一種帶正反饋電路的音響設備的製作方法
2023-11-01 13:28:02 2
專利名稱：一種帶正反饋電路的音響設備的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種把音頻電信號還原成聲音的音響設備，屬於電子產品，可以廣泛應用於會場，大廳，家庭和多媒體應用等需要把音頻電信號還原成聲音的場合。
現有的音響設備由功放電路，揚聲器和音箱組成，輸入的音頻電信號經功放電路放大後驅動揚聲器和音箱，把電能還原為聲音。音響設備的頻響和失真度是音響設備的主要性能指標之一，要求頻響指標曲線平坦，範圍寬，失真小，但是在現有的音響設備中，由於揚聲器的阻抗受音圈電感的感抗、音圈分布電容的容抗、磁路的渦流、揚聲器機械諧振特性、音箱箱體聲學特性和聽音環境的聲學特性等諸多因素的影響，會隨著輸入信號的頻率發生很大的非線性變化，從而使音響設備頻響曲線起伏不平，頻響範圍變窄惡化，失真度加大，性能指標降低。
有多種改善音響設備性能指標的技術措施CN1066942A公開一種《最佳化功率放大器電路特徵的方法及其裝置》，採用誤差比較和校正技術來提高頻響和失真指標；申請號93110987.6公開一種《一種減少功率放大器揚聲器失真的方法及裝置》，採用另一種誤差比較和校正技術來提高頻響和失真指標；ZL93233926.3公開一種《電晶體恆流功率放大器》，採用電流負反饋放大器技術；ZL9621377.2公開了一種《具有電壓前饋電流驅動功率放大器的音響設備》，採用電壓前饋電流放大器技術，這些現有技術各有特色，在一定程度上改善了音響設備的性能指標，也使音響設備成本不同程度地增加，但現有技術的性能指標遠未達到理想狀態，改善頻響，降低失真仍然是音響技術研究和發展的主要方向。
本實用新型的目的則是針對上述現有技術存在的問題，提供一種不同於現有技術的改善音響設備頻響和失真裝置，在功放電路中設有一個三端無源電路，在揚聲器迴路與功放電路輸入端之間構成一個自激臨界值以下的正反饋，設計時通過選擇所述三端無源電路的參數值使正反饋的特性曲線與揚聲器阻抗特性曲線相似，由於正反饋的負阻效應使功放電路內阻也隨著揚聲器阻抗特性曲線而發生相應的變化，從而補償了揚聲器阻抗隨頻率發生的非線性變化，改善音響設備的頻響和失真，提高音響設備的性能指標。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到一種音響設備，由功放電路，揚聲器和音箱組成，其特徵是在功放電路中設有一個三端無源電路，所述三端無源電路由至少一個的電阻、電容、電感和連接線組成，所述三端無源電路的3端接所述功放電路的公共端，1端和3端串聯在揚聲器迴路中，2端接功放電路的同相輸入端，所述三端無源電路在揚聲器迴路和功放電路的輸入端之間構成一個自激臨界值以下的正反饋。
由於正反饋的相移較小，同時正反饋的負阻效應又有效地降低了原有功放電路的內阻，大幅提升了放大器瞬態響應，因此所述三端無源電路不僅補償了揚聲器阻抗隨頻率發生的非線性變化，產生的積極效果是多方面的。
本實用新型相比現有技術具有如下優點1，頻響和失真指標均得以較大的改善，效果較為顯著。
2，由於引入正反饋，有效地降低了功放電路的內阻，使功放電路瞬態響應提高，聲音清晰，層次分明，明顯改善了音質。
3，可以通過控制正反饋特性曲線來補償音響設備的頻響不足，尤其是音箱系統的低頻響應不足。
4，對改善小音箱的低頻響應很有效，由正反饋獲得的低音重放效果非常清晰，特別適合用於多媒體有源音箱。
5，由於僅需添加幾個無源器件，製作簡單，成本低廉，無需調試，適合工廠化生產。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述
圖1是本實用新型實施例電路原理圖。圖2是本實用新型所述三端無源電路的一種實施電路原理圖。
參見
圖1，
