IT201900005652A1

IT201900005652A1 - AUDIO PLAYBACK SYSTEM

Info

Publication number: IT201900005652A1
Application number: IT102019000005652A
Authority: IT
Inventors: Alessio Ballotti; Enrico Iori
Original assignee: Ik Multimedia Production Srl
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2020-10-12

Description

"SISTEMA DI RIPRODUZIONE AUDIO" "AUDIO PLAYBACK SYSTEM"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato ha come oggetto un sistema di riproduzione audio e si inquadra nel campo dei diffusori acustici, in particolari degli altoparlanti e dei diffusori di suono destinati ad una riproduzione sonora fedele e di alta qualità. The present invention relates to an audio reproduction system and is part of the field of acoustic diffusers, in particular of loudspeakers and sound diffusers intended for faithful and high quality sound reproduction.

E’ noto che il suono è creato dall’oscillazione delle molecole dell’aria e si trasmette nell’aria attraverso variazioni della pressione. Il suono si caratterizza per altezza o volume, per intensità, che dipende dalla frequenza dell’onda sonora (tanto più elevata è la frequenza e tanto più acuto è il suono), e per timbro, ossia la forma d’onda del suono stesso, che dipende principalmente dallo strumento musicale o dal mezzo che lo genera. It is known that sound is created by the oscillation of air molecules and is transmitted in the air through pressure variations. The sound is characterized by height or volume, by intensity, which depends on the frequency of the sound wave (the higher the frequency, the more acute the sound), and by timbre, i.e. the waveform of the sound itself, which mainly depends on the musical instrument or the medium that generates it.

Un suono può essere trasmesso in modo meccanico oppure per mezzo di un segnale elettrico, comunemente denominato “segnale audio”. In sostanza, un segnale audio è una rappresentazione analogica di un suono, normalmente rappresentato da una tensione elettrica. A sound can be transmitted mechanically or by means of an electrical signal, commonly referred to as an "audio signal". Basically, an audio signal is an analog representation of a sound, usually represented by an electrical voltage.

Un segnale audio può essere direttamente sintetizzato oppure può trarre origine da un trasduttore in grado di convertire onde sonore in segnale elettrico. Strumenti musicali, microfoni, pick-up, testine di fonografi sono tipici trasduttori in grado di convertire onde sonore in segnale elettrico, in modo da consentirne il trasporto da una sorgente ad un punto di emissione. An audio signal can be synthesized directly or it can originate from a transducer capable of converting sound waves into an electrical signal. Musical instruments, microphones, pick-ups, phonograph heads are typical transducers capable of converting sound waves into an electrical signal, so as to allow them to be transported from a source to an emission point.

A seguito della trasmissione, per essere ascoltato, un segnale audio necessita di un secondo trasduttore in grado di effettuare l’operazione inversa, ossia quella di riconvertire il segnale elettrico in onde sonore percepibili dall’orecchio umano. In questo caso, tipici trasduttori sono diffusori acustici o cuffie, che si occupano appunto di convertire un segnale audio in onde sonore. Following the transmission, in order to be heard, an audio signal requires a second transducer capable of carrying out the reverse operation, that is to reconvert the electrical signal into sound waves perceivable by the human ear. In this case, typical transducers are loudspeakers or headphones, which are in charge of converting an audio signal into sound waves.

Pertanto, un diffusore acustico è un trasduttore che trasforma un segnale audio in onde sonore percepibili dall’orecchio umano. In generale, un diffusore acustico è costituito sostanzialmente da una cassa a forma di parallelepipedo con una delle facce utilizzata per alloggiare gli altoparlanti. Therefore, an acoustic speaker is a transducer that transforms an audio signal into sound waves that can be perceived by the human ear. In general, an acoustic diffuser basically consists of a parallelepiped-shaped case with one of the faces used to house the speakers.

Il segnale audio può ovviamente essere rappresentato e gestito anche in forma digitale, come ben noto nello stato della tecnica. The audio signal can obviously also be represented and managed in digital form, as well known in the state of the art.

E’ noto che i diffusori acustici necessitano di uno studio preliminare alla loro realizzazione, che permetta di accordare la risonanza elettrica del diffusore acustico con quella meccanica del rispettivo altoparlante. Questa accordatura ha lo scopo di rimuovere le discontinuità nella risposta in frequenza e aumentare l’estensione del diffusore acustico. In particolare, questo studio è critico per i diffusori acustici con porta per le basse frequenze, cioè dotati di un’apertura cosiddetta “reflex”. It is known that loudspeakers require a preliminary study for their realization, which allows to tune the electrical resonance of the acoustic diffuser with the mechanical resonance of the respective loudspeaker. This tuning aims to remove the discontinuities in the frequency response and increase the extension of the acoustic diffuser. In particular, this study is critical for loudspeakers with port for low frequencies, that is, equipped with a so-called "reflex" opening.

