Способ преобразования широкополосного электрического сигнала Советский патент 1991 года по МПК H04B10/00 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для преобразования широкополосного электрического сигнала в акустический в электроакустических устройствах .

Цель изобретения - повышение экономичности и экологической безопасности ..

Способ заключается в преобразовании широкополосного электрического сигнала с пиковыми значениями напряжения Uw и мощности Pw на нагрузке Кц в акустический и состоит в разделении широкополосного электрического сигнала на несколько (п) сигналов по п частотным поддиапазонам, раздельном усилении каждого из п сформированных таким образом сигналов и раздельном преобразовании каждого из п сигналов в акустический по которому при разделении широкополосного сигнала на п сигналов -деление частотного диапазона широкополоеОЭСЈ 00

|

со со

ного сигнала на п частотных поддиапазонов производят исходя из условия приближенного равенства максимальных пиковых значений напряжений

.п Р. ... к Р

и/или мощностей

« ...Р

№. ... к г т; е ... г m n преобразуемого сигнала в каждом из поддиапазонов, при этом ограничивают указанные максимальные пиковые значения сигналов в соответствии с соотношениями

UM п

и/или- Р

т.

Р,м п

Повышение экологической безопасности устройства для осуществления предлагаемого способа обеспечивается за счет того, что при преобразовании узкополосного сигнала в любом из п поддиапазонов мощность Рт преобразуемого узкополосного сигнала не может

превысить величины

гм

п

, а суммарная

мощность всех п преобразуемых сигналов не может превысить величины Рм п-Ј

1L .

П2- П

При этом обеспечивается преобразование широкополосного сигнала с максимальными пиковыми значениями U на нагрузке R,,. В

w

хц. а этом проявляется и один из аспектов экономичности предлагаемого решения - аппаратурный. Кроме того, повышение экономичности обусловлено снижением мощности потерь (по цепям питания) в результате того, что при введенных ограничениях на максимальные уровни узкополосных сигналов

JL«

п

™;

-.Ј«

п«

напряжения питания UnUT усилителей могут быть снижены примерно в п раз (с уровня примерно U 5 UM до уровU,

ПИТ

ня примерно Unitr -И).

На фиг,1 приведена функциональная схема одного из вариантов устройства для осуществления предлагаемого способа. Устройство содержит источник 1 широкополосного электрического сигнала, блок 2 регулировки уровня сигнала, частотно-разделительные фильтры 3, регуляторы 4 уровня сигналов, усилители 5 мощности, преобразователи

0

6 электрического сигнала в акустический.

На фиг. 2 приведена временная диа грамма, иллюстрирующая сложение двух синусоидальных сигналов разных частот, одинаковых по амплитуде и отличающихся по частоте в 4-5 раз, где обозначены сигнал 7 низкой частоты f с амплитудой ил,, сигнал 8 более высокой литудой Uni

5

5

частоты U

f« 4f,

с ам0

mi и суммарный сигнал 9, амплитуда U 11„,, + и„г.

Источник 1 исходного широкополосно - го электрического сигнала соединен через блок 2 регулировки уровня сиг- .чала с частотно-разделительными филь- рами 3, выходы фильтров 3 через регу 0 ляторы 4 уровня соединены с усилителями 5 мощности которые по выходу соединены с электроакустическими преобразователями 6.

Устройство работает следующим образом.

Исходный широкополосный электрический сигнал от источника 1 через блок 2 регулировки уровня поступает на частотно-разделительные фильтры 3, с помощью которых весь частотный диапазон исходного сигнала разделяется на несколько п поддиапазонов, частоты среза фильтров соотносятся таким образом, что верхняя частота среза частотного поддиапазона равна нижней частоте среза следующего за ним более высокочастотного поддиапазона. Сформированные фильтрами 3 узкополосные электрические сигналы поступают через регуляторы 4 уровня на усилители 5. С ПОМОРЬЮ последних сигналы усиливаются до требуемого уровня, а затем из них преобразователями б формируются акустические 5 сигналы.

