RU2762042C1 - Filter for three-way speaker system - Google Patents

Filter for three-way speaker system Download PDF

Info

Publication number
RU2762042C1
RU2762042C1 RU2021108883A RU2021108883A RU2762042C1 RU 2762042 C1 RU2762042 C1 RU 2762042C1 RU 2021108883 A RU2021108883 A RU 2021108883A RU 2021108883 A RU2021108883 A RU 2021108883A RU 2762042 C1 RU2762042 C1 RU 2762042C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
pass
frequency
low
output
Prior art date
Application number
RU2021108883A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Петрович Каратунов
Original Assignee
Александр Петрович Каратунов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Петрович Каратунов filed Critical Александр Петрович Каратунов
Priority to RU2021108883A priority Critical patent/RU2762042C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2762042C1 publication Critical patent/RU2762042C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Stereophonic System (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used in acoustic systems of household or professional sound reproducing equipment. A filter for a three-way speaker system is proposed, which contains a low-pass LC filter, an high-pass LC filter and a medium-pass frequency filter, the outputs of which are designed to connect dynamic heads of low-frequency and high-frequency and medium range, respectively. The common terminals of the inductor and the capacitor of the LC low-pass filter are connected to the output of the capacitor and the output of the inductor of the LC high-pass filter, and the second output of the inductor of the LC high-pass filter is connected to the output of the capacitor of the medium-pass frequency filter. The second terminal of the capacitor of the mid-pass frequency filter is connected to the second terminal of the inductor of the LC low-pass filter.
EFFECT: increase in the linearity of the phase-frequency characteristic of the filter while maintaining the uniformity of its amplitude-frequency characteristic.
1 cl, 1 dwg

Description

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

Известен фильтр для акустической системы, содержащий конденсаторы, низкочастотный трансформатор, динамическую головку низкочастотного диапазона и две динамические головки средневысоких частот (см. авторское свидетельство СССР, № 1764188, кл. H04S3/02, опубл. 23.09.1992).A known filter for an acoustic system containing capacitors, a low-frequency transformer, a dynamic head of the low-frequency range and two dynamic heads of medium-high frequencies (see USSR inventor's certificate, No. 1764188, class H04S3 / 02, publ. 23.09.1992).

Данный фильтр имеет простую конструкцию, однако не обеспечивает требуемое качество звучания, что связано с тем, что данный фильтр не обеспечивает разделение сигнала по низким и средним частотам при воспроизведении, что ведет к размытости локализации кажущихся источников звука.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 signal separation at low and medium frequencies during playback, which leads to blurring of the localization of apparent sound sources.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является фильтр для трехполосной акустической системы, содержащий LC-фильтр нижних частот, LC-фильтр верхних частот и частотный фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок низкочастотного и высокочастотного и среднего диапазона (см. патент RU № 2554273, кл. H04R3/12, опубл. 27.06.2015).The closest to the invention in terms of the technical essence and the achieved technical result is a filter for a three-band speaker system, containing a low-pass LC filter, a high-pass LC filter and a mid-frequency filter, the outputs of which are designed to connect dynamic heads of low-frequency and high-frequency and mid-range ( see patent RU No. 2554273, class H04R3 / 12, publ. 27.06.2015).

Данный фильтр позволяет повысить точность воспроизведения звука, стабильность технических характеристик и обеспечивает равномерное распределение нагрузок на каждый излучатель. Однако при этом не обеспечивается необходимая линейность фазочастотной характеристики, что также приводит к размытости положения кажущихся источников звука при стереофоническом воспроизведении звука.This filter improves the fidelity of sound reproduction, stability of technical characteristics and ensures an even distribution of loads on each radiator. However, this does not provide the necessary linearity of the phase-frequency response, which also leads to the blurring of the position of the apparent sound sources in stereo sound reproduction.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является преодоление вышеуказанных недостатков.The technical problem to be solved by the present invention is to overcome the above disadvantages.