Tuttavia, questa soluzione nota non è scevra da inconvenienti, tra i quali va annoverato il fatto che questo studio preliminare non è sempre facile da concludere a priori in fase di progettazione, portando all’eventualità di dover procedere per tentativi, che chiaramente impegnano risorse anche considerevoli in termini di tempo e costi. However, this known solution is not free from drawbacks, including the fact that this preliminary study is not always easy to conclude a priori in the design phase, leading to the possibility of having to proceed by attempts, which clearly involve resources also considerable in terms of time and costs.

Un altro inconveniente della progettazione “a priori” dei diffusori acustici è la dipendenza che esiste tra il componente meccanico, ossia l’altoparlante, e il componente acustico, ossia la cassa. Questa dipendenza rende critica anche la tolleranza sui componenti coinvolti, e pone dei limiti alla possibilità di sostituire componenti con altri simili a progetto avviato. Another drawback of the "a priori" design of loudspeakers is the dependence that exists between the mechanical component, ie the speaker, and the acoustic component, ie the speaker. This dependence also makes the tolerance on the components involved critical, and places limits on the possibility of replacing components with similar ones once the project has started.

Inoltre, quando, per un qualsiasi motivo, non è possibile procedere con la progettazione di un diffusore acustico ottimale, o deliberatamente si sceglie di non realizzarlo, ad esempio per vincoli di dimensione o estetici dell’oggetto, la risposta in frequenza alle basse frequenze del diffusore acustico risulta anche sensibilmente deviata rispetto ad una desiderabile risposta uniforme. Furthermore, when, for any reason, it is not possible to proceed with the design of an optimal acoustic diffuser, or deliberately you choose not to make it, for example due to size or aesthetic constraints of the object, the frequency response at low frequencies of the acoustic diffuser is also significantly deviated with respect to a desirable uniform response.

Anche nel caso in cui il diffusore acustico sia correttamente accordato e non siano presenti deviazioni da una risposta in frequenza naturale, è comunque presente un limite inferiore di estensione. Even if the loudspeaker is correctly tuned and there are no deviations from a natural frequency response, there is still a lower extension limit.

Compito precipuo del presente trovato è quello di superare i limiti dell’arte nota come sopra esposti, escogitando un sistema di riproduzione audio che consenta di ottenere effetti migliori rispetto a quelli ottenibili con le soluzioni note e/o effetti analoghi a minor costo o con prestazioni più elevate. The main aim of the present invention is to overcome the limitations of the known art as described above, devising an audio reproduction system which allows to obtain better effects than those obtainable with known solutions and / or similar effects at lower cost or with performance. higher.

Nell’ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di concepire un sistema di riproduzione audio che permetta di correggere la risposta in frequenza del diffusore acustico nell’ambito delle basse frequenze, rimuovendo le discontinuità nella risposta in frequenza e aumentando l’estensione del diffusore acustico. Within this aim, an object of the present invention is to devise an audio reproduction system which allows to correct the frequency response of the acoustic diffuser in the range of low frequencies, removing the discontinuities in the frequency response and increasing the extension of the acoustic diffuser.

Un altro scopo del presente trovato è quello di escogitare un sistema di riproduzione audio che consenta di correggere la risposta in fase del diffusore acustico nell’ambito delle basse frequenze. Another object of the present invention is to devise an audio reproduction system that allows to correct the phase response of the acoustic diffuser in the range of low frequencies.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di escogitare un sistema di riproduzione audio che permetta di accordare un diffusore acustico scordato. A further object of the present invention is to devise an audio reproduction system which allows to tune an out-of-tune acoustic speaker.

Un altro scopo del presente trovato è quello di escogitare un sistema di riproduzione audio che consenta di modificare l’allineamento, ossia la risonanza del cut-off, dell’altoparlante del diffusore acustico (ad esempio allineamento Butterworth, allineamento quasi-Butterworth, o allineamento Chebyshev). Another object of the present invention is to devise an audio reproduction system which allows to modify the alignment, i.e. the resonance of the cut-off, of the loudspeaker of the acoustic diffuser (for example Butterworth alignment, quasi-Butterworth alignment, or alignment Chebyshev).

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di concepire un sistema di riproduzione audio dove la correzione della risposta in frequenza e/o in fase del diffusore acustico sia facile da implementare, ad esempio attraverso dispositivi noti quali processori di segnale digitale o DSP (sigla dall’inglese Digital Signal Processor). A further object of the present invention is to conceive an audio reproduction system where the correction of the frequency and / or phase response of the acoustic diffuser is easy to implement, for example through known devices such as digital signal processors or DSP (abbreviation from 'English Digital Signal Processor).

