Фильтр для басового динамика своими руками

Фильтр для нч динамика. Пассивный фильтр для низкочастотного динамика своими руками

Трёхполосные акустические системы, состоящие из трёх динамиков, являются самым удачным решением для высококачественного звуковоспроизведения. В них используются три типа звуковых головок. Они отличаются по размеру, конструктивным особенностям и полосе воспроизводимых частот. Для разделения всего частотного диапазона выдаваемого усилителем низкой частоты используются полосовые фильтры-кроссоверы. В них используются конденсаторы дроссели и, реже, резисторы.

Сделать своими руками фильтр для динамика НЧ очень просто.Основным элементом устройства является индуктивность или дроссель. Катушка включается последовательно с низкочастотным динамиком.

Фильтр для низкочастотного динамика

Фильтр нижних частот из дросселя и конденсатора большой ёмкости называется схемой Баттерворта второго порядка. Он обеспечивает спад частот выше частоты среза до 12 dBна октаву. Схема работает следующим образом. Индуктивность в LC контуре выполняет функцию переменного резистора. Его сопротивление прямо пропорционально частоте ивозрастает с увеличением диапазона. Поэтому высокие частоты практически не попадают на НЧ динамик. Такую же функцию выполняет и конденсатор. Его сопротивление обратно пропорционально частоте и он включается параллельно громкоговорителю.

Поскольку схема устройства должна хорошо пропускать низкие частоты и обрезать высокие, то конденсаторы такого устройства имеют большую ёмкость.Пассивный фильтр для динамика может быть выполнен по более сложной схеме. Если соединить две схемы Баттерворта последовательно, то получится устройство четвёртого порядка из двух индуктивностей и двух конденсаторов. Оно обеспечивает спад частотной характеристики низкочастотного громкоговорителя в 24 децибела на октаву.

Для того чтобы выровнять частотную характеристику и более точно согласовать схему Баттерворта и динамик, между катушкой индуктивности и конденсатором, включается резистор с небольшим сопротивлением. Для этой цели лучше использовать проволочные резисторы.

Фильтры для динамиков своими руками

Сделать фильтр для динамика совсем не сложно. Он состоит всего из двух элементов – конденсатора и катушки индуктивности. Рассчитать параметры радиоэлементов для пассивной схемы низкой частоты второго порядка проще всего на онлайн калькуляторе. Там можно задать желаемый уровень среза и сопротивление акустической головки. Программа выдаст требуемую ёмкость конденсатора и индуктивность катушки. Например, выбран уровень среза 150 Гц, а сопротивление динамика равно 4 Ом. Калькулятор выдаст следующие значения:

• Ёмкость конденсатора – 187 мкф
• Индуктивность катушки – 6,003 мГн

Требуемую ёмкость можно получить из параллельно соединённых конденсаторов К78-34, которые специально разработаны для работы в акустических системах. Кроме того есть обновлённая линейка конденсаторов аналогичного типа. Это KZKWhiteLine. В качестве недорогих аналогов, радиолюбители часто используют конденсаторы типа МБГО или МБГП.

Катушка индуктивности на 6 мГн наматывается на оправке диаметром 1 см и длиной 6 см. Поскольку катушка не имеет магнитного сердечника в качестве бобины можно использовать цилиндр из любого материала, на который для удобства намотки, нужно сделать щёчки. Для намотки используется медный провод типа ПЭЛ диаметром 1 мм. Длина проволоки 84 метра. Намотку нужно делать виток к витку.



dinamikservis.ru

Фильтры для акустических систем без конденсаторов

Мои старые акустические колонки постройки до 1980 г. изредка подвергались доработкам. Из-за порванного диффузора головка 4ГД8-Е была заменена на 5ГДШ5-4 (это почти одно и то же), а заодно и вторая. Головки 25ГД-26 были включены “дублетом” (“лицом к лицу”) (1). И рамку с защитной радиотканью пришлось окончательно снять. А вот фильтры оставались прежние.

На низких частотах — второго порядка, на средних и высоких — третьего. И АЧХ по звуковому давлению была неплохой. Но звучание…! Не чувствовалось разницы между разными усилителями, а не то что между проводами из меди и серебра.

Настало время заменить фильтры. А какие выбрать? За эти годы появилась масса противоречивой информации. Аудиофилы особенно ругали конденсаторы. Сначала советовали делать фильтры не выше первого порядка, потом отказывались делать такие фильтры и строили четвертого, а кое-кто дошел и до шестого порядка.