Технический результат, достигаемый в изобретении, заключается в том, что достигается повышение линейности фазочастотной характеристики фильтра при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики.The technical result achieved in the invention consists 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 фильтр для трехполосной акустической системы содержит LC-фильтр нижних частот, LC-фильтр верхних частот и частотный фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок соответственно низкочастотного и высокочастотного и среднего диапазона, общие выводы катушки индуктивности и конденсатора LC-фильтра нижних частот, соединены с выводом конденсатора и выводом катушки индуктивности LC-фильтра верхних частот, а второй вывод катушки индуктивности LC-фильтра верхних частот соединен с выводом конденсатора частотного фильтра средних частот, при этом второй вывод конденсатора частотного фильтра средних частот соединен с вторым выводом катушки индуктивности LC-фильтра нижних частот, причем первый вход фильтра подключен к выводу конденсатора LC-фильтра низких частот, а второй вход фильтра подключен ко второму выводу катушки индуктивности LC-фильтра низких частот, ко второму выводу конденсатора частотного фильтра средних частот и к выводу динамической головки среднечастотного диапазона.The specified technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the filter for a three-way speaker system contains an LC low-pass filter, an LC-high-pass filter and a mid-frequency filter, the outputs of which are designed to connect the dynamic heads, respectively, low-frequency and high-frequency and medium range, the common terminals of the inductor and the capacitor of the LC low-pass filter are connected to the terminal of the capacitor and the terminal of the inductor of the LC high-pass filter, and the second terminal of the inductor of the LC high-pass filter is connected to the terminal of the capacitor of the low-pass filter, while the second the output of the capacitor of the mid-frequency filter is connected to the second output of the inductor of the LC low-pass filter, the first input of the filter is connected to the output of the capacitor of the LC low-pass filter, and the second input of the filter is connected to the second output of the inductor of the LC low-pass filter, to the second terminal of the capacitor of the frequency filter of mid-frequencies and to the terminal of the dynamic head of the mid-frequency range.

В вышеуказанном фильтре входной сигнал подается на последовательную LC цепь, где выделяется амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазируется фазочастотная характеристика (ФЧХ) по диапазонам низких частот (НЧ), средних частот (СЧ) и высоких частот (ВЧ). При этом сумма выделенных сигналов равна входному сигналу по напряжению. В результате конденсатор LC-фильтра нижних частот является проходным для СЧ ВЧ динамических колонок со смещением фазы - 90°, а так же шунтирует НЧ динамическую головку. Конденсатор LC-фильтра верхних частот является проходным для ВЧ со смещением фазы - 90°. Конденсатор частотный фильтр средних частот является проходным для ВЧ и шунтирующим для СЧ. Катушка индуктивности LC-фильтра верхних частот является проходной для СЧ и шунтирующей для ВЧ, катушка индуктивности LC-фильтра нижних частот является для НЧ и шунтирующей СЧ, ВЧ. Таким образом вышеописанный фильтр для трехполосной акустической системы является универсальным для любых многополосных акустических систем (автомобильных, бытовых, концертных и тому подобных акустических систем.In the above filter, the input signal is fed to a serial LC circuit, where the amplitude-frequency characteristic (AFC) is extracted and the phase-frequency characteristic (PFC) is phased in the ranges of low frequencies (LF), mid frequencies (MF) and high frequencies (HF). In this case, the sum of the extracted signals is equal to the voltage input signal. As a result, the capacitor of the LC low-pass filter is a pass-through for the midrange high-frequency dynamic speakers with a phase shift of - 90 °, and also shunts the low-frequency driver. The capacitor of the LC high-pass filter is a pass-through for the high-frequency with a phase shift of - 90 °. The capacitor is a pass-through filter for the high-frequency range and a shunt filter for the mid-range. The inductor of the LC high-pass filter is a pass-through for the midrange and a shunt for the high-frequency, the inductor of the LC-low-pass filter is for the low and shunt of the midrange, high-frequency. Thus, the above filter for a three-way speaker system is universal for any multi-way speaker system (car, home, concert and similar speaker systems.

На чертеже представлена принципиальная схема фильтра для трехполосной акустической системы.The drawing shows a schematic diagram of a filter for a three-way speaker system.

Фильтр для трехполосной акустической системы содержит LC-фильтр 1 нижних частот, LC-фильтр 2 верхних частот и частотный фильтр 3 средних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок 4, 5 и 6 соответственно низкочастотного и высокочастотного и среднего диапазона.The filter for a three-way speaker system contains a low-pass LC filter 1, a high-pass LC filter 2 and a mid-frequency filter 3, the outputs of which are designed to connect the dynamic heads 4, 5 and 6, respectively, of the low-frequency and high-frequency and mid-range.

Общие выводы катушки индуктивности 7 и конденсатора 8 LC-фильтра 1 нижних частот, соединены с выводом конденсатора 9 и выводом катушки индуктивности 10 LC-фильтра 2 верхних частот, а второй вывод катушки индуктивности 10 LC-фильтра 2 верхних частот соединен с выводом конденсатора 11 частотного фильтра 3 средних частот, при этом второй вывод конденсатора 11 частотного фильтра 3 средних частот соединен с вторым выводом катушки индуктивности 7 LC-фильтра 1 нижних частот.The common terminals of the inductor 7 and the capacitor 8 of the low-pass LC filter 1 are connected to the output of the capacitor 9 and the output of the inductor 10 of the high-pass LC filter 2, and the second output of the inductor 10 of the high-pass LC filter 2 is connected to the output of the capacitor 11 of the frequency filter 3 of the middle frequencies, while the second terminal of the capacitor 11 of the frequency filter 3 of the middle frequency is connected to the second terminal of the inductor 7 of the LC filter 1 of the low pass.