Ancora, scopo del presente trovato è quello di escogitare un sistema di riproduzione audio dove la correzione della risposta in frequenza e/o in fase del diffusore acustico abbia un costo computazionale molto basso. Another object of the present invention is to devise an audio reproduction system where the correction of the frequency and / or phase response of the acoustic diffuser has a very low computational cost.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un sistema di riproduzione audio che sia di elevata affidabilità, di relativamente semplice realizzazione, ed a costi competitivi se paragonato alla tecnica nota. Not least object of the present invention is to provide an audio reproduction system which is highly reliable, relatively simple to manufacture, and at competitive costs if compared to the known art.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un sistema di riproduzione audio comprendente almeno una sorgente di segnale audio in forma di segnale elettrico, almeno un amplificatore di detto segnale audio elettrico atto a generare un segnale audio elettrico amplificato, e almeno un diffusore audio atto a trasdurre detto segnale audio elettrico amplificato in un suono, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo di correzione comprendente una coppia di filtri di secondo ordine e cooperante con detto almeno un amplificatore, detto dispositivo di correzione essendo interposto tra detta almeno una sorgente e detto almeno un diffusore audio. This task, as well as these and other purposes which will become clearer hereinafter, are achieved by an audio reproduction system comprising at least one audio signal source in the form of an electrical signal, at least one amplifier of said electrical audio signal suitable for generating an electrical audio signal. amplified, and at least one audio speaker adapted to transduce said amplified electrical audio signal into a sound, characterized in that it comprises a correction device comprising a pair of second order filters and cooperating with said at least one amplifier, said correction device being interposed between said at least one source and said at least one audio speaker.

In pratica, nel presente trovato, la correzione del segnale elettrico che viene fornito all’altoparlante avviene tramite un filtro di quarto ordine scomponibile in una coppia di filtri di secondo ordine. In practice, in the present invention, the correction of the electrical signal that is supplied to the speaker takes place through a fourth order filter that can be decomposed into a pair of second order filters.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del sistema di riproduzione audio secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo con l’ausilio dei disegni allegati, in cui: Further features and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the audio reproduction system according to the invention, illustrated by way of non-limiting example with the aid of the attached drawings, in which:

la figura 1 mostra un modello lineare a parametri condensati del diffusore acustico sulle basse frequenze; Figure 1 shows a linear model with condensed parameters of the acoustic diffuser on low frequencies;

la figura 2 mostra una semplificazione del modello lineare a parametri condensati del diffusore acustico sulle basse frequenze illustrato in figura 1; Figure 2 shows a simplification of the condensed parameter linear model of the low frequency acoustic diffuser illustrated in Figure 1;

la figura 3 è uno schema a blocchi che illustra schematicamente una prima forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il presente trovato; Figure 3 is a block diagram which schematically illustrates a first embodiment of the audio reproduction system according to the present invention;

la figura 4 è uno schema a blocchi che illustra schematicamente una seconda forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il presente trovato; figure 4 is a block diagram which schematically illustrates a second embodiment of the audio reproduction system according to the present invention;

la figura 5 è uno schema a blocchi che illustra schematicamente una terza forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il presente trovato; figure 5 is a block diagram which schematically illustrates a third embodiment of the audio reproduction system according to the present invention;

la figura 6 è uno schema a blocchi che illustra schematicamente una quarta forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il presente trovato; figure 6 is a block diagram which schematically illustrates a fourth embodiment of the audio reproduction system according to the present invention;

la figura 7 è uno schema a blocchi che illustra schematicamente una quinta forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il presente trovato. Figure 7 is a block diagram which schematically illustrates a fifth embodiment of the audio reproduction system according to the present invention.

Il modello lineare a parametri condensati del diffusore acustico sulle basse frequenze è illustrato, con ottima approssimazione, in figura 1. The linear model with condensed parameters of the acoustic diffuser on low frequencies is illustrated, with an excellent approximation, in figure 1.

Nella porzione sinistra del modello, V ed Re rappresentano la parte elettrica del diffusore acustico, dove l’induttanza dell’avvolgimento dell’altoparlante è volutamente trascurata perché ha un impatto minimo sulle basse frequenze (sotto circa 300Hz). In the left portion of the model, V and Re represent the electrical part of the speaker, where the inductance of the speaker winding is deliberately neglected because it has a minimal impact on low frequencies (below about 300Hz).

Il primo trasformatore ideale accoppia la parte elettrica del diffusore acustico con quella meccanica. Alla sinistra del primo trasformatore ideale si hanno tensione e corrente, mentre alla sua destra si hanno velocità e forza. Bl è un rapporto forza/corrente. The ideal first transformer couples the electrical part of the acoustic diffuser with the mechanical part. To the left of the first ideal transformer you have voltage and current, while to its right you have speed and strength. Bl is a force / current ratio.

