АУДИОУСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ С ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ Российский патент 2023 года по МПК H03F3/183 

Описание патента на изобретение RU2802805C1

Уровень техники

По мере разработки все большего числа стандартов интерфейсов, все чаще встречаются интерфейсы с передачей электропитания ограниченной мощности. Хотя определенные интерфейсы, такие как комбинированные интерфейсы для обмена данными и передачи питания представляют новые разработки и решения на рынке аудиоусилителей, их ограниченные возможности передачи электропитания серьезно ограничивают общую выходную мощность усилителей, в которых такие интерфейсы используются.

К примеру, в акустической системе для передачи электропитания может использоваться порт USB, и таким образом эта возможность может быть ограничена используемым стандартом USB, касающимся передачи электроэнергии. При попытке запитать аудиоусилитель или акустическую систему от источника питания ограниченной мощности общая мощность акустической системы обязательно будет ограничена предельными характеристиками источника питания. Например, если акустическая система работает от источника питания с максимальной отдаваемой мощностью 60 Вт, то акустическая система будет ограничена выходной мощностью 60 Вт. В сущности, в тех случаях, когда источник питания имеет ограничения, трудно добиться приемлемого звукового давления или высокого уровня звукового давления.

С ограничениями на источники звука придется сталкиваться все чаще, если принять во внимание рост популярности решений с комбинированной передачей данных и электропитания. Технология РоЕ (Power over Ethernet) передачи электропитания через сеть Ethernet обеспечивает стандартные скорости обмена данными, связанные с соединениями Ethernet, но также позволяет передавать электропитание по тому же кабелю. Однако, в зависимости от типа используемого стандарта РоЕ, максимальная мощность, передаваемая через кабель Ethernet, может быть ограничена значением 71 Вт, 51 Вт или даже более низким значением.

В сущности, хотя стандарты комбинированной передачи электропитания и данных являются привлекательными для акустических систем, они не обеспечивают передачу достаточной мощности для раскачки акустических систем, которая требуется во многих случаях. Задача настоящего изобретения заключается в решении проблем, связанных с ограничением мощности электропитания, подаваемого в акустические системы.

Раскрытие изобретения

Аудиоусилители, соответствующие настоящему изобретению, способны обеспечивать непрерывный выходной сигнал при уровнях мощности более высоких, чем ограничения, накладываемые их источниками питания. За счет использования преобразователей DC-DC соответствующие изобретению аудиоусилители способны максимально увеличивать потенциал аккумулирования энергии накопительными устройствами, такими, как конденсаторы благодаря тому, что они допускают изменение напряжения на накопительном устройстве без негативного влияния на нормальную работу аудиоусилителя.

Изобретение определяется отличительными признаками независимых пунктов формулы изобретения. Некоторые конкретные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложен аудиоусилитель для применения с источником питания ограниченной мощности, содержащий: разъем приема электропитания; разъем приема сигнала; первый преобразователь постоянного напряжения в постоянное напряжение (DC-DC), вход которого соединен с разъемом приема электропитания; устройство накопления электрической энергии, соединенное с выходом первого преобразователя DC-DC; второй преобразователь DC-DC, вход которого соединен с устройством накопления электрической энергии; усилитель, который электрически соединен с выходом второго преобразователя DC-DC и получает электропитание от выхода второго преобразователя DC-DC, причем усилитель электрически также соединен с разъемом приема сигнала для приема подлежащего усилению сигнала; при этом выходной каскад усилителя выполнен с возможностью соединения с преобразователем, так что указанный преобразователь может быть приведен в действие данным усилителем.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1A-1G иллюстрируют аудиоусилители, соответствующие определенным вариантам осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Согласно настоящему изобретению, аудиоусилители способны обеспечивать на выходе непрерывную мощность, уровень которой выше, чем предельные значения, обусловленные их источниками питания. За счет применения ряда преобразователей постоянного напряжения в постоянное напряжение (преобразователей DC-DC), акустические системы, согласно настоящему изобретению, могут увеличивать потенциальное аккумулирование энергии накопительными устройствами, такими как конденсаторы, допуская изменение напряжения накопительных устройств без негативного влияния на нормальную работу аудиоусилителя.

