Устройство для преобразования звуковых колебаний Советский патент 1989 года по МПК G10H1/43 

4

О5

сд

со

о

Ьд

Изобретение относится к области электроакустики и звукотехники, в частности к устройствам для преобразования звуковых колебаний путем непрерывной фазовой модуляции для создания управляемых временных задержек, и может найти применение в промышленности средств связи,при производстве звукоаппаратуры, научных исследованиях в области электроакустики и звукотехники. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства - достигается путем имитации допплеровских .-искажений в громкоговорителе. Устройство содержит источник 1 звуковых колебаний, управляемую линию 2 задержки, усилитель 3 мощности, громкоговоритель 4, генератор 5, управляемый напряжением, формирователи 6 тактовьк импульсов, фильтр 7 низких частот. Устройство обеспечивает имитацию эффекта Доппле- ра и позволяет нормированно изменять и выделять субъективно искажения g Допплера, не влияя на динамику движения подвижной системы громкоговорителя 4. 4 ил. (Л с

сриг.1

„ 5

25

Изобретение относится к электроакустике и звукотехнике, а именно к устройствам преобразования звуковых колебаний5 в частности к устройствам для преобразования звуковых колебаний путем непрерывной фазовой модуляции для создания управлянмьк временных задержек, и может найти -широкое применение в промъшшенности -средств tO связи, при производстве звукоаппаратуры, при инженерном проектировании и научных исследованиях в области электроакустики и звукотехники.

Целью изобретения является расши- 15 ,рение функциональных возможностей устройства путем обеспече ния возможности имитации допплеровских искажений в громкоговорителе.

На фиг.1 представлена блок-схема 20 описываемого устройства, на фиг.2.- амплитудно-частотная характеристика фильтра низких частот; на фиг.З - возможньш вариант выполнения фильтра низких частот; на фиг.4.-- временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные источник t звуковых колебаний, управляемую линию 2 задержки, усилитель 3 мощности, -громко- 30 говоритель 4, последовательно соединенные генератор 5, управляемьш нап ряжением,.формирователь 6.тактовых . импульсов, выход которого соединен с вторым входом управляемой линии 2 задержки, фильтр 7 низких частот, вход которого подключен к второму выходу источника 1 звука, а выход - к входу генератора 5, управляемого напряжением, причем амплитудно-частотная ха- рактеристика фильтра 7 низких частот соответствует амплитудно-частотной характеристике смещения подвижной системы громкоговорителя 4.

На фиг.2 K(uJ) - амплитудно-частотная характеристика фильтраj СО частота входного сигнала; COpg-j - резонансная частота испытуемого громкоговорителя; 0„ - граничная частота

д - фазовый сдвиг (имитация

/

,QA

положения рабочего центра громкоговорителя a(t) относительно точки приема) }

Устройство работает следующим образом.

Сигнал F(t) из источника 1 поступает на управляемую линию 2 задержки и фильтр 7, характеристика которого полностью соответствует амплитудно- частотной характеристике смещения подвижной системы громкоговорителя х(оЭ): в области от CJ ре до 2 СОрд, спад составляет 6 дБ/окт., далее (до границы поршневого диапазона СОгр - 12 дБ/окт.. (фиг.2) (для акустических систем типа закрытый ящик).

Отфильтрованный низкочастотный сигнал, соответствующий функции Лх(0;) F(t), с фильтра 7 поступает на вход генератора 5, управляемого напряжением, а затем на формирователь 6 тактовых импульсов и на управляющий вход линии 2 задержки. Линия 3 задержки сдвигает сигнал во времени в соответствии с изменением частоты тактовых импульсов по формула, соответствующей закону перемещения под-, вижной системы громкоговорителя относительно слушателя.

35

45

х; X,

± tix(u;) F(t),

(1)

где X. - мгновенное значение расстояния от рабочего центра громкоговорителя до приемника звука; X - то же расстояние в состоянии

покоя; 40 UX{Q;) -пиковое значение смещения

рабочего центра как функция частоты излучения; F(t) - закон изменения входного

сигнала.

Далее сигнал поступает в усилитель 3 мощности, где он усиливается, а затем на громкоговоритель 4. Таким образом, на громкоговоритель 4 поступает сигнал, изменяющийся по заT O KO DI i 1 C-J1Л CAJ jj- cij- -Jc j.j.i w.. - - -„

поршневого диа 1азона громкоговорите- кону, соответствующему математичес- „ , . д. „ .о«ияя AvHKmiH КОМУ выражению эффекта Допплера.

ля. На фиг.4s а - временная функция F(x) входного сигнала;; б - сигнал на выходе фильтра низкой частоты (временная функция йх(со) B(t); в изменение длительности тактовых им- пульсов генератора управляемого напряжения , г дискретное (сплошная линия) и интегрированное (пунктирная линия) время сдвига -линии Задержки

-у

кому выражению эффекта Допплера.

