми волнами сжатия, взаимодействующими в соответствии с эффектом акустического гетеродинирования. Было обнаружено,что две ультразвуковые волны сжатия создаются из нового электрического сигнала 70 и первого ультразвукового сигнала 66. Эти волны сжатия, соответствующие сигналам 66 и 70, распространяются от преобразователя 20, создавая две требуемые последовательности ультразвуковых волн для интерференции с акустическим гетеродинированием. На фиг. 6 В также показано альтернативное расположение элементов, которое на более интуитивном уровне иллюстрирует создание двух отличных друг от друга ультразвуковых волн сжатия 66 и 70, передаваемых в ультразвуковой преобразователь 20 для излучения из него. Единственное значимое различие между двумя примерами выполнения состоит в том, что показаны отдельные источники 22 ультразвуковых сигналов для каждой из ультразвуковых волн сжатия. Примеры выполнения изобретения по фиг. 6 А предпочтительны по многим причинам. На 19 пример, системы имеют на один преобразователь 20 меньше и потому их дешевле изготавливать. Системы также будут легче, меньше и, что наиболее важно, будут иметь самый высокий КПД. Аспект коэффициента полезного действия требует дополнительного обсуждения для понимания некоторых особенностей разных примеров выполнения тогда, как первый пример выполнения, показанный на фиг. 2, требует ориентации ультразвуковых преобразователей 20. Никакой ориентации не требуется на фиг. 6,потому что одиночный преобразователь 20 функционирует как излучающий элемент для обоих интерферирующих сигналов. Ориентация ультразвуковых преобразователей 20 важна, потому что систему на фиг. 2 можно изменить так, чтобы она не формировала никаких новых волн сжатия. Например, если преобразователи 20 ориентированы так, чтобы ультразвуковые волны сжатия 30, 32, в принципе, никогда не пересекались, не может быть создано новой волны сжатия. В тоже время, как фиг. 7, показывающая слегка сходящуюся траекторию, так и фиг. 8, показывающая, в основном, параллельную траекторию, описывают ориентации ультразвукового преобразователя 20, которые, в основном, создадут достаточно большие области интерференции для сформирования новой волны сжатия. Однако ни одна из этих ориентаций, очевидно, не образует столь значительной области интерференции, как ориентации в фиг. 2 или 6 из-за большей степени получающейся интерференции. Этот более высокий КПД означает больший перенос энергии к новой волне сжатия и, следовательно, более сильную или громкую новую волну. В предпочтительном примере выполнения всегда будет формироваться новая волна сжатия, которая имеет больший КПД, т.к. никакая ориентация двух ультразвуковых преобразователей 20 никогда не приблизится или превзойдет своей совершенной соосной взаимосвязью получаемый эффект при использовании одного и того же ультразвукового преобразователя 20 для формирования обеих ультразвуковых волн сжатия. Соосное распространение из одного преобразователя поэтому даст максимальную интерференционную картину и наиболее эффективное формирование волн сжатия. Перед тем, как перейти к другим аспектам изобретения, важно понять, что необычные звуковые эффекты возможны при использовании в высшей степени направленных ультразвуковых преобразователей 20. Было отмечено, что отражение, как минимум, двух последовательностей ультразвуковых волн у объекта или поверхности заставляет отраженные волны производить впечатление локализованного источника. Другими словами, отраженная новая волна сжатия,как кажется, приходит от объекта или поверхности отражения. 20 Это показано на фиг. 13 и может использоваться для имитации самых разных интересных акустических эффектов, включая объемный звук. Просто направляя ориентацию ультразвукового преобразователя 20 в направлении потолка или стены 96, можно имитировать ощущение звука, исходящего из этого места. Если преобразователь находится в движении, двигающийся отражающий участок создает впечатление движения для звука или представляемого объекта. Путем контролирования ориентации преобразователя с помощью компьютерных задающих устройств, воспроизведение звука может быть локализовано индивидуальными поверхностями на киноэкране и даже вне экрана в положении над головой, движущихся транспортных средств или самолетов, или могут создаваться мириады других звуковых эффектов,которые сейчас можно только вообразить. Удивительным следствием данного изобретения является формирование новых всенаправленных волн сжатия. Конкретно, новая волна сжатия будет излучаться вовне всенаправленно из области интерференции, в основном, в соответствии с формой этой области. Однако контроль, который настоящее изобретение позволяет осуществлять над формой области интерференции, позволяет неожиданным образом манипулировать восприятием описываемой направленности. Например, один или два ультразвуковых преобразователя можно нацелить на стену или на другой объект. Увеличенная интерференция между двумя ультразвуковыми волнами сжатия,которая произойдет из-за отражения, заставит генерировать большую часть звука во всех направлениях вблизи от отражающего объекта. Аналогичным