PT93132A - Aparelho para melhorar o som estereofonico - Google Patents

Description

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MEMÓRIA DESCRITIVA

0 presente invento refere-se a um aparelho para melhorar o som estereofónico produzido por televisores, e mais particularmente, a melhorar a qualidade e direccionalidade do som pro duzido por altifalantes internos dos ditos televisores. ANTECEDENTES É comum nos chamados televisores "de mesa" ou "portáteis" terem altifalantes estereofónicos apontados exteriormente de ambos os lados do aparelho, em vez de terem os altifalentes apontados para a frente do aparelho voltados para o espectador· Isto ó feito para várias razões. Primeiro ó desejável conservar o tamanho da caixa tão pequeno quanto possível por razões económicas. Quanto mais pequeno for o tamanho da caixa, menos material é usado para produzir a caixa, o que permite menores custos de produção bera como de transporte. Segundo, ó desejável conservar a caixa tão pequena quanto possível para conveniência do cliente, para permitir ao cliente uma maior flexibilidade na colocação do televisor para ser visto. A direccionalidade distinguida, do som estereofónico forne eido pelos altifalantes apontados para os lados de um televisor, ó grandemente reduzida visto que o som é apontado para longe do espectador, em direcção às paredes reflectoras da sala. lesmo que os altifalantes estejam apontados para a parte frontal de um televisor "de mesa", os altifalantes podem ser de qualidade relativamente pobre por diversas razões. Primeiro, a qualidade dos altifalantes usados nos modelos de televisores de mesa têm, normalmente, resposta de baixos e capacidade de potência limita das. Segundo, a direccionalidade estereofónica, de tais altifalantes do modelo de mesa, ó mínima visto que o espaçamento en tre os altifalantes é limitado pelo tamanho da caixa, o qual ó, muitas vezes, inadequado para proporcionar uma percepção estereofónica espacial adequada.

Por consequência, é desejável melhorar a direccionalidade espacial do som estereofónico de modo a ser distinguida pelo espectador, acima e mais além da fornecida pelos altifalantes colocados internamente no televisor mesmo quando os ditos altifalantes estão dispostos frontalmente, e especialmente quando -3- 70 575 EGA 85,403 eles estão de lado» É também desejável perm.itIr, ao utilizador do televisor, melhorar a qualidade do som produzido, acima e pa ra além dos altifalantes fornecidos internamente na caixa do te levisor.

SUMÁRIO DO INVENTO

Resumidamente, o presente invento proporciona para aparelho e um processo para o mesmo, para melhorar o som estereofóni co de uma fonte, tal como um televisor "de mesa" ou "portatel" ou outra fonte fornecendo som estereofónico, tendo pelo menos dois altifalantes dispostos dentro da caixa da fonte, sendo o sinal que alimenta os altifalantes internos, acessível externamente através de uma tomada ou semelhante. Prevê-se que sejam proporcionados, pelo menos, outros dois altifalantes externos à fonte e que os altifalantes externos sejam, de preferência, dispostos numa relação de afastamento maior do que a relação de afastamento dos altifalantes internos, com os ditos altifalantes externos virados na direcção do ouvinte. Os canais estereo fónicos alimentam os altifalantes externos, enquanto uma mistura dos canais estereofónicos, isto é, um sinal diferença dos canais estereofónicos, alimenta cada um dos altifalantes internos a um nível de potência menor do que a·potência que alimenta cada um dos altifalantes externos. Gomo será explicado, em mais detalhe abaixo, desta maneira, a separação espacial estereofónica dos canais é melhorada, os altifalantes externos podem fornecer uma resposta de frequência melhorada, e os altifa lantes internos, funcionando a uma potência mais baixa, melhoram grandemente a qualidade espacial do som, adicionando o que se distingue como sendo o "ambiente reflectido". 0 efeito de "ambiente reflectido" cria um efeito de uma"parede de som"em vez de apenas as fontes pontuais de som dos altifalantes exter nos.

