RU6294U1 - SOUND UNIT - Google Patents

Abstract

1. Звуковоспроизводящий агрегат, содержащий усилитель мощности и динамический громкоговоритель, катушка которого соединена с выходом усилителя мощности, отличающийся тем, что усилитель мощности выполнен с выходным сопротивлением по крайней мере в 1,26 раза большим, чем модуль полного сопротивления катушки динамического громкоговорителя в диапазоне его рабочих частот.2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что усилитель мощности выполнен с полным выходным сопротивлением 3 - 10000 Ом, а катушка динамического громкоговорителя с полным сопротивлением 2 - 17 Ом.3. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что усилитель мощности охвачен отрицательной обратной связью по току.4. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными усилителем мощности и динамическим громкоговорителем, а катушка последнего соединена с выходом дополнительного усилителя мощности.5. Агрегат по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что он снабжен полосовыми фильтрами, установленными перед входами усилителей мощности.1. A sound reproducing unit comprising a power amplifier and a dynamic speaker, the coil of which is connected to the output of the power amplifier, characterized in that the power amplifier is configured with an output impedance of at least 1.26 times greater than the impedance module of the dynamic speaker coil in its range operating frequencies. 2. The unit according to claim 1, characterized in that the power amplifier is made with a total output impedance of 3 to 10,000 Ohms, and a dynamic speaker coil with an impedance of 2 to 17 Ohms. The unit according to claim 1, characterized in that the power amplifier is covered by negative current feedback. The unit according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional power amplifier and a dynamic speaker, and the coil of the latter is connected to the output of an additional power amplifier. The unit according to paragraphs. 1 and 4, characterized in that it is equipped with band-pass filters installed in front of the inputs of the power amplifiers.