образом, сведение двух преобразователей 20 ультразвуковой частоты на фиг. 2 ближе друг к другу ограничивает длину интерференции и, следовательно, более близко аппроксимирует ближний точечный источник звука. Другое значительное преимущество данного изобретения состоит в том, что звук воспроизводится относительно лишенным массы излучающим элементом. В области интерференции и, следовательно, в месте формирования новой волны сжатия отсутствует прямо излучающий элемент. Этот признак генерации звука акустическим гетеродинированием может в принципе исключить эффекты искажения,большинство из которых вызвано излучающим элементом или обычными громкоговорителями. Например, гармоники или стоячие волны на конусе громкоговорителя, выброс (перерегулирование) конуса и отрицательный выброс (провал) конуса, вызываемые инерцией, и несовершенная поверхность самого конуса, - все это факторы, которые влияют на искажение сигнала, присущее прямо излучающему элементу. 21 Прямой физический излучающий элемент имеет также другие нежелательные характеристики. Несмотря на заявления некоторых изготовителей в пользу обратного, частотная характеристика обычного громкоговорителя не является действительно плоской. Вместо этого, она является функцией вида частоты (базовая, промежуточная или высокая), которую он по своей конструкции лучше всего пригоден излучать. Тогда как форма, геометрия и конструкция громкоговорителя непосредственно влияют на присущий громкоговорителю характер, в формировании волн акустическим гетеродинированием используется естественная реакция воздуха для избежания проблем этих элементов и достижения поистине плоской частотной характеристики для генерации звука. Вообще, следует отметить, что этот аспект данного изобретения означает, что достигнут конечный этап получения поистине опосредованного генерирования звука. Хотя в технике была получена возможность преобразовывать аналоговый сигнал в цифровую запись и в цифровую обработку сигнала, качество воспроизведения звука остается ограниченным характеристиками аналогового преобразователя, который всегда требовался как элемент громкоговорителя. Настоящее изобретение дает возможность получать свободный от искажений звук, которому не препятствует прямо излучающий элемент с присущими ему ограничениями по массе и инерции. Свободный от искажений звук предполагает, что в данном изобретении поддерживается фазовая когерентность относительно изначально записанного звука. Традиционные системы с громкоговорителями не обладают этой способностью, поскольку частотный спектр "отломан" пересекающей структурой для распространения наиболее подходящим элементом громкоговорителя (репродуктора для нижних частот и середины диапазона или громкоговорителя для верхних частот). Посредством исключения прямо излучающего элемента, данное изобретение делает устаревшим обычную пересекающуюся структуру. Это позволяет реализовать фактический или близкий точечный источник звука. Другое применение настоящего изобретения включает в себя спокойное генерирование инфразвуковых волн с контролем сгущений. Было показано, что очень низкие частоты, такие как частоты около 12 Гц, вызывают тошноту у людей и животных или дезориентируют их. Предыдущим попыткам использования низкочастотной дезориентации препятствовала ограниченная способность локализованного применения. Настоящее изобретение продемонстрировало свою адаптацию для отраженного усиления и тем самым позволяет получать более сфокусированное поле влияния. Например, генерирование низкочастотного звука акустическим гетеродинированием может быть направ 001423 22 лено на здание, окно или другую отражающую поверхность рядом с группой непристойно ведущих себя лиц. Первичное воздействие этого дезориентирующего звука будет в непосредственной области отражения, что позволяет избегать нежелательного воздействия на невинных свидетелей. Другие преимущества возникают непосредственно из уникальной природы ультразвуковых преобразователей 20. Из-за своих малых размеров и малой массы, такие преобразователи обычно не подвержены многим ограничениям и недостаткам обычных излучающих элементов,используемых в громкоговорителях. Более того,использование ультразвуковых преобразователей 20 на чрезвычайно высоких частотах позволяет избегать искажения, гармоники и других нежелательных признаков прямо излучающего элемента, который должен воспроизводить звук в диапазоне низких, средних и высоких частот. Следовательно, многие благоприятные акустические свойства относительно свободной от искажений системы ультразвуковых преобразователей можно теперь опосредованно перенести в звуковые или инфразвуковые побочные продукты. На фиг. 9 показан дополнительный аспект данного изобретения, относящийся к способности генерировать и улучшать звук внутри широкого объемного резонатора 80. Объемный резонатор 80 представляет собой любую замкнутую полость, позволяющую взаимодействующим ультразвуковым волнам сжатия 30, 32 интерферировать в соответствии с принципами акустического гетеродинирования. Хотя широкий объемный резонатор 80 необязателен для создания эффекта интерференции, он, очевидно, улучшает