RU2803405C2

RU2803405C2 - Live sound speaker

Info

Publication number: RU2803405C2
Application number: RU2022101463A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Савинов
Original assignee: Лабынцева Мария Сергеевна
Filing date: 2022-01-23
Publication date: 2023-09-12

Abstract

FIELD: acoustics.

SUBSTANCE: acoustic system consists of two similar speakers, in each sound strip of which, at a minimum distance from the main strip loudspeaker, six satellite loudspeakers of minimum power with a similar amplitude-frequency characteristic are installed, connected to each other in series and out of phase in three pairs. The first two pairs with opposite-sign ends are connected by one of them to the similar terminals of the bandpass loudspeaker, and the second ends are brought out of the column and connected to the analogous terminals of the second column through wire adjustment resistors. The third pair of satellite loudspeakers is connected through a series wire resistor in parallel to the bandpass loudspeaker. Thus, circuits are formed that connect each output of the bandpass loudspeaker to each other and to both leads of the bandpass loudspeaker of the other column through resistors and satellite speakers, providing additional two-phase stereo reproduction. In parallel with each pair of loudspeakers connected between the speakers, tuning wire resistors are connected. Adjustment resistors balance the output power of the bandpass loudspeaker and satellites, and tuning resistors ensure the naturalness of the timbre.

EFFECT: in naturalness, naturalness, as well as sound quality.

7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к звуковой технике, в частности к акустическим системам нижнего, среднего и высокочастотного диапазонов воспроизводимых частот, используемых практически во всех видах звуковоспроизводящей аппаратуры.The invention relates to audio technology, in particular to acoustic systems of the low, mid and high frequency ranges of reproduced frequencies, used in almost all types of sound reproducing equipment.

Техника и технология стереозвучания со времени его появления постоянно совершенствуются в направлении повышения качества и натуральности звучания, однако, принцип его получения не изменился. Сигналы, снятые с двух (или нескольких) микрофонов, усиливаются соответствующими независимыми усилителями и воспроизводятся соответствующими акустическими колонками, расположенными в соответствии с размещением микрофонов. Акустические системы содержат несколько (1-3) полос звуковых частот, воспроизводимых отдельными динамическими громкоговорителями (ДГ). В каждой полосе, как правило, по одному громкоговорителю. Идеальным способом воспроизведения звукового поля считается условная плоскость из бесконечно малых громкоговорителей, передающих звук реальной детализации от расположенных таким же образом микрофонов. Невозможность практической реализации такого способа заставляет искать другие технические решения, позволяющие сохранить при воспроизведении мельчайшие звуковые сигналы реальной звуковой картины.Since its inception, the technique and technology of stereo sound have been constantly improved in the direction of increasing the quality and naturalness of sound, however, the principle of its production has not changed. The signals collected from two (or more) microphones are amplified by corresponding independent amplifiers and reproduced by corresponding loudspeakers located in accordance with the placement of the microphones. Acoustic systems contain several (1-3) bands of audio frequencies reproduced by individual dynamic loudspeakers (DS). Each band usually has one loudspeaker. The ideal way to reproduce a sound field is considered to be a conventional plane of infinitesimal loudspeakers that transmit sound with real detail from microphones located in the same way. The impossibility of practical implementation of this method forces us to look for other technical solutions that make it possible to preserve the smallest sound signals of the real sound picture during playback.

Одним из них является выделение и раздельное воспроизведение стереосигнала как разность его потенциала между всеми точками на выходах усилителей в каждой звуковой полосе. Известного аналога такого решения нами не выявлено.One of them is the selection and separate reproduction of a stereo signal as the difference in its potential between all points at the amplifier outputs in each audio band. We have not identified a known analogue of such a solution.

