SE416014B - Delningsfilter - Google Patents

Description

790-8949-5 mekaniskt. Den elektriska och elektroniska sidan av ljudanläggningar har under senare år utvecklats snabbt och skivspelare, bandspelare och förstärkare kan idag tillverkas relativt billigt med bibehållen kvalitet. Högtalarelementen, som är mekaniska komponenter och dessutom arbetar efter sedan länge kända principer, har däremot inte genomgått samma tekniska utveckling.

Varje högtalarelement är behäftad med brister och har en egen, ofta unik, återgivningskarakteristik.

Vid anslutning av högtalarelement till ljudanlägg- ningar av olika slag kravs vanligen någon form av anpassningskrets och då flera högtalarelement ansluts till en och samma utgång eller kanal krävs också att denna anpassningskrets innefattar ett delnings- filter. Delningsfiltret har till uppgift att diri- gera elektriska signaler med låga frekvenser till hög- talarelement för lågfrekvens- eller basfrekvensåter- givning samt elektriska signaler med höga frekvenser till högfrekvens- eller diskanthögtalare. I det fall även högtalarelement för mellanfrekvensåtergivning används tillser delningsfiltret att mellanfrekvens- registret tillföras mellanfrekvenshögtalaren.

Det finns idag ett flertal olika lösningar på delnings- filter för två eller flera högtalarelement. Sådana delningsfilter har den huvudsakliga uppgiften att bl.a. åstadkomma en så konstant belastning, impedans, på förstärkaren som möjligt samt filtrera och för- dela olika frekvenser och frekvensband till det eller de högtalarelement, vilka är anordnade att återge resp. frekvensband. Dessa uppgifter klarar dagens del- ningsfilter med skiftande resultat.

Uppfinningens ändamål och viktigaste känneteeken Ändamålet med föreliggande uppfinning Hr att åstadkomma 790-80149-5 ett delningsfilter med vilket två eller flera högtalar- element kan styras så att originalljudet, d.v.s. det ljud som ursprungligen avgivits från exempelvis en orkester och som inspelats och lagrats på band eller skiva eller liknande medium vid uppspelning tillföras exempelvis från en förstärkare till två eller flera högtalarelement, åter- ges med så liten förvrängning och distortion som möjligt och så likt originalljudet som möjligt. Ett ändamål med uppfinningen är därvid att elektriskt dämpa och anpassa högtalarens akustiska karakteristik i frekvensbandet 300-1200 Hz. Det är härvid viktigt att den speciella, d.v.s. den rums- liga, informationen återges så oförvrängt som möjligt. An- talet i delningsfiltret ingående komponenter bör även vara så fâ som möjligt för att underlätta och förbilliga produk- tionen samt göra delningsfiltret litet och därmed lättpla- cerat. Detta löses därigenom att i serie med det eller de högtalarelement som är anordnade för mellan- och/eller has- frekvensåtergivning och de därtill anslutna kretskompo- nenterna är anordnad minst en parallellresonanskrets inne- fattande en induktansspole, en därmed parallellkopplad kon- densator samt en med induktansspolen och kondensatorn parallellkopplad komponentkrets bestående av en kondensator och en resistor kopplade i serie och att parallellt med sagda parallellresonanskrets och det högtalarelement för mellan- och/eller hasfrekvensåtergivning samt därtill anslutna kretskomponenter är anordnat minst ett högtalar- element för diskantåtergivning och därtill anslutna kretskomponenter för åstadkommande av en effektiv tran- sientåtergivning samt för god återgivning av den elek- triska signalens speciella information.

Beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i ut- föringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, 'varvid i '79G8Û49-5 Figur 1 visar ett kopplingsscnema över ett uppfinningsen- ligt delningsfilter innefattande två nögtalarelement, Figur 2 visar ett trevägsfílter, d.v.s. ett delníngs- filter vari tre högtalarelement ingår, samt Figur 3 visar ett uppfinningsenligt fvrvägsfilter.

Beskrivning av utföringsexempel Figur l visar ett uppfinningsenligt, passivt, delnings- filter av tvåvägstyp, d.v.s. delningsfiltret innefattar två högtalarelement l, 2. Ett första högtalarelement l, ett diskantelement, är avsett för återgivning av höga frekvenser, och ett andra högtalarelement 2, en bashögtalare, är avsedd för återgivning av låga bas- ooh/eller mellanfrekvenser.

