Устройство для уменьшения частотных и амплитудных искажений при звуковоспроизведении

Устройство для уменьшения частотных и амплитудных искажений при звуковоспроизведении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР

Класс 42g, 8„

М 55923

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро последующей егист аиии изобретений Госплана при СНК СССР ЛАЕж "-> т i <г:угс б I:П(, Jl 4 -ь . С. Григорьев.

Устройство для уменьшения частотных и амплитудных искажений при звуковоспроизведении.

Заявлено 31 октября 1937 года в ВКК за 1 а 170.

Опубликовано 31 октября 1939 года. комплекс, определяющий отношение электродвижущей силы на зажимах

Предлагаемое изобретение имеет целью исправление амплитудной и частотной характеристик звуковоспроизводящего устройства.

Для этого, согласно изобретению, в точке пространства, относительно которой коррегируется звуковоспроизведение, устанавливается микрофон, включенный в цепь через усилитель последовательно с источником э. д. с. звуковой частоты (микрофон, звукосниматель, фотоэлемент и т. п.).

На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему предлагаемого устройства, а фиг. 2 и 3 — две возможные схемы технического осуществления его.

На фиг. 1 имеются следующие обозначения: А — источник электродвижущей силы звуковой частоты (например, микрофон, звукосниматель, фотоэлемент и т. п.), Б — главный усилитель, 8 — громкоговоритель, частотная и амплитудная характеристики которого подлежат исправлению, à — микрофон (лучше всего ленточный или конденсаторный), Д вЂ” усилитель обратной связи, возвращающий полученное от микрофона Г и усиленное напряжение на вход главного усилителя Б или на сетку лампы какого-либо из его промежуточных каскадов.

Легко видеть, что предлагаемое устройство позволяет значительно сни .зить частотные и амплитудные искажения всего звуковоспроизводящего тракта. Действительно, пусть Р будет звуковое давление в точке расположеР

; ния микрофона Г.Назовем далее а= —— !

Е,, комплекс, определяющий отношение ! звукового давления к напряжению на выходе усилителя Б; данный комплекс, может быть условно назван комплекс, ной чувствительностью говорителя.

Чувствительность говорителя, в обычном смысле, будет являться модулем комплексной чувствительности. Пусть

Еа кроме тогоА = = — комплексный коэ-!

Е, фициент усиления усилителя Б, т. е. комплекс, определяющий отношение напряжения на выходе усилителя Б к напряжению на его входе о « з

У микрофона .Г к звуковому давлению, I его относительно давления, получаем т. е. в указанном выше смысле ком- „ А плексную чувствительность микрофона и 1 — а АВ, Е» Легко видеть, что при положительВ = — — комплекс, определяющий от I ном значении произведения а АВ, т. е.

3 при обычной акустической обратной ношение напРЯжениЯ на выходе Усили- связи могут иметь место бесконечтелЯ Д к напрЯжению на его входе, i ные значения величины Р, т. е. акустит. е. комплексный коэфициент усиления ческая регенерация, Если же произвеусилителя. дение o: AB имеет отрицательное

В этих обозначениях можно написать значение, соответствующее негативной следующее выражение для давления в акустической обратной связи, то для звуковом поле: Р=иА(Е,+8BP); решая;, давления получается выражение

1 аА В, 1 )АВ,. 1 =;.В Е

1 + дзАВ

Таким образом, отношение звукового давления Р к напряжению на входе Е>, т. е. частотная характеристика всего устройства зависит только от частотных характеристик микрофона Г и усилителя обратной связи Д. Последние в общем случае могут быть сделаны сколь угодно хорошими, так как необходимые мощности и электродвижущие силы невелики.

Существенным условием является то, чтобы фазовые характеристики усилителей Б и Д и, в особенности, последнего были таковы, чтобы не происходило обращения фазы во всем воспроизводимом диапазоне частот, т. е. чтобы произведение аЗАВ в пределах этого диапазона оставалось отрицательным.

Так как частотная характеристика усилителя Д легко поддается изменению то, согласно изобретению, представляется возможным осуществить любую коррекцию частотной характеристики всего звуковоспроизводящего устройства в целом в тех случаях, когда в этом встречается надобность, например, при необходимости исправления частотной характеристики источника э. д. с., например, звукоснимателя или помещения, в котором расположены говорители.

