CN1054253C - 电声系统的频率ｑ值均衡方法 - Google Patents

Abstract

电声系统的频率Q值均衡方法。音箱共振是不可克服存在的，由于音源本身包含着监制音箱的共振频率，在放声系统中又有音箱的自共振频率，当这两种共振频率不均衡时，音色就不能令人满意，即使是高级音箱，也还是有这种不足。本发明提供的电声系统的频率Q值均衡方法，是在于克服现有技术的不足，其方法是在放声系统中再加进1-6个共振频率，以淡化原有的不利共振，称之为均衡系统Q值。为了保证质量及音色效果，Q值应满足：Q＝K/F K＝50-1000。

Description

电声系统的频率Ｑ值均衡方法

本发明属于电声技术，特别涉及音箱共振利用技术。

在放声系统技术研究中，人们很注意音箱的失真、频响研究，来不断提高和改进音箱音色，尤其是低频音色听感，但至今还未取得令人满意的效果。其主要原因之一是大多数研究人员对音箱共振现象未进行有效的系统研究。音箱共振是不可克服存在的，由于音源本身就有意无意包含着监制音箱的共振频率，在放声系统中又有音箱的自共振频率，当这两种共振频率不均衡时，音色就不能令人满意，即使是高级音箱，也还是有这种不足。反之，如果当这两种共振频率相对均衡时，音色效果就较为令人满意，但是这种满意远未达到自觉的程度，具有很大的偶然性。

本发明的目的在于提供一种自觉利用音箱共振的技术，一种电声系统的频率Q值均衡方法。

本发明是这样实现的，一种电声系统的频率Q值均衡方法，其特征是在放声系统中再加进1至6个共振频率，其中有数点可与音箱共振点重合，以淡化原有的不利共振。淡化共振的方法称之为调整系统Q值。参照附图1和附图2，用于淡化系统共振的Q值均衡器置于音源与放大系统之间，取其电路的多频率Q值特性；Q值均衡由Q值均衡器实现。Q值均衡器不同于常规的频率均衡器，在放声系统中使用频率均衡器也会影响系统的Q值，但不能满足特定音箱所需补偿的频率与Q值，使用频率均衡器主要是解决系统的频率与幅值关系。而本发明提供的Q值均衡器是解决系统的频率与系统的Q值关系。用了Q值均衡器后，还是可以使用幅频均衡器，但必须使用R、C音调或低Q幅频均衡器。用Q值均衡器调整系统Q值需要以音箱原有的共振频率值及Q值作基本依据。增加的各振荡点按接近的比例调整数值，并兼顾系统的幅频特性，由于各点Q值不同，在低频下端段由于Q值较高，设点相对上端密一些。为了保证Q值均衡的质量及音色效果，本发明以为Q值应满足：Q＝K/F K＝50至1000Hz，当K＝50至100Hz时；低Q值系统瞬态好。当K＝250至1000Hz时；高Q系统低音浓重。F为30Hz至150Hz或为20Hz至200Hz。均衡后的放声系统存在2至6个共振频率及Q值。增设振荡的点数由音箱及要求需求而定。系统Q值均衡后，会增大原系统的低音量，或者音箱承受不了，可采用RC低音衰减方法，使其输出较为平直。如幅频某点不合要求，可调整附近振荡点的Q值。放声系统总体幅频特性用RC音调或调整多路分频放大器增益的方法实现。

放声系统频率和Q值均衡的实现，可使其听感音色自由调节，提高音箱放音效果。也可根据放声环境差异，放音室大小，吸音性能强弱，混响时间的长短，等其他特定条件均衡Q值。系统Q值均衡后能改善和提高放声系统的音色及低音音色，能发挥音箱潜在能力，延伸低音下端频率与能量，减小音箱体体积和提高音箱电转换效率，这一技术方案的实现是放声系统技术的一项很大的技术改进。

附图1是本发明的连接方法示意图。

附图2是Q值均衡器电原理图。

附图3是超倒相式音箱实施例效果示意图。

附图4是双超倒相组合音箱实施例效果示意图。

附图5是动反馈超倒相式音箱实施例效果示意图。

附图6是动反馈Q值均衡框图。

附图7是动反馈闭箱实施例效果示意图。

附图8是一般放声系统实施例效果示意图。

附图9是低音音色调节器电原理框图。

附图10是低音音色调节器实施原理框图。

以下参照附图，进一步叙述本发明的技术方案。一种电声系统的频率Q值均衡方法，其特征是在放声系统中再加进1至6个共振频率，以淡化音箱共振。以超倒相式音箱为例：超倒相式音箱是一种充分发挥倒相器共振特性的倒相式音箱。其重要特点是倒相器超长，面积相应增大，倒相器共振频率为等体积倒相式频率的0.5至0.8，超倒相式倒相器的共振频率设计在音箱放音频率的最下端。由于倒相器的共振频率低，箱体小，倒相器与扬声器的藕合紧，故此箱在低频率下端频率(30Hz至60Hz)输出能力强，扬声器盆面振幅小，失真小，效率高，克服了常规倒相式音箱下端频率声短路现象，扬声器盆面振幅大，但输出声能小、失真大等缺点。参照附图1和附图2，将用于淡化系统共振的Q值均衡器置于音源与放大系统之间，取其电路的多频率Q值特性；Q值均衡器由集成放大IC，电感电容L1C1、L2C2、LnCn所组成，电感L可由电路模拟等效替代。超倒相音箱输出响应如图3A所示：f1为超倒相器共振频率，f2为扬声器装箱后的共振频率。如f2：f1小于1.4倍，Q值均衡只需在f2、f1中间增设一点；如f2：f1大于1.5倍，则必须增设2点，如图3B所示。超倒相式音箱的Q值均衡方法，参照附图3B，超倒相式音箱在频率f1处共振Q值很高，输出幅频在f1与f2之间下降较大；参照附图3，曲线1为不加均衡器时音箱的输出响应，f1，f2为音箱的共振频率，曲线2、3、4为Q值均衡器增设的共振响应，频率为f3、f4、f5，曲线5为均衡后的系统输出响应。

