RU208669U1

RU208669U1 - Sequential mid/high filter for car audio systems

Info

Publication number: RU208669U1
Application number: RU2021115621U
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Каратунов
Original assignee: Александр Петрович Каратунов
Priority date: 2021-06-01
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2021-12-29

Abstract

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в акустических системах бытовой или профессиональной звуковоспроизводящей аппаратуры. Последовательный СЧ-, ВЧ-фильтр для автомобильных акустических систем содержит частотный фильтр средних частот и частотный фильтр верхних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок соответственно среднечастотного и высокочастотного диапазона, при этом в направлении от плюса к минусу последовательно соединены между собой выводами первый конденсатор, катушка индуктивности и второй конденсатор, причем выводы динамической головки среднечастотного диапазона соединены: один вывод - с общим выводом второго конденсатора и катушки индуктивности, а другой вывод - с подключенным к минусу вторым выводом второго конденсатора, выводы динамической головки высокочастотного диапазона соединены: один вывод через третий конденсатор с общим выводом катушки индуктивности и второго конденсатора, а другой вывод через четвертый конденсатор - с общим выводом катушки индуктивности и первого конденсатора. В результате достигается повышение линейности фазочастотной характеристики фильтра при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики. 1 ил.The utility model relates to radio engineering and can be used in acoustic systems of household or professional sound reproducing equipment. Serial midrange, high-frequency filter for automotive acoustic systems contains a frequency filter of medium frequencies and a frequency filter of high frequencies, the outputs of which are intended for connecting dynamic heads, respectively, of the mid-frequency and high-frequency ranges, while in the direction from plus to minus, the first capacitor is connected in series with each other by leads , an inductor and a second capacitor, and the outputs of the dynamic head of the mid-range are connected: one output is with the common output of the second capacitor and the inductor, and the other output is connected to the second output of the second capacitor connected to the minus, the outputs of the dynamic head of the high-frequency range are connected: one output through the third capacitor with a common terminal of the inductor and the second capacitor, and the other terminal through the fourth capacitor with a common terminal of the inductor and the first capacitor. As a result, an increase in the linearity of the phase-frequency characteristic of the filter is achieved while maintaining the uniformity of its amplitude-frequency characteristic. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в акустических системах бытовой или профессиональной звуковоспроизводящей аппаратуры.The utility model relates to radio engineering and can be used in acoustic systems of household or professional sound reproducing equipment.

Известен фильтр для акустической системы, содержащий конденсатор, катушку индуктивности, головку среднечастотного диапазона, подключенную параллельно к конденсатору и динамическую головку высокочастотного диапазона, подключенную параллельно катушке индуктивности (см. патент US №6310959, кл. H03G 5/00, опубл. 30.10.2001)Known filter for an acoustic system containing a capacitor, an inductor, a mid-range head connected in parallel to the capacitor and a dynamic high-frequency head connected in parallel to the inductor (see US patent No. 6310959, class H03G 5/00, publ. 10/30/2001 )

Данный фильтр имеет простую конструкцию, однако не обеспечивает требуемое качество звучания, что связано с тем, что данный фильтр не обеспечивает качественного разделение сигнала по средним и высоким частотам, что ведет к искажениям при воспроизведении звука, особенно на низких частотах.This filter has a simple design, but does not provide the required sound quality, which is due to the fact that this filter does not provide high-quality signal separation at medium and high frequencies, which leads to distortion in sound reproduction, especially at low frequencies.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому техническому результату является последовательный двухполосный фильтр для автомобильных акустических систем, содержащий частотный фильтр средних частот и частотный фильтр верхних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок соответственно среднечастотного и высокочастотного диапазона (см. патент US №10701487, кл. H03G 3/00, опубл. 03.02.2000).The closest to the utility model in terms of technical essence and the achieved technical result is a sequential two-band filter for automotive acoustic systems, containing a frequency filter for medium frequencies and a frequency filter for high frequencies, the outputs of which are intended for connecting dynamic heads, respectively, of the mid-frequency and high-frequency range (see US patent No. 10701487, class H03G 3/00, published 02/03/2000).

