УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА Российский патент 1995 года по МПК H04R3/12 

Изобретение относится к радиотехнике, электроакустике, в частности к получению различных эффектов при звуковоспроизведения.

Широко известны способы воспроизведения звука, заключающиеся в электронном усилении звуковых сигналов (фонограммы) и последующем воспроизведении их с помощью одиночных громкоговорителей или акустических систем [1]
Недостатком этих способов, как правило, является необходимость использования многоканальных систем записи и усиления звука для получения эффектов присутствия, объемности, "прозрачности" звучания (стерео- и квадрофония).

Известен способ воспроизведения звука голофония с помощью акустической системы в виде фазированной линейки громкоговорителей, по которому электрический сигнал звуковой частоты после усиления подается на громкоговорители с фиксированной задержкой во времени таким образом, что линейка фазированных громкоговорителей излучает две акустические волны с плоским фронтом, распространяющиеся навстречу друг другу под определенным углом. В результате их взаимодействия образуется интерференционное акустическое поле, создающее у слушателя, расположенного в центре этого поля, слуховые эффекты типа объемности, пространственности звучания [2]
Известное устройство голофон, выбранное в качестве прототипа, содержит стереофонический усилитель, коммутатор, выполненный в виде мультиплексора с линией задержки в каждом единичном канале, и акустическую систему, выполненную в виде фазированной линейки громкоговорителей.

Недостатки известного устройства заключаются в том, что оно не позволяет получить ярко выраженный эффект присутствия и объемности звучания, для него необходимо наличие стереофонического звукового сигнала и стереофонического усилителя, а также большого количества одиночных громкоговорителей (не менее 10), располагаемых обязательно по прямой линии на равном друг от друга расстоянии, что создает определенные неудобства.

Целью изобретения является создание эффекта присутствия и эффекта объемного звучания в монофоническом звуковоспроизведении.

Цель достигается тем, что в устройстве для воспроизведения звука, содержащем схему распределения сигнала с входом для подключения к источнику электрического сигнала звуковой частоты и систему громкоговорителей, схема распределения выполнена в виде двух каскадов, каждый из которых составлен из трех трансформаторов напряжения с сердечником V-образной формы, замкнутым ярмом, на котором расположены первичные и вторичные обмотки трансформаторов, первичные обмотки первого каскада соединены параллельно и образуют вход схемы распределения сигнала, а концы вторичных обмоток каждого каскада соединены в звезду, начала вторичных обмоток первого каскада подключены к началам первичных обмоток второго каскада, концы первичных обмоток соединены в звезду, концы вторичных обмоток второго каскада соединены между собой и с минусовыми выводами громкоговорителей, плюсовые выводы которых соединены с началами вторичных обмоток второго каскада, причем громкоговорители расположены по вершинам равностороннего треугольника и направлены к его центру.

На чертеже дана схема распределения сигнала в устройстве для воспроизведения звука.

Устройство для воспроизведения звука содержит схему распределения сигнала, выполненную в виде двух каскадов 1 и 2. Каскад 1 состоит из трех трансформаторов 3-5, расположенных на одном общем сердечнике V-образной формы, с первичными обмотками 7 и вторичными обмотками 8. Каскад 2 состоит из трех трансформаторов 9-11, расположенных на аналогичном сердечнике, с первичными обмотками 12 и вторичными 13. Сердечник 14 каждого каскада (трансформаторов 3-5 и 9-11) выполнен V-образной формы, замкнутый ярмом 15. На стержнях 16 сердечников 14 расположены первичные и вторичные обмотки трансформаторов соответствующего каскада. Первичные обмотки 7 эквивалентны вторичным обмоткам 13. Вторичные обмотки 8 эквивалентны первичным обмоткам 12. Первичные обмотки 7 трансформаторов 3-5 соединены параллельно и образуют вход схемы. Концы вторичных обмоток 8 соединены в звезду, а начала соединены с началами первичных обмоток 12 трансформаторов 9-11. Концы первичных обмоток 12 соединены в звезду. Концы вторичных обмоток 13 соединены в звезду и с минусовыми выводами громкоговорителей 17, а начала обмоток 13 соединены с плюсовыми выводами громкогово- рителей 17, причем громкоговорители расположены по вершинам равностороннего треугольника и направлены к его центру.

Воспроизведение звука осуществляется следующим образом.

