KR102172489B1 - Crossover Network, Multiway Speaker System and Audio System Using the Same, Frequency Dividing Method of Crossover Network - Google Patents

Crossover Network, Multiway Speaker System and Audio System Using the Same, Frequency Dividing Method of Crossover Network Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a crossover network, a multi-way speaker system and an audio system using the same, and a frequency dividing method of the crossover network, which eliminates a capacitor which adversely affects sound quality and employs only one transformer to realize accurate symmetric frequency division at a crossover point. According to the present invention, the crossover network includes a first transformer which receives an audio signal and divides the audio signal into two frequency bands of a low frequency audio signal and a medium frequency audio signal, and applies the low frequency audio signal to a low frequency speaker and the medium frequency audio signal to a medium and high frequency speaker. The first transformer includes: a primary coil having one end wound around a core and the other end connected to an input terminal of the low frequency speaker; and a secondary coil which is wound on the core, and has one end which is grounded and the other end which is connected to an input terminal of the medium and high frequency speaker.

Description

크로스오버 네트워크, 이를 이용한 멀티웨이 스피커 시스템 및 오디오 시스템과 크로스오버 네트워크의 주파수 분할방법{Crossover Network, Multiway Speaker System and Audio System Using the Same, Frequency Dividing Method of Crossover Network}Crossover Network, Multiway Speaker System and Audio System Using the Same, Frequency Dividing Method of Crossover Network}

본 발명은 크로스오버 네트워크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음질에 악영향을 미치는 커패시터를 없애고 단 하나의 트랜스포머만을 채용하여 크로스오버 포인트에서 정확한 시메트릭 주파수 분할을 구현할 수 있는 크로스오버 네트워크, 이를 이용한 멀티웨이 스피커 시스템 및 오디오 시스템과 크로스오버 네트워크의 주파수 분할방법에 관한 것이다.The present invention relates to a crossover network, and more particularly, a crossover network capable of implementing accurate symmetric frequency division at a crossover point by removing a capacitor that adversely affects sound quality and employing only one transformer, and a multiway using the same. The present invention relates to a speaker system, an audio system, and a frequency division method of a crossover network.

스피커는 파워 앰프(power amp)에서 증폭되어진 20~20,000Hz의 가청 주파수 대역의 오디오 신호를 사람이 들을 수 있는 음향신호로 바꾸어주는 전기-음향 변환장치이다.A speaker is an electro-acoustic converter that converts an audio signal in the audible frequency band of 20 to 20,000 Hz amplified by a power amp into a sound signal that can be heard by humans.

스피커의 원리는 플레밍 왼손법칙에 의해 일정한 자장내에서 보이스 코일에 가해지는 전류의 변화에 의해 보이스 코일이 움직이고, 보이스 코일에 연결된 진동판이 연동되어 진동판 주변의 공기의 밀도를 보이스 코일에 가해지는 전류의 변화량처럼 바꾸어 사람이 들을수 있는 음향에너지로 바꾸어주는 장치이다.The principle of the speaker is that the voice coil moves by the change of the current applied to the voice coil in a certain magnetic field according to the Fleming's Left Hand Rule, and the vibration plate connected to the voice coil is interlocked to determine the density of the air around the diaphragm. It is a device that changes it like a change amount and converts it into acoustic energy that can be heard by humans.

하지만 스피커의 크기 및 진동판, 자기회로에 적용된 재료와 설계방법 등의 물리적 한계 때문에 20~20,000Hz의 전대역을 하나의 스피커로 골고루 재생하는 풀 레인지 스피커는 없으며, 크게 저역과 고역으로 나누는 2-웨이(2-way) 스피커 시스템과, 저역, 중역, 고역으로 나누는 3-웨이(3-way) 스피커 시스템 또는 그 이상의 멀티웨이(multiway) 스피커 시스템으로 나누어진다.However, due to the physical limitations of the speaker's size, diaphragm, materials applied to magnetic circuits, and design methods, there is no full-range speaker that reproduces the entire range of 20 to 20,000 Hz evenly with one speaker. It is divided into a 2-way) speaker system and a 3-way speaker system divided into low, mid, and high frequencies, or a multiway speaker system.

2-웨이 이상의 멀티웨이 스피커 시스템은 입력된 오디오 신호를 파워앰프로 증폭한 후 전력 증폭된 오디어 신호를 수동 소자로 이루어진 LC, RC 또는 RL 등으로 구성된 수동방식의 크로스오버 네트워크(crossover network), 즉 필터회로에 인가하여 주파수 대역 별로 분배한 후, 고, 중, 저 음역 별 복수의 스피커에 독립적으로 인가한다.In a 2-way or higher multi-way speaker system, the input audio signal is amplified with a power amplifier and the power amplified audio signal is a passive crossover network consisting of LC, RC or RL, etc. That is, it is applied to the filter circuit and distributed for each frequency band, and then independently applied to a plurality of speakers for each high, medium, and low range.

멀티웨이(multiway) 스피커는 고주파 오디오 신호를 재생하기 위한 적어도 하나의 고음역 스피커(tweeter), 중간 주파수 오디오 신호를 재생하기 위한 적어도 하나의 중음역 스피커(midrange), 저주파 오디오 신호를 재생하기 위한 적어도 하나의 저음역 스피커(또는 우퍼(woofer)) 등을 포함하는 형태로 구현될 수 있다.The multiway speaker includes at least one high-range speaker (tweeter) for reproducing a high-frequency audio signal, at least one midrange speaker (midrange) for reproducing an intermediate frequency audio signal, and at least one for reproducing a low-frequency audio signal. It may be implemented in a form including a low-frequency speaker (or woofer).

종래에 2-웨이 스피커 시스템을 지원하는 크로스오버 네트워크는 적어도 1 이상의 커패시터 및 1 이상의 인덕터를 포함하는 필터회로를 이용해 왔고, 그리고 또한 1 이상의 저항을 포함하기도 한다.Conventionally, a crossover network supporting a 2-way speaker system has used a filter circuit including at least one capacitor and one or more inductors, and also includes one or more resistors.

그러나, 인덕터(Inductor)와 커패시터(Capacitor)로 구성되는 LC 필터회로에 의해 주파수 대역을 분할하는 수동방식의 크로스오버 네트워크(crossover network)는, 수동(Passive) 소자인 대용량의 전해 커패시터와 인덕터(코일)(또는 저항)을 사용함으로써 크로스오버 주파수 및 레벨을 정확히 맞추기가 어려우며, 부품의 특성 및 온도 등에 따라 원하지 않는 크로스오버 왜곡 및 과증폭이 발생할 수 있는 문제점이 있다.However, a passive crossover network that divides the frequency band by an LC filter circuit composed of an inductor and a capacitor is a passive element, a large-capacity electrolytic capacitor and an inductor (coil). ) (Or resistance), it is difficult to accurately match the crossover frequency and level, and unwanted crossover distortion and over-amplification may occur depending on the characteristics and temperature of the component.

즉, 크로스오버 주파수 대역 부근에서는 2개의 스피커 유닛에서 같은 주파수 음이 방사되게 되며, 중고역 오디오 신호와 저역 오디오 신호가 만나는 크로스오버 포인트가 정확하지 않을 경우 또는 슬로프에서의 기울기 등이 다를 경우 해당 주파수 대역에서의 과증폭 등에 의해 서로 간의 사운드가 간섭을 일으켜 저역의 양이 줄어들고 사운드의 질 또한 떨어지게 되는 문제점이 있다.In other words, in the vicinity of the crossover frequency band, the same frequency sound is emitted from the two speaker units, and when the crossover point where the mid-range audio signal and the low-range audio signal meet is not accurate or the slope of the slope is different, the corresponding frequency band There is a problem in that the amount of the low range is reduced and the quality of the sound is also degraded due to interference between the sounds of each other due to over-amplification in

일반적으로 크로스오버 네트워크의 차수(order)가 높으면 높을수록 필터장치도 더욱 민감해진다. 예컨대, 1차 크로스오버 네트워크는 -6dB/octave의 비율로 감소하고, 2차 크로스오버 네트워크는 -12dB/octave의 비율로 감소한다. In general, the higher the order of the crossover network, the more sensitive the filter device is. For example, a primary crossover network decreases at a rate of -6dB/octave, and a secondary crossover network decreases at a rate of -12dB/octave.

한국등록특허공보 제10-1843424호(특허문헌 1)에서는 입력단이 제1 파워 앰프의 출력단에 연결되고 출력단이 중고역 스피커의 입력단에 연결되며, 상기 제1 파워 앰프로부터 입력되는 오디오 신호에서 중고역 오디오 신호를 추출하여 상기 중고역 스피커로 인가하는 콘덴서; 및 입력단이 상기 콘덴서의 입력단 및 출력단에 각각 연결되고 출력단이 제2 파워 앰프를 통해 저역 스피커의 입력단에 연결되며, 상기 콘덴서에 인가되는 전류에 대응하는 전압을 유도함으로써 상기 콘덴서의 양단 전압에 대응되는 신호로서 상기 중고역 오디오 신호와 출력 신호 스펙트럼이 대칭되는 시메트릭 신호를 상기 제2 파워 앰프를 통해 상기 저역 스피커로 인가하는 트랜스포머;를 포함하는 멀티웨이 스피커 시스템이 제안되어 있다.In Korean Patent Publication No. 10-1843424 (Patent Document 1), an input terminal is connected to an output terminal of a first power amplifier, an output terminal is connected to an input terminal of a mid-range speaker, and a mid-range audio signal from the audio signal input from the first power amplifier. A condenser for extracting and applying it to the mid-range speaker; And an input terminal connected to an input terminal and an output terminal of the capacitor, and an output terminal connected to an input terminal of a low-frequency speaker through a second power amplifier. By inducing a voltage corresponding to a current applied to the capacitor, the voltage corresponding to the voltage across the capacitor A multi-way speaker system including a transformer for applying a symmetrical signal of the mid-range audio signal and an output signal spectrum as a signal to the low-frequency speaker through the second power amplifier is proposed.

상기 특허문헌 1에 제시된 멀티웨이 스피커 시스템은 크로스오버 주파수에서 완벽한 분리구현은 성공하였으나 구조가 복잡하고 저역 전용 파워앰프와 중고역 전용 파워앰프의 멀티 앰프 시스템을 사용하여야 하므로, 고가의 파워앰프가 두대 이상 필요한 문제가 있다.The multi-way speaker system presented in Patent Document 1 has succeeded in perfect separation at the crossover frequency, but the structure is complex and requires the use of a multi-amplifier system of a low-range power amplifier and a mid-range power amplifier, so more than two expensive power amplifiers are required. There is a necessary problem.