Nella porzione centrale del modello, si ha la parte meccanica del diffusore acustico, dove Mmc rappresenta la somma delle masse viste dalla parte mobile dell’altoparlante, Cms rappresenta l’elasticità delle sospensioni e Gms rappresenta le perdite delle sospensioni. Questo primo gruppo risonante è proprio dell’altoparlante del diffusore acustico. In the central portion of the model, there is the mechanical part of the acoustic diffuser, where Mmc represents the sum of the masses seen from the moving part of the speaker, Cms represents the elasticity of the suspensions and Gms represents the losses of the suspensions. This first resonant group belongs to the loudspeaker of the acoustic diffuser.

Il secondo trasformatore ideale accoppia la parte meccanica del diffusore acustico con quella acustica. Alla sinistra del secondo trasformatore ideale si hanno velocità e forza, mentre alla sua destra si hanno flusso volumetrico e pressione volumetrica. Sd è una superficie. The second ideal transformer couples the mechanical part of the acoustic diffuser with the acoustic one. To the left of the second ideal transformer there are speed and strength, while to its right there are volumetric flow and volumetric pressure. Sd is a surface.

Nella porzione destra del modello viene schematizzata la parte acustica del diffusore acustico, dove Map rappresenta la massa acustica dell’apertura, Cab rappresenta l’elasticità della cassa e Gal le perdite della cassa. Questo secondo gruppo risonante è proprio della cassa del diffusore acustico. Ai capi di Cab si ha la velocità volumetrica radiata dal diffusore acustico. In the right portion of the model the acoustic part of the speaker is schematized, where Map represents the acoustic mass of the opening, Cab represents the elasticity of the cabinet and Gal the losses of the cabinet. This second resonant group belongs to the case of the acoustic diffuser. At the heads of Cab there is the volumetric velocity radiated by the acoustic diffuser.

La risposta in frequenza del diffusore acustico sulle basse frequenze, cioè la pressione radiata in funzione della tensione in ingresso V, è modellata ponendo un derivatore ideale in serie alla funzione di trasferimento tra il flusso volumetrico ai capi di Cab e la tensione di ingresso V. The frequency response of the acoustic diffuser on low frequencies, i.e. the radiated pressure as a function of the input voltage V, is modeled by placing an ideal differentiator in series with the transfer function between the volumetric flow at the ends of Cab and the input voltage V.

L’obiettivo è quello di caratterizzare il modello partendo solamente da una misura elettrica dell’impedenza del diffusore acustico completo. The goal is to characterize the model starting only from an electrical measurement of the impedance of the complete acoustic diffuser.

Se questo fosse possibile, oltre che permettere di ricavare un modello in maniera facile e veloce, escluderebbe qualsiasi altro errore di stima dei parametri. If this were possible, as well as allowing to derive a model quickly and easily, it would exclude any other parameter estimation error.

Purtroppo non è possibile identificare direttamente il modello appena presentato partendo da una misura perché esistono infiniti modelli che presenterebbero la stessa impedenza. La causa del problema è la presenza dei due trasformatori ideali, quindi dei parametri Bl e Sd, che scalano le impedenze con le quali si interfacciano. Unfortunately it is not possible to directly identify the model just presented starting from a measurement because there are infinite models that would have the same impedance. The cause of the problem is the presence of the two ideal transformers, therefore of the parameters Bl and Sd, which scale the impedances with which they interface.

Ciò che interessa però è la sola funzione di trasferimento che consente di modellare la risposta in frequenza sulle basse frequenze, normalizzata in modo che il guadagno a frequenza infinita sia unitario. Fortunatamente, Bl ed Sd non distorcono la funzione di trasferimento, ma la scalano comportandosi come un guadagno. Quindi, normalizzando la funzione di trasferimento per avere un guadagno unitario a frequenza infinita, Bl e Sd scompaiono. What is interesting, however, is the only transfer function that allows you to model the frequency response on the low frequencies, normalized so that the infinite frequency gain is unity. Fortunately, Bl and Sd do not distort the transfer function, but they scale it by behaving like a gain. Hence, normalizing the transfer function to have unity gain at infinite frequency, Bl and Sd disappear.

Il modello semplificato di interesse, sufficiente e identificabile, è quindi illustrato in figura 2. The simplified model of interest, sufficient and identifiable, is therefore illustrated in Figure 2.

I parametri di questo secondo modello sono identificati partendo da una misura dell’impedenza sul diffusore acustico. E’ stato allora escogitato un metodo di ottimizzazione che calcola i parametri (R1, C1, L1, R2, C2, L2, R3) tali per cui viene minimizzato l’errore fra il valore reale di magnitudine dell’impedenza misurata e quella prevista dal modello stesso. The parameters of this second model are identified starting from a measurement of the impedance on the acoustic diffuser. An optimization method was then devised which calculates the parameters (R1, C1, L1, R2, C2, L2, R3) such that the error between the real magnitude value of the measured impedance and that predicted by the model itself.