SESC5ICÁ0 DOS DESBMBDS

Para uma melhor compreensão do presente invento, podem-se referir os desenhos anexos em que: a Figura 1 mostra um diagrama de blocos de acordo com um aspecto do presente invento, -4- 70 575 RGA 85,403 a Figura 2 mostra uma representação de um televisor e um suporte de acordo com outro aspecto do presente invento, a Figura 3 mostra um diagrama de blocos de acordo com outro aspecto do presente invento ·

DBSGEIQÃO DETALHADA BA REALIZAÇÃO PREFERIDA

De modo comum, os altifalantes internos, de um televisor, tendo capacidade de som estereofónico, estão montados nos lados diametralmente opostos da caixa, irradiando as suas respostas sonoras e acústicas em direcções opostas ortogonais à direcção do espectador, o qual usualmente está, em geral, posicionado em frente do écran do dispositivo, por exemplo, um OET (tubo de raios catódicos). Im tal situação, a percepçãc espacial estereofónica do som do lado esquerdo, a qual deveria parecer vir do lado esquerdo, e o som do lado direito o qual deveria parecer vir do lado direito são reduzidos no efeito· Esta situação é comum por várias razões.

Primeiramente, o som estéreo não está orientado direccio-nalmente na direcção do espectador ou ouvinte, como pode ser o caso· 0 ouvinte ouve reflexões e reflexões das reflexões com mistura substancial dos sons laterais esquerdo e direito a serem recebidos por cada ouvido. Adicionalmente, estas reflexões são espalhadas numa grande área de parede tornando muito indefi^ nida a direcção distinguida de um som particular. Além disso, qualquer que seja a direccionalidade ela muda com a posição do ouvinte·

Em segundo lugar, para um televisor "de mesa" ou "portátil" ou semelhante, a distância entre os altifalantes, mesmo se os altifalantes estiverem dispostos na frente da caixa e apontados para o espectador, é limitada às dimensões da caixa, as quais são tipicamente insuficientes para um efeito estereofónico adequado .

Em terceiro lugar, os altifalantes fornecidos com os televisores "de mesa" ou "portáteis" podem não ser da qualidade mais alta.

Por consequência, é desejável melhorar o efeito estereofónico e qualidade do som de muitos televisores. -5- 70 575 RGA 85,403 í sabido que pode sei* conseguido um som. melhorado com a uti^ lização de altifalantes externos, tendo uma separação maior do que a separação entre os altifalantes internos do televisor, e tendo qualidade melhorada em relação aos altifalantes internos ao televisor. De acordo com um aspecto do presente invento, esta melhoria no som pode ser adicionalmente melhorada usando os altifalantes internos, ao televisor, em conjunto com os altifalantes externos·· Em tal caso, os altifalantes internos são usa dos para fornecer uma mistura ou combinação da saída estereofóni ca, por exemplo, um sinal diferença dos canais estereofónicos, e fornecendo assim uma qualidade espacial de som simulando um arnbi ente reflectido o qual cria uma "parede de som" mais efectiva em vez das fontes de som pontuais fornecidas apenas pelos altifalan tes externos afastados espacialmente.

Referindo agora os desenhos, em que partes iguais das figuras foram identificadas por números iguais, e mostrado na Figura 2 um diagrama de blocos esquemático de um aparelho para melhoramento do som estereofónico conseguido de um televisor, ou de qualquer outra fonte ou dispositivo para produzir som estereofónico .

Gomo é típico» o órgão estereofónico mostrado na Figura 1 e designado na generalidade por 8, tem um amplificador de potência de canal direito 10 para amplificar um sinal de lado direito e alimentando o resultado amplificado a um altifalante interno direito 14, fornecendo um som de lado direito ao ouvinte· De modo semelhante, um amplificador de potência de canal esquerdo 12 for nece um sinal lateral esquerdo amplificado a um altifalante interno esquerdo 16. Ambos os altifalantes 14 e 16 numa relação de afastamento dentro da caixa 24 (ver Fig. 2) e são ligados rigidamente aos respeotivos amplificadores de potência 10 e 12.

Os amplificadores de potência 10 e 12 podem ser qualquer amplificador, amplificador operacional, ou amplificador de circuito integrado comuns na arte.

De acordo com um aspecto do presente invento, os altífalajo tes direito e esquerdo externos 18 e 20 são ligados em paralelo com os respeotivos altifalantes internos, sem desligar os altifalantes internos 14 e 16. Um comutador 23 insere, selectiva-mente, as resistências 21 e 22 em série com o lado de terra comum dos altifalantes internos 14 e 16, e, eai série, com o lado -6- 70 575 ROA 85,403 de terra comum dos altifalantes externos 18 e 20, respectiva-mente, como será descrito abaixo.

Os altifalantes externos 18 e 20 destinam-se a serem colocados separadamente nas suas próprias estruturas de caixa e espaçados tão afastados quanto possível. Para conseguir o má ximo efeito benéfico, os altifalantes externos 18 e 20 devem ter uma relação de afastamento mais larga do que a relação de afastamento dos altifalantes internos 14 e 16. Em alternativa, os altifalantes externos 16 e 18 podem ser metidos numa caixa dentro de um suporte ou prateleira 26, como mostrado na Figura 2.

