АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЖИВОГО ЗВУКА Российский патент 2023 года по МПК H04R1/28 H04R3/00 

Изобретение относится к звуковой технике, в частности к акустическим системам нижнего, среднего и высокочастотного диапазонов воспроизводимых частот, используемых практически во всех видах звуковоспроизводящей аппаратуры.

Техника и технология стереозвучания со времени его появления постоянно совершенствуются в направлении повышения качества и натуральности звучания, однако, принцип его получения не изменился. Сигналы, снятые с двух (или нескольких) микрофонов, усиливаются соответствующими независимыми усилителями и воспроизводятся соответствующими акустическими колонками, расположенными в соответствии с размещением микрофонов. Акустические системы содержат несколько (1-3) полос звуковых частот, воспроизводимых отдельными динамическими громкоговорителями (ДГ). В каждой полосе, как правило, по одному громкоговорителю. Идеальным способом воспроизведения звукового поля считается условная плоскость из бесконечно малых громкоговорителей, передающих звук реальной детализации от расположенных таким же образом микрофонов. Невозможность практической реализации такого способа заставляет искать другие технические решения, позволяющие сохранить при воспроизведении мельчайшие звуковые сигналы реальной звуковой картины.

Одним из них является выделение и раздельное воспроизведение стереосигнала как разность его потенциала между всеми точками на выходах усилителей в каждой звуковой полосе. Известного аналога такого решения нами не выявлено.

Поставленная задача решается путем выделения стереосигнала в каждой звуковой полосе акустической системы (АС) из общего сигнала и воспроизведения его дополнительными динамическими громкоговорителями - сателлитами (ДГс). Для этого в каждой колонке на передней ее панели в каждой звуковой полосе в минимальной близости от основного полосового динамического громкоговорителя (ДГп) устанавливаются шесть ДГс, которые соединены в три пары. В каждой паре динамики соединены последовательно и противофазно. В первой паре ДГс между собой соединяются выводами (-) и одним концом пара соединяется с выводом (+) звуковой катушки (ЗК) ДГп. Во второй паре ДГс соединяются выводами (+) и одним концом пара подключается к выводу (-) ДГп. Вторые концы обеих пар ДГс выводятся из колонки, и каждый из них соединяется через регулировочные резисторы (Рр) между собой и с каждым выводом пар ДГс другой колонки. В третьей паре ДГс соединяются выводами (+) и концами пара подключается параллельно к выводам ДГп через регулировочно настроечный резистор (Ррн). Таким образом, каждый вывод ДГп одной колонки через ДГс, Рр и Рн оказывается соединенным между собой и с обоими выводами ДГп другой колонки, образуя цепи для двухфазного воспроизведения снятого с них стереосигнала. Регулировочные проволочные резисторы необходимы для установки баланса мощности звукового сигнала между ДГп и ДГс в каждой колонке и обеспечивают оптимальную прозрачность звучания АС. Настройка тембра обеспечивается проволочными настроечными резисторами (Рн), подключенными параллельно к каждой паре ДГс, соединенных между колонками и резисторами Ррн, подключенными последовательно к паре ДГс, параллельно подключенной к ДГп.

Все ДГп и ДГс устанавливаются на передней панели АС средними плоскостями диффузоров в одной плоскости. Максимальный эффект «живого» звучания достигается при использовании ДГп и ДГс открытого типа, а также при объединении их тыльного излучения единым пространством в каждой звуковой полосе.

Заявляемое решение отличают частные дополнительные признаки, способствующие достижению заявленных результатов. ДГс должны иметь амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), аналогичную АЧХ основных полосовых динамиков и быть минимальной мощности, т.к. стереосигнал, поступающий на них, в 5-10 раз слабее основного. Это позволяет использовать динамики минимальных размеров и не увеличивать габариты АС. В низкочастотной полосе устанавливаются малогабаритные вуферы, в среднечастотной и высокочастотной полосах - громкоговорители от планшетов, ноутбуков или современных телевизоров. Величина Рр зависит от величины внутреннего сопротивления источника сигнала и составляет в ламповых системах единицы кОм (в нашем случае 3,2 кОм), в микросхемных - десятки Ом. Величина Рн и Ррн зависит от чувствительности ДГс. Так, величина Ррн составляет 80-120 значений омического сопротивления ЗК ДГп, а Рн составляет 0,2-1 суммарного омического сопротивления ЗК пары ДГс. Точность установки Рн и Ррн очень влияет на естественность тембра звучания.

Сочетание этих факторов обеспечивает получение заявленного эффекта-максимальное приближение воспроизводимой АС звуковой картины к естественному звучанию, характеризующемуся высокой прозрачностью, резким снижением искажений, пространственной локализацией и «живым» тембром субъектов звуковой картины, создающих эффект ее реальности без дополнительной подготовки помещений для прослушивания.

Схема соединения ДГп и ДГс в АС приведена на фиг. 1.