Una volta che il modello è caratterizzato, è possibile scrivere la funzione di trasferimento normalizzata che descrive la risposta in frequenza sulla basse frequenze. Once the model is characterized, it is possible to write the normalized transfer function that describes the frequency response on the low frequencies.

Per restituire al diffusore acustico una risposta in frequenza ideale si rende necessario invertire la funzione di trasferimento ricavata sopra e filtrare il segnale per questa inversa. Così operando, una volta che il segnale attraversa il sistema fisico, il suono emesso sarebbe ideale. To restore an ideal frequency response to the loudspeaker, it is necessary to invert the transfer function obtained above and filter the signal for this inverse. In this way, once the signal passes through the physical system, the emitted sound would be ideal.

La funzione di trasferimento da invertire presenta una caratteristica da filtro passa alto di quarto ordine. Operativamente, si è riscontrato che è opportuno scomporre tale filtro in una coppia di filtri passa alto di secondo ordine, caratterizzati entrambi da una loro frequenza di taglio ω e risonanza Q secondo la seguente formula: The transfer function to be inverted has a fourth order high pass filter characteristic. Operationally, it has been found that it is appropriate to decompose this filter into a pair of second-order high-pass filters, both characterized by their cut-off frequency ω and resonance Q according to the following formula:

Formula 1: Formula 1:

Non potendo tuttavia procedere ad un’inversione diretta, che genererebbe un filtro instabile con guadagno infinito a frequenza zero, è comunque possibile ricavare un nuovo filtro, che ha come obiettivo di trasformare la risposta in frequenza del filtro di partenza in una nuova risposta in frequenza desiderata. Il risultato non è dunque una inversione esatta ma, piuttosto, una risposta in frequenza controllata e determinabile a priori. However, not being able to carry out a direct inversion, which would generate an unstable filter with infinite gain at zero frequency, it is however possible to obtain a new filter, which has the aim of transforming the frequency response of the starting filter into a new frequency response. desired. The result is therefore not an exact inversion but, rather, a controlled frequency response that can be determined a priori.

In particolare, è possibile adottare un tipo di filtro che permetta, conservando la tipologia del filtro di partenza, di cambiarne le caratteristiche. In questo caso si ricava un filtro che applicato ad un qualsiasi passa alto di secondo ordine noto ne modifica la frequenza di taglio e la risonanza portandola ai valori desiderati, secondo le seguenti formule: In particular, it is possible to adopt a type of filter that allows to change its characteristics while keeping the type of the starting filter. In this case a filter is obtained which, applied to any known second order high pass, modifies its cutoff frequency and resonance bringing it to the desired values, according to the following formulas:

Formula 2: Formula 2:

Formula 3: Formula 3:

Formula 4: Formula 4:

Il filtro C, posizionato in serie, agisce come correttivo della funzione di trasferimento di tipologia passa alto di secondo ordine HP, trasformando una frequenza di taglio e risonanza di sorgente in una frequenza di taglio e risonanza di destinazione. Filter C, positioned in series, acts as a corrective to the second order high pass type transfer function HP, transforming a source cutoff and resonance frequency into a target cutoff and resonance frequency.

La funzione di trasferimento H di quarto ordine, è caratterizzata determinando le due frequenze di taglio e le due risonanze (ω1, ω2, Q1, Q2) direttamente dai parametri del modello condensati (R1, C1, L1, R2, C2, L2, R3), identificati in precedenza. The fourth order transfer function H is characterized by determining the two cut-off frequencies and the two resonances (ω1, ω2, Q1, Q2) directly from the condensed model parameters (R1, C1, L1, R2, C2, L2, R3 ), previously identified.

Formula 5: Formula 5:

Formula 6: Formula 6:

Formula 7: Formula 7:

Una volta caratterizzata la funzione di trasferimento H, è possibile ricavare un filtro correttivo di quarto ordine CC, composto dalla serie di due filtri correttivi di secondo ordine C, che a sua volta in serie alla risposta del sistema H, correggono la risposta in frequenza portandola ad una risposta in frequenza W controllata e determinabile. Once the transfer function H has been characterized, it is possible to obtain a fourth-order corrective filter CC, composed of the series of two second-order corrective filters C, which in turn in series with the response of the system H, correct the frequency response bringing it to a controlled and determinable frequency response W.

Formula 8: Formula 8:

In questo modo è possibile intervenire sulla risposta in frequenza del diffusore acustico, rendendola lineare ed estendendola oltre il proprio limite, con una semplice coppia di filtri del secondo ordine facilmente implementabili, per esempio tramite un processore di segnale digitale o DSP (sigla dall’inglese Digital Signal Processor). In this way it is possible to intervene on the frequency response of the acoustic diffuser, making it linear and extending it beyond its limit, with a simple pair of second order filters that can be easily implemented, for example through a digital signal processor or DSP (acronym from the English Digital Signal Processor).