Например, по меньшей мере некоторые аудиоусилители, согласно настоящему изобретению, могли бы быть построены так, чтобы использовать интерфейс Ethernet или USB в качестве источника питания. Хотя максимальная мощность, обеспечиваемая такими источниками питания, может задаваться стандартом, аудиоусилитель в соответствии с настоящим изобретением может иметь более высокую номинальную выходную мощность за счет использования энергии накопительного устройства, выполненного с возможностью увеличения, когда необходимо, мощности, доставляемой источником питания, как это представлено в вариантах осуществления настоящего изобретения. Например, если предельная непрерывная мощность, обеспечиваемая источником питания, равна 50 Вт, то согласно настоящему изобретению у аудиоусилителя могла бы быть получена номинальная выходная мощность 60 Вт или более.

Согласно по меньшей мере некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, электрическое питание и аудио сигнал передаются по меньшей мере к одному аудиоусилителю и акустической системе по одному кабелю. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления используются средства, соответствующие технологии передачи питания через сеть Ethernet (РоЕ, Power over Ethernet). В контексте настоящего изобретения, РоЕ соответствует по меньшей мере одному из следующих стандартов или типов: 802.3af (803.3at Type 1) "РоЕ" 12,95W; 803.3at Type 2 "PoE+" 25,5W; 803.3bt Type 3 "4PPoE" 51W; 803.3bt Type 4 71W.

Как показано на фиг. 1А, аудиоусилитель 100 для использования с источником питания ограниченной мощности, соответствующий по меньшей мере некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, содержит: разъем 102 приема электропитания, разъем 104 приема сигнала и данных, первый преобразователь 110 DC-DC, второй преобразователь 112 DC-DC, вход которого соединен с устройством 120 накопления электрической энергии, усилитель 130, электрически соединенный с выходом второго преобразователя 112 DC-DC, так чтобы получать питание с выхода второго преобразователя DC-DC, причем усилитель 130 также имеет электрическое соединение с разъемом 104 приема сигнала и данных, так чтобы принимать сигнал для усиления, при этом выходной каскад 106 усилителя выполнен с возможностью соединения с преобразователем, так что указанный преобразователь может быть приведен в действие данным усилителем.

За счет применения внутри аудиоусилителя двух преобразователей DC-DC, в усилителях, соответствующих настоящему изобретению, может быть использовано устройство накопления электрической энергии, выходное напряжение которого не является стабильным. Например, когда используется конденсатор, напряжение на конденсаторе будет изменяться при изменении уровня заряда конденсатора. Чтобы использовать конденсатор максимально эффективно и задействовать его в более широком диапазоне уровней заряда, преобразователи DC-DC обеспечивают доставку энергии к конденсатору и отбор энергии от конденсатора, даже когда напряжение на конденсаторе обычно было бы неудовлетворительным для питания схемы усилителя.

Фиг. 1В иллюстрирует еще один пример аудиоусилителя, соответствующего настоящему изобретению, причем аудиоусилитель 100 дополнительно содержит преобразователь 140, который электрически соединен с выходным каскадом 106 усилителя, и приводится в действие данным усилителем. Такие варианты осуществления могут принимать форму динамика в отдельном корпусе, акустической системы, монтируемой в стене, громкоговорителя и т.п.

По меньшей мере в некоторых аудиоусилителях, соответствующих настоящему изобретению, устройством накопления электрической энергии является конденсатор. В определенных вариантах осуществления используется аккумуляторная батарея. В иных вариантах используются разнообразные быстро заряжающиеся и разряжающиеся устройства накопления энергии.

В определенных аудиоусилителях, в соответствии с настоящим изобретением, используется комбинированный входной разъем, который выполнен с возможностью приема как электропитания, так и входного сигнала. Например, по меньшей мере в некоторых аудиоусилителях в качестве комбинированного разъема используется порт Ethernet, так что данный порт содержит контакты приема электропитания и контакты для входного сигнала. В других аудиоусилителях комбинированным входным разъемом является порт USB.

Фиг. 1С иллюстрирует аудиоусилитель, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, в котором два преобразователя DC-DC включены по другой схеме. На фиг. 1С устройство накопления электрической энергии подключено не к точке соединения преобразователей DC-DC, а отделено посредством одного из указанных преобразователей. Результат тот же самый, причем напряжение на накопительном устройстве имеет возможность изменяться, иногда в широких пределах, хотя напряжение на входе усилителя поддерживается в существующих пределах.

