Звуковоспроизводящее устройство с электромеханической обратной связью

 

Использование: в электроакустике, в частности при производстве звуковоспроизводящих устройств. Сущность изобретения: устройство содержит электродинамическую головку со звуковой катушкой и диафрагмой, катушку обратной отрицательной связи, входной сумматор и усилитель низкой частоты. В него введены резистор и две магнитосвязанные катушки, первая из которых включена последовательно со звуковой катушкой электродинамической головки и параллельно с резистором, а вторая последовательно и встречно - с катушкой обратной отрицательной связи, которая жестко закреплена на звуковой катушке электродинамической головки. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при разработке звуковоспроизводящих устройств высокой точности.

Для высокоточного воспроизведения звука используют устройства, включающие либо многоканальные усилители, либо одноканальные усилители низкой частоты с разделительными фильтрами и многополосные акустические системы. Многополосные акустические системы в свою очередь содержат низко-, средне-, и высокочастотные электродинамические головки [1]. Известны также звуковоспроизводящие устройства с электромеханической обратной связью. Для формирования сигнала обратной отрицательной связи они содержат мостовые датчики ЭДС звуковой катушки электродинамической головки и датчики скоростного типа с катушкой обратной отрицательной связи.

Основным источником частотных и нелинейных искажений в акустических системах являются электродинамические звукоизлучающие головки. Введение обратной отрицательной связи уменьшает искажения в их работе пропорционально коэффициенту усиления в цепи обратной связи. Общим недостатком известных звуковоспроизводящих устройств является то, что электродинамические звукоизлучающие головки в них либо вообще не охвачены обратной отрицательной связью охвачены лишь низкочастотные электродинамические головки, воспроизводящие приблизительно 2% спектра звуковых частот. Охват среднечастотных и высокочастотных электродинамических головок обратной отрицательной связью неосуществим из-за механических резонансов известных датчиков и фазовых сдвигов их выходных сигналов, а также из-за невозможности полной сбалансированности мостовых схем.

Наиболее близким по технической сущности из известных звуковоспроизводящих устройств является устройство с датчиком электромеханической связи скоростного типа, состоящим из дополнительной магнитной системы и катушки обратной отрицательной связи, жестко соединенной с диафрагмой головки громкоговорителя [2].

Однако это устройство имеет сложную механическую конструкцию и эффективно воспроизводит лишь узкую полосу частот от 20 до 500 Гц.

Цель изобретения является повышение качества звуковоспроизведения за счет расширения частотного диапазона. Звуковоспроизводящее устройство, выполненное по изобретению, имеет минимальные нелинейные искажения и не имеет фазовых искажений акустического сигнала, связанных как с наличием в известных акустических системах нескольких пространственно разнесенных узкополосных электродинамических головок, так и разделительных фильтров перед ними, и может с успехом применяться в цифровой звуковой аппаратуре.

Это достигается тем, что в звуковоспроизводящее устройство с электромеханической обратной связью, содержащее электродинамическую головку со звуковой катушкой и диафрагмой, катушку обратной отрицательной связи, входной сумматор и усилитель низкой частоты, дополнительно введены резистор и две магнитосвязанные катушки, первая из которых включена последовательно со звуковой катушкой электродинамической головки и параллельно с резистором, а вторая - последовательно и встречно с катушкой обратной отрицательной связи, которая жестко закреплена на звуковой катушке электродинамической головки.

На чертеже представлена схема звуковоспроизводящего устройства с электромеханической обратной связью.

Звуковоспроизводящее устройство с электромеханической обратной связью включает входной сумматор 1, усилитель 2 низкой частоты, электродинамическую головку со звуковой катушкой и диафрагмой 3, катушку 4 обратной отрицательной связи, резистор 5 и две магнитосвязанные катушки 6, 7.

Звуковоспроизводящее устройство работает следующим образом. Входной сигнал суммируется с сигналом обратной отрицательной связи на входном сумматоре 1. Полученный суммарный сигнал усиливается по мощности усилителем 2 и подается на звуковую катушку электродинамической головки 3 и последовательно включенную с ней катушку 6, шунтированную резистором 5. В катушке обратной отрицательной связи 4, жестко закрепленной на звуковой катушке электродинамической головки 3, наводится индуктированная ЭДС от изменения потока сцепления катушки и ЭДС взаимоиндукции. Через последовательно включенные катушки 3 и 6 протекают равные токи. Катушка 7 магнитосвязана с катушкой 6 и обе катушки закреплены неподвижно. Поэтому в катушке 7 индуктированная ЭДС от изменения потока сцепления катушки не наводится, а наводится ЭДС взаимоиндукции (сигнал помехи, пропорциональный частоте). Так как катушки 4 и 7 включены встречно, наводимые в них ЭДС взаимоиндукции компенсируются и на входной сумматор 1 поступает в качестве сигнала обратной отрицательной связи только индуктированная в катушке 4 ЭДС, несущая информацию о движении звуковой катушки электродинамической головки 3. Для корреляции частотной характеристики обратной отрицательной связи используется резистор 5, образующий с катушкой 6 частотно-зависимую цепочку. ЭДС, наведенная в катушке 4, представляет собой сигнал обратной отрицательной связи, а ЭДС, наведенная в катушке 7, - сигнал положительной обратной связи. Поэтому уменьшение номинала резистора 5 приводит к увеличению глубины обратной отрицательной связи пропорцио- нально частоте воспроизводимого сигнала.

Формула изобретения

ЗВУКОВОСПРОИЗВОДЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ, содержащее электродинамическую головку со звуковой катушкой и диафрагмой, катушку обратной отрицательной связи, входной сумматор и усилитель низкой частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения качества звуковоспроизведения путем расширения частотного диапазона, в него введены резистор и две магнитосвязанные катушки, первая из которых включена последовательно со звуковой катушкой электродинамической головки и параллельно с резистором, а вторая - последовательно и встречно с катушкой обратной отрицательной связи, которая жестко закреплена на звуковой катушке электродинамической головки.

РИСУНКИ

Рисунок 1