Referindo agora a Figura 2, é mostrada uma representação de uma caixa 24 de um televisor tendo altifalantes estereofónicos internos 14 e 16 com altifalantes externos 18 e 20 monta dos num suporte 26. 0s altifalantes internos 14 e 16 estão apontados em ângulos direitos para o espectador. 0 suporte 26 é projectado para receber e suportar a caixa do televisor 24 numa plataforma au-mantada 44 numa orientação direccional predeterminada com os al_ tifalantes 18 e 20 a serem apontados em direcção ao espectador na mesma direcção geral que um écran CRT 28. Numa realização alternativa (não mostrada), os altifalantes internos 14 e 16 po dem ser dispostos virados para a frente, no qual caso é preferi do que os altifalantes externos 18 e 20 estejam dispostos numa relação de maior espaçamento, do que a dos altifalantes internos 14 e 16. Em qualquer dos casos, é desejável que os altifa lantes 18 e 20 tenham maior resposta de frequência e menor dis torção do que os altifalantes internos 14 e 16. Adicionalmente, os altifalantes 18 e 2q, quando metidos numa caixa totalmente fechada e abafada, dentro do suporte 26 teria, tipicamente, uma resposta de baixos melhorada, e podem ter uma maior estrutura magnética do que os altifalantes 14 e 16 para distorção mais baixa e eficiência melhorada.

Referindo novamente a Figura 1, os altifalantes externos 18 e 20 são acoplados aos seus respectivos amplificadores de potência 10 e 12 e à terra interna 42 através dos terminais de ligação externa ou "tomadas" 30 e 32 respectivamente. 0 co -7- 70 575 HGA 85,403 mutador 23 está disposto dentro da caixa 24, e 4 controlável p_e lo ouvinte.

Existem três modalidades disponíveis com a estrutura mostrada na Figura 1. Uma primeira modalidade, designada "interna”, 4 escolhida movendo o comutador 23 para uma posição esquerda mos, trada pela seta "A". Nesta modalidade, tenciona-se que nenhum altifalante èxterno seja ligado pelo ouvinte aos terminais 30 e 32 e toda a potência de cada canal 4 fornecida aos respectivos altifalantes internos 14 e 16, sendo um cabo condutor comum lateral baixo 40 directamente ligado à terra interna 42.

Uma segunda modalidade, designada por "circundante”, 4 escolhida, movendo o comutador 23 para a posição esquerda mostrada pela seta "A", como na primeira modalidade explicada atrás. Contudo, nesta modalidade, tenciona-se que os altifalantes externos 18 e 20 sejam ligados aos terminais respectivos 30 e 32· Nesta modalidade 'bircundante" bem como na modalidade "interna", a potência completa de cada canal 4 fornecida aos altifalantes internos respectivos 14 e 16, com o cabo de ligação comum lateral baixo 40, dos altifalantes 14 e 16, a ser directamente liga do à terra interna 42 como na modalidade "interna". Adicionalmente, os altifalantes externos 18 e 20 são acoplados à terra interna 42 atrav4s da resistência 21. Na modalidade "circundante" os altifalantes externos 18 e 20 são excitados a potência reduzida e devem ser colocados por detrás do ouvinte, para proporcionar uma resposta sonora "cheia". Na realização exemplar, a resistência 21 tem 33 homs quando os altifalantes 18 e 20 têm uma impedância nominal de oitochms. Naturalmente, a resistência 21 deveria ter uma graduação de potência suficiente como requerido ·

Uma terceira modalidade, designada por "externa melhorada", 4 escolhida movendo o comutador 23 para a posição direita mostra da pela seta "B". Nesta modalidade, pretende-se que os altifalantes externos 18 e 20 fiquem ligados aos terminais 30 e 32, respectivamente e afastados de uma distância maior do que a distância entre os altifalantes internos 14 e 16 e apontados na direcção do ouvinte· Nesta modalidade, os altifalantes externos 18 e 20 são excitados à potência total, mas os altifalajn tes internos 14 e 16 são excitados a uma potência mais baixa -8- 7ο 575 RCA 85,403 com componentes de diferença acentuada· Esta modalidade "externa melhorada" melhora grandemente a qualidade espacial do som adicionando o "ambiente reflectido"· Foi achado que o "ambiente reflectido" cria mais que uma "parede de som" em vez das fontes pontuais de som emanando apenas dos altifalan_ tes externos 18 e 2o como seria normalmente o caso· 0 circuito equivalante, ou a versão mais simples da estrutura para a modalidade "externa melhorada", é mostrada na Fig. 3» sendo o comutador 23 mostrado como um comutador de polo único e posição única designado por 23a.