или усиливает эффект путем увеличения интерференции, а также усиливает звуковой побочный продукт или "разностные" частоты. Это означает, что два сигнала по волнам сжатия 30,32 с ультразвуковой частотой можно передавать в резонатор 80 почти из любой перспективы. Например, на фиг. 9 показаны два преобразователя 20 ультразвуковой частоты, излучающие указанные сигналы ультразвуковой частоты в резонатор 80. Волны 30 и 32 отражаются от стенок резонатора 80 множество раз, что повышает интерференцию. На фиг. 10 показана улучшенная конфигурация широкого объемного резонатора по фиг. 9, который требует наличия только одного ультразвукового преобразователя 20 для формирования новой волны сжатия. Система улучшена,потому что имеется совершенная соосная взаимосвязь между двумя ультразвуковыми волнами сжатия 30, 32. Одним следствием наличия широкого объемного резонатора 80 на фиг. 9 и 10 является то,что канал человеческого уха также является широким объемным резонатором и, таким образом, может быть использован для улучшения 23 новой волны сжатия. Этот результат дает особые преимущества для промышленности, изготовляющей наушники и средства прослушивания. Например, средство прослушивания 90, как оно показано на фиг. 11, в соответствии с данным изобретением может использоваться для воспроизведения всего звукового спектра звуков для слушателя, осуществляя воспроизведение высокой надежности, а не характерный звучащий как жесть при постукивании звук обычного устройства прослушивания. Аналогичным образом, любые наушники или головной телефон 92 можно видоизменить, чтобы воспользоваться данным изобретением, и обычно с меньшим весом и размерами, чем традиционные системы, с резким расширением частотной характеристики. Другой интересный аспект изобретения облегчает конфиденциальность связи как части беспроводной системы. Это происходит из-за эффекта концентрации в пучок, присущего использованию ультразвукового преобразователя 20. По своей природе ультразвуковые волны сжатия распространяются в узком пучке, который можно легко направить на конкретные объекты или места. Поэтому возможно нацелить преобразователь 20 через шумную или заполненную людьми комнату и направлять слышимые сообщения только в ухо намеченного слушателя. Люди, окружающие слушателя, не будут ничего знать о слышимом сообщении из-за не отражающей природы уха и узкой ширины пучка ультразвуковых волн. Поэтому можно давать частные инструкции на участках по производству радио и телевизоров, на сцене для суфлирования и в других применениях, где полезны только однонаправленные подсказки. Данное изобретение может также ликвидировать нежелательное шумовое загрязнение окружающей среды. Наше общество создало выражение "бумбокс" для обозначения портативных стереосистем, имеющих относительно крупные басовые громкоговорители. Слово бумбокс обязано своим происхождением раздражающему побочному эффекту гула и повторяющегося глухого звука из басовых громкоговорителей, перемещающих большие объемы воздуха. Однако этот термин также иногда используют для обозначения автомобиля или другого транспортного средства с еще большими басовыми громкоговорителями. Поскольку громкоговорители жестко прикреплены к транспортному средству, каркас или любая оболочка громкоговорителя вообще становится излучающим элементом. Следовательно, люди вне транспортного средства будут поражаться очередными волнами глухих бьющих звуков,что в лучшем случае неприятно. Данное изобретение может с успехом исключить соединение оболочки с прямо излучающим элементом путем формирования новой волны сжатия в воздухе. Слушатель внутри все 24 еще может наслаждаться переживанием громких басовых частот в границах автомобиля. Однако низкие частоты не будут напрямую заводиться на раму автомобиля, потому что излучающий элемент представляет собой точку в воздухе. Следовательно, нежелательная басовая ретрансляция в окружающую среду за пределы непосредственной близости к слушателю значительно уменьшается. Интересным эффектом изобретения является обратное применение технологии обнаружения (детектирования) звука. Другими словами, вместо воспроизведения звука изобретение можно использовать для обнаружения звука, как показано на фиг. 12. Конкретнее, изобретение может функционировать вместо устройства детектирования звука точечного источника, такого как микрофон. Обычно микрофон нужно физически установить в желаемом месте обнаружения звука, чтобы он мог работать. Данное изобретение позволяет преобразовывать волны сжатия в электрический сигнал преобразователем 20 без размещения физического элементамикрофона в месте обнаружения. В принципе, единственный преобразователь 20 может использоваться для фокусирования ультразвуковых волн сжатия 30 в желаемой области 102 обнаружения. Акустические вибрации, такие как речь или музыка, будут взаимодействовать с ультразвуковой волной сжатия 30. Отслеживая уменьшение выходного уровня ультразвуковой волны сжатия 30, возможно определить частоты слышимой волны сжатия,которая воздействует на ультразвуковую волну сжатия 30. Это могло бы быть сделано с использование