Очевидно, что вследствие введения негативной обратной связи общая чувствительность системы уменьшается,, т. е,, на вход должны быть подводимы большие э. д. с, Этот недостаток, однако, легко компенсируется введением дополнительной ступени усиления, не вносящей существенных искажений, В отдельных случаях при избытке, э. д. с. в этом может и не встретиться надобности.

Нетрудно показать, что применение данного устройства позволяет в значи: тельной мере снизить уровень нелинейных искажений звуковоспроизводящего тракта. Действительно, если при некотором уровне отдаваемой акустической мощности нелинейные искажения со здают на выходе напряжения высших гармонических или комбинационных то нов с амплитудой V, то, при наличии негативной обратной связи, эти напряV . жения уменьшаются до -. е. уровень нелинейных искаженийи ри той же акустической мощности уменьшается в отношении

1 а АВ

Это ооъясняется тем, что негативная акустическая обратная связь вводит в цепь главного усилителя корректирующие электродвижущие силы, которые в значительной степени компенсируют ! высшие гармонические и комбинационные тона, гечерируемые усилителем и !

: говорителем.

Наконец, если, вследствие неудовле, творительной фильтрации напряжения, питающего оконечный каскад усили, теля Б или катушку возбуждения говорителя В, возникает мешающий фон, то негативная акустическая обратная связь также уменьшает напряжение фона в

1 отношении: — --- -—

1 —; а 4Ь

Возможная схема технического осуществления устройства показана на фиг. 2. Здесь А — звукосниматель, Б— усилитель, конструктивно включающий в себе также и усилитель обратной связи Д,  — мощный громкоговоритель, в отверстие рупора которого помещен коррегщ>ующий микрофон Г.

Другая возможная схема приведена на фиг. 3. Здесь целью является исправление частотной и амплитудной характеристик звукового поля для некоторой определенной точки обслуживаемого помещения, например, зрительного зала.

В этом случае, поведение системы приблизительно таково же, как описанное выше, если реверберация в помещении не очень велика, т. е. если микрофон Г воспринимает в основном прямую акустическую энергию.

Из приведенного описания видно, что предлагаемое устройство позволяет при применении мощных громкоговорящих устройств, обладающих заведомо ухуд-пенными частотными и амплитудными характеристиками, получить хорошее качество звуковоспроизведения. Необходимость введения дополнительных элементов, в случае мощного звуковоспроизводящего устройства, не создает технических или экономических затруднений, так как общая стоимость устройства увеличивается незначительно.

В случае применения данного принципа для получения высококачественного звуковоспроизведения введение дополнительных элементов тока также допустимо, так как вопросы стоимости в этом случае не являются доминирующими.

Предлагаемое устройство можег !, быть применено также для лаборатор ных и измерительных целей в тех случаях, когда требуется получить в какой-либо точке заглушенной камеры звуковое давление, постоянное вне заl висимости от частоты и свободное от высших гармонических и посторонних шумов.

Такие условия бывают, например, не обходимы при испытании микрофонов и других звукоприемников.

Предмет изобретения.

1. Устройство для уменьшения . частотных и амплитудных искажений при звуковоспроизведении, отличаю. и1еесл тем, что, с целью исправления частотной и амплитудной характеристик, звуковоспроизводящего устройства, в точке пространства, относительно котоl poA коррегируется звуковоспроизведение, установлен микрофон, включенный в цепь через усилитель обратной связи последовательно с источником э. д. с. звуковой частоты (микрофон, звукосниматель, фотоэлемент и т. и.).

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что микрофон включен через усилитель обратной связи на сетку лампы одного из промежу; точных каскадов главного усилителя.

3. Форма выполнения устройства по

i пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что микрофон укреплен жестко к каркасу . громкоговорителя на оси симметрии его . звукового поля.

K авторскому свидетельству В. С. григорьева

М 55023

Леноблгорлит 28/Н 1940 г. Тип. «Печати. Двор» зак. № б/25 — 450