Список позиционных обозначений.

Колонки АС - 1

Полосовые динамические громкоговорители ДГп - 2

Динамические громкоговорители - сателлиты парные ДГс - 3

Регулировочные резисторы Рр - 4

Регулировочно-настроечные резисторы Ррн - 5.

Настроечные резисторы Рн - 6.

Суть решения поставленной задачи состоит в установке в каждой из двух колонок 1 акустической системы в каждой ее звуковой полосе дополнительно к полосовому динамическому громкоговорителю 2 шести аналогичных ему по АЧХ динамических громкоговорителей-сателлитов 3, соединенных в пары между собой последовательно и противофазно. В первых двух парах ДГс соединены так, что концы пар имеют разнозначные выводы, одним из которых каждая из них подключается к одноименному выводу полосового ДГ, а вторые концы пар выведены из колонки и соединены с аналогичными концами другой колонки и между собой через регулировочные резисторы 4. Третья пара ДГс с соединенными между собой выводами (+) подключается через регулировочно настроечный резистор 5 параллельно к выводам ДГп. Регулировка тембра осуществляется указанным резистором и проволочными настроечными резисторами 6, подключенными параллельно каждой паре ДГс, соединенных между колонками.

Изобретение относится к акустике. Акустическая система состоит из двух аналогичных колонок, в каждой звуковой полосе которых на минимальном расстоянии от основного полосового громкоговорителя установлены шесть громкоговорителей-сателлитов минимальной мощности с аналогичной ему амплитудно-частотной характеристикой, соединенных между собой последовательно и противофазно в три пары. Первые две пары с разнознаковыми концами одним из них подключены к аналогичным выводам полосового громкоговорителя, а вторые концы выводятся из колонки и через проволочные регулировочные резисторы соединяются с аналогичными выводами второй колонки. Третья пара громкоговорителей-сателлитов подключается через последовательный проволочный резистор параллельно к полосовому громкоговорителю. Таким образом, образуются цепи, соединяющие каждый вывод полосового громкоговорителя между собой и с обеими выводами полосового громкоговорителя другой колонки через резисторы и громкоговорители-сателлиты, обеспечивающие дополнительное двухфазное воспроизведение стереосигнала. Параллельно каждой паре громкоговорителей, соединенной между колонками, подключены настроечные проволочные резисторы. Регулировочные резисторы балансируют мощность излучения полосового громкоговорителя и сателлитов, а настроечные резисторы обеспечивают естественность тембра. Технический результат – повышение естественности, натуральности, а также качества звучания. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Акустическая система «живого» звука, состоящая из двух аналогичных колонок, в каждой из которых дополнительно к полосовому громкоговорителю установлены шесть громкоговорителей-сателлитов, соединенных последовательно и синфазно в три пары, первая из которых с однозначными выводами подключена параллельно через резистор к полосовому громкоговорителю, а вторая и третья пары имеют разнозначные выводы, одним из которых пары соединены с однозначными им выводами полосового громкоговорителя, а вторые выводы громкоговорителей выведены из колонки и соединены синфазно с соответствующими выводами другой колонки, образуя линии, соединяющие каждый вывод полосового громкоговорителя каждой колонки между собой и с обеими выводами полосового громкоговорителя другой колонки через резисторы и динамики-сателлиты, обеспечивающие двухфазное воспроизведение выделенного стереосигнала.

2. Акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что динамические громкоговорители-сателлиты устанавливаются в каждой звуковой полосе.

3. Акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что громкоговорители-сателлиты устанавливаются на фронтальной панели каждой колонки акустической системы на минимальном расстоянии от основного соответствующего полосового динамического громкоговорителя, при этом средние плоскости всех диффузоров располагаются строго в одной плоскости.

4. Акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что амплитудно-частотная характеристика громкоговорителей-сателлитов аналогична основным полосовым громкоговорителям, а мощность динамических громкоговорителей-сателлитов в 5-10 раз меньше, чем полосовых громкоговорителей.

5. Акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что баланс мощности звукового излучения полосовых динамических громкоговорителей и громкоговорителей-сателлитов регулируется проволочными резисторами, установленными в линиях, соединяющих пары динамических громкоговорителей-сателлитов между колонками.

6. Акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что тембр звучания колонок регулируется настроечными проволочными резисторами, подключенными параллельно к каждой паре динамических громкоговорителей-сателлитов, соединенных между колонками, и последовательно к параллельно подключенной паре громкоговорителей-сателлитов к выводам полосовых динамических громкоговорителей.

7. Акустическая система по п. 1, отличающаяся тем, что величина настроечных резисторов, подключенных параллельно к парам громкоговорителей-сателлитов, составляет 0,2-1 суммарной величины сопротивления их звуковых катушек, а величина последовательных резисторов в параллельно подключенных к полосовым громкоговорителям парах динамических громкоговорителей-сателлитов составляет 80-120 величин их суммарного сопротивления звуковых катушек.