Звуковоспроизводящее устройство Советский патент 1991 года по МПК H04R3/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в соста- ве различной звуковоспроизводящей аппаратуры.

Цель изобретения - уменьшение искажения акустического сигнала (под искажениями в данном случае понимаются отличия АЧХ, спектрального составе и фазовых соотношений между спектральными составляющими выходного сигнала громкоговорителя по звуковому давлению или колебательной скорости от соответствующих характеристик электрического сигнала на входе усилителя низкой частоты, предшествующего громкоговорителю).

На чертеже приведена схема звуковоспроизводящего устройства.

Устройство содержит основной усилитель 1 мощности и основной громкоговоритель 2, датчик 3 звукового давления, дополнительные усилитель 4 мощности и громкоговоритель 5, двухвходовый сумматор 6, фазовращатель 7 и корректирующее звено 8.

Фазовращатель 7 служит для задержки части входного сигнала с напряжением Uz, поступающего на второй вход сумматора 6, на время, необходимое для прохождения другой части входного сигнала по цепи: усилитель 1, громкоговоритель 2, датчик 3 до поступления его с напряжением U, на первый вход сумматора 6.

Датчик 3 служит для преобразования в напряжение звукового давления, создаваемого диафрагмой основного громкоговорителя.

Корректирующее звено 8 с коэффициентом передачи W служит для выравнивания в рабочем диапазоне частот суммарной АЧХ цепи из усилителя 4 мощности и громкоговорителя 5, а также для компенсации сдвига фаз в этой цепи между напряжением сигнала на выходе сумматора и звуковым давлением, создаваемым громкоговорителем 5.

Работу устройства можно пояснить следующим образом.

Звуковое давление Р, создаваемое у поверхности диафрагмы громкоговорителя 2 (или в точке расположения микрофона, если он является датчиком, на фиг. 1 показан пунктиром), состоит из двух слагаемых

+Р(1)

ГСТИ ,VI/

где Р - звуковое давление, соответствующее неискаженному сигналу,.т.е. сигналу на входе усилителя 1;

РИ - звуковое давление сигнала искажений, возникающее в усилителе 1 и громкоговорителе 2.

Напряжение сигнала U,, на выходе датчика 3 также представляет собой сумму

Urp Pc+V pPc+/ pn Uc+V (2) где Uc и U - напряжения, пропорциональные соответственно звуковым давлениям неискаженного и искаженного сигналов.

0 По своему определению напряжение Uc должно быть пропорционально напряжению входного сигнала UBX, т.е.

UC K1UBX

(3)

где К - постоянный частотно-независимый множитель, тогда из (2) и (3) получим

u K uex+V

(4)

Напряжение U, , содержащее в себе информацию об искажениях, поступает на один вход сумматора. Эти искажения возникают, в основном, в усилителе 1 и громкоговорителе 2, так

как путем коррекции характеристики передачи датчика 3 его искажающее действие на сигнал несущественно. На другой вход сумматора поступает сигнал с входа усилителя 1 напряжением 1), задержанный на время прохождения входного

сигнала по цепи 1 усилитель, громкоговоритель 2, датчик 3.

Напряжение U4 связано простым соотношением с входным напряжением

иЛиех

(5)

где К постоянный коэффициент.

В сумматоре происходит масштабирование напряжения Uz с масштабным

множителем Ј K./Кг, инвертирование напряжения U и сложение этих двух преобразованных напряжений, т.е. фактически производится их вычитание. Таким образом напряжение на выходе

сумматора 11г имеет следующий вид:

Uj-2ui-urK«u6x-K«uM-4,- -Ц, . (6)

Из этого выражения видно, что напряжение U представляет собой напряжение сигнала искажений, но с противоположной фазой. Далее этот сигнал проходит через корректирующее звено 8, усилитель 4 мощности и поступает на вход громкоговорителя 5, где и преобразуется в акустический сигнал. Если в цепи: корректирующее звено 8, усилитель 4, громкоговоритель 5, датчик 3 сигнал меняется мало, а набег фазы сущестренно меньше 90°, то звуковое давление, развиваемое у поверхности диафрагмы громкоговорителя 5, при соответствующем коэффициенте усиления усилителя 4 будет по фазе противоположно, а по амплитуде мало отличается от звукового давления РИ сигнала искажений, возникающего при работе громкоговорителя В1. Таким образом, создается дополнительный сигнал, необходимый для деструктивной интерференции.

Если оба громкоговорителя расположить вертикально один над другим, то деструктивная интерференция будет осуществляться во всех точках горизонтальной плоскости, равноудаленной от обоих громкоговорителей. Достаточно эффективное подавление искажений будет осуществляться также в точках пространства, расположенных вблизи

/

этой плоскости. Чем ближе будут расположены громкоговорители друг к другу, тем в более широкой по вертикали пространственной области будет происходить заметное ослабление искажений. Выбирая расположение громкоговорителей в вертикальной плоскости, можно добиться чтобы зона наибо- g лее эффективного подавления искажений звукового поля находилась на уровне головы слушателей.

Формула изобретения

Звуковоспроизводящее устройство, содержащее усилитель, соединенный с первым громкоговорителем, датчик звукового давления, соединенный с первым входом схемы сравнения, дополнительный усилитель, отличающееся тем, что, с целью уменьшения искажений акустического сигнала, в него введены фазовращатель,

5 второй громкоговоритель и корректирующее звено, при этом вход усилителя соединен через фазовращатель с вторым входом схемы сравнения, выход которой через корректирующее зве0 но и дополнительный усилитель соединено с вторым громкоговорителем.

5

0

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в составе различной звуковоспроизводящей аппаратуры. Цель изобретения - уменьшение искажений акустического сигнала. Звуковоспроизводящее устройство состоит из основного усилителя 1 мощности, к выходу которого подключен громкоговоритель 2 с датчиком 3 сигнала обратной связи. Для уменьшения нелинейных искажений, возникающих в цепи основного усилителя 1 мощности и громкоговорителя 2, введен дополнительный канал звуковоспроизведения. Канал состоит из двухвходового сумматора 6, к одному .из входов которого через фазовращатель 7 присоединен вход усилителя 1, а к другому - датчик 3, выход сумматора через корректирующее звено 8 и дополнительный усилитель 4 соединен с дополнительным громкоговорителем 5. Нелинейные искажения, возникающие на выходе громкоговорителя 2, корректируются звуковым полем громко- говоритеЛя 5 за счет интерференционного звукового поля, возникающего при работе обоих громкоговорителей. 1 ил. s Ё