Анализировали групповое время задержки (ГВЗ) и ФЧХ, двигали ВЧ-излучатель вперед, назад… и даже в сторону. Полнейший “разброд”: от однополосных АС на 4А28 до 4-5-6-полосных… и т.п. Как-то, разгребая распечатки материалов из Интернета, наткнулся на статью А. Юренина о последовательных кроссоверах.

Там автор говорит, что они появились в 1969 г. Но сами схемы я встречал еще в 1961 г. (2). где автор ссыпается на немецкий журнал по технике связи за 1959 г. Суть дела не в этом, а в том. что Юренин привел схему кроссовера для акустики, в которой нет конденсаторов (схема запатентована и используется в производимых фирмой Acoustic Reality акустических системах).

Вот эта схема (рис.1). Она очень проста. Так как мои АС тоже трехполосные, я решил начать переделку фильтров именно с этой схемы. Проведем небольшой анализ. Нарисуем простейший последовательный кроссовер, “первого порядка” так, как его принято изображать (рис.2). Здесь присутствует конденсатор С1. а на рис.1 такого конденсатора нет Но зато там добавлено звено L1-R1. представляющее собой для СЧ- и НЧ-излучателей фильтр нижних частот.

На L1 выделяются верхние частоты и попадают в ВЧ-излучатель BA1. L2-Rваз — это еще один фильтр нижних частот, которые выделяются в ВАЗ, а выделяющиеся на L2 средние частоты попадают в СЧ-излучатель ВА2. Вот и вся премудрость! Главное, чтобы сопротивление излучателей было чисто активным.

Но излучатели (головки) электродинамического типа не могут иметь чисто активного сопротивления, поскольку у них имеется катушка с железным сердечником. Повторение схемы по рис.1 приводит к печальному результату: средних частот явно мало из-за индуктивности головки ВАЗ. Займемся НЧ-излучателем.

Для проведения этой работы понадобятся генератор звуковых частот с Uвых.max = 10В, электронный вольтметр (например, B3-38) или мультиметр. Известно, что для выравнивания входного сопротивления динамика в попосе частот требуется применение цепи Цобеля и последовательного контура на частоте резонанса [3].

Но на НЧ резонансный контур почти никогда не ставится из-за своей громоздкости и отдаленности резонанса динамика от частот раздела НЧ-СЧ/ВЧ (0.3.. .3 кГц). Для выбора R1 иС1 (рис.3) нужно знать сопротивление динамика ВА по постоянному току Re: и индуктивность его катушки Lк.

Рекомендуются такие формулы:

Re моих двух последовательно включенных динамиков составляет 7.2 Ом. Таким образом, R1=9 Ом, а С1 =?. т.к. Lк неизвестна. Чтобы определить Lк, нужно измерить сопротивление динамика на разных частотах.

Схема измерения проста и показана на рис.4. Результаты сведены в табл.1. Поделив показания вольтметра PV1 в милливольтах на 10 (вторая строка таблицы), получаем сопротивление Zва в омах (третья строка).

Из табл.1 находим Fz— частоту, на которой индуктивное и активное сопротивления динамика примерно равны, т.е. частоту, где

Некоторые авторы предлагают брать R1=Rе. Я взял R1=8 Ом, тогда С1 =30 мкФ. Можно использовать бумажный конденсатор типа МБГО 30,0×160 В. В нижней строке табл.1 приведены результаты измерения сопротивления НЧ-динамика с RC- цепью Цобеля (8.2 Ом, 30 мкФ). Неплохая, однако, получилась компенсация! Теперь НЧ излучатель можно включить в схему по рис.1. Провала на средних частотах не будет.

СЧ-излучатель 5ГДШ5-4 имеет Rе=3.5 Ом и отдачу почти в 3 раза большую, чем НЧ-головка, и здесь требуется выравнивание отдачи. Проделав измерения по определению Lк для этой головки, найдем частоту Fz. с которой начинает расти Z.

Это примерно 4…5 кГц. Для выравнивания отдачи целесообразно включить последовательный резистор, как показано на рис.5. не используя цепь Цобеля. Образуется делитель с коэффициентом передачи на НЧ Кп:

Частота Fz такой цепи увеличится в 4 раза и составит 16…20 кГц, так что цепь Цобеля и не понадобится. А входное сопротивление доведем до приемлемой величины, включив параллельный резистор R1 сопротивлением 15 Ом, как показано на рис.6.