Ia modalidade "interna" ou "circundante" a resistência 22, da Fig· 3 > é posta em curto-circuito· Ia modalidade "externa melhorada", o comutador 23a é aberto para retirar o cur to-circuito através da resistência 22, colocando assim a resistência 22 em série com o terminal comum 40 dos altifalantes internos 14 e 16. 0 valor da resistência 22 é selecciona do para efectuar a atenuação desejável e na realização do exemplo é uma resistência de 18 ohm de capacidade de potência apropriada, quando os altifalantes 14 e 16 são cada um de 8 ohms. Sm tal configuração, os altifalantes 14 e 16 serão excitados primeiramente por um sinal diferença substancialmente igual à diferença, entre os sinais direito e esquerdo, dividida por dois. Mais particularmente, o altifalante interno direi^ to 14, terá um sinal através de si de G,59H-0,4lL e o altifalan te 16 terá um sinal através de si de 0,598-0,411. listes valores para os sinais, através dos respectivos altifalantes internos 14 e 16, são facilmente derivados pelos peritos na arte con siderando a divisão de voltagem entre os dois altifalantes internos 14 e 16, e a resistência de 18 ohms 22, e considerando que as impedâncias de saída dos amplificadores de potência 10 e 12 são muito mais baixas que 8 ohms. A relação dos componentes de diferença esquerda e direita pode ser mudada mudando o valor de resistência da resistência 22. Assim, os altifalantes internos 14 e 16 são fornecidos com um sinal diferença ate nuado, o qual foi achado para ser um sinal apropriado para um som de ambiente "cheio. ™9~ . 70 575 ROA 85,403

Para o caso de ura sinal monofónico (L=R) e com referência aos valores de sinal estéreo acima, o sinal para o altifalante interno esquerdo 16 é 0,18Ie (Q, 59I~3,41Ií = 0,18L) o qual e 15 Db abaixo do nível no altifalante externo esquerdo 20 e uma condição semelhante está presente para o altifalante interno direito 14·

Assim, foi descrito um aparelho e processo para melhorar o som estereofónico a partir da fonte, tal como um televisor ou parecido em que o efeito espacial estereofónico I melhorado, e sendo fornecido um efeito de "parede de som" de um sinal de ambiente, pelos altifalantes originais internos à fonte.

Apesar de ter sido ilustrado e descrito o que é presente™ mente considerado uma concretização preferida do presente invento, será apreciado que numerosas alterações e modificações podem provavelmente ocorrer aos peritos na arte e tencíona-se nas reivindicações anexas, cobrir todas as mudanças e modifica çoes as quais caem dentro do verdadeiro espírito e finalidade do presente invento·

Claims (1)

1. -10- 7ο 575 ROA 85,403 -rbivindicaçobs- 1- Aparelho para melhorar o som estereofónico de uma fonte incluindo ‘ uma fonte de som estereofónico (8), tendo uma caixa (24) e dois altifalantes internos (14, 16) dispostos com uma primeira relação de separação, dentro da dita caixa (24) e excitados pelos canais de sinal estereofónico (10» 12) dentro da dita caixa, proporcionando os ditos altifalantes internos som estereofónico exter no à dita caixa» meios (30, 32) para acoplarem os ditos sinais estereofónicos, a pelo menos dois outros altifalantes {18, 20) dispostos externamente à dita fonte (8), e caracterizado por compreender meios (21, 22, 23), para acoplarem, uma mistura dos ditos sinais dos ditos canais de sinal estereofónico, aos ditos dois altifalantes internos, com potência reduzida em relação aos ditos altifalantes externos, compreendendo a dita mistura de sinais dos ditos canais estereofónicos, sinais de diferença dos ditos canais estereofónicos. 2- · - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os ditos altifalantes externos (18, 2o) estarem dispostos numa segunda relação de separação maior do que a primeira relação de separação e os ditos altifalantes externos (18, 20) estarem direccionalmente apontados para o ouvinte. 3S· - Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a dita fonte (8) ser um televisor tendo um écran visível e sendo o dito écran apontado na mesma direcção geral que os ditos altifalantes externos (18, 20). Lisboa, 13. FEV 1990 Por THOMSON CONSUMIR ELECTRONICS, Inc.