또한, 특허문헌 1은 계속 하이패스필터(HPF)로서 커패시터를 채용하고 있어 재생음의 고충실도를 해치는 문제가 있다. 즉, 고역에서의 음의 혼변조가 커패시터에 의해 발생되고 있다. In addition, Patent Document 1 continuously employs a capacitor as a high pass filter (HPF), and thus, there is a problem of deteriorating the high fidelity of the reproduced sound. In other words, negative intermodulation in the high frequency range is generated by the capacitor.

크로스오버 네트워크에서 이용되는 커패시터 및 인덕터는 그 크기, 용량 및 전력 요건 때문에 통상적으로 고가이므로, 이러한 추가적인 컴포넌트들은 스피커 시스템의 비용을 상당히 증가시킨다.Capacitors and inductors used in crossover networks are typically expensive because of their size, capacity and power requirements, so these additional components significantly increase the cost of the speaker system.

더욱이, 특허문헌 1은 저역, 중고역 크로스오버 주파수에서 각각 형성된 저역, 중고역 신호의 조화가 부정확하여 그 부분에서 혼변조가 발생되어 재생음이 탁해질 수 있다.Moreover, Patent Document 1 discloses that the harmonic of the low- and high-band signals formed in the low- and high-range crossover frequencies, respectively, is inaccurate, so that intermodulation may occur in that portion, and the reproduced sound may become cloudy.

또한, 커패시터에 관련된 공차는 스피커 시스템용 구성요소들을 정확하게 매치 또는 특성화시키고자 할 때 아주 고가의 구성요소를 요구하는 경향이 있다. In addition, tolerances related to capacitors tend to require very expensive components when trying to accurately match or characterize components for a speaker system.

: 한국 등록특허공보 제10-1843424호: Korean Patent Publication No. 10-1843424

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은, 단 하나의 트랜스포머를 사용하여 크로스오버 포인트에서 정확한 시메트릭(symmetric) 주파수 분할을 구현할 수 있는 크로스오버 네트워크, 이를 이용한 멀티웨이 스피커 시스템 및 오디오 시스템을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art, and its object is a crossover network capable of implementing accurate symmetric frequency division at a crossover point using only one transformer, and It is to provide a multiway speaker system and audio system.

본 발명의 다른 목적은, 각 음역별 스피커 사이의 음압 차이를 제거하기 위한 수단을 구비한 크로스오버 네트워크 및 이를 이용한 멀티웨이 스피커 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a crossover network including means for removing a sound pressure difference between speakers for each sound range, and a multiway speaker system using the same.

본 발명의 또 다른 목적은, 멀티웨이 스피커 네트워크에서 음질에 악영향을 미치는 커패시터를 제거함에 의해 고역의 혼변조를 없애고 풀레인지(fullrange)와 같은 자연스러운 음을 구현할 수 있는 무 커패시터형 크로스오버 네트워크 및 이를 이용한 멀티웨이 스피커 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to eliminate high-frequency intermodulation by removing a capacitor that adversely affects sound quality in a multiway speaker network, and to implement a natural sound such as a full-range capacitor-free crossover network and the same. It is to provide a used multi-way speaker system.

본 발명의 다른 목적은, 트랜스포머 하나로 저역과 중고역을 분할시키며, 트랜스포머의 1차측을 통과한 저역신호를 제외한 중고역신호는 정확한 크로스오버(crossover) 주파수로 분리되며, 동일한 기울기로 저역이 빠진 대칭된 중고역 주파수를 2차측으로 유기시켜 완벽한 크로스오버를 구현할 수 있는 크로스오버 네트워크 및 이를 이용한 멀티웨이 스피커 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to divide the low and middle bands into a single transformer, and the middle and high band signals excluding the low pass signal passing through the primary side of the transformer are separated by an accurate crossover frequency, and a symmetric mid and high band with the same slope The goal is to provide a crossover network capable of implementing a perfect crossover by inducing a frequency to the secondary side and a multiway speaker system using the same.

본 발명의 또 다른 목적은, 하나의 트랜스포머를 구비한 멀티웨이 스피커 네트워크를 이용하여 간단하게 구현될 수 있는 크로스오버 네트워크 및 이를 이용한 멀티웨이 스피커 시스템과 크로스오버 네트워크의 주파수 분할방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a crossover network that can be simply implemented using a multiway speaker network having one transformer, and a frequency division method of a multiway speaker system and a crossover network using the same. .

상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 크로스오버 네트워크는 오디오 신호를 수신한 후 저주파 오디오 신호와 중고주파 오디오 신호의 2개 주파수 대역으로 분리하고, 상기 저주파 오디오 신호는 저음역 스피커로 인가하고 상기 중고주파 오디오 신호는 중고음역 스피커로 인가하는 제1트랜스포머;를 포함하며, 상기 제1트랜스포머는 일단이 코어에 권선된 후 타단이 상기 저음역 스피커의 입력단에 연결된 1차 코일; 및 상기 코어에 권선된 후 일단이 접지되고 타단이 상기 중고음역 스피커의 입력단에 연결되는 2차 코일;을 포함하는 것을 특징으로 한다.For the above purposes, the crossover network according to an embodiment of the present invention receives an audio signal and separates it into two frequency bands of a low frequency audio signal and a medium frequency audio signal, and applies the low frequency audio signal to a low frequency speaker. And a first transformer applied to the medium and high frequency audio signal to a medium and high frequency speaker, wherein the first transformer includes a primary coil having one end wound around a core and the other end connected to the input terminal of the low frequency speaker; And a secondary coil having one end grounded after being wound around the core and the other end connected to the input end of the middle and high-pitched speaker.

본 발명의 일 실시예에 따른 크로스오버 네트워크는 상기 저음역 스피커와 중고음역 스피커 사이의 음압의 차이를 보상하도록 트랜스포머의 2차 코일의 출력을 감쇄시키기 위한 복수의 출력탭; 상기 저음역 스피커와 중고음역 스피커 사이의 음압의 차이에 대응하여 복수의 출력탭 중 하나를 중고음역 스피커에 연결하기 위한 탭선택기; 및 상기 2차 코일의 출력단과 접지 사이에 삽입되어 제1트랜스포머의 1차 코일과 2차 코일 사이에 임피던스를 정합시키기 위한 임피던스 정합용 저항;을 더 포함할 수 있다.A crossover network according to an embodiment of the present invention includes a plurality of output taps for attenuating the output of the secondary coil of the transformer to compensate for a difference in sound pressure between the low-pitched speaker and the mid-range speaker; A tap selector configured to connect one of a plurality of output taps to a mid-range speaker in response to a difference in sound pressure between the low-pitched speaker and the mid-range speaker; And an impedance matching resistor inserted between the output terminal of the secondary coil and the ground to match the impedance between the primary coil and the secondary coil of the first transformer.

상기 저음역 스피커와 중고음역 스피커 사이의 음압의 차이는 -6db/oct, -8db/oct, -10db/oct, -12db/oct 중 하나일 수 있다.The difference in sound pressure between the low-pitched speaker and the mid-range speaker may be one of -6db/oct, -8db/oct, -10db/oct, and -12db/oct.

상기 저주파 오디오 신호와 중고주파 오디오 신호의 주파수 분리가 이루어지는 크로스오버 주파수는 상기 트랜스포머의 1차 코일의 인덕턴스 값과 저음역 스피커의 임피던스에 의해 결정되는 차단주파수일 수 있다.The crossover frequency at which the frequency separation between the low frequency audio signal and the medium frequency audio signal is performed may be a cutoff frequency determined by an inductance value of a primary coil of the transformer and an impedance of a low frequency speaker.

본 발명의 다른 실시예에 따른 크로스오버 네트워크는 파워 앰프에서 전력 증폭된 오디오 신호가 1차 코일을 통과하면서 제1크로스오버 주파수를 기준으로 제1차 주파수 분할이 이루어져서 저주파 오디오 신호는 저음역 스피커에 인가되고, 상기 저주파 오디오 신호를 제외한 중고역 주파수의 오디오 신호는 제1트랜스포머의 2차 코일로 유도되며, 제1트랜스포머의 2차 코일로 유도되어 분리된 중고역 주파수의 오디오 신호를 발생하는 제1트랜스포머; 및 상기 중고역 주파수의 오디오 신호가 1차 코일에 인가된 후 1차 코일을 통과하면서 제2크로스오버 주파수를 기준으로 제2차 주파수 분할이 이루어져서 중간 주파수 오디오 신호는 중음역 스피커에 인가되고, 상기 중간 주파수 오디오 신호를 제외한 고주파 오디오 신호는 2차 코일로 유도되며, 2차 코일로 유도되어 분리된 고역 주파수의 오디오 신호는 고음역 스피커에 인가되는 제2트랜스포머;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the crossover network according to another embodiment of the present invention, the audio signal power amplified by the power amplifier passes through the primary coil and the first frequency is divided based on the first crossover frequency, so that the low frequency audio signal is applied to the low-frequency speaker. And a first transformer for generating an audio signal of a separated medium and high frequency frequency by being guided to a secondary coil of the first transformer, the audio signal of the medium and high frequency frequency excluding the low frequency audio signal; And a second frequency division is performed based on a second crossover frequency while passing through the first coil after the audio signal of the mid-range frequency is applied to the primary coil, so that the intermediate frequency audio signal is applied to the mid-range speaker, and the intermediate frequency The high-frequency audio signal, excluding the audio signal, is guided to the secondary coil, and the audio signal of the high frequency frequency separated by the secondary coil is a second transformer applied to the high-frequency speaker.