Данный фильтр позволяет повысить точность воспроизведения звука, стабильность технических характеристик и обеспечивает равномерное распределение нагрузок на каждый излучатель. Однако данный фильтр также не обеспечивает качественного разделения сигнала по средним и высоким частотам, что ведет к искажениям при воспроизведении звука, особенно на средних частотах.This filter allows you to increase the accuracy of sound reproduction, the stability of technical characteristics and ensures an even distribution of loads on each radiator. However, this filter also does not provide high-quality separation of the signal between mid and high frequencies, which leads to distortion in sound reproduction, especially at mid frequencies.

Технической проблемой, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является преодоление вышеуказанных недостатков.The technical problem to be solved by the present utility model is to overcome the above disadvantages.

Технический результат, заключается в том, что достигается повышение линейности фазочастотной характеристики фильтра при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики.The technical result lies in the fact that an increase in the linearity of the phase-frequency characteristic of the filter is achieved while maintaining the uniformity of its amplitude-frequency characteristic.

Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что последовательный СЧ-, ВЧ-фильтр для автомобильных акустических систем содержит частотный фильтр средних частот и частотный фильтр верхних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок соответственно среднечастотного и высокочастотного диапазона, при этом в направлении от плюса к минусу последовательно соединены между собой выводами первый конденсатор, катушка индуктивности и второй конденсатор, причем выводы динамической головки среднечастотного диапазона соединены: один вывод - с общим выводом второго конденсатора и катушки индуктивности, а другой вывод - с подключенным к минусу вторым выводом второго конденсатора, выводы динамической головки высокочастотного диапазона соединены: один вывод через третий конденсатор с общим выводом катушки индуктивности и второго конденсатора, а другой вывод через четвертый конденсатор - с общим выводом катушки индуктивности и первого конденсатора.The specified technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the sequential midrange, high-frequency filter for automotive acoustic systems contains a frequency filter for medium frequencies and a frequency filter for high frequencies, the outputs of which are intended for connecting dynamic heads, respectively, of the mid-frequency and high-frequency ranges, with In this case, in the direction from plus to minus, the first capacitor, the inductor and the second capacitor are connected in series with each other, and the conclusions of the dynamic head of the mid-frequency range are connected: one conclusion - with the common terminal of the second capacitor and the inductor, and the other conclusion - with the second connected to the minus output of the second capacitor, the outputs of the dynamic head of the high-frequency range are connected: one output through the third capacitor with a common output of the inductor and the second capacitor, and the other output through the fourth capacitor with a common output of the inductor and the first th capacitor.

В вышеуказанном фильтре входной сигнал подается на последовательную LC цепь, где выделяется амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазируется фазочастотная характеристика (ФЧХ) по диапазонам средних частот (СЧ) и высоких частот (ВЧ). При этом сумма выделенных сигналов равна входному сигналу по напряжению. В результате первый конденсатор в сочетании с частотным фильтром верхних частот, включающим третий и четвертый конденсаторы и катушку индуктивности и частотный фильтр средних частот, включающий второй конденсатор, обеспечивают смещение фазы 0° как для среднечастотного контура, так и для высокочастотного контура обоих частотных фильтров.In the above filter, the input signal is applied to a serial LC circuit, where the amplitude-frequency characteristic (AFC) is extracted and the phase-frequency characteristic (PFC) is phased over the medium frequency (MF) and high frequency (HF) bands. In this case, the sum of the selected signals is equal to the input voltage signal. As a result, the first capacitor, in combination with a high-pass filter, including the third and fourth capacitors and an inductor, and a mid-pass filter, including the second capacitor, provide a phase shift of 0° for both the mid-frequency circuit and the high-frequency circuit of both frequency filters.

Таким образом, предлагаемый последовательный СЧ-, ВЧ-фильтр является универсальным для автомобильных акустических систем.Thus, the proposed sequential midrange, high-frequency filter is universal for automotive acoustic systems.

На чертеже представлена принципиальная схема последовательного СЧ-, ВЧ-фильтра для автомобильных акустических системThe drawing shows a schematic diagram of a sequential midrange, high-frequency filter for automotive speaker systems

Последовательный СЧ-, ВЧ-фильтр для автомобильных акустических систем содержит частотный фильтр 1 средних частот и частотный фильтр 2 верхних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок 3 и 4, соответственно, среднечастотного и высокочастотного диапазона.Sequential midrange, high-frequency filter for automotive acoustic systems contains a frequency filter 1 medium frequencies and a frequency filter 2 high frequencies, the outputs of which are designed to connect the dynamic heads 3 and 4, respectively, the mid-range and high-frequency range.

