Аудиоконвертер

Полезная модель относится к области радиоэлектроники и, в частности, к производству звуковых устройств.
Известен аудио конвертер, включающий взаимосвязанные между собой и смонтированные на общем основанииа функциональные узлы - микрофонный, обработки микрофонного и опорного сигналов и узла получения смешанного сигнала (см.Политехнический словарь, М., С.Э., 1989 г., с. 238 ).
Известен также аудио конвертер, включающий взаимосвязанные между собой и смонтированные на общем основании функциональные узлы - микрофонный, обработки микрофонного и опорного сигналов и узла получения смешанного сигнала (см. Политехнический словарь, М., С.Э., 1989 г., с. 238
Недостатками известных полезных моделей являются относительно низкие функциональные возможности, низкое качество обработанного звука, высокое энергопотребление, относительно большие габаритные размеры и низкое отношение сигнал/шум, поскольку при обработке звуковых сигналов в их  i  i . уровень вносится слишком большое затухание, а также высокая сложность схемотехники устройства. Цель полезной модели - повышение функциональных возможностей, качества звукового сигнала на выходе конвертера, снижение энергопотребления, уменьшение габаритных размеров и упрошение конструкции, увеличение отношения сигнал/п1ум. Достигается это тем, что конвертер выполнен на основе аналоговых методов обработки звуковых сигналов, благодаря чему обеспечивается упрощение конструкции и существенное уменьшение габаритных размеров и массы, содержит дополнительные функциональные блоки для увеличения количества выполняемых функций, что использована такая последовательность включения блоков обработки звуковых сигналов и их усилителей, при которой достигается достаточно большое отношение сигнал/шум, что обеспечивает повышение качества выходного сигнала, при этом аудио конвертер содержит следующие блоки: микрофонный блок, блок микрофонного усилителя, блок обработки микрофонного сигнала, блок фильтра нижних частот, блок дополнительного усилителя микрофонного сигнала, блок CD-ROM ,блок обработки опорного сигнала, блок усиления опорного сигнала, блок дополнительного усилителя опорного сигнала, блок обшего усилителя мощности и блок коммутации, причём выход блока микрофонного блока соединён с входом блока микрофонного усилителя, выход последнего подключен к входу блока обработки микрофонного сигнала, выход которого соединён с входом блока фильтра нижних частот, выход последнего подключен к входу блока дополнительного усилителя микрофонного сигнала, выход которого .2es 1 соединён с входом блока дополнительного опорного усилителя; стерео выходыблока CD-ROM подключены к блоку обработки опорного сигнала - левый к входу этого блока, а правый - к его выходу через гасящие сопротивления; выход блока усилителя опорного сигнала подключен к входу блока дополнительного усилителя опорного сигнала, выход последнего соединён с входом блока общего усилителя мощности, выход которого соединён с блоком коммутации, активные блоки соединены с блоком питания. Функциональные блоки заявляемой системы имеют следующее назначение: а Микрофонный блок выполняет функции преобразования звуковых волн в низкочастотный сигнал малого уровня и представляет собой динамический или электретный микрофон, который обладает следующими характеристиками: О частотная характеристика - 50 Гц... 18 кГц; о характеристика направленности - кардиоида; о чувствительность, не менее: 2,2...3,2 мВ (иначе слишком велика величина обратной связи); о магнитная система на основе неодимовых магнитов; варианты выполнения: проводной микрофон и радиомикрофон с дополнительным высокочастотным приёмопередающим модулем; а блок микрофонного усилителя осуществляет усиление по напряжению низкочастотного сигнала, полученного с выхода микрофона до уровня, необходимого для полноценной работы блока обработки микрофонного сигнала для обеспечения получения высокого отношения сигнал/шум; Ji / / 3  a блок фильтра нижних частот выполняет функции селекции сигнала с верхним пределом частоты, представляющим собой верхний порог слышимости звука человеческим ухом, вариант выполнения - LC-фильтр нижних частот или активный RCфильтр нижних частот на операционных усилителях. а блок дополнительного усилителя микрофонного сигнала осуществляет усиление по напряжению низкочастотного сигнала для обеспечения выравнивания уровней сигналов с микрофона и опорного для обеспечения высокой точности вычитания сигналов; а блок CD-ROlvi выполняет функции проигрывателя звуковых компакт-дисков и имеет на выходе звуковое напряжение и цифровой выход. Возможно применение проигрывателей со скоростями от 4Х и выще; а блок обработки опорного сигнала осуществляет подготовку звукового сигнала с компакт-диска для дальнейшего усиления и вычитания и представляет собой параметрический эквалайзер; а блок усилителя опорного сигнала выполняет функции усиления по напряжению обработанного сигнала с компакт-диска и необходим для выравнивания уровней сигналов для точного вычитания с минимальными нелинейными искажениями; а Блок дополнительного усилителя опорного сигнала обеспечивает усиление по напряжению и мощности сформированного сигнала до величины, необходимой для полноценной работы блока общего усилителя мощности и минимизации нелинейных искажений; а блок коммутации осуществляет разъёмную коммутацию описываемого устройства с периферийными устройствами и  ГсР
Представляет собой ряд разъёмов female наиболее распространённых типов.