상기 제1트랜스포머는, 일단이 파워 앰프의 출력단에 연결되고 코어에 권선된 후 타단이 상기 저음역 스피커의 입력단에 연결된 1차 코일 및 상기 코어에 권선된 후 일단이 접지되고 타단이 제2트랜스포머의 1차 코일에 연결되는 2차 코일을 포함하며, 상기 제2트랜스포머는, 일단이 상기 제1트랜스포머의 2차 코일의 출력단에 연결되고 코어에 권선된 후 타단이 상기 중음역 스피커의 입력단에 연결된 1차 코일 및 상기 코어에 권선된 후 일단이 접지되고 타단이 상기 고음역 스피커의 입력단에 연결되는 2차 코일을 포함할 수 있다.The first transformer has one end connected to the output terminal of the power amplifier and wound on the core, and the other end is connected to the input terminal of the low-range speaker, and the primary coil is wound on the core, and one end is grounded and the other end is 1 of the second transformer. And a secondary coil connected to a secondary coil, wherein the second transformer has one end connected to the output end of the secondary coil of the first transformer, and the other end connected to the input end of the midrange speaker after being wound on the core And a secondary coil having one end grounded and the other end connected to the input end of the high-frequency speaker after being wound around the core.

상기 제1크로스오버 주파수(fc)는 하기 수학식 1로 구해질 수 있다.The first crossover frequency fc may be obtained by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112019065010231-pat00001
Figure 112019065010231-pat00001

여기서, R은 저음역 스피커의 임피던스이고, L은 1차 코일의 인덕턴스이다.Here, R is the impedance of the low-range speaker and L is the inductance of the primary coil.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크로스오버 네트워크는 전단 트랜스포머의 2차 코일의 출력이 다음단 트랜스포머의 1차 코일에 연결되는 복수의 트랜스포머를 포함하며, 상기 복수의 트랜스포머는 각각 상기 전단 트랜스포머의 1차 코일로부터 입력신호로부터 저주파 신호의 1차 주파수 분리가 이루어지고, 나머지 대역의 주파수 신호는 2차 코일에 유도되어 분리된 후 나머지 대역의 주파수 신호가 후단 트랜스포머의 1차 코일로 인가되는 방식으로 복수의 주파수 대역으로 주파수 분할이 이루어질 수 있다.A crossover network according to another embodiment of the present invention includes a plurality of transformers in which an output of a secondary coil of a front-end transformer is connected to a primary coil of a next-stage transformer, wherein each of the plurality of transformers is 1 of the front-end transformer. The primary frequency of the low-frequency signal is separated from the input signal from the primary coil, and the frequency signal of the remaining band is induced to the secondary coil and separated, and then the frequency signal of the remaining band is applied to the primary coil of the rear transformer. The frequency can be divided into frequency bands of.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크로스오버 네트워크의 주파수 분할방법은 트랜스포머의 1차 코일의 입력단에 주파수 분할될 입력신호가 인가되는 단계; 상기 1차 코일을 통과하여 1차 코일의 출력단으로부터 입력신호로부터 저주파 신호가 분리되어 출력되는 단계; 및 상기 저주파 신호를 제외한 나머지 대역의 고주파 신호를 상기 트랜스포머의 2차 코일로 유도하여 분리하는 단계;를 포함하며, 상기 저주파 신호의 분리는 트랜스포머의 1차 코일의 인덕턴스 값과 저음역 스피커의 임피던스에 의해 결정되는 차단주파수에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, a frequency division method of a crossover network includes applying an input signal to be frequency-divided to an input terminal of a primary coil of a transformer; Separating and outputting a low-frequency signal from an input signal through the primary coil and from an output terminal of the primary coil; And inducing and separating the high-frequency signals of the remaining bands excluding the low-frequency signals to the secondary coil of the transformer, wherein the low-frequency signal is separated by the inductance value of the primary coil of the transformer and the impedance of the low-frequency speaker. It characterized in that it is made at the determined cutoff frequency.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티웨이 스피커 시스템은 저음역 스피커; 중음역 스피커; 고음역 스피커; 오디오 신호를 수신한 후 저주파 오디오 신호와 중고주파 오디오 신호의 2개 주파수 대역으로 분리하고, 상기 저주파 오디오 신호는 상기 저음역 스피커로 인가하고 상기 중고주파 오디오 신호를 출력하는 제1트랜스포머; 및 상기 중고주파 오디오 신호를 수신한 후 중간주파 오디오 신호와 고주파 오디오 신호의 2개 주파수 대역으로 분리하고, 상기 중간주파 오디오 신호는 상기 중음역 스피커로 인가하고 상기 고주파 오디오 신호는 상기 고음역 스피커로 인가하는 제2트랜스포머;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A multi-way speaker system according to another embodiment of the present invention includes a low-frequency speaker; Midrange speakers; Treble speakers; A first transformer for receiving the audio signal and separating it into two frequency bands of a low frequency audio signal and a medium frequency audio signal, applying the low frequency audio signal to the low frequency speaker, and outputting the medium frequency audio signal; And separating the middle frequency audio signal into two frequency bands of an intermediate frequency audio signal and a high frequency audio signal after receiving the middle frequency audio signal, and applying the intermediate frequency audio signal to the midrange speaker and the high frequency audio signal to the high frequency speaker. It characterized in that it includes; a second transformer.

상기 제1트랜스포머의 1차 코일을 통과하면서 상기 1차 코일의 출력단으로부터 수신된 오디오 신호로부터 저주파 오디오 신호가 분리되어 제1차단주파수를 기준으로 제1차 주파수 분할이 이루어지고, 상기 수신된 오디오 신호로부터 저주파 오디오 신호를 제외한 나머지 중고주파 오디오 신호는 상기 제1트랜스포머의 2차 코일로 유도되어 분리되며, 분리된 중고주파 오디오 신호는 제2트랜스포머의 1차 코일을 통과하면서 상기 제2트랜스포머의 1차 코일의 출력단으로부터 중간주파 오디오 신호가 분리되어 제2차단주파수를 기준으로 제2차 주파수 분할이 이루어지고, 상기 중고주파 오디오 신호로부터 분리된 중간주파 오디오 신호를 제외한 나머지 고주파 오디오 신호는 상기 제2트랜스포머의 2차 코일로 유도되어 분리될 수 있다.A low-frequency audio signal is separated from the audio signal received from the output terminal of the primary coil while passing through the primary coil of the first transformer, and the first frequency is divided based on the first cutoff frequency, and the received audio signal The medium and high frequency audio signals, excluding the low frequency audio signal from, are guided to and separated from the secondary coil of the first transformer, and the separated medium and high frequency audio signal passes through the primary coil of the second transformer, while passing through the primary coil of the second transformer. The intermediate frequency audio signal is separated from the output terminal of the coil, and the second frequency is divided based on the second cutoff frequency, and the remaining high frequency audio signals excluding the intermediate frequency audio signal separated from the intermediate frequency audio signal are the second transformer. It can be separated by being induced into the secondary coil of.

본 발명에 따른 오디오 시스템은 오디오 신호를 전력 증폭하는 파워 앰프; 저음역 스피커; 중음역 스피커; 고음역 스피커; 상기 전력 증폭된 오디오 신호를 수신한 후 저주파 오디오 신호와 중고주파 오디오 신호의 2개 주파수 대역으로 분리하고, 상기 저주파 오디오 신호는 상기 저음역 스피커로 인가하고 상기 중고주파 오디오 신호를 출력하는 제1트랜스포머; 및 상기 중고주파 오디오 신호를 수신한 후 중간주파 오디오 신호와 고주파 오디오 신호의 2개 주파수 대역으로 분리하고, 상기 중간주파 오디오 신호는 상기 중음역 스피커로 인가하고 상기 고주파 오디오 신호는 상기 고음역 스피커로 인가하는 제2트랜스포머;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An audio system according to the present invention includes a power amplifier for power amplifying an audio signal; Bass speaker; Midrange speakers; Treble speakers; A first transformer for receiving the power-amplified audio signal and separating it into two frequency bands of a low frequency audio signal and a medium frequency audio signal, applying the low frequency audio signal to the low frequency speaker and outputting the medium frequency audio signal; And separating the middle frequency audio signal into two frequency bands of an intermediate frequency audio signal and a high frequency audio signal after receiving the middle frequency audio signal, and applying the intermediate frequency audio signal to the midrange speaker and the high frequency audio signal to the high frequency speaker. It characterized in that it includes; a second transformer.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 단 하나의 트랜스포머를 사용하여 크로스오버 포인트에서 정확한 시메트릭 주파수 분할을 구현할 수 있다.As described above, in the present invention, accurate symmetric frequency division can be implemented at a crossover point by using only one transformer.

본 발명에서는 각 음역별 스피커 사이의 음압 차이를 제거하기 위한 수단으로서 트랜스포머의 2차측에 복수의 출력탭을 부가함에 의해 저역 및 중고역 스피커에 인가되는 중고역 오디오 신호와 저역 오디오 신호 사이의 밸런스를 정확히 맞추어 음압 차이를 간단하고 효과적으로 제거할 수 있다.In the present invention, as a means for removing the difference in sound pressure between speakers for each sound range, by adding a plurality of output taps to the secondary side of the transformer, the balance between the mid-range audio signal applied to the low- and mid-range speakers and the low-range audio signal is accurately balanced. The sound pressure difference can be simply and effectively eliminated.

또한, 본 발명에서는 멀티웨이 스피커 네트워크의 하이패스필터(high pass filter)에서 음질에 악영향을 미치나 필요악인 커패시터를 제거함에 의해 고역의 혼변조를 없애고 풀레인지(fullrange)와 같은 자연스러운 음을 구현할 수 있다.In addition, in the present invention, the high pass filter of the multiway speaker network adversely affects sound quality, but by removing the necessary bad capacitor, intermodulation in the high frequency range can be eliminated and natural sound such as full range can be realized. .

더욱이, 본 발명에서는 트랜스포머 하나로 저역과 중고역을 분할시키며, 트랜스포머의 1차측을 통과한 저역 신호를 제외한 중고역 신호는 정확한 크로스오버(crossover) 주파수로 분리되며, 동일한 기울기로 저역이 빠진 대칭된 중고역 주파수를 2차측으로 유기시켜 완벽한 크로스오버를 구현할 수 있다.In addition, in the present invention, the low and high frequencies are divided into one transformer, and the high and high frequency signals excluding the low frequency signals that have passed through the primary side of the transformer are separated by an accurate crossover frequency, and a symmetric mid and high frequency frequency with the same slope By inducing it to the secondary side, a perfect crossover can be realized.