Quanto sopra presentato analizza il caso più generale di diffusori acustici con apertura “reflex”, ma lo stesso approccio può essere applicato, con le opportune semplificazioni, a diffusori acustici chiusi. The above analyzes the more general case of loudspeakers with “reflex” opening, but the same approach can be applied, with the appropriate simplifications, to closed loudspeakers.

Questo tipo di correzione è da applicarsi al segnale elettrico che arriva all’altoparlante del diffusore acustico, pertanto può essere implementato in diffusori acustici sia passivi sia attivi, e servendosi sia di un circuito analogico sia tramite filtraggio digitale. This type of correction is to be applied to the electrical signal that arrives at the loudspeaker of the acoustic diffuser, therefore it can be implemented in both passive and active loudspeakers, and using both an analog circuit and digital filtering.

Con riferimento alle figure da 3 a 7, il sistema di riproduzione audio secondo il trovato comprende: With reference to Figures 3 to 7, the audio reproduction system according to the invention comprises:

- almeno una sorgente 12, 22 di un segnale audio in forma di segnale elettrico 13, 23 (in breve, segnale audio elettrico); - at least one source 12, 22 of an audio signal in the form of an electrical signal 13, 23 (in short, electrical audio signal);

- almeno un amplificatore 14 del segnale audio elettrico 13, 23, atto a generare un segnale audio elettrico amplificato 15; - at least one amplifier 14 of the electrical audio signal 13, 23, adapted to generate an amplified electrical audio signal 15;

- almeno un diffusore audio 16, atto a trasdurre il segnale audio elettrico amplificato 15 in un suono 17; e - at least one audio speaker 16, adapted to transduce the amplified electrical audio signal 15 into a sound 17; And

- un dispositivo di correzione 25, 30 comprendente una coppia di filtri di secondo ordine e cooperante con l’amplificatore 14, il dispositivo di correzione 25, 30 essendo interposto tra la sorgente 12, 22 e il diffusore audio 16. - a correction device 25, 30 comprising a pair of second order filters and cooperating with the amplifier 14, the correction device 25, 30 being interposed between the source 12, 22 and the audio speaker 16.

In una forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il trovato, il segnale audio elettrico 13, 23 è un segnale audio elettrico di tipo analogico 13. In questa forma di realizzazione, il sistema di riproduzione audio secondo il trovato può comprendere ulteriormente un convertitore analogico-digitale 18, atto a convertire il segnale audio elettrico analogico 13 in un segnale audio elettrico digitale. In quest’ultima forma di realizzazione, il dispositivo di correzione 25, 30 può essere un processore di segnale digitale 30. In quest’ultima forma di realizzazione, il sistema di riproduzione audio secondo il trovato può comprendere ulteriormente un convertitore digitale-analogico 19, atto a convertire il segnale audio elettrico digitale in un segnale audio elettrico analogico. In an embodiment of the audio reproduction system according to the invention, the electrical audio signal 13, 23 is an electrical audio signal of the analog type 13. In this embodiment, the audio reproduction system according to the invention can further comprise a converter analog-digital 18, adapted to convert the analog electrical audio signal 13 into a digital electrical audio signal. In this latter embodiment, the correction device 25, 30 can be a digital signal processor 30. In this latter embodiment, the audio reproduction system according to the invention can further comprise a digital-to-analog converter 19, adapted to convert the digital electrical audio signal into an analog electrical audio signal.

In una forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il trovato, il segnale audio elettrico 13, 23 è un segnale audio elettrico di tipo digitale 23. In questa forma di realizzazione, il dispositivo di correzione 25, 30 può essere un processore di segnale digitale 30. In quest’ultima forma di realizzazione, il sistema di riproduzione audio secondo il trovato può comprendere ulteriormente un convertitore digitale-analogico 19, atto a convertire il segnale audio elettrico digitale 23 in un segnale audio elettrico analogico. In quest’ultima forma di realizzazione, il convertitore digitaleanalogico 19 può essere compreso nel processore di segnale digitale 30. In an embodiment of the audio reproduction system according to the invention, the electrical audio signal 13, 23 is an electrical audio signal of the digital type 23. In this embodiment, the correction device 25, 30 can be a signal processor digital 30. In this latter embodiment, the audio reproduction system according to the invention can further comprise a digital-to-analog converter 19, suitable for converting the digital electrical audio signal 23 into an analog electrical audio signal. In the latter embodiment, the digital-to-analog converter 19 can be included in the digital signal processor 30.