Согласно по меньшей мере некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, преобразователи DC-DC представляют собой импульсные источники питания.

В аудиоусилителях, в соответствии по меньшей мере с определенными вариантами осуществления изобретения, используются конденсаторы, при этом допускается изменение напряжения на таких конденсаторах, чтобы использовать такие конденсаторы максимально эффективно. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения по меньшей мере в некоторых аудиоусилителях используются конденсаторы, емкость которых определяется нижеприведенным уравнением 1:

в уравнении 1:

С - емкость,

Pout - максимальная мощность на выходе аудиоусилителя,

Pin - максимальная мощность на входе аудиоусилителя,

Vmax и Vmin - максимальное и минимальное напряжение на конденсаторе при нормальных условиях работы,

t - постоянная времени, представляющая насколько долго может выдаваться максимальная мощность; значение t находится в диапазоне от 0,025 с до 5 с.

По меньшей мере некоторые аудиоусилители, согласно настоящему изобретению, обладают постоянной времени, равной 0,15 с. Установлено, что способность поддерживать максимальную выходную мощность в течение по меньшей мере 0,15 с является достаточной, чтобы обеспечить номинальную мощность для большинства видов музыки.

В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения размер устройства накопления электрической энергии выбирают, исходя из известной максимальной мощности, которую обеспечивает источник питания ограниченной мощности, и номинальной выходной мощности аудиоусилителя. Например, устройство накопления электрической энергии может быть выбрано так, что, в сочетании с электропитанием, которое обеспечивает источник питания ограниченной мощности, запасенной энергии оказывается достаточно для обеспечения номинальной выходной мощности аудиоусилителя на протяжении заданного промежутка времени. То есть устройство накопления энергии может дополнять ограниченную мощность источника питания, так что аудиоусилитель сможет на протяжении заданного промежутка времени демонстрировать на выходе мощность, уровень которой превышает тот уровень, который возможен при работе просто от источника питания ограниченной мощности.

Фиг. 1D иллюстрирует аудиоусилитель 100, соответствующий определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, который дополнительно содержит контроллер 150 уровня звукового сигнала, который соединен с разъемом 104 приема сигнала и усилителем 130. В определенных вариантах осуществления указанный контроллер 150 уровня звукового изгнала выполнен с возможностью контроля уровней аккумулирования энергии устройством 120 накопления электрической энергии, и ограничения сигнала, подаваемого на усилитель 130 для усиления, чтобы гарантировать, что уровни накопления энергии остаются выше заданного порога. Например, выше порога, эквивалентного максимально безопасному состоянию аккумулирования для устройства накопления электрической энергии.

По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, содержащих контроллер уровня звукового изгнала, указанный контроллер выполнен с возможностью ограничения регулирования, так чтобы уровень выходного сигнала аудиоусилителя находился в пределах 3 дБ от неотрегулированного уровня. В некоторых вариантах контроллер следит за уровнем заряда устройства накопления электрической энергии, и, исходя из максимальной мощности, подаваемой на аудиоусилитель, и измеренного уровня заряда, управляет сигналом на выходе аудиоусилителя. В некоторых вариантах контроллер позволяет количеству энергии, запасенному в устройстве накопления электрической энергии, изменяться в пределах 20-100% от номинального запаса энергии в устройстве. В иных вариантах производится ограничение уровней накопления энергии, чтобы они оставались выше минимального безопасного уровня накопления для устройства. Определенные контроллеры выполнены с возможностью слежения за напряжением на устройстве накопления электрической энергии и ограничения максимального уровня входного сигнала исходя из измеренного напряжения. Некоторые контроллеры могут быть выполнены с возможностью регулирования по меньшей мере одной из следующих величин: максимальной выходной мощности усилителя или максимального уровня звукового сигнала, подаваемого на усилитель, в целях управления запасаемой энергией. Использование контроллера для регулирования уровней выходного сигнала на основе уровней аккумулирования в устройстве накопления энергии позволяет увеличивать выходную мощность аудиоусилителя, даже когда на сигнальный вход подается сильно компрессированный звуковой сигнал, содержащий продолжительные звуки.

