Фильтр для трехполосной акустической системы Российский патент 2021 года по МПК H04R3/12 

Описание патента на изобретение RU2762523C1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в акустических системах бытовой или профессиональной звуковоспроизводящей аппаратуры.

Известен фильтр для акустической системы, содержащий конденсаторы, низкочастотный трансформатор, динамическую головку низкочастотного диапазона и две динамические головки средневысоких частот (см. авторское свидетельство СССР, №1764188, кл. H04S 3/02, опубл. 23.09.1992).

Данный фильтр имеет простую конструкцию, однако не обеспечивает требуемое качество звучания, что связано с тем, что данный фильтр не обеспечивает разделение сигнала по низким и средним частотам при воспроизведении, что ведет к размытости локализации кажущихся источников звука.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является фильтр для трехполосной акустической системы, содержащий LC-фильтр нижних частот, LC-фильтр верхних частот и частотный фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок низкочастотного и высокочастотного и среднего диапазона см. патент RU №2554273, кл. H04R 3/12, опубл. 27.06.2015).

Данный фильтр позволяет повысить точность воспроизведения звука, стабильность технических характеристик и обеспечивает равномерное распределение нагрузок на каждый излучатель. Однако при этом не обеспечивается необходимая линейность фазо-частотной характеристики, что также приводит к размытости положения кажущихся источников звука при стереофоническом воспроизведении звука.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является преодоление вышеуказанных недостатков.

Технический результат, достигаемый в изобретении заключается в том, что достигается повышение линейности фазочастотной характеристики фильтра при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики.

Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что фильтр для трехполосной акустической системы содержит LC-фильтр нижних частот, LC-фильтр верхних частот и частотный фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок соответственно низкочастотного и высокочастотного и среднечастотного диапазона, общий вывод катушки индуктивности и конденсатора LC-фильтра нижних частот, соединен с выводом катушки индуктивности LC-фильтра верхних частот и выводом динамической головки высокочастотного диапазона, а второй вывод катушки индуктивности LC-фильтра верхних частот соединен с выводом конденсатора LC-фильтра верхних частот, выводом динамической головки среднечастотного диапазона и выводом конденсатора частотного фильтра средних частот, при этом второй вывод конденсатора LC-фильтра верхних частот соединен с вторым выводом динамической головки высокочастотного диапазона, а второй вывод конденсатора частотного фильтра средних частот соединен с вторым выводом катушки индуктивности LC-фильтра нижних частот и вторым выводом динамической головки среднечастотного диапазона.

В вышеуказанном фильтре входной сигнал подается на последовательную LC цепь, где выделяется амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазируется фазочастотная характеристика (ФЧХ) по диапазонам низких частот (НЧ), средних частот (СЧ) и высоких частот (ВЧ). При этом сумма выделенных сигналов равна входному сигналу по напряжению. В результате конденсатор LC-фильтра нижних частот является проходным для СЧ ВЧ динамических колонок со смещением фазы - 90° а так же шунтирует НЧ динамическую головку. Конденсатор LC-фильтра верхних частот является проходным для ВЧ со смещением фазы - 90°. Конденсатор частотный фильтр средних частот является проходным для ВЧ и шунтирующим для СЧ. Катушка индуктивности LC-фильтра верхних частот является проходной для СЧ и шунтирующей для ВЧ, катушка индуктивности LC-фильтра нижних частот является проходной для НЧ и шунтирующей СЧ, ВЧ.

Таким образом вышеописанный фильтр для трехполосной акустической системы является универсальным для любых многополосных акустических систем (автомобильных, бытовых, концертных и тому подобных акустических систем.

На чертеже представлена принципиальная схема фильтра для трехполосной акустической системы.

Фильтр для трехполосной акустической системы содержит LC-фильтр 1 нижних частот, LC-фильтр 2 верхних частот и частотный фильтр 3 средних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок 4. 5 и 6 соответственно низкочастотного и высокочастотного и среднечастотного диапазона.

Общий вывод катушки индуктивности 7 и конденсатора 8 LC-фильтра 1 нижних частот, соединен с выводом катушки индуктивности 10 LC-фильтра верхних частот и выводом динамической головки 5 высокочастотного диапазона, а второй вывод катушки индуктивности 10 LC-фильтра верхних частот 2 соединен с выводом конденсатора 9 LC-фильтра верхних частот, выводом динамической головки 6 среднечастотного диапазона и выводом конденсатора 11 частотного фильтра 3 средних частот, при этом второй вывод конденсатора 9 LC-фильтра 2 верхних частот соединен с вторым выводом динамической головки 5 высокочастотного диапазона, а второй вывод конденсатора 11 частотного фильтра средних частот соединен с вторым выводом катушки индуктивности 7 LC-фильтра нижних частот и вторым выводом динамической головки 6 среднечастотного диапазона.

В вышеописанном фильтре LC-фильтр 1 нижних частот, предназначенный для динамической головки 4 низкочастотного диапазона, выделяет сигналы с частотами, ниже 400 Гц как сигналы, подаваемые на динамическую головку 4 низкочастотного диапазона, а сигналы с частотами выше 400 Гц не пропускаются этим фильтром.

LC-фильтр 2 верхних частот, предназначенный для динамической головки 5 высокочастотного диапазона, выделяет сигналы с частотами выше 5-6 кГц как сигналы для динамической головки 5. Сигналы с частотами ниже 5 - 6 кГц не пропускаются этим фильтром. Суммарный диапазон сигналов, которые подавляются LC-фильтрами 1 и 2 нижних и верхних частот, шире рабочей полосы частот, которая должна воспроизводится динамической головкой 6 среднечастотного диапазона. Для этого к общему выводу конденсатора 8 и катушки индуктивности 7 LC-фильтра 1 нижних частот подключен вывод катушки индуктивности 10 LC-фильтра 2 верхних частот и вывод динамической головки 5 высокочастотного диапазона, второй вывод которой через конденсатор 9 LC-фильтра 2 верхних частот подключен к второму выводу катушки индуктивности 10 LC-фильтра 2 верхних частот, выводу динамической головки 6 среднечастотного диапазона и выводу конденсатора 11 частотного фильтра 3 средних частот, а ко второму входному выводу катушки индуктивности 7 LC-фильтра 1 нижних частот подключен вывод конденсатора 11 частотного фильтра средних частот и второй вывод динамической головки 6 среднечастотного диапазона. Таким образом, выводы динамической головки 6 среднечастотного диапазона подключены к выводам конденсатора 11 и на динамическую головку 6 поступает сигнал, соответствующий среднечастотному диапазону.

В результате, линейность фазочастотной характеристики фильтра при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики позволяет повысить качество стереоэффекта, уменьшить неточность восприятия положения источников звука и снизить искажения при воспроизведении различных звуков, что в результате обеспечивает повышение качества воспроизведения различного рода звуков вышеописанной трехполосной акустической системой.

Похожие патенты RU2762523C1

название год авторы номер документа
Фильтр для трехполосной акустической системы 2021
  • Каратунов Александр Петрович
RU2763686C1
Фильтр для трехполосной акустической системы 2021
  • Каратунов Александр Петрович
RU2762042C1
Фильтр для многополосной акустической системы 2021
  • Каратунов Александр Петрович
RU2764212C1
Фильтр для трехполосной акустической системы 2024
  • Каратунов Александр Петрович
RU2823983C1
Фильтр акустической системы 2022
  • Каратунов Александр Петрович
RU2780955C1
Четырехполосный фильтр для акустической системы 2021
  • Каратунов Александр Петрович
RU2773625C1
Фильтр для акустической системы четырехполосный 2021
  • Каратунов Александр Петрович
RU2775158C1
Устройство для акустической системы 2022
  • Каратунов Александр Петрович
RU2801065C1
Устройство для акустической системы 2022
  • Каратунов Александр Петрович
RU2792582C1
Фильтр для акустической системы 2022
  • Каратунов Александр Петрович
RU2787315C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 762 523 C1

Реферат патента 2021 года Фильтр для трехполосной акустической системы

Изобретение относится к акустике и может быть использовано в акустических системах. Фильтр для трехполосной акустической системы содержит LC-фильтр нижних частот, LC-фильтр верхних частот и частотный фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок соответственно низкочастотного, и высокочастотного, и среднечастотного диапазонов, общий вывод катушки индуктивности и конденсатора LC-фильтра нижних частот соединен с выводом катушки индуктивности LC-фильтра верхних частот и выводом динамической головки высокочастотного диапазона, а второй вывод катушки индуктивности LC-фильтра верхних частот соединен с выводом конденсатора LC-фильтра верхних частот, выводом динамической головки среднечастотного диапазона и выводом конденсатора частотного фильтра средних частот, при этом второй вывод конденсатора LC-фильтра верхних частот соединен с вторым выводом динамической головки высокочастотного диапазона, а второй вывод конденсатора частотного фильтра средних частот соединен с вторым выводом катушки индуктивности LC-фильтра нижних частот и вторым выводом динамической головки среднечастотного диапазона. Технический результат заключается в обеспечении линейности фазочастотной характеристики фильтра при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 762 523 C1

Фильтр для трехполосной акустической системы, содержащий LC-фильтр нижних частот, LC-фильтр верхних частот и частотный фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок соответственно низкочастотного, и высокочастотного, и среднечастотного диапазонов, отличающийся тем, что общий вывод катушки индуктивности и конденсатора LC-фильтра нижних частот соединен с выводом катушки индуктивности LC-фильтра верхних частот и выводом динамической головки высокочастотного диапазона, а второй вывод катушки индуктивности LC-фильтра верхних частот соединен с выводом конденсатора LC-фильтра верхних частот, выводом динамической головки среднечастотного диапазона и выводом конденсатора частотного фильтра средних частот, при этом второй вывод конденсатора LC-фильтра верхних частот соединен с вторым выводом динамической головки высокочастотного диапазона, а второй вывод конденсатора частотного фильтра средних частот соединен с вторым выводом катушки индуктивности LC-фильтра нижних частот и вторым выводом динамической головки среднечастотного диапазона.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2021 года RU2762523C1

Фильтр для трёхполосной акустической системы 2018
  • Холодов Виктор Николаевич
  • Галахов Николай Васильевич
RU2702417C1
АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА 2014
  • Козлов Вячеслав Николаевич
RU2554273C1
US 4237340 A1, 02.12.1980
US 10701487 B1, 30.06.2020
WO 2000005809 A1, 03.02.2000
GB 8512073 D0, 19.06.1985
US 5533135 A1, 02.07.1996
EP 2952013 A4, 12.10.2016
AU 6443998 A, 22.09.1998
US 4315102 A1, 09.02.1982.

RU 2 762 523 C1

Авторы

Каратунов Александр Петрович

Даты

2021-12-21Публикация

2021-05-11Подача