Целесообразно, чтобы блоки усилителей были выполнены на операционных усилителях.
Полезно, чтобы блок микрофонного усилителя был выполнен на полевых низкочастотных малошумящих транзисторах с трансформаторной нагрузкой.
Целесообразно, чтобы трансформатор блока микрофонного усилителя был выполнен на ферритовом кольце из низкочастотных марок медным лакированным проводом
Полезно, чтобы трансформатор блока микрофонного усилителя был выполнен медным проводом
Целесообразно, чтобы микрофонный блок содержал микрофонный микшер с потенциометром R9 по низкой частоте и с R11 - по высокой.
Полезно, чтобы потенциометры R4, R5 и R6 были выполнены аксиального прямолинейного типа,
Полезно, чтобы операционные усилители микрофонного микшера были выполнены высокоточными
Целесообразно, чтобы проводники были выполнены экранированными.
Полезно, чтобы функциональные блоки заявляемого аудио конвертера были смонтированы на общей печатной плате.
Целесообразно, чтобы печатная плата была выполнена из двусторонне фольгированного стеклотекстолита
Целесообразно, чтобы микрофонный блок и печатная плата были соединены с помощью плоского многожильного кабеля
V7/   . Полезно, чтобы блок общего усилителя мощности имел элемент регулировки выходной мощности Целесообразно, чтобы элемент регулировки выходной мощности блока общего усилителя мощности был выполнен управляемым Полезно, чтобы блок общего усилителя мощности был выполнен на мощных низкочастотных малошумящих транзисторах и содержал 3... 4 каскада усиления. Целесообразно, чтобы блок общего усилителя мощности был выполнен на специализированной микросхеме-усилителе мощности,. Полезно, чтобы блок обработки опорного сигнала был выполнен в виде графического эквалайзера Целесообразно, чтобы блок CD-ROM был выполнен из проигрывателей компакт-дисков и устройства микширования Полезно, чтобы блок питания был выполнен на отдельной печатной монтажной плате Целесообразно, чтобы блок питания был выполнен по схеме трансформаторного преобразователя Полезно, чтобы блок питания был выполнен по схеме импульсного преобразователя напряжения Целесообразно, чтобы выходные цепи блока питания содержали элементы фильтрации напряжения. Полезно, чтобы выходные цепи блока питания содержали элементы стабилизации выходного напряэ1сения Целесообразно, чтобы выходные цепи блока питания содержали элементы стабилизации выходного тока / /г  I пу  . по  i  , i Полезно, чтобы конденсаторы выходных цепей подавления льсаций блока питания были выполнены с напряжением пробоя Аудио конвертер соответствует всем требованиям признаков лезной модели, а именно: признаку новизны, поскольку аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественным всем признакам заявляемого технического решения, отсутствуют; признаку наличия конструктивного элемента, поскольку конвертер содержит дополнительные функциональные блоки для увеличения количества выполняемых функций; признаку наличия связи  элементами, поскольку использована такая последовательность включения блоков обработки звуковых сигналов и их усилителей, при которой достигается достаточно большое отношение сигнал/шум; признаку взаимного располо мсения элементов, все функциональные блоки заявляемого аудио конвертера, кроме микрофонного блока смонтированы на общей печатной плате; признаку формы выполнения элементов, поскольку конденсаторы выходных цепей подавления пульсаций блока питания выполнены с напряжением пробоя в 2...2,5 раза большим выходного напряжения данного канала; признаку формы связи  элементами, поскольку выход блока микрофонного блока соединён с входом блока микрофонного усилителя, выход последнего подключен к входу блока обработки микрофонного сигнала, выход которого соединён с входом блока //гзг  признаку параметров и их, взаимосвязи, поскольку конвертер выполнен на основе аналоговых методов обработки звуковых сигналов, благодаря чему обеспечивается упрощение конструкции и существенное уменьшение габаритных размеров и массы; - признаку материала из которого выполнен элемент поскольку печатная плата выполнена из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, На фиг. 1 изображена структурная схема конвертера; на фиг.2 - то же схема выполнения микрофонного микшера; на фиг.