I delningsfiltrets ena ände är en första och en andra kontaktpunkt 3, H anordnad och till vilka externa elektriska signaler, vilka här ljudinformation, tillföres från exempelvis en förstärkare (ej visad). Ett första komponentnät är anordnat att styra elektriska signaler med låga frekvenser till bashögtalaren 2. I detta komponentnät är hashög- talarens 2 ena anslutning förbunden med delningsfiltrets andra kontaktpunkt H. En kondensator 5 är parallellkopplad med öashögtalaren 2 och i serie med bashögtalaren 2 och kondensatorn 5 är en induktansspole 6 anordnad.

Dessa komponenter utgör ett lågpassfilter och filtrerar följdaktligen bort signaler med höga frekvenser. En ytterligare kondensator 7 är parallellkopplad med induktans- spolen 6, den första kondensatorn 5 resp. bashögtalaren 2. Parallellt med kondensatorn 7 är även en resistor 8 kopplad. Denna krets bestående av kondensatorerna 5, 7, induktansspolen 6, bashögtalaren 2 samt resistorn 8 är kopplad i serie med en filterkrets, en parallellreso- nanskrets, innefattande en induktansspole 9, vars mot- stående ände är ansluten till delningsfiltrets första 7908049-5 kontaktpunkt 3 en parallellt med induktansspolen 9 parallellt med induktansspolen 9 och kondensatorn 10 kopplad krets bestående av en kondensator 11 seriekopplad med en re- sistor 12.

Delningsfiltrets andra komponentnät består av fyra komponenter förutom diskanthögtalaren 1. Komponent- nätet är huvudsakligen anordnat att tillföra diskant- högtalaren 1 elektriska signaler med hög frekvens och är så konstruerat att det fungerar såsom ett nögpassfilter.

Härvid är diskanthögtalarens l ena anslutning kopplad till delningsfiltrets andra kontaktpunkt H. I serie med diskanthögtalaren är en kondensator 13 kopplad och parallellt med kondensatorn 15 och diskantnögtalaren 1 är en induktansspole lü anordnad. I serie med induktans- spolen lä och kondensatorn 13 resp. diekanthögtalaren 1 är en ytterligare kondensator 15 kopplad. I serie med denna kondensator 15 är en resístor 16 anordnad.

Detta komponentnät filtrerar bort elektriska signaler med lägre frekvenser. Resistorn 16 är anordnad att begränsa effekttillförseln till diskanthögtalaren 1.

Med den uppfinningsenliga uppbyggnaden av delningsfiltret erhålls ett delningsfílter, vilket i bas- och mellan- frekvensregistret uppträder som ett fjärde gradens filter och som i diskantregistret uppträder som ett tredje ara- dens filter. Detta medför att signaler med frekvenser under resp. över delningsfiltrets delningsfrekvens, som med lämpligt komponentval är 2.600 Hz skarpt avgränsas från varandra.

Genom parallellresonanskretsens utförande, d.v.s. induk- tansspolen 9, kondensatorerna 10, 11 samt resistorn 12, erhålles resonansfenomen, vilka bl.a. åstadkommer bättre transientåtergivning från diskantelementet 1 samt renare återgivning av bas- och mellanfrekvenser 79080læ9~5 via en bas- eller mellanfrekvenshögtalare 2, 17. Detta beror huvudsakligen på att parallellresonanskretsen elektriskt dämpar högtalarnas akustiska karakteristik väsentligen i frekvensbandet 300-1200 Hz. Även den spaoiella, rumsliga, ljudinformationen återges härmed bättre. Signalgången genom delníngsfíltret förändras såtillvida att diskant- elementets 1 transíentkarakteristik uppvisar en brantare stígning av signalens positiva flank, d.v.s. stigtiden förkortas.

Den uppfinningsenlíga uppkopplingen av ett delnings- filter kan förutom i tvåvägssystem även tillämpas exempelvis på tre- resp. fyrvägssystem, d.v.s. delningsfiltret kan anbringas i högtalarenheter där tre, fyra eller flera högtalarelement ingår. Exempel på detta visas i figurerna 2 och 3. I båda fallen har parallellresonans- kretsen med induktanssolen 9, kondensatorerna 10, ll samt resistorn 12 anordnats i serie med nögtalarelementet för mellanfrekvensåtergivning och det därtill anslutna komponentnätet.

Figur 2 visar således ett delningsfilter innefattande tre högtalarelement, ett högtalarelement 18 för bas- frekvensåtergivning, ett högtalarelement 17 för mellan- frekvensåtergivning samt ett tredje högtalarelement 19, för diskantåtergivning.

Delningsfiltret enligt figur 2 kan schematiskt indelas i fyra komponentnät där komponenterna anslutna till bashögtalaren 18 utgör ett första komponentnät, kom- ponenterna anslutna till mellanfrekvenshögtalaren 17 utgör ett andra komponentnät, komponenterna anslutna till diskanthögtalaren 19 utgör ett tredje komponentnät samt komponenterna anordnade mellan det första och andra komponentnätet utgör ett fjärde komponentnät.

Det första komponentnätet utgöres alltså av en bas- 7908049-5 högtalare 18, en därmed seriekopplad induktansspole 20, en parallellt med induktansspolen 20 och bashögtalaren 18 kopplad kondensator 21 samt en induktansspole 22 kopplad i serie med kondensatorn 21, induktansspolen 20 och bashögtalaren 18. Det fjärde komponentnätet består följaktligen av en induktansspole 23 seriekopplad med en kondensator 24 samt en kondensator 25, vars ena tilledare är ansluten mellan kondensatorn 2H och induktansspolen 23. Detta fjärde komponentnät utgör ett högpassfilter och släpper alltså igenom elektriska signaler med mellanfrekvens eller nögfrekvens. Det andra komponentnätet innefattar förutom den uppfinningsenliga parallellresonanskretsen även en med mellanfrekvenshög- talaren 17 parallellkopplad komponentkrets bestående av en kondensator 26 seriekopplad med en resistor 27.

I serie med mellanfrekvenshögtalaren 17, kondensatorn 26 samt motståndet 27 är en induktansspole 28 anordnad.

Parallellt med induktansspolen 28 och mellanfrekvenshög- talaren 17 är en vtterligare kondensator kopplad 29.

Det tredje komponentnätet innefattar en diskantnögtalare 19, en därmed seriekopplad kondensator 30 och en parallellt med kondensatorn 30 och diskanthögtalaren 19 kopplad in- duktansspole 31. I serie med induktansspolen 31, kondensatorn 30 och diskanthögtalaren l9 är slutligen en vtterligare kondensator 52 kopplad.

Som nämnts ovan kan det uppfínningsenliga delningsfiltret även modifieras så att fvra eller flera högtalarelement kan anslutas. Ett exempel på en delningskrets för fyra högtalarelement visas i figur 3. Ett ytterligare komponentnät har härvid anslutits, vilket innefattar ännu ett diskantelement BU, en därmed parallellkopplad induktansspole 53 och en i serie med induktansspolen 53 och diskantelementet BU kopplad kondensator 35.

Detta andra diskantelement 34 och de därtill anslutna filterkomponenterna dimensioneras lämpligen så att kom- 79080149-5 ponentnätet återger de högsta, hörbara frekvenserna och utgör därmed ett komplement till den i trevägsystemet anordnade diskanthögtalaren 19. Fvrvägsfíltret överens- stämmer principiellt med trevägsfiltret, dock med den skillnaden att vissa av de i delningsfíltret ingående konponenterna måste tilldelas andra värden så att en justering av signalgången åstadkommas.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till beskrivna utföringsexempel utan kan varieras på ett flertal sätt inom ramen för uppfinningen.

Claims (1)

1. 7908049-5 P A T E N T K R A V Delningsfílter, för två eller flera högtalarelement, av det slag som i beroende av frekvens uppdelar en in- kommande elektrisk signal i två eller flera frekvens- band, vilka vart och ett tillföras det eller de hög- talarelement vilka är anordnade att återge resp. frek- vensband, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, att i serie med det eller de nögtalarelement (2) som är anord- nade för mellan- och/eller hasfrekvensåtergivning och de därtill anslutna kretskomponenterna (5, 6, 7, 8), är anordnad minst en parallellreeonanskrets innefattande en induktansspole (9), en därmed parallellkopplad kon- densator (l0) samt en med induktansspolen (9) och kon- densatorn (l0) parallellkopplad komponentkrets bestående av en kondensator (ll) och en resístor (12) kopplade i serie och att parallellt med sagda parallellresonanskrets och högtalarelementet (2) för mellan- och/eller bas- frekvensåtergivning samt därtill anslutna kretskompo- nenter (5, 6, 7, 8) är anordnat minst ett högtalar- element (1) för diskantåtergivning och därtill anslutna kretskomponenter (13, lä, 15) för åstadkommande av en effektiv transíentåtergivning samt för god återgivning av den elektriska signalens speciella information.