Con particolare riferimento alla figura 3, una prima forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il trovato comprende in serie: una sorgente 12 di un segnale audio elettrico analogico 13, un dispositivo di correzione 25, un amplificatore 14 che genera un segnale audio elettrico analogico amplificato 15, già corretto, e un diffusore audio 16 che emette un suono 17 a partire dal segnale audio elettrico analogico amplificato 15. With particular reference to Figure 3, a first embodiment of the audio reproduction system according to the invention comprises in series: a source 12 of an analog electrical audio signal 13, a correction device 25, an amplifier 14 which generates an electrical audio signal amplified analog 15, already corrected, and an audio speaker 16 that emits a sound 17 starting from the amplified analog electrical audio signal 15.

Con particolare riferimento alla figura 4, una seconda forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il trovato comprende in serie: una sorgente 12 di un segnale audio elettrico analogico 13, un amplificatore 14 che genera un segnale audio elettrico analogico amplificato 15, da correggere, un dispositivo di correzione 25, e un diffusore audio 16 che emette un suono 17 a partire dal segnale audio elettrico analogico amplificato 15. With particular reference to Figure 4, a second embodiment of the audio reproduction system according to the invention comprises in series: a source 12 of an analog electrical audio signal 13, an amplifier 14 which generates an amplified analog electrical audio signal 15, to be corrected , a correction device 25, and an audio speaker 16 which emits a sound 17 starting from the amplified analog electrical audio signal 15.

Con particolare riferimento alla figura 5, una terza forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il trovato comprende in serie: una sorgente 22 di un segnale audio elettrico digitale 23, un dispositivo di correzione in forma di processore di segnale digitale 30, un convertitore digitale-analogico 19, un amplificatore 14 che genera un segnale audio elettrico analogico amplificato 15, già corretto, e un diffusore audio 16 che emette un suono 17 a partire dal segnale audio elettrico analogico amplificato 15. With particular reference to Figure 5, a third embodiment of the audio reproduction system according to the invention comprises in series: a source 22 of a digital electrical audio signal 23, a correction device in the form of a digital signal processor 30, a converter digital-analog 19, an amplifier 14 which generates an already corrected amplified analog electrical audio signal 15 and an audio speaker 16 which emits a sound 17 starting from the amplified analog electrical audio signal 15.

Con particolare riferimento alla figura 6, una quarta forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il trovato comprende in serie: una sorgente 12 di un segnale audio elettrico analogico 13, un convertitore analogicodigitale 18, un dispositivo di correzione in forma di processore di segnale digitale 30, un convertitore digitale-analogico 19, un amplificatore 14 che genera un segnale audio elettrico analogico amplificato 15, già corretto, e un diffusore audio 16 che emette un suono 17 a partire dal segnale audio elettrico analogico amplificato 15. With particular reference to Figure 6, a fourth embodiment of the audio reproduction system according to the invention comprises in series: a source 12 of an analog electrical audio signal 13, an analog-to-digital converter 18, a correction device in the form of a signal processor digital 30, a digital-to-analog converter 19, an amplifier 14 which generates an already corrected amplified analog electrical audio signal 15 and an audio speaker 16 which emits a sound 17 starting from the amplified analog electrical audio signal 15.

Con particolare riferimento alla figura 7, una quinta forma di realizzazione del sistema di riproduzione audio secondo il trovato comprende in serie: una sorgente 22 di un segnale audio elettrico digitale 23, un amplificatore 14 che genera un segnale audio elettrico analogico amplificato 15, l’amplificatore 14 comprendendo un dispositivo di correzione in forma di processore di segnale digitale 30 comprendente un convertitore digitale-analogico 19, e un diffusore audio 16 che emette un suono 17 a partire dal segnale audio elettrico analogico amplificato 15. With particular reference to Figure 7, a fifth embodiment of the audio reproduction system according to the invention comprises in series: a source 22 of a digital electrical audio signal 23, an amplifier 14 which generates an amplified analog electrical audio signal 15, the amplifier 14 comprising a correction device in the form of a digital signal processor 30 comprising a digital-to-analog converter 19, and an audio speaker 16 which emits a sound 17 starting from the amplified analog electrical audio signal 15.

Si è in pratica constatato come il trovato assolva pienamente il compito e gli scopi prefissati. In particolare, si è visto come il sistema di riproduzione audio così concepito permette di superare i limiti qualitativi dell’arte nota, in quanto consente di ottenere effetti migliori rispetto a quelli ottenibili con le soluzioni note e/o effetti analoghi a minor costo e con prestazioni più elevate. In practice it has been found that the invention fully achieves the intended aim and objects. In particular, it has been seen how the audio reproduction system thus conceived allows to overcome the qualitative limits of the known art, as it allows to obtain better effects than those obtainable with known solutions and / or similar effects at lower cost and with higher performance.