본 발명에서는 복수의 출력탭을 구비한 단 하나의 트랜스포머를 사용하여 각 음역별 스피커 사이의 음압 차이가 -6db/oct, -8db/oct, -10db/oct, -12db/oct 등의 가장 간단한 크로스오버 네트워크를 구현할 수 있다.In the present invention, by using only one transformer equipped with a plurality of output taps, the difference in sound pressure between speakers for each sound range is the simplest cross, such as -6db/oct, -8db/oct, -10db/oct, -12db/oct, etc. Over network can be implemented.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 2개 주파수 대역으로 분리하는 크로스오버 네트워크를 포함하는 멀티웨이 스피커 시스템을 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 크로스오버 네트워크를 통과하면서 크로스오버 포인트에서 시메트릭 주파수 분할이 이루어지는 것을 보여주는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 각 음역별 스피커 사이의 음압 차이를 제거하기 위한 수단을 구비한 크로스오버 네트워크를 포함하는 멀티웨이 스피커 시스템을 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 3개 주파수 대역으로 분리하는 크로스오버 네트워크를 포함하는 멀티웨이 스피커 시스템을 나타내는 회로도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 크로스오버 네트워크에서 2단계로 주파수 분할이 이루어지는 것을 보여주는 설명도이다.
1 is a circuit diagram showing a multiway speaker system including a crossover network divided into two frequency bands according to a first embodiment of the present invention.
2 is an explanatory diagram showing that symmetric frequency division is performed at a crossover point while passing through a crossover network according to the present invention.
3 is a circuit diagram showing a multiway speaker system including a crossover network including means for removing a sound pressure difference between speakers for each sound region according to a second embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram showing a multiway speaker system including a crossover network divided into three frequency bands according to a third embodiment of the present invention.
5A and 5B are diagrams illustrating frequency division in two stages in a crossover network according to a third embodiment of the present invention, respectively.

이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments. For reference, in the following description, detailed descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 2개 주파수 대역으로 분리하는 크로스오버 네트워크를 포함하는 멀티웨이 스피커 시스템으로서, 도 1을 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.FIG. 1 is a multiway speaker system including a crossover network divided into two frequency bands according to a first embodiment of the present invention, and will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티웨이 스피커 시스템은 크게 파워 앰프(10), 크로스오버 네트워크(20), 저역 스피커(30) 및 중고역 스피커(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a multi-way speaker system according to a first embodiment of the present invention largely includes a power amplifier 10, a crossover network 20, a low-frequency speaker 30, and a mid-range speaker 40.

본 발명의 제1실시예에 따른 멀티웨이 스피커 시스템은 입력된 오디오 신호를 파워 앰프(10)로 전력 증폭한 후 전력 증폭된 오디오 신호를 크로스오버 네트워크(20)를 통하여 저주파 오디오 신호와 중고주파 오디오 신호의 2개 주파수 대역으로 분리하고, 상기 저주파 오디오 신호는 저음역 스피커(30)로 인가하고 중고주파 오디오 신호는 고음역 스피커(40)로 인가한다.In the multiway speaker system according to the first embodiment of the present invention, after power amplification of the input audio signal by the power amplifier 10, the power amplified audio signal is converted to a low frequency audio signal and a medium frequency audio signal through a crossover network 20. The signal is divided into two frequency bands, the low-frequency audio signal is applied to the low-frequency speaker 30, and the medium-frequency audio signal is applied to the high-frequency speaker 40.

일반적으로, 저주파 오디오 신호를 재생하기 위한 저음역 스피커(30)는 우퍼(woofer)를 적용하며, 고주파 오디오 신호를 재생하기 위한 고음역 스피커(40)는 트위터(tweeter)를 적용한다. In general, a low-frequency speaker 30 for reproducing a low-frequency audio signal applies a woofer, and a high-frequency speaker 40 for reproducing a high-frequency audio signal employs a tweeter.

본 발명의 제1실시예에 따른 크로스오버 네트워크(20)는 단 하나의 트랜스포머(T1)를 사용하여 구현될 수 있다.The crossover network 20 according to the first embodiment of the present invention may be implemented using only one transformer T1.

상기 트랜스포머(T1)는, 일단이 상기 파워 앰프(10)의 출력단에 연결되고 코어에 권선된 후 타단이 상기 저음역 스피커(30)의 입력단에 연결된 1차 코일(L1) 및 상기 1차 코일(L1)과 소정의 권선비(n)를 이루도록 코어에 권선된 후 일단은 접지되고 타단, 즉 출력단(OT)이 상기 고음역 스피커(40)의 입력단에 연결되는 2차 코일(L2)을 포함한다.The transformer T1 has one end connected to the output terminal of the power amplifier 10 and wound on the core, and the other end connected to the input terminal of the low-frequency speaker 30, and the primary coil L1 and the primary coil L1. ) And a predetermined turn ratio n, one end is grounded, and the other end, that is, the output end OT, includes a secondary coil L2 connected to the input end of the high-frequency speaker 40.

상기 저음역 스피커(30)와 중고음역 스피커(40)의 임피던스와 음압이 동일할 때 1차 코일(L1)과 2차 코일(L2)의 인덕턴스값은 동일하게 설정될 수 있다. 이 경우, 권선비(n)는 1이 된다.When the impedance and sound pressure of the low-frequency speaker 30 and the mid-range speaker 40 are the same, the inductance values of the primary coil L1 and the secondary coil L2 may be set to be the same. In this case, the turns ratio (n) is 1.

본 발명의 크로스오버 네트워크(20)는 트랜스포머(T1)의 1차 코일(L1)의 일단에 인가된 전력 증폭된 오디오 신호로부터 저주파 오디오 신호를 추출하여 저음역 스피커(30)를 구동시킨다. The crossover network 20 of the present invention drives the low frequency speaker 30 by extracting a low frequency audio signal from the power amplified audio signal applied to one end of the primary coil L1 of the transformer T1.

인덕터는 저주파 신호를 잘 통과시키고 고주파 신호를 차단하는 성질을 가지고 있어 저역 통과 필터(LPF)로 사용된다. 본 발명은 이점에 착안하여, 트랜스포머(T1)의 1차 코일(L1)과 2차 코일(L2)로부터 각각 저주파 오디오 신호와 고주파 오디오 신호를 분리하여 추출할 수 있는 크로스오버 네트워크(20)를 제안한다.Inductors are used as low-pass filters (LPF) because they pass low-frequency signals well and block high-frequency signals. The present invention focuses on this point, and proposes a crossover network 20 capable of separating and extracting low-frequency audio signals and high-frequency audio signals from the primary coil L1 and the secondary coil L2 of the transformer T1, respectively. do.

본 발명의 크로스오버 네트워크(20)는 트랜스포머(T1)의 1차측에서 저음역 스피커(30)를 통과한 저주파 오디오 신호를 제외한 오디오 신호(중고역 주파수)는 트랜스포머(T1)의 2차측 2차 코일(L2)로 유도되어 중고음역 스피커(40)에 전달되어 주파수 분할이 이루어진다.In the crossover network 20 of the present invention, the audio signal (middle and high frequency) excluding the low-frequency audio signal that has passed through the low-frequency speaker 30 at the primary side of the transformer T1 is the secondary side secondary coil L2 of the transformer T1. ) Is guided and transmitted to the middle and high range speaker 40 to perform frequency division.

또한, 저역 통과 필터(LPF)의 시정수(τ)에 의해 트랜스포머(T1)의 1차 코일(L1)을 통과한 저주파 오디오 신호는 저음역 스피커(30)에 나타나며, 그 나머지 주파수 대역(즉, 중고역)의 오디오 신호는 트랜스포머(T1)의 2차측, 즉 2차 코일(L2)로 유도되어 2차 코일(L2)의 출력단에 연결된 고음역 스피커(40)에 나타난다. In addition, the low-frequency audio signal passing through the primary coil L1 of the transformer T1 by the time constant τ of the low-pass filter (LPF) appears in the low-frequency speaker 30, and the remaining frequency band (i.e. The audio signal of) is guided to the secondary side of the transformer T1, that is, the secondary coil L2, and appears on the high-frequency speaker 40 connected to the output terminal of the secondary coil L2.

이때, 가장 이상적인 에너지 전달(시메트릭 주파수 분할) 상태는 트랜스포머(T1)의 1차측과 2차측의 임피던스 정합이 이루어질 때이다. At this time, the most ideal energy transfer (symmetric frequency division) state is when impedance matching between the primary side and the secondary side of the transformer T1 is achieved.

예를 들어, 저음역 스피커(30)의 임피던스(R1)가 8Ω인 경우에 도 1에 도시된 제1실시예에서 트랜스포머(T1)의 2차측의 중고음역 스피커(40)의 임피던스(R2)가 8Ω이며, 저음역 스피커(30)와 중고음역 스피커(40)의 효율이 같을 때(즉, 저음역 스피커(30)와 중고음역 스피커(40) 사이의 음압 차이가 없을 때) 가장 이상적인 전달이 이루어진다.For example, when the impedance R1 of the low-range speaker 30 is 8Ω, the impedance R2 of the middle-high-range speaker 40 on the secondary side of the transformer T1 in the first embodiment shown in FIG. 1 is 8Ω. And, when the efficiency of the low-pitched speaker 30 and the mid-range speaker 40 is the same (that is, when there is no difference in sound pressure between the low-frequency speaker 30 and the mid-range speaker 40), the most ideal transmission is achieved.

그 결과, 전력 증폭된 오디오 신호는 트랜스포머(T1)의 1차 코일(L1)을 통과하면서 차단주파수(fc)(즉, 크로스오버 주파수) 이하의 저주파 대역의 오디오 신호만 통과되어 저음역 스피커(30)로 인가되고, 트랜스포머(T1)의 1차 코일(L1)을 통과하지 못한 나머지 대역, 즉 고주파 대역의 오디오 신호는 트랜스포머(T1)의 2차 코일(L2)로부터 추출될 수 있다.As a result, the power-amplified audio signal passes through the primary coil L1 of the transformer T1 and passes only the audio signal in the low-frequency band lower than the cutoff frequency fc (that is, the crossover frequency), so that the low-frequency speaker 30 The audio signal of the remaining band, that is, the high frequency band, which is applied to and does not pass through the primary coil L1 of the transformer T1 may be extracted from the secondary coil L2 of the transformer T1.

상기 저역 통과 필터(LPF)의 시정수(τ)는 트랜스포머(T1)의 1차측 1차 코일(L1)의 인덕턴스 값에 의해 크로스오버 주파수가 결정된다.The time constant (τ) of the low-pass filter (LPF) is determined by the inductance value of the primary-side primary coil (L1) of the transformer (T1).