Фиг. 1Е иллюстрирует аудиоусилитель 100, соответствующий определенным вариантам осуществления настоящего изобретения, который содержит дополнительный усилитель 132, получающий питание от второго преобразователя 112 DC-DC, причем указанный дополнительный усилитель 132 получает второй входной сигнал от второго разъема 108 приема сигнала. В определенных вариантах осуществления дополнительный усилитель 132 электрически соединен с дополнительным преобразователем 142. Как таковой данный вариант изобретение может найти применение в стереофоническом, многоканальном усилителе или в многоканальных активных акустических системах.

Фиг. 1F изображает аудиоусилитель 100, соответствующий некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, который дополнительно содержит разъем 101 приема электропитания переменного тока, соединенный с входом преобразователя переменного напряжения в постоянное напряжение (преобразователя AC-DC) 115, причем выход преобразователя 115 AC-DC соединен с устройством 120 накопления электрической энергии.

Фиг. 1G изображает аудиоусилитель 100, соответствующий по меньшей мере некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, в котором требуется только один преобразователь 110 DC-DC. В определенных вариантах используется усилитель 130, который может допускать изменение напряжения, подаваемого для его питания, так что напряжение на устройстве 120 накопления электрической энергии может изменяться, когда происходит изменение аккумулированной энергии.

Как показывают вышеприведенные примеры, в аудиоусилителях, соответствующих настоящему изобретению, применяются дополнительные преобразователи DC-DC, чтобы дать возможность использовать источник питания с более низкой номинальной мощностью, чем мощность всей системы усилителя. Преобразователи DC-DC, применяемые согласно настоящему изобретению, позволяют более эффективно использовать энергию от накопительного устройства, чем это можно обычно наблюдать в конденсаторе для снижения пульсаций или конденсаторе фильтра стандартного громкоговорителя.

Устройства накопления электрической энергии в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения характеризуются номинальной накопительной способностью, отнесенной к номинальной выходной мощности аудиоусилителя. По меньшей мере некоторые устройства накопления электрической энергии обладают номинальной накопительной способностью 20 мДж - 10 Дж на ватт номинальной выходной мощности аудиоусилителя. Это отличается от стандартных конденсаторов для снижения пульсаций, используемых в аудиоусилителях, которые типично обладают номинальной накопительной способностью менее 10 мДж на ватт номинальной выходной мощности аудиоусилителя.

Кроме того, применение преобразователей DC-DC, как показано в настоящем изобретении, позволяет входное электропитание сохранять постоянным или по меньшей мере в диапазоне уровней, соответствующем определенным стандартам, например, вышеупомянутым стандартам технологии РоЕ.

По меньшей мере некоторые аудиоусилители, согласно настоящему изобретению, найдут применение и смогут реализовать различные РоЕ стандарты, включая стандарт IEEE 802.3af, устанавливающий доставку к устройству мощности 13 Вт. Стандарт IEEE 802.3at (РоЕ+) увеличивает максимальную мощность, передаваемую к устройству, до 25 Вт, а стандарт IEEE 802.3bt увеличивает максимальную мощность, передаваемую к устройству, до 51 Вт или 71 Вт в зависимости от версии.

Определенные аудиоусилители, согласно настоящему изобретению, найдут применение в системах, где есть неопределенность, связанная с источником питания. Преобразователь (-ли) DC-DC, соответствующие настоящему изобретению, дают возможность посредством сомнительных источников питания с точно не известными характеристиками питать аудиоусилители, даже когда усилитель для своей работы требует определенной мощности. Это позволяет системам функционировать, даже когда энергоснабжение ненадежно или изменчиво. Дополнительно это позволяет использовать разнообразные стандарты питания. Это также может помочь адаптироваться к проблемам источника питания, вызванным проблемами интерфейса или кабельных соединений. Например, даже эксплуатация источника питания или комбинированного питающего и сигнального кабеля, который может иметь длину, превышающую типично используемую, может быть осуществлена с аудиоусилителями, соответствующими настоящему изобретению, благодаря способности усилителей регулировать поступающее питание.

По меньшей мере некоторые аудиоусилители, согласно настоящему изобретению, позволяют обеспечить более эффективную работу в целом, по меньшей мере отчасти благодаря способности регулировать напряжение в различных точках системы.

Следует понимать, что раскрытые варианты осуществления изобретения не ограничены конкретными структурами, этапами процесса или материалами, но распространяются на эквиваленты, понятные рядовым специалистам в данной области. Также следует понимать, что примененная терминология использована в целях описания только определенных вариантов осуществления, и не имеет целью установление ограничений.