При этом эквивалентное сопротивление Z составит:

Это позволяет включить СЧ-иэлучатель в схему на рис.1. Включение последовательного резистора с сопротивлением, почти в 4 раза большим, чем Rе, уменьшает нелинейные искажения СЧ-головки, приближая эквивалентное сопротивление генератора к источнику тока.

Варьируя R1 и R2 (рис.6), можно точно подобрать коэффициент деления, нужный для одинаковой отдачи СЧ- и НЧ-головок. Очень важно отметить, что на средних частотах действительно нет конденсаторов (кроме С1 в НЧ-звене, рис.З), а частоту раздела НЧ-СЧ можно сдвигать, изменяя только одну индуктивность —L2 на рис. 1.

ВЧ-излучатель — 6ГД11. Его Re=5,6 ОМ. Zва =7,3 ОМ на частоте 5 кГц и далее растет до 12,5 Ом на частоте 20 кГц. Чаще всего цель Цобеля не ставят, т.к.частота раздела — 4…8 кГц, а рост Zва с увеличением частоты незначительно сказывается на звучании.

Выбор частот раздела НЧ-СЧ и СЧ-ВЧ производится из следующих соображений. Так как использованы фильтры первого порядка, частоты разделов должны отстоять от резонанса соответствующего излучателя не менее, чем на 2 октавы [3], т.е. fнч-сч>600 Гц (fpeз~150 Гц у 5ГДШ5-4), а fсч-вч > 6 кГц (fрез = 1,5 кГц у 6ГД11).

Для лучшей защиты ВЧ-излучателя от НЧ-колебаний пришлось поставить последовательно с излучателем 6ГД11 дополнительный конденсатор емкостью 2.2 мкФ (К73-16, Umax=160 В). Без него на повышенной громкости появлялись какие-то призвуки.

В СЧ-излучателе я применил открытое оформление (бокс без задней стенки размерами 220x140x75 мм). Теперь его можно легко разворачивать под нужным углом к слушателю. Заклеил окна диффузородержателя (корзины) хлопчатобумажным ватином и довел таким образом полную добротность до 0,65. Окончательная схема громкоговорителя приведена на рис.7а.

Конструктивно катушка L2 выполнена бескаркасной и имеет сопротивление постоянному току RL2=0.4 ОМ. При желании индуктивность катушки можно легко изменять (увеличивать), вдвигая в нее ферритовый сердечник (кусок магнитной антенны от радиоприемника “Океан”) диаметр 10 мм., длина 100 мм. При этом частота fнч-сч меняется в 2.4 раза. Катушка L1 на мотана на не замкнутом сердечнике ШЛ40х10 (одна скоба), RL1=0,4 Ом.

Входное сопротивление Z громкоговорителя с таким фильтром на разных частотах представлено в табл.2. Из таблицы видно, что Z3 значительно меняется: на частоте 2,5 кГц — 5.6 Ом, а на 20 кГц — 11 Ом. Для выравнивания Z на этих частотах ко входу фильтра нужно подключить RC-целочку (рис.76).

Тогда Z3 изменяется на этих частотах так, как показано в последней строке табл.2. Общее изменение Z во всей полосе от 80 Гц до 20 кГц не выходит за пределы 4,4…6 Ом и только на частоте 3150 Гц составляет 6,3 Ом. Такая ровная Z-характеристика дает возможность сравнивать усилители с разным выходным сопротивлением (ламповые и транзисторные).

Прослушав АС, я с удовлетворением отметил прекрасное звучание своего лампового “однотактника”, заметно лучшее, чем звучание транзисторного УМЗЧ, тоже, впрочем, неплохое. АЧХ с помощью измерительного микрофона я. конечно, проверил, насколько это возможно в жилой комнате.

А вот ФЧХ и ГВЗ измерять не стал. Просто послушал “звук” и решил, что еще лет на 10 мне этих фильтров хватит. А может, фирменные АС резко подешевеют, тогда и куплю себе что-либо, лучше звучащее, без конденсаторов.

Читайте также статьи: Конденсаторы для акустических систем

www.radiochipi.ru

Расчёт корпуса и фильтров акустической системы

Конструирование акустических систем по готовым чертежам дело, конечно, увлекательное, но элемент творчества при этом, как ни крути, отсутствует. Вот если бы овладеть основными принципами построения АС, а затем все самому рассчитать и сделать из того, что есть под руками, — вот был бы класс! Это возможно, если взять несколько уроков у опытного мастера. Сегодня — первое занятие.