Первый вход фильтра подключен к выводу конденсатора 8 LC-фильтра низких частот, а второй вход фильтра подключен ко второму выводу катушки индуктивности 7 LC-фильтра низких частот, ко второму выводу конденсатора 11 частотного фильтра средних частот и к выводу динамической головки 6 среднечастотного диапазона.The first input of the filter is connected to the output of the capacitor 8 of the LC low-pass filter, and the second input of the filter is connected to the second output of the inductor 7 of the LC low-pass filter, to the second output of the capacitor 11 of the mid-range filter and to the output of the dynamic head 6 of the mid-frequency range.

В вышеописанном фильтре LC-фильтр 1 нижних частот, предназначенный для динамической головки 4 низкочастотного диапазона, выделяет сигналы с частотами, ниже 400 Гц как сигналы, подаваемые на динамическую головку 4 низкочастотного диапазона, а сигналы с частотами выше 400 Гц не пропускаются этим фильтром.In the above filter, the low-pass LC filter 1 for the low-frequency driver 4 separates signals with frequencies below 400 Hz as signals supplied to the low-frequency driver 4, and signals with frequencies above 400 Hz are not passed through by this filter.

LC-фильтр 2 верхних частот, предназначенный для динамической головки 5 высокочастотного диапазона, выделяет сигналы с частотами выше 5-6 кГц как сигналы для динамической головки 5. Сигналы с частотами ниже 5-6 кГц не пропускаются этим фильтром. Суммарный диапазон сигналов, которые подавляются LC-фильтрами 1 и 2 нижних и верхних частот, шире рабочей полосы частот, которая должна воспроизводиться динамической головкой 6 среднечастотного диапазона. Для этого к общему выводу конденсатора 8 и катушки индуктивности 7 LC-фильтра 1 нижних частот подключен вывод катушки индуктивности 10 вывод конденсатора 9 LC-фильтра 2 верхних частот, а ко второму входному выводу катушки индуктивности 7 LC-фильтра 1 нижних частот подключен вывод конденсатора 11 частотного фильтра средних частот. При этом выводы динамической головки 6 среднечастотного диапазона подключены к выводам конденсатора 11 и на динамическую головку 6 поступает сигнал, соответствующий среднечастотному диапазону.The LC high-pass filter 2 for the high-frequency driver 5 separates signals with frequencies above 5-6 kHz as signals for the dynamic head 5. Signals with frequencies below 5-6 kHz are not passed through this filter. The total range of signals that are suppressed by LC filters 1 and 2 of low and high frequencies is wider than the operating frequency band, which should be reproduced by the dynamic head 6 of the mid-frequency range. To do this, the output of the inductor 10 is connected to the common terminal of the capacitor 8 and the inductor 7 of the low-pass LC filter 1, the output of the capacitor 9 of the high-pass LC filter 2 is connected, and the output of the capacitor 11 is connected to the second input terminal of the inductor 7 of the low-pass LC filter 1 frequency filter of middle frequencies. In this case, the terminals of the dynamic head 6 of the mid-frequency range are connected to the terminals of the capacitor 11 and a signal corresponding to the mid-frequency range is supplied to the dynamic head 6.

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 вышеописанной трехполосной акустической системой.Thus, the linearity of the phase-frequency response 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 of perception of the position of sound sources and reduce distortions when reproducing various sounds, which as a result provides an increase in the quality of reproduction of various kinds of sounds by the above-described three-way acoustic system.