Поставленная задача решается путем выделения стереосигнала в каждой звуковой полосе акустической системы (АС) из общего сигнала и воспроизведения его дополнительными динамическими громкоговорителями - сателлитами (ДГс). Для этого в каждой колонке на передней ее панели в каждой звуковой полосе в минимальной близости от основного полосового динамического громкоговорителя (ДГп) устанавливаются шесть ДГс, которые соединены в три пары. В каждой паре динамики соединены последовательно и противофазно. В первой паре ДГс между собой соединяются выводами (-) и одним концом пара соединяется с выводом (+) звуковой катушки (ЗК) ДГп. Во второй паре ДГс соединяются выводами (+) и одним концом пара подключается к выводу (-) ДГп. Вторые концы обеих пар ДГс выводятся из колонки, и каждый из них соединяется через регулировочные резисторы (Рр) между собой и с каждым выводом пар ДГс другой колонки. В третьей паре ДГс соединяются выводами (+) и концами пара подключается параллельно к выводам ДГп через регулировочно настроечный резистор (Ррн). Таким образом, каждый вывод ДГп одной колонки через ДГс, Рр и Рн оказывается соединенным между собой и с обоими выводами ДГп другой колонки, образуя цепи для двухфазного воспроизведения снятого с них стереосигнала. Регулировочные проволочные резисторы необходимы для установки баланса мощности звукового сигнала между ДГп и ДГс в каждой колонке и обеспечивают оптимальную прозрачность звучания АС. Настройка тембра обеспечивается проволочными настроечными резисторами (Рн), подключенными параллельно к каждой паре ДГс, соединенных между колонками и резисторами Ррн, подключенными последовательно к паре ДГс, параллельно подключенной к ДГп.The problem is solved by isolating a stereo signal in each sound band of an acoustic system (AS) from the general signal and reproducing it with additional dynamic loudspeakers - satellites (DS). To do this, six DGs are installed in each speaker on its front panel in each sound band in minimal proximity to the main bandpass dynamic loudspeaker (DGp), which are connected in three pairs. In each pair, the speakers are connected in series and out of phase. In the first pair, the DGS are connected to each other by terminals (-) and one end of the pair is connected to the terminal (+) of the voice coil (VOC) of the DGS. In the second pair, the DGS are connected by terminals (+) and one end of the pair is connected to the terminal (-) of the DGS. The second ends of both DG pairs are removed from the column, and each of them is connected through adjusting resistors (PP) to each other and with each output of the DG pairs of the other column. In the third pair, the DGS are connected by terminals (+) and the ends of the pair are connected in parallel to the DGS terminals through an adjustable tuning resistor (Rrn). Thus, each DGP output of one column through DGS, PP and RN is connected to each other and to both DGP outputs of another column, forming circuits for two-phase reproduction of the stereo signal taken from them. Adjustment wire resistors are necessary to set the balance of the audio signal power between DGP and DGS in each speaker and ensure optimal speaker sound transparency. Timbre tuning is provided by wire tuning resistors (Rn) connected in parallel to each pair of DGs connected between the speakers and resistors Rrn connected in series to a pair of DGs connected in parallel to the DGp.

Все ДГп и ДГс устанавливаются на передней панели АС средними плоскостями диффузоров в одной плоскости. Максимальный эффект «живого» звучания достигается при использовании ДГп и ДГс открытого типа, а также при объединении их тыльного излучения единым пространством в каждой звуковой полосе.All DGP and DGS are installed on the front panel of the speaker with the middle planes of the diffusers in the same plane. The maximum effect of “live” sound is achieved by using open-type DGs and DGs, as well as by combining their rear radiation into a single space in each sound band.

Заявляемое решение отличают частные дополнительные признаки, способствующие достижению заявленных результатов. ДГс должны иметь амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), аналогичную АЧХ основных полосовых динамиков и быть минимальной мощности, т.к. стереосигнал, поступающий на них, в 5-10 раз слабее основного. Это позволяет использовать динамики минимальных размеров и не увеличивать габариты АС. В низкочастотной полосе устанавливаются малогабаритные вуферы, в среднечастотной и высокочастотной полосах - громкоговорители от планшетов, ноутбуков или современных телевизоров. Величина Рр зависит от величины внутреннего сопротивления источника сигнала и составляет в ламповых системах единицы кОм (в нашем случае 3,2 кОм), в микросхемных - десятки Ом. Величина Рн и Ррн зависит от чувствительности ДГс. Так, величина Ррн составляет 80-120 значений омического сопротивления ЗК ДГп, а Рн составляет 0,2-1 суммарного омического сопротивления ЗК пары ДГс. Точность установки Рн и Ррн очень влияет на естественность тембра звучания.The proposed solution is distinguished by private additional features that contribute to the achievement of the stated results. DGs must have an amplitude-frequency response (AFC) similar to the AFC of the main bandpass speakers and be of minimum power, because The stereo signal arriving at them is 5-10 times weaker than the main one. This allows you to use speakers of minimal size and not increase the dimensions of the speakers. Small-sized woofers are installed in the low-frequency band, and speakers from tablets, laptops or modern TVs are installed in the mid-frequency and high-frequency bands. The value of Рр depends on the value of the internal resistance of the signal source and amounts to units of kOhms in tube systems (in our case, 3.2 kOhms), in microcircuit systems - tens of Ohms. The value of pH and Prn depends on the sensitivity of the DGS. Thus, the value of Prn is 80-120 values of the ohmic resistance of the CB DGp, and Rn is 0.2-1 of the total ohmic resistance of the CB pair of DGs. The accuracy of setting Рн and Ррн greatly influences the naturalness of the sound timbre.

Сочетание этих факторов обеспечивает получение заявленного эффекта-максимальное приближение воспроизводимой АС звуковой картины к естественному звучанию, характеризующемуся высокой прозрачностью, резким снижением искажений, пространственной локализацией и «живым» тембром субъектов звуковой картины, создающих эффект ее реальности без дополнительной подготовки помещений для прослушивания.The combination of these factors ensures the achievement of the declared effect - the maximum approximation of the sound picture reproduced by the speakers to natural sound, characterized by high transparency, a sharp reduction in distortion, spatial localization and “live” timbre of the subjects of the sound picture, creating the effect of its reality without additional preparation of listening rooms.