Везде в данном описании ссылка на один вариант осуществления или на любой вариант означает, что определенный отличительный признак, структура или характеристика, описанная в связи с данным вариантом осуществления, включена по меньшей мере в один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, появление фраз «в одном варианте осуществления» или «в любом варианте осуществления» в разных местах настоящего описания не обязательно всегда относится к одному и тому же варианту осуществления изобретения. Когда ссылка сделана на числовое значение величины, то при использовании таких терминов как «приблизительно» или «по существу» подразумевается также и точное числовое значение величины.

В настоящем описании множество предметов, элементов конструкции, составных элементов и/или материалов могут быть для удобства представлены общим перечнем. Однако, подобные перечни следует понимать, как если бы каждый элемент перечня был индивидуально определен как отдельный и единственный элемент. Таким образом, ни один индивидуальный элемент перечня не следует интерпретировать, как фактический эквивалент любого другого элемента того же перечня, исключительно из-за того, что они представлены в общей группе, если не указано обратное. Кроме того, различные варианты осуществления и примеры настоящего изобретения могут рассматриваться в описании наряду с другими вариантами, когда дело касается различных входящих компонентов. Следует понимать, что такие варианты осуществления, примеры и иные варианты не следует толковать как фактические эквиваленты друг друга, но необходимо рассматривать как отдельные и автономные представления настоящего изобретения.

Кроме того, рассмотренные отличительные признаки, структуры или характеристики могут сочетаться любым подходящим образом в одном или более вариантах осуществления. В настоящем описании приведены многочисленные конкретные подробности, такие как примеры значений длины, ширины, формы и т.п., чтобы дать полное представление о вариантах осуществления изобретения. Однако, специалисту должно быть понятно, что изобретение может быть на практике реализовано без одной или более указанных конкретных подробностей, или с другими способами, компонентами материалами и т.п. В иных случаях, хорошо известные конструкции, материалы или операции не показаны или не описаны подробно, чтобы более четко представить аспекты изобретения.

Хотя вышеприведенные примеры иллюстрируют принципы настоящего изобретения в одном или более конкретных применений, рядовому специалисту в данной области должно быть понятно, что без привлечения умений, и не выходя за рамки принципов и идей изобретения, в форму, применение и подробности реализации изобретения могут быть внесены многочисленные изменения. Соответственно, предполагается, что у изобретения нет ограничений, кроме тех, которые установлены прилагаемой формулой изобретения.

Глаголы «содержать» и «включать в себя» в данном документе используются как открытое ограничение, когда ничто не исключает и не требует существования неупомянутых признаков. Признаки, изложенные в зависимых пунктах формулы изобретения, можно свободным образом взаимно комбинировать, если явным образом не указано иное. Кроме того, следует понимать, что использование в данном документе существительных в единственном числе не исключает множественного числа.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

Рое, РоЕ - передача питания через сеть Ethernet

SMPS - импульсный источник питания

USB - Универсальная последовательная шина.

Похожие патенты RU2802805C1

название год авторы номер документа
ГИБРИДНОЕ ГЕНЕРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО 1997
  • Гжесяк Лех
  • Кочара Влодзимеж
  • Поспех Павел
  • Недзялковский Анджей
RU2216847C2
СИСТЕМА, УСТРОЙСТВА И СПОСОБ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 2011
  • Бауман Крейн
RU2571847C2
ГРАДИЕНТНАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯ MRI С ДОБАВЛЕННЫМ НАКОПИТЕЛЕМ ЭНЕРГИИ 2013
  • Смитс Эгенио Йоханнес Франсискус Мария
  • Холландер Мартин Александер
  • Схондербек Йоханнес Паулюс
RU2616773C2
Автономная гибридная энергоустановка 2022
  • Усенко Андрей Александрович
  • Дышлевич Виталий Александрович
  • Бадыгин Ренат Асхатович
  • Штарев Дмитрий Олегович
RU2792410C1
СОКРАЩЕНИЕ ПИКОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ В ШАХТНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ ВАГОНЕТКАХ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ БОРТОВУЮ СИСТЕМУ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ 2010
  • Мацумдар Джой
  • Келльнер Уолтер Г.
RU2555084C2
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ С РЕГУЛИРУЕМЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ НА ВХОДЕ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙСЯ ДЛЯ ОТБОРА МОЩНОСТИ 2008
  • Себергер Стивен Дж.
  • Витткоп Адам Джозеф
RU2460195C2
АВТОМОБИЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 2017
  • Баба Рюсукэ
  • Яманака Кэнси
RU2659767C1
ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ И СИСТЕМА ЗАРЯДКИ 2018
  • Кодзима Коити
RU2677107C1
ВОЗМОЖНОСТЬ ПОДДЕРЖАНИЯ НЕПРЕРЫВНОСТИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ ВЕТРЯНОЙ ТУРБИНЫ 2016
  • Нельсон Роберт Дж.
  • Эймос Джон Д.
RU2693017C1
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЗАРЯДКОЙ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО 2008
  • Исии Кенити
  • Камага Риуити
  • Карами Масахиро
  • Фукуи Сатоси
RU2420849C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 802 805 C1