Description

ЗВУКОВОСПРОИЗВОДЯЩИЙ АГРЕГАТ. олезная модель относится к технике звуковоспроизведения и может быть использована в устройствах воспроизведения звука имеющих усилители и динамические громкоговорители. Известен звуковоспроизводящий агрегат, содержащий выходной усилитель мощности и динамический громкоговоритель, катушка которого соединена с выходом усилителя мощности. (См. Патент Великобритании № 1565858, H04R 3/08, 1980). В известном агрегате в схему усилителя мощности введены вспомогательные реактивные элементы, обеспечивающие улучшение частотной характеристики агрегата на низких частотах. Усилитель мощности в этом случае рассматривается как преобразователь величины реактивного сопротивления, согласующего низкоомное выходное сопротивление выходного каскада с реактивным сопротивлением катушки громкоговорителя. При этом усилитель мощности выполнен так, что значение отрицательного выходного сопротивления по модулю равно сопротивлению цепи катушки громкоговорителя. Указанный выбор величины выходного сопротивления не оказывает влияния на величину искажений в диапазоне средних и высоких частот. Агрегат обеспечивает хорошее демпфирование колебаний диффузора громкоговорителя, но при воспроизведении звука появляются призвуки, вызывающие в области низких частот бубнение, а в области средних и высоких частот - динамические искажения. г ; ; Для достижения указанного технического результата в предлагаемом звуковоспроизводящем агрегате, в отличие от известного, усилитель мощности и катушка динамического громкоговорителя выполнены так, что выходное сопротивления усилителя больше, по крайней мере в 1,26 раза, чем модуль полного сопротивления катушки громкоговорителя в диапазоне рабочих частот агрегата. Эффект снижения искажений достигается при выполнении усилителя мощности с полным выходным сопротивлением от 3 до 10000 ом, а катушки динамического громкоговорителя с полным сопротивлением от 2 до 17 ом. Наиболее просто реализовать подобный агрегат в том случае, когда выходной усилитель мощности охвачен отрицательной обратной связью по току. При реализации звуковоспроизводящего агрегата с акустической системой содержащей несколько динамических громкоговорителей для каждого громкоговорителя используется свой усилитель мощности. На фиг. 1 изображен звуковоспроизводящий агрегат. На фиг. 2 изображен вариант реализации звуковоспроизводящего агрегата с отрицательной обратной связью по току. На фиг. 3 изображен двухканальный звуковоспроизводящий агрегат. На фиг. 4 изображен двухполосный звуковоспроизводящий агрегат. Звуковоспроизводящий агрегат (фиг. 1) содержит выходной усилитель 1 мощности и динамический громкоговоритель 2, катушка которого соединена с выходом усилителя 1 мощности. Согласование выходного сопротивления усилителя 1 и сопротивления катушки громкоговорителя 2 обеспечено выбором схемотехнического решения-усилителя. Катушка динамического громкоговорителя 2 является источником механических колебаний диффузора, который при этом излучает звуковые волны. Звуковое давление развиваемое диффузором пропорционально его ускорению. SOUND PLAYER. The useful model relates to the technique of sound reproduction and can be used in sound reproducing devices having amplifiers and dynamic loudspeakers. Known sound reproducing unit containing an output power amplifier and a dynamic speaker, the coil of which is connected to the output of the power amplifier. (See UK Patent No. 1565858, H04R 3/08, 1980). In the known unit, auxiliary reactive elements are introduced into the power amplifier circuit, providing an improvement in the frequency response of the unit at low frequencies. In this case, the power amplifier is considered as a converter of the reactance value matching the low-resistance output impedance of the output stage with the reactance of the loudspeaker coil. The power amplifier is designed so that the value of the negative output resistance modulo equal to the resistance of the circuit of the coil of the speaker. The indicated choice of the value of the output impedance does not affect the amount of distortion in the medium and high frequencies. The unit provides good damping of the vibrations of the loudspeaker cone, but when reproducing sound, sounds appear that cause a mumbling in the low-frequency region, and dynamic distortions in the medium and high-frequency region. g; ; To achieve the specified technical result in the proposed sound reproducing unit, in contrast to the known one, the power amplifier and the dynamic speaker coil are made so that the output impedance of the amplifier is at least 1.26 times greater than the impedance module of the speaker coil in the operating frequency range of the unit . The effect of reducing distortion is achieved by performing a power amplifier with an output impedance of 3 to 10,000 ohms, and a dynamic speaker coil with an impedance of 2 to 17 ohms. The most simple to implement such a unit in the case when the output power amplifier is covered by negative current feedback. When implementing a sound reproducing unit with an acoustic system containing several dynamic speakers, a separate power amplifier is used for each speaker. In FIG. 1 shows a sound reproducing unit. In FIG. 2 shows an embodiment of a sound reproducing unit with negative current feedback. In FIG. 3 shows a two-channel sound reproducing unit. In FIG. 4 shows a two-way sound reproducing unit. The sound reproducing unit (Fig. 1) contains an output power amplifier 1 and a dynamic loudspeaker 2, the coil of which is connected to the output of the power amplifier 1. The coordination of the output resistance of the amplifier 1 and the resistance of the coil of the loudspeaker 2 is provided by the choice of circuitry-solution amplifier. The coil of the dynamic loudspeaker 2 is a source of mechanical vibrations of the diffuser, which at the same time emits sound waves. Sound pressure developed by the diffuser is proportional to its acceleration.

3&WM93 & WM9

х + Юр x/Q + Юр2 х fr I(t) где: х - смещение диффузора, х - скорость диффузора, х - ускорение диффузора.x + yur x / Q + yyr2 x fr I (t) where: x is the displacement of the diffuser, x is the speed of the diffuser, x is the acceleration of the diffuser.