Un vantaggio del sistema di riproduzione audio secondo il presente trovato consiste nel fatto che esso permette di correggere la risposta in frequenza del diffusore acustico nell’ambito delle basse frequenze, rimuovendo le discontinuità nella risposta in frequenza e aumentando l’estensione del diffusore acustico. An advantage of the audio reproduction system according to the present invention consists in the fact that it allows to correct the frequency response of the acoustic diffuser in the range of low frequencies, removing the discontinuities in the frequency response and increasing the extension of the acoustic diffuser.

Un altro vantaggio del sistema di riproduzione audio secondo il presente trovato consiste nel fatto che esso consente di correggere la risposta in fase del diffusore acustico nell’ambito delle basse frequenze. Another advantage of the audio reproduction system according to the present invention consists in the fact that it allows to correct the phase response of the acoustic diffuser in the range of low frequencies.

Un ulteriore vantaggio del sistema di riproduzione audio secondo il presente trovato consiste nel fatto che esso permette di accordare un diffusore acustico scordato. A further advantage of the audio reproduction system according to the present invention consists in the fact that it allows to tune an out-of-tune acoustic speaker.

Un altro vantaggio del sistema di riproduzione audio secondo il presente trovato consiste nel fatto che esso consente di cambiare l’allineamento dell’altoparlante del diffusore acustico (ad esempio allineamento Butterworth, allineamento quasi-Butterworth, o allineamento Chebyshev). Another advantage of the audio reproduction system according to the present invention is that it allows you to change the alignment of the loudspeaker of the acoustic speaker (for example Butterworth alignment, quasi-Butterworth alignment, or Chebyshev alignment).

Un ulteriore vantaggio del sistema di riproduzione audio secondo il presente trovato consiste nel fatto che la correzione della risposta in frequenza e/o in fase del diffusore acustico è facile da implementare, ad esempio attraverso dispositivi noti quali processori di segnale digitale o DSP (sigla dall’inglese Digital Signal Processor). A further advantage of the audio reproduction system according to the present invention consists in the fact that the correction of the frequency and / or phase response of the acoustic diffuser is easy to implement, for example through known devices such as digital signal processors or DSP (abbreviation from 'English Digital Signal Processor).

Ancora, un vantaggio del sistema di riproduzione audio secondo il presente trovato consiste nel fatto che la correzione della risposta in frequenza e/o in fase del diffusore acustico ha un costo computazionale molto basso. Still, an advantage of the audio reproduction system according to the present invention consists in the fact that the correction of the frequency and / or phase response of the acoustic diffuser has a very low computational cost.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The invention, thus conceived, is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l’uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica. In practice, the materials used, provided they are compatible with the specific use, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to the needs and the state of the art.

In conclusione, l’ambito di protezione delle rivendicazioni non deve essere limitato dalle illustrazioni o dalle forme di realizzazione preferite illustrate nella descrizione sotto forma di esempi, ma piuttosto le rivendicazioni devono comprendere tutte le caratteristiche di novità brevettabile che risiedono nella presente invenzione, incluse tutte le caratteristiche che sarebbero trattate come equivalenti dal tecnico del ramo. In conclusion, the scope of the claims must not be limited by the illustrations or preferred embodiments illustrated in the description in the form of examples, but rather the claims must encompass all of the patentable novelty features that reside in the present invention, including all the characteristics that would be treated as equivalent by the person skilled in the art.

Claims

CLAIMS 1.Audio reproduction system comprising at least one audio signal source (12, 22) in the form of an electrical signal (13, 23), at least one amplifier (14) of said electrical audio signal (13, 23) capable of generating a signal amplified electrical audio (15), and at least one audio speaker (16) adapted to transduce said amplified electrical audio signal (15) into a sound (17), characterized in that it comprises a correction device (25, 30) comprising a pair of second order filters and cooperating with said at least one amplifier (14), said correction device (25, 30) being interposed between said at least one source (12, 22) and said at least one audio speaker (16). 2. Audio reproduction system according to claim 1, characterized in that said electrical audio signal (13, 23) is an analog electrical audio signal (13). 3. Audio reproduction system according to claim 2, characterized in that it further comprises an analog-digital converter (18) adapted to convert said analog electric audio signal (13) into a digital electric audio signal. 4. Audio reproduction system according to claim 1, characterized in that said electrical audio signal (13, 23) is a digital electrical audio signal (23). 5. Audio reproduction system according to claim 3 or 4, characterized in that said correction device (25, 30) is a digital signal processor (30). 6. An audio reproduction system according to claim 5, characterized in that it further comprises a digital-to-analog converter (19) adapted to convert said digital electrical audio signal (23) into an analog electrical audio signal. 7. Audio reproduction system according to claim 6, characterized in that said digital-to-analog converter (19) is included in said digital signal processor (30). 8. Audio reproduction system according to any one of the preceding claims, characterized in that said pair of second order filters has a transfer function defined by the formula: