Фильтр для многополосной акустической системы Российский патент 2024 года по МПК H04R3/12 

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

Известен фильтр для акустической системы, содержащий конденсатор, катушку индуктивности, головку среднечастотного диапазона, подключенную параллельно к конденсатору, и динамическую головку высокочастотного диапазона, подключенную параллельно катушке индуктивности (патент US №6310959, кл. H03G 5/00, опубл. 30.10.2001).

Данный фильтр имеет простую конструкцию, однако не обеспечивает требуемое качество звучания, что связано с тем, что данный фильтр не обеспечивает качественного разделение сигнала по средним и высоким частотам, что ведет к искажением при воспроизведении звука, особенно на низких частотах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является фильтр Для многополосной акустической системы, содержащий фильтр нижних частот и фильтр верхних частот, выходы которых предназначены для подключения соответственно динамических головок низкочастотного и высокочастотного диапазонов (см. патент CN №21475687711, кл. H04R 3/00, опубл. 16.11.2021).

Данное устройство позволяет повысить точность воспроизведения звука, стабильность технических характеристик и обеспечивает более равномерное распределение нагрузок на каждую динамическую головку. Однако данный фильтр также не обеспечивает качественного разделения сигнала в диапазоне средних частот, что ведет к искажениям при воспроизведении звука, особенно на средних частотах. В связи с этим не обеспечивается необходимая линейность фазочастотной характеристики.

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

Технический результат заключается в том, что достигается повышение линейности фазочастотной характеристики устройства при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики и упрощении конструкции с достижением аудиофильской точности отдачи акустической системы.

Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что фильтр для многополосной акустической системы содержит фильтр нижних частот (НЧ) и фильтр верхних частот (ВЧ), выходы которых предназначены для подключения соответственно динамических головок низкочастотного и высокочастотного диапазонов, при этом фильтр верхних частот включает четыре конденсатора одинаковой емкости, причем первый и второй конденсаторы фильтра параллельно подключены первыми выводами к входу «плюс» и вторыми выводами параллельно подключены к первому выводу динамической головки высокочастотного диапазона, а третий и четвертый конденсаторы фильтра параллельно подключены первыми выводами к входу «минус» и вторыми выводами параллельно подключены ко второму выводу динамической головки высокочастотного диапазона, фильтр нижних частот включает восемь катушек индуктивности, все катушки индуктивности выполнены с одинаковой величиной индуктивности, причем первая и вторая катушки индуктивности параллельно подключены первыми выводами к входу «плюс» и вторыми выводами параллельно подключены к первым выводам третьей и четвертой катушки индуктивности, которые вторыми выводами параллельно подключены к первому выводу динамической головки низкочастотного диапазона, пятая и шестая катушки индуктивности параллелью подключены первыми выводами к входу «минус» и вторыми выгодами параллельно подключены к первым выводам седьмой и восьмой катушек индуктивности, которые параллельно вторыми выводами подключены ко второму выводу динамической головки низкочастотного диапазона, при этом дополнительно установлена широкополосная динамическая головка, которая первым выводом подключена к входу «плюс», а вторым выводом к входу «минус».

Фильтр для многополосной акустической системы включает две цепи, а именно индуктивную, которая формирует фильтр НЧ и емкостную, которая формирует фильтр ВЧ, которые гармонизированы между собой. Но кроме того в фильтре для многополосной акустической системы дополнительно установлена широкополосная динамическая головка (ШП), которая первым выводом подключена к входу «плюс», а вторым выводом к входу «минус».

Таким образом, на динамическую головку низкочастотного диапазона сигнал отфильтровывается катушками индуктивности фильтра НЧ и на динамическую головку высокочастотного диапазона сигнал отфильтровывается конденсаторами фильтра ВЧ, а широкополосная динамическая головка формирует широкополосный канал воспроизведения сигналов.

Такая архитектура фильтра для многополосной акустической системы позволяет добиться абсолютно правильной акустической картины, но для этого в фильтре ВЧ все конденсаторы должны быть одного номинала, желательно с точным подбором, а в фильтре НЧ все катушки индуктивности должны быть с одинаковой величиной индуктивности также желательно с точным подбором.

Как результат данный фильтр для многополосной акустической системы обладает аудиофильской точностью отдачи акустической, системы.

Что касается конкретной величины номиналов конденсаторов и катушек индуктивности, то они выбираются с учетом параметров установленных в акустической системе динамических головок и желаемой тембральной окраски получаемого на выходе акустической системы звука.

В тоже время данное решение позволяет расширить частотный диапазон (АЧХ) системы и добиться фазовой согласованности (ФЧХ) и при этом достигается повышение линейности фазочастотной характеристики устройства при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики, обеспечивая требуемое разделение (АЧХ) и согласование (ФЧХ) динамических головок.

Данное устройство является универсальным для любых акустических систем (автомобильных, бытовых, концертных и тому подобных акустических систем).

На чертеже представлена принципиальная схема фильтра.

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

Фильтр верхних частот включает четыре конденсатора 3, 4, 6 и 7.

Все вышеуказанные конденсаторы 3, 4, 6 и 7 имеют одинаковую величину емкости.

Первый 3 и второй 4 конденсаторы фильтра параллельно подключены первыми выводами к входу «плюс» 5 и вторыми выводами параллельно подключены к первому выводу динамической головки высокочастотного диапазона 2.

Третий 6 и четвертый 7 конденсаторы фильтра параллельно подключены первыми выводами к входу «минус» 8 и вторыми выводами параллельно подключены ко второму выводу динамической головки высокочастотного диапазона 2.

Фильтр нижних частот включает восемь катушек индуктивности.

Все катушки индуктивности фильтра выполнены с одинаковой величиной индуктивности.

Первая 9 и вторая 10 катушки индуктивности параллельно подключены первыми выводами к входу «плюс» 5 и вторыми выводами параллельно подключены к первым выводам третьей 11 и четвертой 12 катушки индуктивности, которые вторыми выводами параллельно подключены к первому выводу динамической головки 1 низкочастотного диапазона.

Пятая 13 и шестая 14 катушки индуктивности параллельно подключены первыми выводами к входу «минус» 8 и вторыми выводами параллельно подключены к первым выводам седьмой 15 и восьмой 16 катушек индуктивности, которые параллельно вторыми выводами подключены ко второму выводу динамической головки 1 низкочастотного диапазона.

Дополнительно установлена широкополосная динамическая головка 17, которая первым выводом подключена к входу «плюс» 5, а вторым выводом к входу «минус» 8.

В предлагаемом многополосном фильтре акустической системы фильтр НЧ представлен восемью катушками индуктивности 9, 10, 13, 12, 13, 14, 15 и 16, предназначенными для динамической головки 1 низкочастотного диапазона, которая выделяет сигналы с частотами, ниже 400 Гц.

Фильтр ВЧ, образованный четырьмя конденсаторами 3, 4, 6 и 7, предназначен для динамической головки 2 высокочастотного диапазона, выделяет сигналы с частотами выше 5-6 кГц, для чего высокочастотный сигнал проходит через вышеуказанные конденсаторы 3, 4, 6, 7 и динамическую головку 2 высокочастотного диапазона. Сигналы с частотами ниже 5-6 кГц не пропускаются этим фильтром ВЧ.

Одновременно весь диапазон сигналов, а именно высокочастотного и низкочастотного диапазонов проходит через, широкополосную динамическую головку 17, которая первым выводом подключена к входу «плюс» 5, а вторым выводом к входу «минус» 8.

Как отмечалось выше такая архитектура фильтра для многополосной акустической системы позволяет добиться абсолютно правильной акустической картины, но для этого в фильтре ВЧ все конденсаторы должны быть Одного номинала, желательно с точным подбором, а в фильтре НЧ все катушки индуктивности должны быть с одинаковой величиной индуктивности, желательно с точным подбором.

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.

Таким образом, данный фильтр для многополосной акустической системы обладает аудиофильской точностью отдачи акустической системы.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в акустических системах бытовой или профессиональной звуковоспроизводящей аппаратуры. Фильтр для многополосной акустической системы содержит фильтр нижних частот (НЧ) и фильтр верхних частот (ВЧ), выходы которых предназначены для подключения соответственно динамических головок низкочастотного и высокочастотного диапазонов, при этом фильтр верхних частот включает четыре конденсатора одинаковой емкости, причем первый и второй конденсаторы фильтра параллельно подключены первыми выводами к входу «плюс» и вторыми выводами параллельно подключены к первому выводу динамической головки высокочастотного диапазона, а третий и четвертый конденсаторы фильтра параллельно подключены первыми выводами к входу «минус» и вторыми выводами параллельно подключены ко второму выводу динамической головки высокочастотного диапазона, фильтр нижних частот включает восемь катушек индуктивности, все катушки индуктивности фильтра выполнены с одинаковой величиной индуктивности, причем первая и вторая катушки индуктивности параллельно подключены первыми выводами к входу «плюс» и вторыми выводами параллельно подключены к первым выводам третьей и четвертой катушек индуктивности, которые вторыми выводами параллельно подключены к первому выводу динамической головки низкочастотного диапазона, пятая и шестая катушки индуктивности параллельно подключены первыми выводами к входу «минус» и вторыми выводами параллельно подключены к первым выводам седьмой и восьмой катушек индуктивности, которые параллельно вторыми выводами подключены ко второму выводу динамической головки низкочастотного диапазона, при этом дополнительно установлена широкополосная динамическая головка, которая первым выводом подключена к входу «плюс», а вторым выводом к входу «минус». Технический результат - повышение линейности фазочастотной характеристики устройства при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики и упрощении конструкции с достижением аудиофильской точностью отдачи акустической системы. 1 ил.

Фильтр для многополосной акустической системы, содержащий фильтр нижних частот и фильтр верхних частот, выходы которых предназначены для подключения соответственно динамических головок низкочастотного и высокочастотного диапазонов, отличающийся тем, что фильтр верхних частот включает четыре конденсатора одинаковой емкости, причем первый и второй конденсаторы фильтра параллельно подключены первыми выводами к входу «плюс» и вторыми выводами параллельно подключены к первому выводу динамической головки высокочастотного диапазона, а третий и четвертый конденсаторы фильтра параллельно подключены первыми выводами к входу «минус» и вторыми выводами параллельно подключены ко второму выводу динамической головки высокочастотного диапазона, фильтр нижних частот включает восемь катушек индуктивности, все катушки индуктивности фильтра выполнены с одинаковой величиной индуктивности, причем первая и вторая катушки индуктивности параллельно подключены первыми выводами к входу «плюс» и вторыми выводами параллельно подключены к первым выводам третьей и четвертой катушек индуктивности, которые вторыми выводами параллельно подключены к первому выводу динамической головки низкочастотного диапазона, пятая и шестая катушки индуктивности параллельно подключены первыми выводами к входу «минус» и вторыми выводами параллельно подключены к первым выводам седьмой и восьмой катушек индуктивности, которые параллельно вторыми выводами подключены ко второму выводу динамической головки низкочастотного диапазона, при этом дополнительно установлена широкополосная динамическая головка, которая первым выводом подключена к входу «плюс», а вторым выводом к входу «минус».