Claims (1)

Фильтр для трехполосной акустической системы, содержащий LC-фильтр нижних частот, LC-фильтр верхних частот и частотный фильтр средних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок соответственно низкочастотного и высокочастотного и среднего диапазона, отличающийся тем, что общие выводы катушки индуктивности и конденсатора LC-фильтра нижних частот соединены с выводом конденсатора и выводом катушки индуктивности LC-фильтра верхних частот, а второй вывод катушки индуктивности LC-фильтра верхних частот соединен с выводом конденсатора частотного фильтра средних частот, при этом второй вывод конденсатора частотного фильтра средних частот соединен с вторым выводом катушки индуктивности LC-фильтра нижних частот, причем первый вход фильтра подключен к выводу конденсатора LC-фильтра низких частот, а второй вход фильтра подключен ко второму выводу катушки индуктивности LC-фильтра низких частот, ко второму выводу конденсатора частотного фильтра средних частот и к выводу динамической головки среднечастотного диапазона.A filter for a three-way speaker system, containing an LC low-pass filter, an LC-high-pass filter and a mid-frequency filter, the outputs of which are designed to connect the dynamic heads, respectively, low-frequency and high-frequency and mid-range, characterized in that the common terminals of the inductor and the LC capacitor - the low-pass filter is connected to the output of the capacitor and the output of the inductor of the LC high-pass filter, and the second output of the inductor of the LC high-pass filter is connected to the output of the capacitor of the mid-range filter, while the second output of the capacitor of the mid-range filter is connected to the second output the inductor of the LC low-pass filter, the first input of the filter is connected to the output of the capacitor of the LC low-pass filter, and the second input of the filter is connected to the second output of the inductor of the LC low-pass filter, to the second output of the capacitor of the mid-range filter and to the output dynamic head mid-range.
RU2021108883A 2021-04-01 2021-04-01 Filter for three-way speaker system RU2762042C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108883A RU2762042C1 (en) 2021-04-01 2021-04-01 Filter for three-way speaker system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021108883A RU2762042C1 (en) 2021-04-01 2021-04-01 Filter for three-way speaker system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2762042C1 true RU2762042C1 (en) 2021-12-15

Family

ID=79175254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021108883A RU2762042C1 (en) 2021-04-01 2021-04-01 Filter for three-way speaker system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2762042C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780955C1 (en) * 2022-02-17 2022-10-04 Александр Петрович Каратунов Acoustic system filter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4237340A (en) * 1977-06-02 1980-12-02 Klipsch And Associates, Inc. Crossover network for optimizing efficiency and improving response of loudspeaker system
SU1764188A1 (en) * 1990-05-07 1992-09-23 Научно-Исследовательский Институт Бытовой Радиоэлектронной Аппаратуры Stereophonic acoustic system
RU2554273C1 (en) * 2014-05-05 2015-06-27 Вячеслав Николаевич Козлов Acoustic system
RU2668312C2 (en) * 2017-03-17 2018-09-28 Сергей Александрович Шабад Music filter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4237340A (en) * 1977-06-02 1980-12-02 Klipsch And Associates, Inc. Crossover network for optimizing efficiency and improving response of loudspeaker system
SU1764188A1 (en) * 1990-05-07 1992-09-23 Научно-Исследовательский Институт Бытовой Радиоэлектронной Аппаратуры Stereophonic acoustic system
RU2554273C1 (en) * 2014-05-05 2015-06-27 Вячеслав Николаевич Козлов Acoustic system
RU2668312C2 (en) * 2017-03-17 2018-09-28 Сергей Александрович Шабад Music filter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780955C1 (en) * 2022-02-17 2022-10-04 Александр Петрович Каратунов Acoustic system filter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7778427B2 (en) Phase compensation techniques to adjust for speaker deficiencies
RU2702417C1 (en) Filter for three-band acoustic system
US7251333B2 (en) Method and apparatus for creating a virtual third channel in a two-channel amplifier
US9438995B2 (en) Audio signal processing circuit
JP2013255049A (en) Channel divider and audio reproduction system including the same
RU2762042C1 (en) Filter for three-way speaker system
RU2762523C1 (en) Filter for 3-way acoustic system
RU2763686C1 (en) Filter for 3-way speaker system
US20070121964A1 (en) First-order loudspeaker crossover network
RU2764212C1 (en) Filter for multi-way speaker system
RU2787315C1 (en) Acoustic system filter
RU2780955C1 (en) Acoustic system filter
RU2773625C1 (en) 4-band speaker filter
RU2775158C1 (en) Four-band filter for acoustic system
RU2792582C1 (en) Speaker system device
RU2801065C1 (en) Speaker system device
RU208448U1 (en) Serial mid-range, high-pass filter for car speaker systems
RU208669U1 (en) Sequential mid/high filter for car audio systems
RU2824431C1 (en) Filter for multiband acoustic system
RU2823983C1 (en) Filter for three-way acoustic system
RU2795676C1 (en) Speaker filter
RU2820881C1 (en) Four-band filter for acoustic system
RU2799663C1 (en) Filter for multi-band speaker system
RU208298U1 (en) Serial mid-range, high-pass filter for car speaker systems
JP6102360B2 (en) Channel divider and audio playback system including the same