ЮР - круговая частота основного резонанса громкоговорителя, . Q - добротность громкоговорителя в акустическом оформлении на частоте основного резонанса.YuR - circular frequency of the main resonance of the loudspeaker,. Q is the quality factor of the speaker in acoustic design at the frequency of the main resonance.

k - коэффициент, определяемый конструкцией громкоговорителя. J (t) - ток, протекающий через катушку громкоговорителя. Для правильного воспроизведения звука необходимо, чтобы ток в катушке громкоговорителя 2 был пропорционален входному сигналу и чтобы первое слагаемое в левой части уравнения было значительно больше двух остальных.k is the coefficient determined by the design of the speaker. J (t) is the current flowing through the loudspeaker coil. For proper sound reproduction, it is necessary that the current in the coil of loudspeaker 2 be proportional to the input signal and that the first term on the left side of the equation be significantly larger than the other two.

Выражение для тока может быть записано в виде:The expression for the current can be written as:

I(t) U(t) - + RJ, где: U(t) - напряжение холостого хода на выходе усилителя мощности.I (t) U (t) - + RJ, where: U (t) is the open circuit voltage at the output of the power amplifier.

с - коэффициент, определяемый величиной э.д.с., генерируемой при движении катушки громкоговорителя,C is a coefficient determined by the magnitude of the emf generated by the movement of the loudspeaker coil,

Z - комплексный нелинейный оператор полного сопротивления катушки громкоговорителя, который зависит от частоты и величины тока, протекающего через катушку.Z is a complex nonlinear operator of the impedance of the loudspeaker coil, which depends on the frequency and magnitude of the current flowing through the coil.

R - выходное сопротивление усилителя мощности. Если модуль оператора Z полного сопротивления громкоговорителя 2R is the output impedance of the power amplifier. If the operator module Z impedance speaker 2

больше выходного сопротивления усилителя 1 мощности, то это приводит кmore output impedance of the power amplifier 1, this leads to

сложной зависимости тока от входного сигнала и, как следствие, к частотным, фазовым и нелинейным искажениям при воспроизведении звука. Если же выходное сопротивление усилителя 1 мощности больше модуля оператора Z полного сопротивления катушки громкоговорителя 2, то искажения тока значительно уменьшаются, что улучшает качество воспроизведения звука. Установлено, что для заметного улучшенияthe complex dependence of the current on the input signal and, as a consequence, on frequency, phase and non-linear distortions in the reproduction of sound. If the output impedance of the power amplifier 1 is greater than the operator module Z of the impedance of the loudspeaker coil 2, then the current distortions are significantly reduced, which improves the sound reproduction quality. Found to be for noticeable improvement

качества звука достаточно, чтобы выходное сопротивление усилителя 1 мощности было в 1,26 раза больше модуля оператора полного сопротивления громкоговорителя 2 в диапазоне рабочих частот, при этом неравномерность частотной характеристики громкоговорителя не превышает стандартного допуска в 2 дб.sound quality is sufficient so that the output impedance of the power amplifier 1 is 1.26 times greater than the operator module of the impedance of the speaker 2 in the operating frequency range, while the unevenness of the frequency response of the speaker does not exceed the standard tolerance of 2 dB.

Данное соотношение справедливо для усилителей мощности с выходным сопротивлением от 3 до 10000 ом и динамических громкоговорителей с модулем полного сопротивления катушки от 2 до 17 ом.This ratio is true for power amplifiers with an output impedance of 3 to 10,000 ohms and dynamic speakers with a coil impedance module of 2 to 17 ohms.

Наиболее просто реализовать звуковоспроизводящий агрегат с указанным соотношением сопротивлений при выполнении выходного усилителя 1 мощности по схеме с отрицательной обратной связью по току (фиг. 2), цепь которой образована резисторами 3, 4 и 5.It is easiest to implement a sound reproducing unit with the indicated resistance ratio when performing the output power amplifier 1 according to the scheme with negative current feedback (Fig. 2), the circuit of which is formed by resistors 3, 4 and 5.

Выполнение усилителя 1 мощности звуковоспроизводящего агрегата с отрицательной обратной связью по току обеспечивает стабилизацию высокого активного выходного сопротивления усилителя 1 мощности иThe performance of the power amplifier 1 of the sound reproducing unit with negative current feedback provides stabilization of the high active output resistance of the power amplifier 1 and

стабилизацию коэффициента усиления.gain stabilization.