З - то же схема реализации микрофонного усилителя; на фиг.4 - то же схема эмпирических амплитудно-частотныех характеристик микрофонного усилителя; на фиг.З - схема динамического графика длительностью около 3 секунд голоса на выходе микрофонного усилителя; на фиг.6 - схема динамического графика длительностью около 3 секунд воспроизводимой композиции с компакт-диска; на фиг.7 -схема динамического графика длительностью около 3 секунд звукового сигнала на выходе аудио конвертера; Аудио конвертер 1 включает взаимосвязанные между собой и смонтированные на общем основании 2 функциональные узлы - микрофонный 3, обработки 4 микрофонного и опорного сигналов и узел получения смешанного сигнала 5, при этом конвертер 1 выполнен на основе аналоговых методов обработки звуковых сигналов, благодаря чему обеспечивается упрощение конструкции и существенное уменьшение габаритных размеров и массы, содержит .  i  i  . последовательность включения блоков обработки звуковых сигналов и их усилителей, при которой достигается достаточно большое отношение сигнал/шум, что обеспечивает повышение качества выходного сигнала; аудио конвертер 1 содержит следующие блоки: микрофонный блок 3, блок микрофонного усилителя 7, блок обработки микрофонного сигнала 8, блок фильтра нижних частот 9, блок дополнительного усилителя микрофонного сигнала 10, блок CD-ROM И ,блок обработки опорного сигнала 12, блок усиления опорного сигнала 13, блок дополнительного усилителя опорного сигнала 14, блок общего усилителя мощности 15 и блок коммутации 16; при этом выход блока микрофонного блока 3 соединён с входом блока микрофонного усилителя 7, выход последнего подключен к входу блока обработки микрофонного сигнала 8, выход которого соединён с входом блока фильтра нижних частот 9, выход последнего подключен к входу блока дополнительного усилителя микрофонного сигнала 10, выход которого соединён с входом блока дополнительного опорного усилителя 14; стерео выходы блока CD-ROM И подключены к блоку обработки опорного сигнала 12 - левый к входу этого блока, а правый - к его выходу через гасящие сопротивления 17; выход блока усилителя опорного сигнала 13 подключен к входу блока дополнительного усилителя опорного сигнала 14, выход последнего соединён с входом блока общего усилителя мощности 15, выход которого соединён с блоком коммутации 16; все активные блоки соединены с блоком питания 18, способным нести высокую нагрузочную способность, причём блоки усилителей 7, 10, 13 и 14 выполнены на операционных усилителях, блок микрофонного - t усилителя 7 выполнен на полевых низкочастотных малошумящих транзисторах с трансформаторной нагрузкой, трансформатор блока микрофонного усилителя 7 выполнен на ферритовом кольце из низкочастотных марок медным лакированным проводом, или выполнен медным проводом с шёлковой изоляцией для обеспечения высокой надёжности обмотки от механических повреждений при намотке и эксплуатации, а также для получения более высокой стойкости к большим температурам, микрофонный блок 3 содержит микрофонный микшер ,благодаря чему обеспечивается возможность подключения до трёх микрофонов одновременно, при этом уровень внесения сигнала каждым из них можно оперативно регулировать с помошью потенциометров R4, R5 и R6, а также вносить изменения в общий тембр суммарного сигнала с помощью потенциометра R9 по низкой частоте, а с помощью R11 - по высокой, потенциометры R4, R5 и R6 микшера микрофонного блока 3 использованы не радиального, а аксиального прямолинейного типа, операционные усилители микрофонного микшера микрофонного блока 3 использованы высокоточными, проводники, с помощью которых микрофоны подключаются к описываемому устройству 1, выполнены экранированными, все функциональные блоки заявляемого аудио конвертера 1, кроме микрофонного блока 3 смонтированы на общей печатной