Реферат патента 2023 года АУДИОУСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ С ИСТОЧНИКОМ ПИТАНИЯ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ

Изобретение относится аппаратуре звукоусиления, а именно к аудиоусилителю для применения с источником питания ограниченной мощности. Техническим результатом является обеспечение стабильного питания аудиоусилителя, достаточного для раскачки акустических систем в условиях подачи питания ограниченной мощности. Результат достигается тем, что аудиоусилитель содержит разъем приема электропитания; разъем приема сигнала; первый преобразователь постоянного напряжения в постоянное напряжение (DC-DC), вход которого соединен с разъемом приема электропитания; устройство накопления электрической энергии, соединенное с выходом первого преобразователя DC-DC; второй преобразователь DC-DC, вход которого соединен с устройством накопления электрической энергии; усилитель, который электрически соединен с выходом второго преобразователя DC-DC и получает электропитание от выхода второго преобразователя DC-DC, причем усилитель содержит контроллер уровня звукового сигнала, соединенный с разъемом приема сигнала и с усилителем, и при этом контроллер уровня звукового сигнала выполнен с возможностью слежения за уровнями аккумулирования энергии устройством накопления электрической энергии и ограничения сигнала, подаваемого на усилитель для усиления, чтобы гарантировать, что уровни аккумулирования энергии остаются выше заданного порога. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула изобретения RU 2 802 805 C1

1. Аудиоусилитель (100) для применения с источником питания ограниченной мощности, содержащий:

- разъем (102) приема электропитания,

- разъем (104) приема сигнала, причем разъем (102) приема электропитания и разъем (104) приема сигнала включены в состав комбинированного входного разъема,

- первый преобразователь (110) постоянного напряжения в постоянное напряжение (DC-DC), вход которого соединен с разъемом приема электропитания,

- устройство (120) накопления электрической энергии, соединенное с выходом первого преобразователя (110) постоянного напряжения в постоянное напряжение (DC-DC),

- второй преобразователь (112) постоянного напряжения в постоянное напряжение (DC-DC), вход которого соединен с устройством (120) накопления электрической энергии,

- усилитель (130), который электрически соединен с выходом второго преобразователя (112) постоянного напряжения в постоянное напряжение (DC-DC) и получает электропитание от выхода второго преобразователя (112) постоянного напряжения в постоянное напряжение (DC-DC), причем усилитель (130) также электрически соединен с разъемом (104) приема сигнала для приема подлежащего усилению сигнала, при этом

- выходной каскад (106) усилителя выполнен с возможностью соединения с преобразователем, так что указанный преобразователь может быть приведен в действие указанным усилителем, и

- контроллер (150) уровня звукового сигнала, соединенный с разъемом (104) приема сигнала и с усилителем (130),

отличающийся тем, что контроллер (150) уровня звукового сигнала выполнен с возможностью слежения за уровнями аккумулирования энергии устройством (120) накопления электрической энергии и ограничения сигнала, подаваемого на усилитель (130 для усиления, чтобы гарантировать, что уровни аккумулирования энергии остаются выше заданного порога.

2. Аудиоусилитель (100) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит преобразователь (140), электрически соединенный с выходным каскадом (106) усилителя с возможностью приведения в действие посредством усилителя.

3. Аудиоусилитель (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что устройство (120) накопления электрической энергии представляет собой конденсатор.

4. Аудиоусилитель (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что разъем (102) приема электропитания и разъем (104) приема сигнала включены в состав порта Ethernet.

5. Аудиоусилитель (100) по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что комбинированный входной разъем представляет собой порт USB.