Электрический сигнал звуковой частоты от источника (фонограмма, сигнал с микрофона и т.п.), усиленный до необходимой мощности, поступает на вход схемы распределения сигнала первичные обмотки 7 трансформаторов 3-5 первого каскада. V-образная форма сердечника одинаковых трансформаторов обеспечивает взаимокомпенсацию генерируемых магнитных потоков в центральной точке сердечника, а соединение вторичных обмоток 8 в звезду взаимокомпенсацию мгновенных значений напряжения на их выводах. Второй каскад, работающий аналогично, создает и взаимокомпенсацию мгновенных значений напряжения на входах громкоговорителей, что приводит к взаимокомпенсации мгновенных значений акустического давления, создаваемого отдельными громкогово- рителями. Это приводит к слуховому эффекту присутствия и эффекту объемного звучания при прослушивании. Эффект наиболее ярко выражен на оси, проходящей через центр треугольника, по вершинам которого расположены громкоговорители, перпендикулярно плоскости треугольника. В случае разбалансировки плеч каскадов зона наиболее яркого эффекта может смещаться относительно оси.

Пример реализации устройства. Устройство для воспроизведения звука для фазированной акустической системы включало три громкоговорителя. Фонограмма усиливалась усилителем звуковой частоты БРИГ-001, мощностью 100 Вт, в монофоническом режиме, с использованием одного канала усиления. Усиленный сигнал поступал в схему распределения, содержащую два последовательных каскада, каждый из которых состоял из трех эквивалентных трансформаторов напряжения с коэффициентом трансформации 30/10 B, мощностью 40 Вт. Все трансформаторы каскада имели общий сердечник V-образной формы, сечением 5,6 см², обеспечивающий компенсацию магнитных потоков отдельных трансформаторов в средней точке, выполненный из пластин трансформаторной стали. Первичные обмотки 1 каскада были соединены параллельно, начала вторичных обмоток 1 каскада и начала первичных обмоток 2 каскада каждого трансфоpматора соединены между собой, а концы их соединены вместе в общей точке. Концы вторичных обмоток 2 каскада соединены вместе в общей точке, а громкоговорители подключены между началами вторичных обмоток и этой общей точкой. Взаимокомпенсация мгновенных значений параметров электрического сигнала на выводах вторичных обмоток 2 каскада предварительно проверялась с помощью осциллографа С1-83 и звукового генератора ГЗ-111. В качестве громкоговорителей использовались три акустические системы типа S-90, расположенные в зале по вершинам равностороннего треугольника и направленные в его центр. Прослушивание проводилось в зале Дворца профсоюзов в г. Вильнюсе.

При прослушивании фонограмм слушатели отмечали четкий эффект присутствия в некотором музыкальном акустическом пространстве, объемность звучания, лучшее эмоциональное восприятие музыкальных произведений.

Использование заявляемого устройства для воспроизведения звука позволяет при использовании монофонической записи получить эффект присутствия и объемности звучания простыми средствами, без применения дополнительных каналов звукозаписи и усиления, что выгодно отличает его от известных способов стерео- и квадрофонии.

Использование: электроакустика, в частности получение различных эффектов в звуковоспроизведении. Сущность изобретения: устройство для воспроизведения звука содержит схему распределения сигнала с входом для подключения к источнику электрического звугового сигнала и систему громкоговорителей. Схема распределения выполнена в виде двух каскадов, каждый из которых составлен из трех трансформаторов напряжения с сердечником V-образной формы. Громкоговорители фазированной акустической системы расположены в вершинах равностороннего треугольника и излучающими поверхностями направлены к его центру. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКА, содержащее схему распределения сигнала с входом для подключения к источнику электрического сигнала звуковой частоты и систему громкоговорителей, отличающееся тем, что схема распределения сигнала выполнена в виде двух каскадов, каждый из которых составлен из трех трансформаторов напряжения с сердечником V образной формы, замкнутым ярмом, на сердечниках расположены первичные и вторичные обмотки трансформаторов, первичные обмотки первого каскада соединены параллельно и образуют вход схемы распределения сигнала, начала вторичных обмоток первого каскада подключены к началам первичных обмоток второго каскада, концы первичных обмоток соединены в "звезду", концы вторичных обмоток каждого каскада также соединены в "звезду", при этом концы вторичных обмоток второго каскада соединены с минусовыми выводами громкоговорителей, плюсовые выводы которых соединены с началами вторичных обмоток второго каскада, причем громкоговорители расположены в вершинах равностороннего треугольника и направлены излучающими поверхностями к его центру.