Усилители 5 обеспечивают усиление всех п сигналов по напряжению и по мощности, максимальные пиковые

0 значения выходного напряжения Ищ и мощности Р, кажлого усилителя ограничены, и их выбирают исходя из условна обеспечения требуемого максимально возможного пикового знас чения напряжения Uw широкополосного электрического сигнала, которое формируется при совпадении (как сумма) максимальных значений напряжений всех п сигналов:

5

0

-S-Uft,; n-u

м.

Таким образом, при наличии на выходах всех п усилителей сигналов примерно одного максимального уровня Uw- -- формируется суммарный

сигнал,., эквивалентный электрическому широкополосному сигналу с суммарой максимальной амплитудой (в пика} п

игнала) U

/и

U

го,

nU

m,

Средняя мощность суммарного сигнала равна сумме средних мощностей п составляющих сигналов Р n-Pc.pi .

Максимальная пиковая мощность каждого из п сигналов не может быть больше величины

2

т;

К

В и;

2

и™; 2Ки;

соответствующей максимальной пиковой мощности одного канала усилителя, фор-25 мирующего сигнал в соответствующем i-м поддиапазоне. Следовательно, в устройстве для реализации предлагаемого способа обеспечивается преобразование максимальных пиковых значе- ний U широкополосного электрического сигнала при обеспечении средней мощности преобразуемого сигнала, при этом максимальная мощность выходного

устройства не

сигнала усилительного

п

35

евышает

пК

величины г

т,

nR

т,

- п

U,

.- -Рм II

Рм

т.е. в

RH RH п п раз меньше максимальной яиковой мощ-дд сти выходного сигнала одноканально

го усилителя, обеспечивающего формирование широкополосного электрического сигнала с максимальной амплитудой

IV-ZUn,; n-UM;

на нагрузке RH, что и повышает экологическую безопасность устройства, для осуществления предлагаемого способа.

Формула изобретения

Способ преобразования широкополосного электрического сигнала с пиковыми значениями напряжения U на нагрузке RH в акустический, состоящий S разделении широкополосного электрического сигнала на несколько (п) сигналов по п частотным поддиапазонам, раздельном усилении каждого из этих сигналов и раздельном преобразовании каждого из п сигналов в акустический, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и экологической безопасности, деление широкополосного сигнала на п частотных поддиапазонов производят исходя из условия приближенного равенства максимальных пиковых значений напряжений в каждом частотном поддиапазоне

U

т,

о U п-2. -U mn или мощностей

Рр, рт /у Pw широкополосного сигнала в каждом из поддиапазонов, при этом указанные максимальные пиковые значения п сигналов выбирают из соотношения

iy

п

или Рт; ZM

П2l} 4l} nZHiЈ

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для преобразования широкополосного электрического сигнала в акустический в электроакустических устройствах. Целью является повышение экономичности и экологической безопасности. Сущность изобретения - способ преобразования сигнала, преимущественно широкополосного электрического с пиковыми значениями напряжения Uw и мощности RM- на нагрузке RM в акустический, состоящий в разделении широкополосного электрического сигнала на несколько п сигналов по п частотным поддиапазонам, раздельном усилении каждого из п сформированных таким образом сигналов в акустический, по которому при делении широкополосного сигнала на п сигналов деление частотного диапазона широкополосного сигнала на п частотных поддиапазонов производят исходя -из условия приближенного равенства максимальных пиковых значений напряжений Um; х Um; и/или мощностей Рт- tPn,; Рр, преобразуемого сигнала в каждом из поддиапазонов, при этом ограничивают указанные максимальные пиковые значения сигналов в соответствии с соотношениями г и пм -Н и/или п о S (Л 1 цг, - V 2 ил.

i

Фиг. 2

Фие.1