В направлении от плюса к минусу последовательно соединены между собой выводами первый конденсатор 5, катушка индуктивности 6 и второй конденсатор 7.In the direction from plus to minus, the first capacitor 5, the inductor 6 and the second capacitor 7 are connected in series with each other.

Выводы динамической головки 3 среднечастотного диапазона соединены один вывод - с общим выводом второго конденсатора 7 и катушки индуктивности 6, а другой - с подключенным к минусу вторым выводом второго конденсатора 7 с образованием, таким образом, частотного фильтра 1 средних частот.The outputs of the dynamic head 3 of the mid-frequency range are connected with one output - with the common output of the second capacitor 7 and the inductor 6, and the other - with the second output of the second capacitor 7 connected to the minus, thus forming a frequency filter 1 of the medium frequencies.

Выводы динамической головки 4 высокочастотного диапазона соединены один через третий конденсатор 8 с общим выводом катушки индуктивности 6 и второго конденсатора 7, а другой через четвертый конденсатор 9 - с общим выводом катушки индуктивности 6 и первого конденсатора 5 с образованием, таким образом, частотного фильтра 2 верхних частот.The outputs of the dynamic head 4 of the high-frequency range are connected one through the third capacitor 8 with a common output of the inductor 6 and the second capacitor 7, and the other through the fourth capacitor 9 - with the common output of the inductor 6 and the first capacitor 5, thus forming a frequency filter 2 of the upper frequencies.

В частотном фильтре 1 средних частот, предназначенном для динамической головки 3 среднечастотного диапазона, выделяют сигналы с частотами, ниже 5-6 кГц как сигналы, подаваемые на динамическую головку 3 среднечастотного диапазона, а сигналы с частотами выше 5-6 кГц не пропускаются этим фильтром.In the frequency filter 1 of the middle frequencies, designed for the dynamic head 3 of the mid-range, signals with frequencies below 5-6 kHz are distinguished as signals supplied to the dynamic head 3 of the mid-range, and signals with frequencies above 5-6 kHz are not passed by this filter.

Частотный фильтр 2 верхних частот, предназначенный для динамической головки 4 высокочастотного диапазона, выделяет сигналы с частотами выше 5-6 кГц как сигналы для динамической головки 4 высокочастотного. Сигналы с частотами ниже 5-6 кГц не пропускаются этим фильтром.The high-pass frequency filter 2 for the high-frequency driver 4 separates signals with frequencies above 5-6 kHz as signals for the high-frequency driver 4. Signals with frequencies below 5-6 kHz are not passed by this filter.

Таким образом, линейность фазочастотной характеристики фильтра при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики позволяет повысить качество стереоэффекта, уменьшить неточность восприятия положения источников звука и снизить искажения при воспроизведении различных звуков, что в результате обеспечивает повышение качества воспроизведения различного рода звуков автомобильной акустической системой.Thus, the linearity of the phase-frequency characteristic of the filter, while maintaining the uniformity of its amplitude-frequency response, makes it possible to improve the quality of the stereo effect, reduce the inaccuracy in the perception of the position of sound sources and reduce distortion during the reproduction of various sounds, which as a result improves the quality of reproduction of various kinds of sounds by a car speaker system.

Claims

Sequential midrange, high-frequency filter for automotive acoustic systems, containing a frequency filter of medium frequencies and a frequency filter of high frequencies, the outputs of which are intended for connecting dynamic heads, respectively, of the mid-frequency and high-frequency range, characterized in that they are connected in series in the direction from plus to minus the first capacitor, the inductor and the second capacitor are connected with the leads, and the leads of the dynamic head of the mid-frequency range are connected: one lead is with the common lead of the second capacitor and the inductor, and the other lead is with the second lead of the second capacitor connected to the minus, the leads of the dynamic head of the high-frequency range are connected: one terminal through the third capacitor - with a common terminal of the inductor and the second capacitor, and the other terminal through the fourth capacitor - with a common terminal of the inductor and the first capacitor.