Все любители и специалисты, заинтересованные в достоверном воспроизведении звука, знают, что без хороших акустических систем не обойтись. Поэтому особенно озадачивают противоречия между различными взглядами на критерии качества АС. Ещё менее ясно, какие методы создания АС надежнее и приводят к приемлемым результатам.

Даже начального опыта прослушивания достаточно, чтобы заметить очень большую разницу между звучанием одной и той же музыки на разных моделях. При этом основной параметр — амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) — почти всегда близок к идеалу, если верить данным фирм-производителей.

Большинство меломанов не может самостоятельно измерить АЧХ и приходит к выводу: проблема АЧХ практически решена, качество воспроизведения звука зависит от конструкции и материалов динамиков, корпусов, кроссоверов. Например: катушка без сердечника — хорошо, с сердечником — хуже. Или: корпус весом в 40 кг лучше, чем 20-килограммовый, при тех же габаритах и т.д.

Разумеется, оспаривать влияние динамиков, корпусов, элементов кроссовера, кабелей внутренней разводки, звукопоглотителей и прочих составляющих было бы ошибкой, но всё ли в порядке с АЧХ? Независимые измерения, например, в хорошо оснащённых лабораториях авторитетных зарубежных и отечественных аудиожурналов, не подтверждают оптимистических параметров, заявленных производителями.

На практике каждая модель АС имеет свою кривую АЧХ, разительно отличающуюся от других разновидностей колонок, причем это относится к любой ценовой группе. Наблюдаемая разница многократно превосходит порог заметности, известный из психоакустики, ее просто невозможно не услышать. И слушатели её, конечно, замечают как различие тембрального баланса при воспроизведении одних и тех же композиций разными АС. Идентифицировать искажения тембра с проблемами равномерности АЧХ нелегко, ведь перед глазами — ровные, будто по линейке нарисованные характеристики от изготовителя.

Не факт, что эти изумительные графики — обман. Просто для рекламы измерения производятся по методикам, обеспечивающим «благообразный» вид кривых. Например, при повышенной скорости сканирования рабочего диапазона в сочетании с высокой инерционностью, то есть усреднением пиков и провалов при регистрации зависимости звукового давления от частоты.

Производителей можно понять, в конце концов, все мы хотим выглядеть несколько лучше, чем на самом деле, и поэтому причёсываемся, умываемся и т.д. перед ответственными встречами.

Гораздо интереснее другое: почему одна АС с «плохой» АЧХ звучит хорошо, а другая, может быть, обладающая менее безобразной характеристикой, — гораздо хуже? Независимые, более «честные» измерения выявляют несовершенство передачи тембрального баланса из-за особенностей АЧХ, но не помогают интерпретировать, расшифровать смысл «перегибов» и дисбалансов характеристик, раскрыть связь между поведением кривой и конкретными особенностями звучания АС. Вот подходящее сравнение: кардиограмма ничего не говорит обычному человеку, тогда как врач-специалист способен прочитать по ней состояние пациента.

Наша сегодняшняя задача — научиться анализировать АЧХ. Начнём с самого общего вопроса. Почему, обладая всем необходимым, разработчики не создают идеальной, одинаково хорошо звучащей акустики. Ведь идеал, эталон — только один! Очевидно, что все колонки, близкие к нему, будут звучать очень похоже. Существует ряд общепризнанных методик обеспечения «ровной» АЧХ, и одна из основных — настройка АС в заглушенной, безэховой камере. Есть и другие, вроде бы логичные и адекватные методы, например, настройка по импульсным сигналам. Но работая по одинаковым алгоритмам, специалисты каждый раз получают разный результат. Вспомните откровения авторитетных зарубежных мастеров, опубликованные в аудиопрессе: «… обеспечив идеальную АЧХ в звукомерной камере, мы потом «портим» эту характеристику для получения приемлемого звучания в обычных условиях…». Не пора ли прекратить молиться на равномерность АЧХ с точки зрения некой общеизвестной методики измерения?

Ведь любой способ измерения в науке и технике неизбежно даёт целый комплекс разносортных ошибок. В нашем случае самые вредные ошибки — методические, то есть связанные с несовершенством самого подхода. Например, где располагать микрофон относительно АС в звуковой камере? На акустической оси? А где эта ось? Перед ВЧ-динамиком? А если он воспроизводит начиная с 8 кГц? Тогда, видимо, точнее мерить на оси СЧ-динамика? А если сместить микрофон на 5 см выше? Получим совсем другую АЧХ. На какую ориентироваться? И почему мы думаем, что ухо слушателя окажется именно там, где находился микрофон?