Устройство обеспечивает имитацию эффекта Допплера, позволяет норми- рованно изменять и вьщелять субъективно искажения Допплера, не влияя на динамику движения подвижной системы громкоговорителя 4, т.е. не изменяя уровень всех остальных видов искажений в громкоговорителе иди в

5

25

tO

15

20

30

д - фазовый сдвиг (имитация

/

,QA

положения рабочего центра громкоговорителя a(t) относительно точки приема) }

Устройство работает следующим образом.

Сигнал F(t) из источника 1 поступает на управляемую линию 2 задержки и фильтр 7, характеристика которого полностью соответствует амплитудно- частотной характеристике смещения подвижной системы громкоговорителя х(оЭ): в области от CJ ре до 2 СОрд, спад составляет 6 дБ/окт., далее (до границы поршневого диапазона СОгр - 12 дБ/окт.. (фиг.2) (для акустических систем типа закрытый ящик).

Отфильтрованный низкочастотный сигнал, соответствующий функции Лх(0;) F(t), с фильтра 7 поступает на вход генератора 5, управляемого напряжением, а затем на формирователь 6 тактовых импульсов и на управляющий вход линии 2 задержки. Линия 3 задержки сдвигает сигнал во времени в соответствии с изменением частоты тактовых импульсов по формула, соответствующей закону перемещения под-, вижной системы громкоговорителя относительно слушателя.

х; X,

± tix(u;) F(t),

(1)

где X. - мгновенное значение расстояния от рабочего центра громкоговорителя до приемника звука; X - то же расстояние в состоянии

покоя; UX{Q;) -пиковое значение смещения

рабочего центра как функция частоты излучения; F(t) - закон изменения входного

сигнала.

Далее сигнал поступает в усилитель 3 мощности, где он усиливается, а затем на громкоговоритель 4. Таким образом, на громкоговоритель 4 поступает сигнал, изменяющийся по за„

кону, соответствующему математичес- КОМУ выражению эффекта Допплера.

кону, соответствующему математичес- КОМУ выражению эффекта Допплера.

-у

кому выражению эффекта Допплера.

Устройство обеспечивает имитацию эффекта Допплера, позволяет норми- рованно изменять и вьщелять субъективно искажения Допплера, не влияя на динамику движения подвижной системы громкоговорителя 4, т.е. не изменяя уровень всех остальных видов искажений в громкоговорителе иди в

10

акустической системе. Это дает возможность, меняя уровень вносимых искажений, получить субъективно сльгаш- мые дифференциальные пороговые уровни допплеровских искажений, на базе которых должны быть вьфаботаны рекомендации по проектированию и конструированию громкоговорителей и акустических систем.

Фильтр низкой частоты, амплитудно- частотная характеристика которого показана на фиг.2, может быть реализован, например, согласно фиг.З.

Генератор 5 представляет собой обьиньп функциональный генератор импульсов, управляемый напряжением.

Формирователь 6 представляет собой обычную схему преобразования импульсов, получаемых от генератора 5, в 20 последовательность импульсов, обеспечивающую сдвиговый эффект в линии задержки. Построение такой последовательности зависит от типа линии за- держки (например, для линии задержки 25 рактеристика фильтра низких частот типа brigade bucket необходима пос- соответствует амплитудно-частотной ледовательность импульсов прямой - характеристике смещения подвижной инвертированный, т.е. формирователь системы громкоговорителя.

6 в этом случае представдяет собой любой инвертор, создающий импульс в противофазе входному). Формула изобретени

Устройство для преобразования зв ковых колебаний, содержащее последо вательно соединенные источник звука управляемую линию задержки, усилитель мощности, громкоговоритель, по ледовательно соединенные генератор управляемый напряжением, формирователь тактовых импульсов, выход кото рого соединен с вторым входом управ {5 ляемой - ЛИНИИ задержки, о т л и ч а

иирения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возмож ности имитации эффекта Допплера в громкоговорителе, в него введен фил низких частот, вход которого подклю чен к выходу источника звука, а вы ход - к входу управляемого генерат ра, причем амплитудно-частотная ха

сорег.

6 в этом случае представдяет собой любой инвертор, создающий импульс в противофазе входному). Формула изобретения

Устройство для преобразования звуковых колебаний, содержащее последовательно соединенные источник звука, управляемую линию задержки, усилитель мощности, громкоговоритель, последовательно соединенные генератор, управляемый напряжением, формирователь тактовых импульсов, выход которого соединен с вторым входом управ- ляемой - ЛИНИИ задержки, о т л и ч арактеристика фильтра низких частот соответствует амплитудно-частотной характеристике смещения подвижной системы громкоговорителя.

иирения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности имитации эффекта Допплера в громкоговорителе, в него введен филь низких частот, вход которого подключен к выходу источника звука, а выход - к входу управляемого генератора, причем амплитудно-частотная

фиг.З

И L

1Н

М I

1 I { 1

I

)(0д