圖1是本實用新型實施例的電路原理圖，圖中A、R5、R6、R7組成典型的功放電路，該功放電路與現有的普通功放電路是一樣的，其增益為K＝R5/R6。揚聲器SP的阻抗為RZ，B是本實用新型所述的三端無源電路，其中公共端3接地，1端接揚聲器SP，2端接功放電路A的同相輸入端，圖2是所述三端無源電路B的一種實施電路原理圖，由R、R1、R2、R3、R4、C、C1、C2組成，R取值小於RZ/K以確保環路增益小於1，使正反饋值在自激臨界值以下，由於RZ一般為4歐～8歐，K為40～80倍，故R取值一般為0.1歐，由於R是串聯在揚聲器迴路中的，應選用能通過最大負載電流、額定功率為1～2W的無感電阻，所述三端電路B的其它電阻電容組成頻率衰減網絡並把R上獲取的信號加到A的同相輸入端，構成自激臨界值以下的正反饋，頻率衰減網絡的頻響曲線和RZ的頻響曲線相似，也可以根據需要適當提升某些頻率的反饋量，以彌補音響設備特別是音箱系統的某些頻段的頻響不足。由於正反饋的相移較小，負阻效應又降低了放大器內阻，有效地提升了放大器瞬態響應，所以附加的三端無源電路雖然簡單，但產生的效果是多方面的，本實用新型實施例樣機的音域開闊，層次分明，低音特別清晰。
現有揚聲器一般為電動揚聲器，其RZ的典型頻響特性大致分為三段，在低頻段低於諧振頻率較遠時為直流電阻，隨頻率提高到諧振頻率時迅速升高到一個峰值，然後又隨頻率增加迅速下降，在中頻段保持一段較平坦的略高於直流電阻的曲線，在高頻段又隨頻率的增加而逐漸升高，因此設計的三端無源電路中的頻率衰減網絡也分為三段，其中R3、R4、C、C2用於調整低頻段的反饋量，C1、R2調整高頻段的反饋量，R1調整基本的反饋量，可根據音響設備的頻響曲線來選擇各阻容元件的數值，使三端無源電路的頻響曲線和RZ的頻響曲線相似，圖中給出了配合諧振頻率為65赫茲的家用音箱的電阻電容值。
實際使用中三端無源電路不僅元件數值可根據音響設備進行調整，而且還可以根據不同產品不同檔次增減三端無源電路中頻率衰減網絡的段數，例如，在高檔產品中，可以適當增加頻率衰減網絡的段數，使三端無源電路的頻響曲線和RZ的頻響曲線更加吻合；用作超低音有源音箱時，可以取消C1、R2迴路；用作中高頻放音時，可以取消R3、R4、C2迴路。還可以與音箱系統配合，改變三端無源電路的元件數值，適當提升低頻反饋量，以彌補音箱系統的低頻響應不足，延伸音箱的低頻響應，例如與倒相式音箱配合，在倒相孔的諧振頻率附近，適當提升低頻反饋量，可以延伸倒相式音箱系統的低頻響應。
三端無源電路中的頻率衰減網絡的設計原理與現有技術是相同的，也可以使用現有技術構成其它形式的頻率衰減網絡。
由於R的取值已限定最大環路增益小於1，使正反饋控制在自激臨界值以下，因此電路處於穩定的放大狀態，若調試中出現反饋過量的自激，可適當降低R的阻值，反之若效果不顯著，則可提高R的阻值，以提高反饋量。
權利要求1，一種音響設備，由功放電路，揚聲器和音箱組成，其特徵是在所述功放電路中設有一個三端無源電路，所述三端無源電路由至少一個的電阻、電容、電感和連接線組成，所述三端無源電路的(3)端接在所述功放電路的公共端，(1)端和(3)端串聯在所述揚聲器迴路中，(2)端接所述功放電路的同相輸入端，在所述揚聲器迴路和所述功放電路的輸入端之間構成一個自激臨界值以下的正反饋。
專利摘要一種音響設備,由功放電路,揚聲器和音箱組成,其特徵是在所述功放電路中設有一個三端無源電路,其中兩端串聯在所述揚聲器迴路中,另一端接在所述功放電路的同相輸入端,在所述揚聲器和所述功放電路的輸入端之間構成一個自激臨界值以下的正反饋,這種電路可以降低功放電路的內阻,改善瞬態響應,補償所述音響設備的頻響曲線和失真,以極小的成本提升所述音響設備的性能指標。
文檔編號G10H3/12GK2501155SQ01263508
公開日2002年7月17日 申請日期2001年10月31日 優先權日2001年10月31日
發明者宋建平, 吳有珍 申請人:宋建平