이때의 차단주파수(fc)는 트랜스포머(T1)의 1차 코일(L1)과 저음역 스피커(30)에 의해 형성되는 저역 통과 필터(LPF)의 계산식에 의거 하기 수학식 1과 같이 계산된다.The cutoff frequency fc at this time is calculated as shown in Equation 1 below based on the calculation formula of the low pass filter LPF formed by the primary coil L1 of the transformer T1 and the low frequency speaker 30.

Figure 112019065010231-pat00002
Figure 112019065010231-pat00002

여기서, R은 저음역 스피커(30)의 임피던스이고, L은 1차 코일(L1)의 인덕턴스이다.Here, R is the impedance of the low-range speaker 30, and L is the inductance of the primary coil L1.

본 발명에 따른 크로스오버 네트워크(20)에서는 도 2에 도시된 바와 같이 트랜스포머(T1)의 1차 코일(L1)의 인덕턴스와 저음역 스피커(30)의 임피던스에 의해 상기 수학식 1로 결정되는 차단주파수(fc)(즉, 크로스오버 주파수)를 기준으로 트랜스포머(T1)의 1차 코일(L1)로부터 추출되는 저주파(저음역) 오디오 신호와 2차 코일(L2)로부터 자동으로 추출되는 중간 주파수 및 고주파수(중고음역) 오디오 신호는 대칭되는 스펙트럼을 나타내며, 즉 크로스오버 포인트를 기준으로 시메트릭 주파수 분할을 실현할 수 있다.In the crossover network 20 according to the present invention, the cutoff frequency determined by Equation 1 is determined by the inductance of the primary coil L1 of the transformer T1 and the impedance of the low-range speaker 30 as shown in FIG. 2. Based on (fc) (i.e., the crossover frequency), the low-frequency (low-frequency) audio signal extracted from the primary coil (L1) of the transformer (T1) and the intermediate frequency and high-frequency automatically extracted from the secondary coil (L2) ( The mid-range) audio signal represents a symmetrical spectrum, that is, symmetric frequency division can be realized based on a crossover point.

상기한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 크로스오버 네트워크(20)는 단 하나의 트랜스포머(T1)를 사용하여 구현되며, 별도의 파워 앰프를 사용하지 않고 바로 각 대역의 스피커를 구동시킬 수 있다.As described above, the crossover network 20 according to the first embodiment of the present invention is implemented using only one transformer (T1), and can directly drive the speakers of each band without using a separate power amplifier. I can.

본 발명의 제1실시예에 따른 크로스오버 네트워크(20)는 저음역 스피커(30)와 중고음역 스피커(40)의 임피던스와 음압이 동일한 경우를 예시한 것이며, 본 발명에서는 저음역 스피커(30)와 중고음역 스피커(40) 사이의 음압 차이가 있는 경우에도 제2실시예와 같이 적용될 수 있다.The crossover network 20 according to the first embodiment of the present invention illustrates a case where the impedance and sound pressure of the low-frequency speaker 30 and the mid-range speaker 40 are the same, and in the present invention, the low-frequency speaker 30 and the used sound pressure are the same. Even when there is a difference in sound pressure between the sound range speakers 40, it can be applied as in the second embodiment.

저음역 스피커(30)의 효율이 100dB/W, 8Ω이고, 중고음역 스피커(40)의 효율이 110dB/W, 16Ω의 경우에는 각 스피커 유닛 간의 효율 차이와 임피던스 차이가 발생하므로 적절한 에너지 전달 및 배분을 위해서는 트랜스포머(T1)의 2차측에 별도의 적정 출력탭(TAP)과 임피던스 보정용 저항(R3)을 배치하는 것이 바람직하다.In the case where the efficiency of the low-range speaker 30 is 100dB/W and 8Ω, and the efficiency of the mid-range speaker 40 is 110dB/W and 16Ω, the difference in efficiency and impedance between each speaker unit occurs, so appropriate energy transfer and distribution are required. For this purpose, it is preferable to provide a separate appropriate output tap (TAP) and an impedance correction resistor (R3) on the secondary side of the transformer (T1).

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 각 음역별 스피커 사이의 음압 차이를 보상하기 위한 음압차이보상수단을 구비한 크로스오버 네트워크를 포함하는 멀티웨이 스피커 시스템을 나타내는 회로도이다.3 is a circuit diagram showing a multiway speaker system including a crossover network including a sound pressure difference compensating means for compensating for a sound pressure difference between speakers for each sound range according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티웨이 스피커 시스템은 크로스오버 네트워크(21)에 저음역 스피커와 중고음역 스피커 사이의 음압 차이를 제거하여 밸런스를 맞추기 위해 복수의 출력탭(T11-T15)을 트랜스포머(T1)의 2차 코일(L2)로부터 인출하고 있는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.Referring to FIG. 3, in the multiway speaker system according to the second embodiment of the present invention, a plurality of output taps (T11) in order to balance the sound pressure difference between a low-range speaker and a high-range speaker in the crossover network 21 are eliminated. It differs from the first embodiment in that -T15) is drawn out from the secondary coil L2 of the transformer T1.

따라서, 제2실시예에 설명시에 제1실시예와 동일한 부분은 동일한 부재번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.Accordingly, when describing the second embodiment, the same parts as those of the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed descriptions are omitted.

본 발명의 제2실시예에 따른 크로스오버 네트워크(21)은 트랜스포머(T1)의 2차 코일(L2)에 저음역 스피커(30)와 중고음역 스피커(40) 사이의 음압 차이에 대응하는 복수의 출력탭(T11-T15)이 부가되어 있고, 복수의 출력탭(T11-T15)과 중고음역 스피커(40) 사이에는 복수의 출력탭(T11-T15) 중 하나를 선택하기 위한 탭선택기(SW)가 연결되어 있다.The crossover network 21 according to the second embodiment of the present invention has a plurality of outputs corresponding to the difference in sound pressure between the low-range speaker 30 and the mid-range speaker 40 in the secondary coil L2 of the transformer T1. Taps T11-T15 are added, and a tap selector SW for selecting one of the plurality of output taps T11-T15 is provided between the plurality of output taps T11-T15 and the mid-range speaker 40. connected.

각 출력탭(T11-T15)별 음압 차이와 효율 및 임피던스 정합용 저항값을 하기 표 1에 정리하여 나타내었다.The sound pressure difference, efficiency, and impedance matching resistance values for each output tap (T11-T15) are summarized in Table 1 below.

음압 차이Sound pressure difference 출력탭(효율)Output tab (efficiency) 임피던스 보정용 저항(R3)Resistance for impedance correction (R3) 00 T11(100%)T11 (100%) -6dB/oct-6dB/oct T12(50%)T12 (50%) R1×1.15R1×1.15 -8dB/oct-8dB/oct T13(40%)T13 (40%) R1×1.09R1×1.09 -10dB/oct-10dB/oct T14(31.5%)T14 (31.5%) R1×1.05R1×1.05 -12dB/oct-12dB/oct T15(25%)T15 (25%) R1×1.04R1×1.04

저음역 스피커(30)와 중고음역 스피커(40) 사이에 음압 차이가 발생하는 경우, 일반적으로 중고음역 스피커(40) 쪽의 음압이 높아 중고음역 스피커(40)(즉, 트위터)의 소리를 감쇄시켜주는 것이 요구된다.When a sound pressure difference occurs between the low-pitched speaker 30 and the mid-range speaker 40, the sound pressure of the middle-high-pitched speaker 40 is generally high, so that the sound of the mid-range speaker 40 (ie, tweeter) is attenuated. It is required to give.

상기 표 1과 같이 저음역 스피커(30)와 중고음역 스피커(40) 사이의 음압의 차이가 예를 들어, -10dB인 경우, 트랜스포머(T1)의 2차 코일(L2)(즉, 2차 권선)의 효율 31.5%의 출력탭(T14)을 중고음역 스피커(40)에 연결하면, 음압의 차이를 없애줄 수 있다(즉, 20log0.315= -10dB).As shown in Table 1 above, when the difference in sound pressure between the low-pitched speaker 30 and the mid-range speaker 40 is, for example, -10 dB, the secondary coil L2 of the transformer T1 (that is, the secondary winding) When the output tap (T14) having an efficiency of 31.5% is connected to the mid-range speaker 40, the difference in sound pressure can be eliminated (that is, 20log0.315 = -10dB).

단, 탭선택기(SW)를 회전시켜서 효율 31.5%의 출력탭(T14)을 16Ω의 중고음역 스피커(40)를 연결하면 트랜스포머(T1)의 2차 코일(L2)의 임피던스(R2)는 약 160Ω(3.17×3.17×16=160.8Ω)이 되므로 임피던스가 맞지 않아 에너지 전달이 제대로 될 수가 없다.However, when the tap selector (SW) is rotated and the output tap (T14) with an efficiency of 31.5% is connected to the 16Ω mid-range speaker 40, the impedance (R2) of the secondary coil (L2) of the transformer (T1) is approximately 160Ω. Since it becomes (3.17×3.17×16=160.8Ω), the energy cannot be transferred properly because the impedance does not match.

이때 트랜스포머(T1)의 2차 코일(L2)의 출력단(T11)과 접지 사이에 임피던스 정합용 저항(IMPEDANCE MATCHING RESISTANCE)(R3)을 연결하여 트랜스포머(T1)의 1차측과 2차측 사이에 에너지 전달을 최적화시키는 것이 바람직하다. 임피던스 정합용 저항(R3)은 가변저항을 적용하는 것이 바람직하다.At this time, an impedance matching resistor (R3) is connected between the output terminal (T11) of the secondary coil (L2) of the transformer (T1) and the ground to transfer energy between the primary and secondary sides of the transformer (T1). It is desirable to optimize. It is preferable to apply a variable resistance as the impedance matching resistor R3.

임피던스 정합용 저항(R3)으로 8.45Ω을 설정하면, 트랜스포머(T1)의 1차 코일(L1)과 2차 코일(L2) 사이에 임피던스 정합(8Ω대 8Ω)을 이루어 에너지 전달을 최적화시킨다.(이 경우, 트랜스포머(T1)의 2차 코일(L2) 측의 임피던스는 8.45//160=8Ω이 된다.)If 8.45Ω is set as the impedance matching resistor (R3), an impedance matching (8Ω vs. 8Ω) is achieved between the primary coil (L1) and the secondary coil (L2) of the transformer (T1) to optimize energy transfer. In this case, the impedance of the transformer T1 on the secondary coil L2 side is 8.45//160 = 8Ω.)

상기한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 크로스오버 네트워크(21)는 저음역 스피커(30)와 중고음역 스피커(40) 사이에 음압 차이를 고려하여 탭선택기(SW)에 의해 복수의 출력탭(T11-T15) 중 하나를 선택하여 중고음역 스피커(40)에 연결하고, 트랜스포머(T1)의 1차 코일(L1)과 2차 코일(L2) 사이에 임피던스 정합을 이루도록 임피던스 정합용 저항(R3)의 저항값을 설정하면, 저음역 스피커와 중고음역 스피커 사이의 음압 차이를 제거하여 밸런스를 맞출 수 있다. As described above, in the crossover network 21 according to the second embodiment of the present invention, a plurality of outputs by the tap selector (SW) in consideration of the sound pressure difference between the low-range speaker 30 and the middle-high range speaker 40 Select one of the taps (T11-T15) and connect it to the mid-range speaker 40, and the impedance matching resistor(s) to achieve impedance matching between the primary coil (L1) and the secondary coil (L2) of the transformer (T1). By setting the resistance value of R3), it is possible to achieve a balance by removing the difference in sound pressure between the low and mid-range speakers.

제2실시예에 따른 크로스오버 네트워크(21)는 제1실시예와 동일하게 도 2에 도시된 바와 같이 차단주파수(fc), 즉, 크로스오버 주파수를 기준으로 대칭되게 트랜스포머(T1)에 의해 정확한 시메트릭(symmetric) 주파수 분할이 이루어진다.The crossover network 21 according to the second embodiment is the same as in the first embodiment, as shown in FIG. 2, and is symmetrically based on the cutoff frequency fc, that is, the crossover frequency. Symmetric frequency division is performed.

트랜스포머(T1)의 1차측 1차 코일(L1)의 인덕턴스 값과 저음역 스피커(30)의 임피던스(R1)에 의해 크로스오버 주파수(fc)가 결정되고, 1차측에서 저음역 스피커(30)로 통과되어진 저음역 주파수를 제외한 오디오 신호(중고음역 주파수)는 트랜스포머(T1)의 2차측 2차 코일(L2)로 유도되어 중고음역 스피커(40)에 전달됨에 따라 멀티웨이 스피커에서 상호간에 간섭이 발생하지 않는다.The crossover frequency (fc) is determined by the inductance value of the primary coil (L1) of the primary side of the transformer (T1) and the impedance (R1) of the low-range speaker 30, and passed from the primary side to the low-frequency speaker 30. Audio signals (middle and high frequency) excluding the low frequency range are guided to the secondary secondary coil L2 of the transformer T1 and transmitted to the middle and high range speaker 40, so that interference does not occur in the multiway speaker.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 3개 주파수 대역으로 분리하는 크로스오버 네트워크를 포함하는 멀티웨이 스피커 시스템을 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram showing a multiway speaker system including a crossover network divided into three frequency bands according to a third embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 멀티웨이 스피커 시스템은 3개 주파수 대역으로 분리하는 크로스오버 네트워크(22)를 포함한다. Referring to FIG. 4, a multiway speaker system according to a third embodiment of the present invention includes a crossover network 22 that is divided into three frequency bands.

상기 크로스오버 네트워크(22)는 파워 앰프(10)에서 전력 증폭된 오디오 신호를 수신한 후, 3개 주파수 대역으로 분리한 후, 각각 저주파 오디오 신호를 재생하기 위한 저음역 스피커(31), 중간 주파수 오디오 신호를 재생하기 위한 중음역 스피커(midrange)(32) 및 고주파 오디오 신호를 재생하기 위한 고음역 스피커(33)로 인가한다. The crossover network 22 receives the audio signal power amplified by the power amplifier 10, divides it into three frequency bands, and then, a low-frequency speaker 31 for reproducing a low-frequency audio signal, and an intermediate frequency audio signal. It is applied to a midrange speaker 32 for reproducing a signal and a high-range speaker 33 for reproducing a high frequency audio signal.

상기 저주파 오디오 신호를 재생하기 위한 저음역 스피커(31)는 우퍼(woofer)를 적용하며, 중간 주파수 오디오 신호를 재생하기 위한 중음역 스피커(midrange)(32)는 스코커(squawker), 고주파 오디오 신호를 재생하기 위한 고음역 스피커(33)는 트위터(tweeter)를 적용할 수 있다. The low-range speaker 31 for reproducing the low-frequency audio signal applies a woofer, and the midrange 32 for reproducing the mid-frequency audio signal is a squawker and a high-frequency audio signal. The high-frequency speaker 33 for this purpose may apply a tweeter.

본 발명의 제3실시예에 따른 크로스오버 네트워크(22)는 두개의 제1 및 제2 트랜스포머(T21,T22)를 사용하여 구현될 수 있다.The crossover network 22 according to the third embodiment of the present invention may be implemented using two first and second transformers T21 and T22.

상기 제1트랜스포머(T21)는, 일단이 상기 파워 앰프(10)의 출력단에 연결되고 코어에 권선된 후 타단이 상기 저음역 스피커(31)의 입력단에 연결된 1차 코일(L1) 및 상기 1차 코일(L1)과 소정의 권선비(n)를 이루도록 코어에 권선된 후 일단이 접지되고 타단이 제2트랜스포머(T22)의 1차 코일(L3)에 연결되는 2차 코일(L2)을 포함한다.The first transformer T21 has one end connected to the output terminal of the power amplifier 10 and wound on the core, and the other end connected to the input terminal of the low-frequency speaker 31 and the primary coil L1 and the primary coil. It includes a secondary coil L2, which is wound on the core so as to achieve a predetermined turn ratio n with L1, one end is grounded and the other end is connected to the primary coil L3 of the second transformer T22.

상기 제2트랜스포머(T22)는, 일단이 상기 제1트랜스포머(T21)의 2차 코일(L2)의 출력단에 연결되고 코어에 권선된 후 타단이 상기 중음역 스피커(32)의 입력단에 연결된 1차 코일(L3) 및 상기 1차 코일(L3)과 소정의 권선비(n)를 이루도록 코어에 권선된 후 일단이 접지되고 타단이 상기 고음역 스피커(33)의 입력단에 연결되는 2차 코일(L4)을 포함한다.The second transformer T22 has one end connected to the output end of the secondary coil L2 of the first transformer T21, and the other end connected to the input end of the midrange speaker 32 after being wound on the core. (L3) and a secondary coil (L4) that is wound on the core to achieve a predetermined turn ratio (n) with the primary coil (L3), one end is grounded, and the other end is connected to the input terminal of the high-frequency speaker (33). do.

본 발명의 제3실시예에 따른 크로스오버 네트워크(22)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1트랜스포머(T21)의 1차 코일(L1)을 통과하면서 제1차단주파수(fc1), 즉, 제1크로스오버 주파수를 기준으로 제1차 주파수 분할이 이루어져서 저주파 오디오 신호는 저음역 스피커(31)에 인가되고, 저주파 오디오 신호를 제외한 오디오 신호(중고역 주파수)는 제1트랜스포머(T21)의 2차 코일(L2)로 유도되며, 제1트랜스포머(T21)의 2차 코일(L2)로 유도되어 분리된 중고역 주파수의 오디오 신호는 제2트랜스포머(T22)의 1차 코일(L3)로 인가된다. The crossover network 22 according to the third embodiment of the present invention passes through the primary coil L1 of the first transformer T21, as shown in FIG. 5A, while passing through the first cutoff frequency fc1, that is, The first frequency division is performed based on the first crossover frequency, so that the low-frequency audio signal is applied to the low-frequency speaker 31, and the audio signal (middle-high frequency) excluding the low-frequency audio signal is the secondary coil of the first transformer (T21). The audio signal of the middle and high frequency frequency is induced to L2 and separated by the secondary coil L2 of the first transformer T21 and is applied to the primary coil L3 of the second transformer T22.

제2트랜스포머(T22)의 1차 코일(L3)에 인가된 중고역 주파수의 오디오 신호는 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2트랜스포머(T22)의 1차 코일(L3)을 통과하면서 제2차단주파수(fc2), 즉, 제2크로스오버 주파수를 기준으로 제2차 주파수 분할이 이루어져서 중간 주파수 오디오 신호는 중음역 스피커(32)에 인가되고, 중간 주파수 오디오 신호를 제외한 고주파 오디오 신호는 제2트랜스포머(T22)의 2차 코일(L4)로 유도되며, 제2트랜스포머(T22)의 2차 코일(L4)로 유도되어 분리된 고역 주파수의 오디오 신호는 고음역 스피커(33)에 전달되어 고음역 스피커(33)를 구동한다.The audio signal of the middle and high frequency frequency applied to the primary coil L3 of the second transformer T22 passes through the primary coil L3 of the second transformer T22, as shown in FIG. 5B. (fc2), that is, the second frequency division is performed based on the second crossover frequency so that the intermediate frequency audio signal is applied to the midrange speaker 32, and the high frequency audio signal excluding the intermediate frequency audio signal is the second transformer (T22). ) Of the secondary coil (L4), the second transformer (T22) of the secondary coil (L4) of the separated high-frequency audio signal is transmitted to the high-frequency speaker 33 is transmitted to the high-frequency speaker 33 Drive.

즉, 본 발명의 제3실시예에 따른 크로스오버 네트워크(22)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1트랜스포머(T21)의 1차 코일(L1)을 통과하면서 제1차단주파수(fc1)를 기준으로 제1차 주파수 분할이 이루어져서, 저주파 오디오 신호와 전력 증폭된 오디오 신호로부터 저주파 오디오 신호를 제외한 나머지 대역, 즉 중고역 주파수의 오디오 신호로 분리된 후, 분리된 중고역 주파수의 오디오 신호는 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2트랜스포머(T22)의 1차 코일(L3)을 통과하면서 제2차단주파수(fc2), 즉, 제2크로스오버 주파수를 기준으로 제2차 주파수 분할이 이루어져서 중간 주파수 오디오 신호와 고주파 오디오 신호로 분리된다.That is, the crossover network 22 according to the third embodiment of the present invention transmits the first cutoff frequency fc1 while passing through the primary coil L1 of the first transformer T21, as shown in FIG. 5A. After the first frequency division is performed on the basis of the low-frequency audio signal and the power amplified audio signal, the remaining bands excluding the low-frequency audio signal, that is, the audio signal of the medium and high-frequency frequencies, are separated, and the separated audio signals of the medium and high-frequency frequencies are shown in FIG. As shown, while passing through the primary coil L3 of the second transformer T22, the second cutoff frequency fc2, that is, the second frequency division is performed based on the second crossover frequency, so that the intermediate frequency audio signal And high-frequency audio signals.

상기 크로스오버 네트워크(22)로부터 출력되는 저주파 오디오 신호는 저음역 스피커(31)에 인가되고, 중간 주파수 오디오 신호는 중음역 스피커(32)에 인가되며, 고역 주파수의 오디오 신호는 고음역 스피커(33)에 인가된다.The low-frequency audio signal output from the crossover network 22 is applied to the low-frequency speaker 31, the intermediate frequency audio signal is applied to the mid-range speaker 32, and the high-frequency audio signal is applied to the high-frequency speaker 33. do.

이 경우, 상기 제1차단주파수(fc1)는 제1트랜스포머(T21)의 1차 코일(L1)의 인덕턴스 값과 저음역 스피커(31)의 임피던스(R11)에 의해 결정되고, 상기 제2차단주파수(fc2)는 제2트랜스포머(T22)의 1차 코일(L3)의 인덕턴스 값과 중음역 스피커(32)의 임피던스(R12)에 의해 결정될 수 있다.In this case, the first cutoff frequency fc1 is determined by the inductance value of the primary coil L1 of the first transformer T21 and the impedance R11 of the low-range speaker 31, and the second cutoff frequency ( fc2) may be determined by the inductance value of the primary coil L3 of the second transformer T22 and the impedance R12 of the midrange speaker 32.

상기한 실시예 설명에서는 크로스오버 네트워크가 2개 또는 3개 주파수 대역으로 분리하는 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 복수의 주파수 대역으로 주파수를 분할하는 것으로 변형될 수 있다. In the above description of the embodiment, it is illustrated that the crossover network is divided into two or three frequency bands, but the present invention is not limited thereto and may be modified to divide the frequency into a plurality of frequency bands.

즉, 본 발명에 따른 크로스오버 네트워크는 전단 트랜스포머의 2차 코일의 출력이 다음단 트랜스포머의 1차 코일에 연결되는 복수의 트랜스포머를 포함하며, 상기 복수의 트랜스포머는 각각 전단 트랜스포머의 1차 코일로부터 입력신호로부터 저주파 신호의 1차 주파수 분리가 이루어지고, 나머지 대역의 주파수 신호는 2차 코일에 유도되어 분리된 후 나머지 대역의 주파수 신호가 후단 트랜스포머의 1차 코일로 인가되는 방식으로 복수의 주파수 대역으로 주파수 분할이 이루어질 수 있다. That is, the crossover network according to the present invention includes a plurality of transformers in which the output of the secondary coil of the front-end transformer is connected to the primary coil of the next-stage transformer, and the plurality of transformers are each input from the primary coil of the front-end transformer. The primary frequency of the low-frequency signal is separated from the signal, and the frequency signal of the remaining band is induced and separated by the secondary coil, and then the frequency signal of the remaining band is applied to the primary coil of the downstream transformer. Frequency division can be done.

상기한 실시예 설명에서는 크로스오버 네트워크에 구비된 트랜스포머의 1차 코일과 2차 코일의 출력단으로부터 입력신호의 주파수를 저역 주파수 신호와 고역 주파수 신호로 분할하는 기능을 가지는 것을 예시하였으며, 이를 이용하면 저역 통과 필터(LPF)와 고역 통과 필터(HPF) 및 대역 통과 필터(BPF)를 쉽게 구현할 수 있다.In the above description of the embodiment, it has been illustrated that the frequency of the input signal from the output terminals of the primary coil and the secondary coil of the transformer provided in the crossover network is divided into a low-frequency signal and a high-frequency signal. Pass filters (LPF), high pass filters (HPF) and band pass filters (BPF) can be easily implemented.

본 발명에서는 트랜스포머 소자 하나로 저음역 주파수 신호와 고음역 주파수 신호를 분할시키며, 트랜스포머의 1차 코일의 출력단으로부터 저음역 주파수 신호를 출력하고, 1차 코일을 통과한 저음역 주파수 신호를 제외한 고음역 주파수 신호는 정확한 크로스오버(crossover) 주파수로 분리되며, 동일한 기울기로 저음역 주파수 신호가 빠진 대칭된 고음역 주파수 신호를 2차 코일측으로 유기시켜 완벽한 크로스오버를 구현한다.In the present invention, a low-frequency signal and a high-frequency signal are divided with one transformer element, and a low-frequency signal is output from the output terminal of the primary coil of the transformer, and the high-frequency signal except for the low-frequency signal passing through the primary coil is accurate crossover. (crossover) A symmetrical high-frequency signal from which the low-frequency signal is omitted with the same slope is induced to the secondary coil to realize a perfect crossover.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is to be specified by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the concept of equivalents thereof should be interpreted as being included in the scope of the present invention. .

본 발명은 음질에 악영향을 미치는 커패시터를 없애고 단 하나의 트랜스포머만을 채용하여 크로스오버 포인트에서 정확한 시메트릭 주파수 분할을 구현할 수 있는 크로스오버 네트워크, 이를 이용한 멀티웨이 스피커 시스템 및 오디오 시스템에 적용될 수 있다.The present invention can be applied to a crossover network capable of implementing accurate symmetric frequency division at a crossover point by eliminating a capacitor that adversely affects sound quality and employing only one transformer, and a multiway speaker system and audio system using the same.

10: 파워 앰프 20-22: 크로스오버 네트워크
30,31:저음역 스피커 32: 중음역 스피커
33: 고음역 스피커 40: 중고음역 스피커
L1,L3: 1차 코일 L2,L4: 2차 코일
R1,R2,R11-R13: 임피던스 R10: 임피던스 정합용 저항
SW: 탭선택기 T11-T15: 출력탭
OT: 출력단
10: power amplifier 20-22: crossover network
30, 31: low range speaker 32: mid range speaker
33: high-range speaker 40: mid-range speaker
L1,L3: primary coil L2,L4: secondary coil
R1,R2,R11-R13: Impedance R10: Resistance for impedance matching
SW: Tap selector T11-T15: Output tap
OT: output stage

Claims (12)

오디오 신호를 수신한 후 1차 코일을 통과하면서 크로스오버 주파수를 기준으로 저주파 오디오 신호와 중고주파 오디오 신호의 2개 주파수 대역으로 분리하고, 상기 저주파 오디오 신호는 저음역 스피커로 인가하고 상기 중고주파 오디오 신호는 중고음역 스피커로 인가하는 제1트랜스포머;를 포함하며,
상기 제1트랜스포머는
상기 오디오 신호가 수신되는 일단이 코어에 권선된 후 타단이 상기 저음역 스피커의 입력단에 연결된 1차 코일; 및
상기 코어에 권선된 후 일단이 접지되고 타단이 상기 중고음역 스피커의 입력단에 연결되는 2차 코일;을 포함하는 크로스오버 네트워크.
After receiving the audio signal, passing through the primary coil and separating it into two frequency bands of a low-frequency audio signal and a medium-high frequency audio signal based on a crossover frequency, the low-frequency audio signal is applied to a low-frequency speaker, and the medium-frequency audio signal Includes; a first transformer applied to the mid-range speaker,
The first transformer is
A primary coil having one end to which the audio signal is received is wound around a core and the other end connected to the input end of the low-range speaker; And
Crossover network comprising a; a secondary coil wound around the core, one end is grounded and the other end is connected to the input terminal of the middle and high frequency range speaker.
제1항에 있어서,
상기 저음역 스피커와 중고음역 스피커 사이의 음압의 차이를 보상하도록 트랜스포머의 2차 코일의 출력을 감쇄시키기 위한 복수의 출력탭;
상기 저음역 스피커와 중고음역 스피커 사이의 음압의 차이에 대응하여 복수의 출력탭 중 하나를 중고음역 스피커에 연결하기 위한 탭선택기; 및
상기 2차 코일의 출력단과 접지 사이에 삽입되어 제1트랜스포머의 1차 코일과 2차 코일 사이에 임피던스를 정합시키기 위한 임피던스 정합용 저항;을 더 포함하는 크로스오버 네트워크.
The method of claim 1,
A plurality of output taps for attenuating the output of the secondary coil of the transformer to compensate for a difference in sound pressure between the low-pitched speaker and the mid-range speaker;
A tap selector configured to connect one of a plurality of output taps to a mid-range speaker in response to a difference in sound pressure between the low-pitched speaker and the mid-range speaker; And
The crossover network further comprising an impedance matching resistor inserted between the output terminal of the secondary coil and the ground to match the impedance between the primary coil and the secondary coil of the first transformer.
제2항에 있어서,
상기 저음역 스피커와 중고음역 스피커 사이의 음압의 차이는 -6db/oct, -8db/oct, -10db/oct, -12db/oct 중 하나인 크로스오버 네트워크.
The method of claim 2,
The difference in sound pressure between the low-range speaker and the mid-range speaker is one of -6db/oct, -8db/oct, -10db/oct, and -12db/oct.
제1항에 있어서,
상기 저주파 오디오 신호와 중고주파 오디오 신호의 주파수 분리가 이루어지는 크로스오버 주파수는 상기 제1트랜스포머의 1차 코일의 인덕턴스 값과 저음역 스피커의 임피던스에 의해 결정되는 차단주파수인 크로스오버 네트워크.
The method of claim 1,
The crossover frequency at which the frequency separation between the low frequency audio signal and the medium frequency audio signal is performed is a cutoff frequency determined by an inductance value of a primary coil of the first transformer and an impedance of a low frequency speaker.
파워 앰프에서 전력 증폭된 오디오 신호가 1차 코일을 통과하면서 제1크로스오버 주파수를 기준으로 제1차 주파수 분할이 이루어져서 저주파 오디오 신호는 저음역 스피커에 인가되고, 상기 저주파 오디오 신호를 제외한 중고역 주파수의 오디오 신호는 제1트랜스포머의 2차 코일로 유도되며, 제1트랜스포머의 2차 코일로 유도되어 분리된 중고역 주파수의 오디오 신호를 발생하는 제1트랜스포머; 및
상기 중고역 주파수의 오디오 신호가 1차 코일에 인가된 후 1차 코일을 통과하면서 제2크로스오버 주파수를 기준으로 제2차 주파수 분할이 이루어져서 중간 주파수 오디오 신호는 중음역 스피커에 인가되고, 상기 중간 주파수 오디오 신호를 제외한 고주파 오디오 신호는 2차 코일로 유도되며, 2차 코일로 유도되어 분리된 고역 주파수의 오디오 신호는 고음역 스피커에 인가되는 제2트랜스포머;를 포함하는 크로스오버 네트워크.
As the audio signal power amplified by the power amplifier passes through the primary coil, the first frequency is divided based on the first crossover frequency, so that the low-frequency audio signal is applied to the low-frequency speaker, and the audio of the mid-range frequency excluding the low-frequency audio signal A first transformer, wherein the signal is guided to the secondary coil of the first transformer, and is guided to the secondary coil of the first transformer to generate an audio signal of a separated medium and high frequency frequency; And
After the audio signal of the mid-range frequency is applied to the primary coil, the secondary frequency is divided based on the second crossover frequency while passing through the primary coil, so that the intermediate frequency audio signal is applied to the midrange speaker, and the intermediate frequency audio A crossover network comprising: a second transformer in which the high frequency audio signal excluding the signal is guided to the secondary coil, and the audio signal of the high frequency frequency separated by being guided to the secondary coil is applied to the high frequency speaker.
제5항에 있어서,
상기 제1트랜스포머는, 일단이 파워 앰프의 출력단에 연결되고 코어에 권선된 후 타단이 상기 저음역 스피커의 입력단에 연결된 1차 코일 및 상기 코어에 권선된 후 일단이 접지되고 타단이 제2트랜스포머의 1차 코일에 연결되는 2차 코일을 포함하며,
상기 제2트랜스포머는, 일단이 상기 제1트랜스포머의 2차 코일의 출력단에 연결되고 코어에 권선된 후 타단이 상기 중음역 스피커의 입력단에 연결된 1차 코일 및 상기 코어에 권선된 후 일단이 접지되고 타단이 상기 고음역 스피커의 입력단에 연결되는 2차 코일을 포함하는 크로스오버 네트워크.
The method of claim 5,
The first transformer has one end connected to the output terminal of the power amplifier and wound on the core, and the other end is connected to the input terminal of the low-range speaker, and the primary coil is wound on the core, and one end is grounded and the other end is 1 of the second transformer. It includes a secondary coil connected to the primary coil,
The second transformer has one end connected to the output terminal of the secondary coil of the first transformer and wound on the core, and the other end is wound on the primary coil and the core connected to the input terminal of the midrange speaker, and one end is grounded and the other end A crossover network including a secondary coil connected to the input terminal of the high-frequency speaker.
제5항에 있어서,
상기 제1크로스오버 주파수(fc)는 하기 수학식 1로 구해지는 크로스오버 네트워크.
[수학식 1]
Figure 112019065010231-pat00003