В варианте реализации многоканального звуковоспроизводящего агрегата, имеющего больше одного динамического громкоговорителя, для каждого из них используется отдельный усилитель. В частности, варианте реализации с двумя динамическими громкоговорителями (фиг. 3), звуковоспроизводящий агрегат, имеет кроме основного усилителя 1 и основного динамического громкоговорителя 2, также дополнительный усилитель 6 и дополнительный динамический громкоговоритель 7.In an embodiment of a multi-channel sound reproducing unit having more than one dynamic speaker, a separate amplifier is used for each of them. In particular, an embodiment with two dynamic speakers (Fig. 3), the sound reproducing unit has, in addition to the main amplifier 1 and the main dynamic speaker 2, also an additional amplifier 6 and an additional dynamic speaker 7.

В варианте реализации многополосного звуковоспроизводящего агрегата, имеющего больше одйЪго динамического громкоговорителя, в котором каждый из громкоговорителей воспроизводит свою полосу звуковых частот, полосовой фильтр выделяющий эту полосу частот включен перед входом усилителя или встроен в усилитель. В частности, варианте реализации с двумя динамическими громкоговорителями (фиг. 4), звуковоспроизводящий агрегат, имеет кроме основного усилителя 1,In an embodiment of a multiband sound reproducing unit having more than one dynamic loudspeaker in which each loudspeaker reproduces its own audio frequency band, a band-pass filter emitting this frequency band is included in front of the amplifier input or is integrated into the amplifier. In particular, the embodiment with two dynamic speakers (Fig. 4), the sound reproducing unit, in addition to the main amplifier 1,

$ /w№3$ / w№3

основного динамического громкоговорителя 2 и полосового фильтра 3, предназначенных для воспроизведения звука в одной части частотного диапазона, также дополнительный усилитель б, дополнительный динамический громкоговоритель 7 и полосовой фильтр 8, предназначенные для воспроизведения звука в другой части частотного диапазона.the main dynamic speaker 2 and a bandpass filter 3, designed to reproduce sound in one part of the frequency range, also an additional amplifier b, an additional dynamic speaker 7 and bandpass filter 8, designed to reproduce sound in another part of the frequency range.

Claims (5)

1. Звуковоспроизводящий агрегат, содержащий усилитель мощности и динамический громкоговоритель, катушка которого соединена с выходом усилителя мощности, отличающийся тем, что усилитель мощности выполнен с выходным сопротивлением по крайней мере в 1,26 раза большим, чем модуль полного сопротивления катушки динамического громкоговорителя в диапазоне его рабочих частот.1. A sound reproducing unit comprising a power amplifier and a dynamic speaker, the coil of which is connected to the output of the power amplifier, characterized in that the power amplifier is configured with an output impedance of at least 1.26 times greater than the impedance module of the dynamic speaker coil in its range working frequencies. 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что усилитель мощности выполнен с полным выходным сопротивлением 3 - 10000 Ом, а катушка динамического громкоговорителя с полным сопротивлением 2 - 17 Ом. 2. The unit according to claim 1, characterized in that the power amplifier is made with a total output impedance of 3 to 10,000 ohms, and a dynamic speaker coil with an impedance of 2 to 17 ohms. 3. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что усилитель мощности охвачен отрицательной обратной связью по току. 3. The unit according to claim 1, characterized in that the power amplifier is covered by negative current feedback. 4. Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными усилителем мощности и динамическим громкоговорителем, а катушка последнего соединена с выходом дополнительного усилителя мощности. 4. The unit according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional power amplifier and a dynamic speaker, and the coil of the latter is connected to the output of an additional power amplifier. 5. Агрегат по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что он снабжен полосовыми фильтрами, установленными перед входами усилителей мощности.

5. The unit according to paragraphs. 1 and 4, characterized in that it is equipped with band-pass filters installed in front of the inputs of the power amplifiers.