Последовательный СЧ, ВЧ фильтр для автомобильных акустических систем

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в акустических системах бытовой или профессиональной звуковоспроизводящей аппаратуры.
Известен фильтр для акустической системы, содержащий конденсатор, катушку индуктивности, головку среднечастотного диапазона, подключенную параллельно к конденсатору, и динамическую головку высокочастотного диапазона, подключенную параллельно катушке индуктивности (патент US №6310959, кл. H03G 5/00, опубл. 30.10.2001).
Данный фильтр имеет простую конструкцию, однако не обеспечивает требуемое качество звучания, что связано с тем, что данный фильтр не обеспечивает качественного разделение сигнала по средним и высоким частотам, что ведет к искажениям при воспроизведении звука, особенно на низких частотах.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является последовательный фильтр для автомобильных акустических систем, содержащий частотный фильтр средних частот и частотный фильтр верхних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок соответственно среднечастотного и высокочастотного диапазона (патент US №10701487, кл. H03G 3/00, опубл. 03.02.2000).
Данный фильтр позволяет повысить точность воспроизведения звука, стабильность технических характеристик и обеспечивает равномерное распределение нагрузок на каждый излучатель. Однако данный фильтр также не обеспечивает качественного разделения сигнала по средним и высоким частотам, что ведет к искажениям при воспроизведении звука, особенно на средних частотах.
Технической проблемой, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является преодоление вышеуказанных недостатков.
Технический результат заключается в повышении линейности фазочастотной характеристики фильтра при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики.
Проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что последовательный СЧ, ВЧ фильтр для автомобильных акустических систем содержит частотный фильтр средних частот и частотный фильтр верхних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок соответственно среднечастотного и высокочастотного диапазона, при этом в направлении от плюса к минусу последовательно соединены между собой выводами первый конденсатор, катушка индуктивности и второй конденсатор, причем выводы динамической головки среднечастотного диапазона соединены: один вывод - с общим выводом второго конденсатора и катушки индуктивности, а другой вывод - с подключенным к минусу вторым выводом второго конденсатора, выводы динамической головки высокочастотного диапазона соединены: один вывод через третий конденсатор с общим выводом катушки индуктивности и второго конденсатора, а другой вывод - с общим выводом катушки индуктивности и первого конденсатора.
В фильтре входной сигнал подается на последовательную LC-цепь, где выделяется амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) и фазируется фазочастотная характеристика (ФЧХ) по диапазонам средних частот (СЧ) и высоких частот (ВЧ). При этом сумма выделенных сигналов равна входному сигналу по напряжению. В результате первый конденсатор в сочетании с частотным фильтром средних частот, включающим третий конденсатор и катушку индуктивности, и частотный фильтр верхних частот, включающий второй конденсатор, обеспечивают смещение фазы 0° как для среднечастотного контура, так и для высокочастотного контура обоих частотных фильтров.
Таким образом, предлагаемый последовательный СЧ, ВЧ фильтр является универсальным для автомобильных акустических систем.
На чертеже представлена принципиальная схема последовательного СЧ, ВЧ фильтра для автомобильных акустических систем
Последовательный СЧ, ВЧ фильтр для автомобильных акустических систем содержит частотный фильтр 1 средних частот и частотный фильтр 2 верхних частот, выходы которых предназначены для подключения динамических головок 3 и 4, соответственно, среднечастотного и высокочастотного диапазона.
В направлении от плюса к минусу последовательно соединены между собой выводами первый конденсатор 5, катушка индуктивности 6 и второй конденсатор 7.
Выводы динамической головки 3 среднечастотного диапазона соединены: один вывод - с общим выводом второго конденсатора 7 и катушки индуктивности 6, а другой - с подключенным к минусу вторым выводом второго конденсатора 7 с образованием, таким образом, частотного фильтра 1 средних частот.
Выводы динамической головки высокочастотного диапазона соединены: один вывод через третий конденсатор с общим выводом катушки индуктивности и второго конденсатора, а другой вывод - с общим выводом катушки индуктивности и первого конденсатора.
Выводы динамической головки 4 высокочастотного диапазона соединены один через третий конденсатор 8 с общим выводом катушки индуктивности 6 и второго конденсатора 7, а другой - с общим выводом катушки индуктивности 6 и первого конденсатора 5 с образованием, таким образом, частотного фильтра 2 верхних частот.
Частотный фильтр 1 средних частот, предназначенный для динамической головки 3 среднечастотного диапазона, выделяет сигналы с частотами ниже 5-6 кГц, как сигналы, подаваемые на динамическую головку 3 среднечастотного диапазона, а сигналы с частотами выше 5-6 кГц не пропускаются этим фильтром.
Частотный фильтр 2 верхних частот, предназначенный для динамической головки 4 высокочастотного диапазона, выделяет сигналы с частотами выше 5-6 кГц, как сигналы для динамической головки 4 высокочастотного. Сигналы с частотами ниже 5-6 кГц не пропускаются этим фильтром.
Таким образом, линейность фазочастотной характеристики фильтра при сохранении равномерности его амплитудно-частотной характеристики позволяет повысить качество стереоэффекта, уменьшить неточность восприятия положения источников звука и снизить искажения при воспроизведении различных звуков, что в результате обеспечивает повышение качества воспроизведения различного рода звуков автомобильной акустической системой.