여기서, R은 저음역 스피커의 임피던스이고, L은 1차 코일의 인덕턴스이다.
The method of claim 5,
The first crossover frequency fc is a crossover network obtained by Equation 1 below.
[Equation 1]
Figure 112019065010231-pat00003

Here, R is the impedance of the low-range speaker and L is the inductance of the primary coil.
전단 트랜스포머의 2차 코일의 출력이 다음단 트랜스포머의 1차 코일에 연결되는 복수의 트랜스포머를 포함하며,
상기 복수의 트랜스포머는 각각 상기 전단 트랜스포머의 1차 코일로부터 입력신호로부터 저주파 신호의 1차 주파수 분리가 이루어지고, 나머지 대역의 주파수 신호는 2차 코일에 유도되어 분리된 후 나머지 대역의 주파수 신호가 후단 트랜스포머의 1차 코일로 인가되는 방식으로 복수의 주파수 대역으로 주파수 분할이 이루어지는 크로스오버 네트워크.
Includes a plurality of transformers in which the output of the secondary coil of the previous transformer is connected to the primary coil of the next transformer,
In each of the plurality of transformers, the primary frequency of the low-frequency signal is separated from the input signal from the primary coil of the front-end transformer, and the frequency signals of the remaining bands are induced and separated by the secondary coil, and then the frequency signals of the remaining bands are rearranged. A crossover network in which frequency is divided into a plurality of frequency bands in a manner applied to the primary coil of a transformer.
트랜스포머의 1차 코일의 입력단에 주파수 분할될 입력신호가 인가되는 단계;
상기 1차 코일을 통과하여 1차 코일의 출력단으로부터 입력신호로부터 저주파 신호가 분리되어 저음역 스피커로 출력되는 단계; 및
상기 저주파 신호를 제외한 나머지 대역의 중고주파 신호를 상기 트랜스포머의 2차 코일로 유도하여 분리한 후 중고음역 스피커로 출력하는 단계;를 포함하며,
상기 저주파 신호의 분리는 트랜스포머의 1차 코일의 인덕턴스 값과 저음역 스피커의 임피던스에 의해 결정되는 차단주파수(fc)를 기준으로 이루어지는 크로스오버 네트워크의 주파수 분할방법.
Applying an input signal to be frequency-divided to an input terminal of the primary coil of the transformer;
Passing through the primary coil, separating a low frequency signal from an input signal from an output terminal of the primary coil and outputting the low frequency signal to a low-frequency speaker; And
Inducing and separating the middle and high frequency signals of the remaining bands except for the low frequency signal to the secondary coil of the transformer, and outputting them to a middle and high frequency speaker; including,
The frequency division method of a crossover network in which the low frequency signal is separated based on a cutoff frequency (fc) determined by an inductance value of a primary coil of a transformer and an impedance of a low frequency speaker.
저음역 스피커;
중음역 스피커;
고음역 스피커;
오디오 신호를 수신한 후 저주파 오디오 신호와 중고주파 오디오 신호의 2개 주파수 대역으로 분리하고, 상기 저주파 오디오 신호는 상기 저음역 스피커로 인가하고 상기 중고주파 오디오 신호를 출력하는 제1트랜스포머; 및
상기 중고주파 오디오 신호를 수신한 후 중간주파 오디오 신호와 고주파 오디오 신호의 2개 주파수 대역으로 분리하고, 상기 중간주파 오디오 신호는 상기 중음역 스피커로 인가하고 상기 고주파 오디오 신호는 상기 고음역 스피커로 인가하는 제2트랜스포머;를 포함하는 멀티웨이 스피커 시스템.
Bass speaker;
Midrange speakers;
Treble speakers;
A first transformer for receiving the audio signal and separating it into two frequency bands of a low frequency audio signal and a medium frequency audio signal, applying the low frequency audio signal to the low frequency speaker, and outputting the medium frequency audio signal; And
After receiving the middle frequency audio signal, the intermediate frequency audio signal and the high frequency audio signal are separated into two frequency bands, and the intermediate frequency audio signal is applied to the midrange speaker and the high frequency audio signal is applied to the high frequency speaker. Multi-way speaker system including; 2 transformers.
제10항에 있어서,
상기 제1트랜스포머의 1차 코일을 통과하면서 상기 1차 코일의 출력단으로부터 수신된 오디오 신호로부터 저주파 오디오 신호가 분리되어 제1차단주파수를 기준으로 제1차 주파수 분할이 이루어지고, 상기 수신된 오디오 신호로부터 저주파 오디오 신호를 제외한 나머지 중고주파 오디오 신호는 상기 제1트랜스포머의 2차 코일로 유도되어 분리되며,
분리된 중고주파 오디오 신호는 제2트랜스포머의 1차 코일을 통과하면서 상기 제2트랜스포머의 1차 코일의 출력단으로부터 중간주파 오디오 신호가 분리되어 제2차단주파수를 기준으로 제2차 주파수 분할이 이루어지고, 상기 중고주파 오디오 신호로부터 분리된 중간주파 오디오 신호를 제외한 나머지 고주파 오디오 신호는 상기 제2트랜스포머의 2차 코일로 유도되어 분리되는 멀티웨이 스피커 시스템.
The method of claim 10,
A low-frequency audio signal is separated from the audio signal received from the output terminal of the primary coil while passing through the primary coil of the first transformer, and the first frequency is divided based on the first cutoff frequency, and the received audio signal The remaining medium and high frequency audio signals excluding the low frequency audio signal from are guided to the secondary coil of the first transformer and separated,
The separated middle frequency audio signal passes through the primary coil of the second transformer, and the intermediate frequency audio signal is separated from the output terminal of the primary coil of the second transformer, and the second frequency is divided based on the second cutoff frequency. And the high frequency audio signals other than the intermediate frequency audio signal separated from the middle frequency audio signal are guided to and separated from the secondary coil of the second transformer.
오디오 신호를 전력 증폭하는 파워 앰프;
저음역 스피커;
중음역 스피커;
고음역 스피커;
상기 전력 증폭된 오디오 신호를 수신한 후 저주파 오디오 신호와 중고주파 오디오 신호의 2개 주파수 대역으로 분리하고, 상기 저주파 오디오 신호는 상기 저음역 스피커로 인가하고 상기 중고주파 오디오 신호를 출력하는 제1트랜스포머; 및
상기 중고주파 오디오 신호를 수신한 후 중간주파 오디오 신호와 고주파 오디오 신호의 2개 주파수 대역으로 분리하고, 상기 중간주파 오디오 신호는 상기 중음역 스피커로 인가하고 상기 고주파 오디오 신호는 상기 고음역 스피커로 인가하는 제2트랜스포머;를 포함하는 오디오 시스템.
A power amplifier that power-amplifies the audio signal;
Bass speaker;
Midrange speakers;
Treble speakers;
A first transformer for receiving the power-amplified audio signal and separating it into two frequency bands of a low frequency audio signal and a medium frequency audio signal, applying the low frequency audio signal to the low frequency speaker and outputting the medium frequency audio signal; And
After receiving the middle frequency audio signal, the intermediate frequency audio signal and the high frequency audio signal are separated into two frequency bands, and the intermediate frequency audio signal is applied to the midrange speaker and the high frequency audio signal is applied to the high frequency speaker. Audio system including; 2 transformers.
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JPH04267700A (en) * 1990-11-08 1992-09-24 Sonus Faber Srl Filtering-device for high-frequency loud speaker
KR101843424B1 (en) 2016-10-25 2018-03-30 배성호 Multi-way speaker system for adjusting exactly balance between high frequency audio signal and low frequency audio signal

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