Схема соединения ДГп и ДГс в АС приведена на фиг. 1.The connection diagram of DGP and DGS in the AC is shown in Fig. 1.

Список позиционных обозначений.List of designations.

Колонки АС - 1Speakers AC - 1

Полосовые динамические громкоговорители ДГп - 2Bandpass dynamic loudspeakers DGP - 2

Динамические громкоговорители - сателлиты парные ДГс - 3Dynamic loudspeakers - paired satellites DGs - 3

Регулировочные резисторы Рр - 4Adjustment resistors PP - 4

Регулировочно-настроечные резисторы Ррн - 5.Adjustment and tuning resistors Ррн - 5.

Настроечные резисторы Рн - 6.Tuning resistors Рн - 6.

Суть решения поставленной задачи состоит в установке в каждой из двух колонок 1 акустической системы в каждой ее звуковой полосе дополнительно к полосовому динамическому громкоговорителю 2 шести аналогичных ему по АЧХ динамических громкоговорителей-сателлитов 3, соединенных в пары между собой последовательно и противофазно. В первых двух парах ДГс соединены так, что концы пар имеют разнозначные выводы, одним из которых каждая из них подключается к одноименному выводу полосового ДГ, а вторые концы пар выведены из колонки и соединены с аналогичными концами другой колонки и между собой через регулировочные резисторы 4. Третья пара ДГс с соединенными между собой выводами (+) подключается через регулировочно настроечный резистор 5 параллельно к выводам ДГп. Регулировка тембра осуществляется указанным резистором и проволочными настроечными резисторами 6, подключенными параллельно каждой паре ДГс, соединенных между колонками.The essence of solving the problem is to install in each of the two speakers 1 of the acoustic system in each of its sound bands, in addition to the band-pass dynamic loudspeaker 2, six dynamic satellite loudspeakers 3, similar to it in terms of frequency response, connected in pairs to each other in series and antiphase. In the first two pairs, the DGs are connected in such a way that the ends of the pairs have different terminals, one of which connects each of them to the same terminal of the strip DG, and the second ends of the pairs are taken out of the column and connected to similar ends of the other column and to each other through adjusting resistors 4. The third pair of DGS with interconnected terminals (+) is connected through an adjusting tuning resistor 5 in parallel to the DGS terminals. The tone control is carried out by the specified resistor and wire tuning resistors 6 connected in parallel to each pair of DGs connected between the speakers.

Claims

1. Acoustic system of “live” sound, consisting of two similar speakers, in each of which, in addition to the bandpass loudspeaker, six satellite speakers are installed, connected in series and in phase in three pairs, the first of which with unambiguous terminals is connected in parallel through a resistor to the bandpass loudspeaker , and the second and third pairs have different pins, one of which pairs is connected to the unambiguous pins of the bandpass loudspeaker, and the second pins of the loudspeakers are taken out of the column and connected in phase with the corresponding pins of the other column, forming lines connecting each pin of the bandpass loudspeaker of each column to each other and with both terminals of the other speaker's bandpass loudspeaker through resistors and satellite speakers, providing biphasic reproduction of the dedicated stereo signal.

2. The acoustic system according to claim 1, characterized in that dynamic satellite speakers are installed in each sound band.

3. The acoustic system according to claim 1, characterized in that the satellite speakers are installed on the front panel of each speaker of the acoustic system at a minimum distance from the main corresponding bandpass dynamic speaker, while the middle planes of all diffusers are located strictly in the same plane.

4. The acoustic system according to claim 1, characterized in that the amplitude-frequency response of satellite loudspeakers is similar to the main bandpass loudspeakers, and the power of dynamic satellite loudspeakers is 5-10 times less than that of bandpass loudspeakers.

5. The acoustic system according to claim 1, characterized in that the balance of the power of sound radiation from band-pass dynamic loudspeakers and satellite loudspeakers is regulated by wire-wound resistors installed in the lines connecting pairs of dynamic satellite loudspeakers between the speakers.

6. The acoustic system according to claim 1, characterized in that the timbre of the speakers is regulated by tuning wire resistors connected in parallel to each pair of dynamic satellite speakers connected between the speakers, and in series to a parallel connected pair of satellite speakers to the terminals of the bandpass dynamic speakers.

7. The acoustic system according to claim 1, characterized in that the value of tuning resistors connected in parallel to pairs of satellite loudspeakers is 0.2-1 of the total resistance value of their voice coils, and the value of series resistors in pairs of dynamic ones connected in parallel to bandpass loudspeakers satellite loudspeakers is 80-120 times the total resistance of the voice coils.