Фильтр акустической системы Российский патент 2022 года по МПК H04R3/12 

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

Известен фильтр акустической системы, содержащий конденсаторы, низкочастотный трансформатор, динамическую головку низкочастотного диапазона и две динамические головки средневысоких частот (см. авторское свидетельство SU №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 является фильтр акустической системы, содержащий LC-фильтр нижних частот, LC-фильтр верхних частот и частотный фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок низкочастотного, 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 фазочастотной 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 и сохранение равномерности его амплитудно-частотной характеристики при упрощении конструкции фильтра акустической системы.

Проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что фильтр акустической системы содержит фильтр нижних частот, фильтр верхних частот и фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения, соответственно, динамических головок низкочастотного, высокочастотного и среднечастотного диапазонов, при этом фильтр средних частот состоит из первой катушки индуктивности, первого конденсатора и второго конденсатора, фильтр нижних частот состоит из второй катушки индуктивности и фильтр верхних частот состоит из третьего конденсатора, при этом первый вывод динамической головки среднечастотного диапазона подключен к второму выводу первого конденсатора, а второй вывод динамической головки среднечастотного диапазона подключен к первому выводу второго конденсатора и второму выводу третьего конденсатора, первый вывод первого конденсатора подключен к второму выводу первой катушки индуктивности и первому выводу второй катушки индуктивности, а второй вывод динамической головки высокочастотного диапазона подключен к первому выводу третьего конденсатора, к «плюсу» на входе в фильтр подключен первый вывод первой катушки индуктивности и первый вывод динамической головки высокочастотного диапазона, первый вывод динамической головки низкочастотного диапазона подключен к второму выводу второй катушки индуктивности, а к «минусу» на входе в фильтр подключены второй вывод динамической головки низкочастотного диапазона и второй вывод второго конденсатора, при этой емкость первого конденсатора равна емкости второго конденсатора.

Данный фильтр имеет последовательно параллельную архитектуру, что позволят добиться идеальной фазовой согласованности между динамическими головками низкочастотного, высокочастотного и среднечастотного диапазонов. Высокочастотный диапазон извлекается из отфильтрованного вторым конденсатором и затем третьим конденсатором сигнала, что позволяет сохранить общую гармонию. Так же низкочастотный диапазон и среднечастотный диапазон выделены из общего сигнала и имеют абсолютную фазовую согласованность.

В результате достигается повышение линейности фазочастотной характеристики фильтра и сохранение равномерности его амплитудно-частотной характеристики при упрощении конструкции фильтра для акустической системы.

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

На чертеже представлена принципиальная схема фильтра акустической системы.

Фильтр акустической системы содержит фильтр нижних частот, фильтр верхних частот и фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения, соответственно, динамических головок 1 (НЧ), 2 (ВЧ) и 3 (СЧ) низкочастотного, высокочастотного и среднечастотного диапазонов.

Фильтр средних частот состоит из первой катушки индуктивности 4 (L1), первого конденсатора 5 (С1) и второго конденсатора 6 (С2).

Фильтр нижних частот состоит из второй катушки 7 индуктивности (L2).

Фильтр верхних частот состоит из третьего конденсатора 8 (С3).

Первый вывод динамической головки среднечастотного диапазона 3 подключен к второму выводу первого конденсатора 5, а второй вывод динамической головки среднечастотного диапазона 3 подключен к первому выводу второго конденсатора 6 и второму выводу третьего конденсатора 8.

Первый вывод первого конденсатора 5 подключен к второму выводу первой катушки индуктивности 4 и первому выводу второй катушки индуктивности 7.

Второй вывод динамической головки высокочастотного диапазона 2 подключен к первому выводу третьего конденсатора 8, а к «плюсу» на входе в фильтр подключен первый вывод первой катушки индуктивности 4 и первый вывод динамической головки высокочастотного диапазона 2.

Первый вывод динамической головки низкочастотного диапазона 1 подключен к второму выводу второй катушки индуктивности 7, а к «минусу» на входе в фильтр подключены второй вывод динамической головки низкочастотного диапазона 1 и второй вывод второго конденсатора 6.

Емкость первого конденсатора 5 равна емкости второго конденсатора 6.