Кроме того, на НЧ и нижней середине АС активно взаимодействует с полом, влияние которого в безэховой камере отсутствует.

Об интеграции излучения АС с помещением прослушивания в данный момент даже и разговор не будем начинать. Это взаимодействие очень сильно влияет на звучание, но его конкретные проявления бесконечно разнообразны, поэтому не умещаются в «ложе» какой-либо математической модели, с достаточной точностью необходимой для действительно высокого качества воспроизведения.

Ещё интересный факт: в реальном помещении суммарная АЧХ двух АС стереопары, даже при сильном усреднении, сильно отличается от АЧХ одной АС. Традиционные методики настройки АС не учитывают этого важного обстоятельства. Это недопустимо, так как главные персоны в музыке — солисты — чаще всего локализуются в центре звуковой сцены, то есть — воспроизводятся обеими АС.

Можно сделать вывод: при таком обилии методических ошибок обычные способы контроля АЧХ дают неправильную характеристику для реально очень ровных АС (например, Audio Note, Magnepan и т.д.). С другой стороны, крайне подозрительно выглядят полученные по ненадёжным методикам слишком гладкие АЧХ. В этом случае ошибки измерений скомпенсированы специально сформированной характеристикой, которую разработчик обеспечивает, слепо доверяя не оправдавшим себя на практике способам измерений.

Меньше всего мне хотелось бы заменять веру в одни несовершенные принципы верой в другие, мои. Они тоже далеко не идеальны, в них присутствуют заметные методические ошибки, только менее грубые.

Залог прогресса — понимание недолговечности роли достигнутых знаний и умений, готовность воспринимать, в процессе практической работы и исследований, новые открытия. Надо уметь пересматривать подходы к достижению лучших результатов, если количественный рост позволяет совершить качественный скачок.

Итог работы зависит от методов и развития личности создателя АС. Известны превосходные изделия, рожденные в рамках традиционных подходов, при условии высочайшего класса и опыта разработчиков.

Моя цель — вооружить всех желающих достаточно эффективной методикой создания АС с приемлемым звучанием. Длинное вступление было необходимо для того, чтобы обратить ваше внимание на факторы, мешающие развивать искусство настройки АС.

Мне бы хотелось передать свой опыт, не тратя на это непомерных «писательских» усилий. Поэтому буду рассказывать только о добытых на практике фактах и методах работы, без обоснований и теоретических объяснений. Мой принцип — уверенно излагать своё мнение можно, если имеется аудиосистема, хорошим звучанием подтверждающая рекомендации автора. Для доступности расчёты и приёмы настройки максимально упрощены, без существенного вреда для результата.

Урок первый. Корпус

В первую очередь ограничим необъятную тему. Рассмотрим разработку и настройку двух полосных АС с фазоинвертором (ФИ). Такой тип легче «поддаётся» новичкам. Договоримся, что озвучиваем жилую комнату 10 — 20 м². Это определяет выбор диаметра НЧ/СЧ-динамика. В этом случае оптимальный диаметр диффузора — 10 — 20 см (примерно). Паспортная мощность (100 часов разового шума без повреждения громкоговорителя) — 20 — 60 Вт. Чувствительность — 86 — 90 дБ/Вт/м. Резонансная частота (вне корпуса) — не выше 60 Гц. Если вас устроит нижняя граничная частота (готовой АС) 100 Гц, можно брать динамик с резонансом 80 — 100 Гц.

Кстати, если АС без завала воспроизводит хотя бы от 100 Гц, звучание вполне фундаментально и «весомо», только иногда исчезают некоторые необязательные, но очень желательные элементы звуковой картины. Их можно восстановить сабвуфером, но чтобы при этом не испортить звук, надо набраться опыта его согласования с сателлитами.

Не обольщайтесь по поводу паспортных данных недорогих АС, свидетельствующих о воспроизведении НЧ от 30 до 40 Гц. Реально в формировании звуковой картины участвуют только те низкие ноты, которые отыгрываются без «завала». Всё, что имеет спад хотя бы 4 — 5 дБ, маскируется «верхним басом» (80 — 160 Гц), поэтому для большинства АС воспринимаемый на слух диапазон начинается с 50 — 80 Гц. Мы же привыкли думать, что это 30 — 40 Гц, поскольку ориентируемся на паспортные данные с допустимым отклонением -8 — -16 дБ. Повнимательнее посмотрите в аудиопрессе на реальные частотные характеристики колонок. Отмерьте, в соответствии с приведённым масштабом, -3 дБ от среднего уровня, и вы увидите, что даже крупные напольные АС эффективно работают где-то от 50 Гц.