6. Аудиоусилитель (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первый преобразователь (110) DC-DC и второй преобразователь (112) DC-DC представляют собой импульсные источники питания.

7. Аудиоусилитель (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что устройство накопления электрической энергии обладает электрической емкостью, соответствующей следующему уравнению:

где С - емкость, Pout - максимальная мощность на выходе аудиоусилителя, Pin - максимальная мощность на входе аудиоусилителя, Vmax и Vmin - максимальное и минимальное напряжение на конденсаторе при нормальных условиях работы и t - постоянная времени, представляющая то, насколько долго может выдаваться максимальная мощность; причем значение t находится в диапазоне от 0,025 до 5 секунд.

8. Аудиоусилитель (100) по п. 7, отличающийся тем, что величина t составляет 0,15 секунд.

9. Аудиоусилитель (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что содержит дополнительный усилитель (132), получающий электропитание от второго преобразователя (112) DC-DC, причем указанный дополнительный усилитель(132) выполнен с возможностью получения второго входного сигнала от второго разъема (108) приема сигнала.

10. Аудиоусилитель (100) по п. 9, отличающийся тем, что дополнительный усилитель (132) электрически соединен с дополнительным преобразователем (142).

11. Аудиоусилитель (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно содержит разъем (101) приема электропитания переменного тока (АС), соединенный с входом преобразователя (115) переменного тока/постоянного тока (AC-DC), выход которого соединен с устройством (120) накопления электрической энергии.

12. Аудиоусилитель (100) для применения с источником питания ограниченной мощности, содержащий:

- разъем (102) приема электропитания,

- разъем (104) приема сигнала, причем разъем (102) приема электропитания и разъем (104) приема сигнала включены в состав комбинированного входного разъема,

- преобразователь (110) постоянного напряжения в постоянное напряжение (DC-DC), вход которого соединен с разъемом приема электропитания,

- устройство (120) накопления электрической энергии, соединенное с выходом преобразователя (110) постоянного напряжения в постоянное напряжение (DC-DC),

- усилитель (130), который электрически соединен с выходом преобразователя (110) постоянного напряжения в постоянное напряжение (DC-DC) и получает электропитание от выхода преобразователя (110) постоянного напряжения в постоянное напряжение (DC-DC) и устройства (120) накопления электрической энергии, причем усилитель (130) также электрически соединен с разъемом (104) приема сигнала для приема подлежащего усилению сигнала, при этом

- выходной каскад (106) усилителя выполнен с возможностью соединения с преобразователем, так что указанный преобразователь может быть приведен в действие указанным усилителем, и

- контроллер (150) уровня звукового сигнала, соединенный с разъемом (104) приема сигнала и с усилителем (130),

отличающийся тем, что контроллер (150) уровня звукового сигнала выполнен с возможностью слежения за уровнями аккумулирования энергии устройством (120) накопления электрической энергии и ограничения сигнала, подаваемого на усилитель (130) для усиления, чтобы гарантировать, что уровни аккумулирования энергии остаются выше заданного порога.

13. Аудиоусилитель (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что устройство (120) накопления электрической энергии обладает номинальной накопительной способностью 20 мДж-10 Дж на ватт номинальной выходной мощности аудиоусилителя, предпочтительно по меньшей мере 50 мДж на ватт номинальной выходной мощности аудиоусилителя.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2802805C1

EP 1845600 B1, 2014.02.26
US 8577061 B2, 2013.11.05
WO 2017019903 A1, 2017.02.02
US 2006050902 A1, 2006.03.09
US 2010246857 A1, 2010.09.30
US 2008279399 A1, 2008.11.13
МОТОРНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПОЛНЕНИЕМ РУЛЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОГО КОЛЕСА 2012
  • Кагеяма Юсуке
  • Микурия Ютака
RU2555902C2
US 7259480 B2, 2007.08.21
US 9444419 B2, 2016.09.13
US 9319495 B2, 2016.04.19
US 5691629 A, 1997.11.25
ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ МНОГОКАНАЛЬНОГО АУДИО 2013
  • Шуазель Сильвен Жан
  • Роскам Фредерик
RU2610416C2

RU 2 802 805 C1

Авторы

Мякивирта, Аки

Вяйсянен, Юхо

Даты

2023-09-04Публикация

2020-09-04Подача