双超倒相组合音箱的Q值均衡，利用频率分段方法，相应各自增设2至3个共振点，以延伸低音下端放送频率，增大音箱输出效率，减小扬声器盆面振动幅值，并减小低频失真的效果。此音箱实际上由2个超倒相式音箱组装在一起。参照附图4。一个音箱工作在不太低的频率50至70Hz，而另一个音箱工作在更低频率30至50Hz。两部音箱分别用2部功放推动，并总体Q值均衡。参照附图4，曲线6、7为均衡器1的补偿响应，共振频率为f6、f7。曲线8、9为均衡器2的补偿响应，共振点为f8、f9；曲线10为校正后的双超倒相音箱输出响应。

一般动反馈系统方法，由功放、音箱和测速反馈组成基本动反馈电路结构，参见附图6，动反馈系统Q值均衡是在一般的动反馈系统方法基础上加上Q值均衡电路，动反馈高Q系统，音箱可采用超倒相式音箱，具有中低音瞬态响应好，失真小及低音浓重，低音下端频率输出能量大的效果。参照附图5，典线11为动反馈超倒相音箱输出响应，f10为倒相器共振频率，由于动反馈驱动力大，共振峰较高。取f11、f12为频率Q值补偿。

Q值均衡器还可用于动反馈低Q系统，由于动反馈闭箱系统听感过于强烈，扬声器固有振荡被动反馈阻尼，故系统Q值极低，为了延伸低音下端频率，虽可用二阶低音提升，但还是未能解决低Q特性。用增设共振频率既可延伸低音下端频率，又可提高系统Q值。参照附图7，在原系统低频幅频下降频率下，增设2个共振点f13、f14，此时取K＝50，按Q＝50/f调整增设点的Q值；曲线12为原系统输出响应，曲线13、14为增设共振频率，共振点为f13、f14。系统输出响应为曲线15。

由于动反馈系统在实用上有一定难度，比如：动反馈信号拾取有难度，包括线性及相位；动反馈扬声器加速度很高，对扬声器要求很高，否则适得其反；因此在实施动反馈放声系统时应采用动反馈扬声器与系统Q值均衡配套，动反馈扬声器由公共音圈架、双线圈、动力音圈与测速音圈置于独立的各自磁洄路内工作。

Q值均衡器在普通的放声系统中的应用，一般的音箱有1至2个共振点。如图8，低Q音箱只需增设f18以延伸低频频率，延伸后开箱最低为0.7，闭箱最低为0.5。参照附图8A，高Q音箱共振点，f16此点共振很强烈，使用时其共振会造成很大箱声，假低音，用增设共振点f15、f17的方法，既能延伸原系统低频下端频率，又能淡化原有箱声，听感有很好改善。

参照附图9和附图10，低音音色调节器实际上由一个变Q电路组成，高Q均衡由4至6点共振和Q值均衡，为不影响幅频特性，可增设音调平衡，如附图10所示。在放声系统中，功率放大器输出阻抗会影响音箱共振点的实际Q值，故系统Q值均衡时必须予以注意。本发明同时适用于超无源幅射音箱。

Claims (6)

1、电声系统多频率Q值均衡方法，其特征在于：在一个放声系统内增加1至6个共振频率，其中有数点共振频率与音箱的共振点重合，在信号源与放大系统间串联一Q值均衡器，该Q值均衡器是由集成放大器IC的另一输入端与输出端并联电阻R1、电容C1、电感L1；电阻R2、电容C2、电感L2；电阻Rn、电容Cn、电感Ln等振荡回路，其中电感L可由电路模拟等效替代，共振频率的Q值应按Q＝K/f取值，当增益K值取50至1000dB时，频率f为30至150HZ或f为20至200HZ。

2、根据权利要求1所述的电声系统的频率Q值均衡方法，其特征在于：Q值均衡条件下，可增音色调节器，改变音箱低音音色。

3、根据权利要求1所述的电声系统的频率Q值均衡方法，其特征在于：应用在超倒相式放声系统中，增加2-3个共振点，并Q值均衡。

4、根据权利要求1所述的电声系统的频率Q值均衡方法，其特征在于：一般的音箱放声系统中只需增设1-2个共振频率。

5、根据权利要求2所述的电声系统的频率Q值均衡方法，其特征在于：音色调节器由一个变Q电路组成，高Q值均衡由5-6个共振点和Q值均衡，K应取值500dB-1000dB。

6、根据权利要求1所述的电声系统的频率Q值均衡方法，其特征在于：在动反馈放声系统中增设1-2个共振点，并取K＝50dB，组成低Q值高质量监听放声系统。

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