плате, печатная плата выполнена из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, при этом одна сторона содержит печатные дорожки, а вторая полностью покрыта фольгой и подключена к общему проводу, причём те выводы элементов, которые должны подключаться к общему проводу, припаиваются непосредственно к этой стороне печатной платы, микрофонный блок 3 и печатная нлата, на которой смонтированы все остальные блоки, соединены с помощью плоского многожильного кабеля из трёх жил: по краям две жилы общего провода, а средняя - сигнальная шина, блок общего усилителя мощности 15 имеет элемент регулировки выходной мощности для исключения возможности повреждения принимаемого прибора чрезмерно большой мощностью, элемент регулировки выходной мощности блока общего усилителя мощности 15 выполнен управляемым и образовывает с помощью дополнительного узла петлю обратной связи для обеспечения автоматической регулировки выходной мощности, блок общего усилителя мощности 15 выполнен на мощных низкочастотных малошумящих транзисторах и содержит 3...4 каскада усиления, или выполнен на микросхеме-усилителе мошности, блок обработки опорного сигнала 12 выполнен в виде графического эквалайзера с десятью частотными полосами корректировки звукового тембра, блок CD-ROM 11 выполнен в виде стойки из трёх зависимых проигрывателей компакт-дисков и устройством микширования их сигналов для обеспечения наложения с требуемыми уровнями звуковых композиций одновременно с трёх компакт-дисков для осуществления монтажа требуемого звукового эпизода, блок питания выполнен на отдельной печатной монтажной плате с алюминиевым экраном со стороны контакта с основной печатной платы, который подключен к общему проводу, блок питания выполнен по схеме трансформаторного преобразователя напряжения сети 220 Вольт в напряжения каналов: 5 В и 12В, или по схеме импульсного преобразователя напряжения для обеспечения минимизации массы и габаритов описываемого аудио конвертера, /  Г .  i ti выходные цепи блока питания содержат элементы фильтрации напряжения и значительного подавления импульсных помех с конденсаторами большой ёмкости, выходные цепи блока питания содержат элементы стабилизации выходного напряэюения со стабильностью +/- 5%, необходимые для устойчивой и надёжной работы узла лазерной головки блока CD-ROM, или содержат элементы стабилизации выходного тока для осуществления надёжной работы системы, конденсаторы выходных цепей подавления пульсаций блока питания выполнены с напряжением пробоя, в 2..;2,5 раза большим выходного напряжения данного канала. Работа аудио конвертера осуществляется следующим образом. Вначале к работе подготавливают аудио конвертер 1, который включает взаимосвязанные между собой и смонтированные на общем основании 2 функциональные узлы - микрофонный 3, обработки 4 микрофонного и опорного сигналов и узел получения смешанного сигнала 5, при этом конвертер 1 выполняют на основе аналоговых методов обработки звуковых сигналов и он содержит дополнительные функциональные блоки 6 для увеличения количества выполняемых функций, блок микрофонного усилителя 7, блок обработки микрофонного сигнала 8, блок фильтра нижних частот 9, блок дополнительного усилителя микрофонного сигнала 10, блок CD-ROM 11, блок обработки опорного сигнала 12, блок усиления опорного сигнала 13, блок дополнительного усилителя опорного сигнала 14, блок общего усилителя мощности 15 и блок коммутации 16; при этом выход блока микрофонного блока 3 соединяют с входом блока микрофонного усилителя 7, выход 2,и /2 последнего подключают к входу блока обработки микрофонного сигнала 8, выход которого соединяют с входом блока фильтра нижних частот 9, выход последнего подключают к входу блока дополнительного усилителя микрофонного сигнала 10, выход которого соединяют с входом блока дополнительного опорного усилителя 14; стерео выходы блока CD-ROM 11 подключают к блоку обработки опорного сигнала 12 - левый к входу этого блока, а правый - к его выходу через гасящие сопротивления 17; выход блока усилителя