Фильтр нижних частот, предназначенный для динамической головки 1 низкочастотного диапазона, выделяет сигналы с частотами, которые ниже 400 Гц как сигналы, подаваемые на динамическую головку 1 низкочастотного диапазона. Сигналы с частотами выше 400 Гц не пропускаются второй катушкой индуктивности 7 этого фильтра, а первая катушка индуктивности 4 не пропускает сигналы высокочастотного диапазона.

Фильтр верхних частот, предназначенный для динамической головки 2 высокочастотного диапазона, выделяет сигналы с частотами выше 5 кГц как сигналы для динамической головки 2 высокочастотного диапазона. Сигналы с частотами ниже 5 кГц не пропускаются третьим конденсатором 8.

Суммарный диапазон сигналов, которые подавляются фильтрами нижних и верхних частот, шире рабочей полосы частот, которая должна воспроизводиться динамической головкой 3 среднечастотного диапазона. Для этого к первому выводу первого конденсатора 5, который не пропускает сигналы низкочастотного и среднечастотного диапазонов, присоединены второй вывод первой катушки индуктивности 4, выделяющей сигналы среднечастотного и низкочастотного диапазонов, а к второму выводу динамической головки 3 среднечастотного диапазона подключен первый вывод первый вывод второго конденсатора 6, который выделяет только сигналы среднечастотного и высокочастотного диапазонов. Таким образом на динамическую головку 3 поступает только 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 вышеописанного фильтра акустической системы.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в акустических системах бытовой или профессиональной звуковоспроизводящей аппаратуры. Фильтр акустической системы содержит фильтр нижних частот, фильтр верхних частот и фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения, соответственно, динамических головок низкочастотного, высокочастотного и среднечастотного диапазонов, при этом фильтр средних частот состоит из первой катушки индуктивности, первого конденсатора и второго конденсатора, фильтр нижних частот состоит из второй катушки индуктивности и фильтр верхних частот состоит из третьего конденсатора, при этом первый вывод динамической головки среднечастотного диапазона подключен к второму выводу первого конденсатора, а второй вывод динамической головки среднечастотного диапазона подключен к первому выводу второго конденсатора и второму выводу третьего конденсатора, первый вывод первого конденсатора подключен к второму выводу первой катушки индуктивности и первому выводу второй катушки индуктивности, а второй вывод динамической головки высокочастотного диапазона подключен к первому выводу третьего конденсатора, к «плюсу» на входе в фильтр подключен первый вывод первой катушки индуктивности и первый вывод динамической головки высокочастотного диапазона, первый вывод динамической головки низкочастотного диапазона подключен к второму выводу второй катушки индуктивности, а к «минусу» на входе в фильтр подключены второй вывод динамической головки низкочастотного диапазона и второй вывод второго конденсатора, при этой емкость первого конденсатора равна емкости второго конденсатора. В результате достигается повышение линейности фазочастотной характеристики фильтра и сохранение равномерности его амплитудно-частотной характеристики при упрощении конструкции фильтра для акустической системы. 1 ил.

Фильтр акустической системы, содержащий фильтр нижних частот, фильтр верхних частот и фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения, соответственно, динамических головок низкочастотного, высокочастотного и среднечастотного диапазонов, отличающийся тем, что фильтр средних частот состоит из первой катушки индуктивности, первого конденсатора и второго конденсатора, фильтр нижних частот состоит из второй катушки индуктивности и фильтр верхних частот состоит из третьего конденсатора, при этом первый вывод динамической головки среднечастотного диапазона подключен к второму выводу первого конденсатора, а второй вывод динамической головки среднечастотного диапазона подключен к первому выводу второго конденсатора и второму выводу третьего конденсатора, первый вывод первого конденсатора подключен к второму выводу первой катушки индуктивности и первому выводу второй катушки индуктивности, а второй вывод динамической головки высокочастотного диапазона подключен к первому выводу третьего конденсатора, к «плюсу» на входе в фильтр подключен первый вывод первой катушки индуктивности и первый вывод динамической головки высокочастотного диапазона, первый вывод динамической головки низкочастотного диапазона подключен к второму выводу второй катушки индуктивности, а к «минусу» на входе в фильтр подключены второй вывод динамической головки низкочастотного диапазона и второй вывод второго конденсатора, при этой емкость первого конденсатора равна емкости второго конденсатора.