анализатора 104 форм импульсов для определения уменьшения выходного уровня,вызванного взаимодействием ультразвуковой волны сжатия 30 со слышимыми звуковыми волнами из области 102. Следует понимать, что вышеописанные примеры выполнения только иллюстрируют применение принципов данного изобретения. Многочисленные модификации и альтернативные приспособления могут быть придуманы специалистами, не отходя от сути и объема этого изобретения. Прилагаемая формула изобретения должна включить в себя такие модификации и приспособления. Следует понимать, что предыдущее описание дано для иллюстрации разных примеров выполнения данных изобретательских концепций. Конкретные примеры не должны рассматриваться как ограничивающие, за исключением их соответствия следующей формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Система для непрямого генерирования и усиления, по меньшей мере, одной слышимой частоты посредством взаимодействия между,как минимум, двумя сигналами ультразвуковой 25 частоты с разными частотами, отличающаяся тем, что она содержит объемный резонатор,позволяющий взаимодействовать ультразвуковым сигналам в соответствии с акустическим гетеродинированием, для генерирования слышимого звука на выходе в воздухе, заключенном внутри объемного резонатора, причем этот объемный резонатор содержит отверстие, позволяющее поступать в него ультразвуковым сигналам, излучатель ультразвуковой частоты,установленный внутри одного из стереонаушников, либо внутри средства для прослушивания, либо в аудио головном телефоне, причем излучатель ориентирован в направлении отверстия в объемном резонаторе для передачи первого и второго ультразвуковых сигналов вдоль общей оси в объемный резонатор, средство модуляции, соединенное с излучателем ультразвуковой частоты, для генерирования второй ультразвуковой частоты, имеющей разницу по величине относительно первой ультразвуковой частоты, которая равна, как минимум, одной слышимой частоте, средство для обеспечения одновременности работы излучателя ультразвуковой частоты и средства модуляции для генерирования первого и второго ультразвуковых сигналов и средство для направления первого и второго ультразвуковых сигналов в объемный резонатор. 2. Способ непрямого генерирования и усиления, по крайней мере, одной слышимой частоты с использованием, как минимум, двух ультразвуковых сигналов с разными частотами,отличающийся тем, что осуществляют передачу первого ультразвукового сигнала в объемный резонатор с использованием излучателя, установленного в одном из стереонаушников, либо в средстве для прослушивания, либо в аудиоголовном телефоне, одновременную передачу второго ультразвукового сигнала из излучателя в объемный резонатор вдоль общей оси с первым ультразвуковым сигналом, причем второй ультразвуковой сигнал имеет частоту, которая отличается от первой ультразвуковой частоты на величину, обычно равную, как минимум, одной слышимой частоте, с обеспечением усиления объемным резонатором взаимодействия в соответствии с акустическим гетеродированием первого и второго ультразвукового сигнала,причем, как минимум, одна слышимая частота 26 возникает из-за взаимодействия первого и второго ультразвуковых сигналов внутри объемного резонатора. 3. Способ непрямого генерирования всенаправленного звука для развлекательного пользования слушателем с использованием аудиосистемы, имеющей дистанционный фактический источник, отдаленный от слушателя,отличающийся тем, что осуществляют излучение первой последовательности ультразвуковых волн, включающей частоту основной гармоники, в определенную область из преобразователя,одновременное излучение второй последовательности ультразвуковых волн из указанного преобразователя в эту область для взаимодействия с первой последовательностью ультразвуковых волн, причем вторая последовательность ультразвуковых волн имеет частоту основной гармоники, равную частоте основной гармоники первой последовательности ультразвуковых волн, и излучается вдоль общей оси как для первой, так и для второй последовательностей ультразвуковых волн, где общая ось является единственным каналом передачи между преобразователем и отражающей поверхностью объекта, отдаленного от слушателя; изменение частоты основной гармоники второй последовательности ультразвуковых волн по частотному диапазону, соответствующему сумме частоты основной гармоники и новой последовательности слышимых звуковых волн, и генерирование всенаправленного слышимого звука, покидающего фактический, локализованный источник звука на отражающей поверхности при отражении первой и второй последовательностей ультразвуковых волн от указанной отражающей поверхности. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что осуществляют дополнительно генерирование первой ультразвуковой частоты и второй ультразвуковой частоты из одного ультразвукового генерирующего средства генерации с исключением дрейфа частот между первой и второй ультразвуковыми частотами. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что осуществляют управление движением и ориентацией последовательности волн с помощью компьютерного задающего устройства.