опорного сигнала 13 подключают к входу блока дополнительного усилителя опорного сигнала 14, выход последнего соединяют с входом блока общего усилителя мощности 15, выход которого соединяют с блоком коммутации 16; все активные блоки соединяют с блоком питания 18, способным нести высокую нагрузочную способность, причём блоки усилителей 7, 10, 13 и 14 ВЫПОЛНЯЮТ на операционных усилителях, блок микрофонного усилителя 7 выполняют на полевых низкочастотных малошумящих транзисторах с трансформаторной нагрузкой, трансформатор блока микрофонного усилителя 7 выполняют на ферритовом кольце из низкочастотных марок медным лакированным проводом, или выполняют медным проводом с шёлковой изоляцией, микрофонный блок 3 выполняют с микрофонным микшером, уровень внесения сигнала регулируют с помощью потенциометров R4, R5 и R6, а изменения в общий тембр суммарного сигнала вносят с помощью потенциометра R9 по низкой частоте, а с помощью R11 - по высокой, потенциометры R4, R5 и R6 микшера микрофонного блока 3 используют не радиального, а аксиального прямолинейного типа, операционные усилители микрофонного микщера микрофонного  I2l / блока 3 используют высокоточными, , проводники, с помощью которых подключают микрофоны выполняют экранированными, все функциональные блоки заявляемого аудио конвертера 1, кроме микрофонного блока 3 монтируют на общей печатной плате, которую выполняют из двусторонне фольгированного стеклотекстолита, при этом одна сторона содержит печатные дорожки, а вторая полностью покрыта фольгой и её подключают к общему проводу, причём те выводы элементов, которые должны подключаться к общему проводу, припаивают непосредственно к этой стороне печатной платы, микрофонный блок 3 и печатную плату, на которой смонтированы все остальные блоки, соединяют с помощью плоского многожильного кабеля из трёх жил: по краям две жилы общего провода, а среднюю- сигнальную шину, блок общего усилителя мощности 15 выполняют с элементом регулировки выходной мощности для исключения возможности повреждения принимаемого прибора чрезмерно большой мощностью, элемент регулировки выходной мощности блока общего усилителя мощности 15 выполняют управляемым, блок общего усилителя мощности 15 выполняют на мощных низкочастотных малошумящих транзисторах и включают 3...4 каскада усиления, или выполняют на микросхеме-усилителе мощности, блок обработки опорного сигнала 12 выполняют в виде графического эквалайзера с десятью частотными полосами корректировки звукового тембра, блок CDROM 11 выполняют в виде стойки из трёх зависимых проигрывателей компакт-дисков и устройством микширования их сигналов для обеспечения наложения с требуемыми уровнями звуковых композиций одновременно с трёх компакт-дисков для .  i -  i осуществления монтажа требуемого звукового эпизода, блок питания выполняют на отдельной печатной монтажной плате с алюминиевым экраном со стороны контакта с основной печатной платы, который подключают к общему проводу, блок питания выполняют по схеме трансформаторного преобразователя напряжения сети 220 Вольт в напряжения каналов: 5 В и 12В, или по схеме импульсного преобразователя напряжения для обеспечения минимизации массы и габаритов аудио конвертера, выходные цепи блока питания выполняют с элементами фильтрации напряжения и значительного подавления импульсных помех с конденсаторами больщой ёмкости, выходные цепи блока питания выполняют с элементами стабилизации выходного напряоюения со стабильностью +/- 5%, необходимыми для устойчивой и надёжной работы узла лазерной головки блока CD-ROM, или включают элементы стабилизации выходного тока для осуществления надёжной работы системы в целом, а конденсаторы выходных цепей подавления пульсаций блока питания выполняют с напряжением пробоя, в 2...2,5 раза больщим выходного напряжения данного канала; после подготовки всех функциональных блоков и их стыковки в соответствии со структурной схемой вставляют компакт-диск, подключают микрофоны и производят обработку сигнала, после чего цикл работы повторяют. -y/i 5./