Если диаметр диффузора — 10 — 12 см, чувствительность — 86 — 88 дБ/Вт/м, а мощность — 20 — 30 Вт (типичные параметры недорогого динамика), то о «домашней дискотеке» придётся забыть. С другой стороны, громкоговорители минимального диаметра нередко имеют более равномерную АЧХ, чем большие.

«Малыши» лучше по ширине и равномерности диаграммы направленности. Интересно, что одна из высочайших по качеству АС фирма System Audio принципиально использует только маленькие мидбасовые динамики. Полная добротность современных небольших НЧ-головок обычно составляет 0,2 — 0,5.

Не надейтесь на расчёты низкочастотного оформления, практические результаты им соответствуют недостаточно точно. Опыт показывает: лучше выбрать динамики с добротностью больше 0,3 — 0,4, иначе, даже с фазоинвертором, трудно обеспечить приемлемый бас. Для таких громкоговорителей имеет смысл изготавливать корпуса объёмом, примерно равным эквивалентному объёму громкоговорителя.

Очень ориентировочно для рекомендуемых по параметрам динамиков эквивалентный объём соответствует диаметру:

10 см — ≈ 18 литров;

16 см — ≈ 26 литров;

20 см — ≈ 50 литров.

В качестве базисного варианта рассмотрим корпус с ФИ для громкоговорителя диаметром 16 см. Объём — 26 литров. Площадь сечения ФИ — 44 см². Длина трубы ФИ — 20 см. Частота настройки — около 40 Гц. Площадь сечения ФИ должна составлять 20 — 25% от площади диффузора Sд.

Sд = π • (d/2)²,

где d — диаметр диффузора, ограниченный серединой подвеса (рис. 1).

Рис. 1

Если необходимо пересчитать габариты трубы ФИ для другого «литража» (другой диаметр динамика), сохраняя частоту настройки, действуйте в соответствии с примерами:

1. Громкоговоритель d = 9 см, Эквивалентный объём (Vэ) ≈ 8 л. 8 литров меньше 26 литров в 3,25 раза. Надо скомпенсировать разницу изменением длины (l) и площади (Sфи) трубы ФИ, иначе частота резонанса ФИ резко повысится.

Понижают частоту настройки Fфи увеличением lфи и снижением Sфи.

Оптимальная Sфи для динамика площадью:

Sд = π (9 см/2)² = 3,14 • (4,57 см)² ≅ 63,6 см²

находится в диапазоне:

Sфи ≈ 63,6 см²/5 … 63,6 см²/4 ≅ 13 см² … 16 см².

В данном случае уменьшение Sфи вносит вклад в понижение Fфи в

44 см²/(13 см² … 16 см²) ≈ 2,75 … 3,38 разa,

что вполне компенсирует изменение объёма АС в 3,25 раза.

Кстати, компенсировать снижение объёма увеличением длины трубы ФИ для маленького корпуса (V = 8 литров) невозможно. Тем более что от внутреннего среза трубы ФИ до ближайшего препятствия (до стенки корпуса АС) должно быть свободное расстояние не менее 8 см (в крайнем случае — 5 см). То есть один из габаритов корпуса (параллельный оси трубы ФИ) должен быть равен lфи (20 см) + 8 см (свободное пространство) + примерно 3 см (толщина двух стенок корпуса) = 31 см.

Для 8-литрового корпуса такой большой размер может быть только высотой. Возможная конструкция щелевого ФИ с прямоугольным сечением трубы показан на рис. 2а.

Рис. 2

Это очень непрактичная конструкция, так как требуется установка на специальную подставку, не загораживающую выход ФИ. Если вывести порт наверх, установка АС упростится, но вид сверху ухудшится, кроме того, колонка превратится в отличную ловушку для пыли, сора и мелких предметов.

Очень удобна конструкция, показанная на рис. 2б. Однако она требует увеличить высоту до 31 см + 8 см = 39 см. Это не всегда допустимо.

Можно изготовить корпус в виде глубокой «буханочки», с наибольшим размером — в глубину (рис. 2в).

Если не удаётся обеспечить нужную длину трубы, можно:

во-первых, выбрать минимальную

Sфи = Sд / 6; Sфи = 63,6 см² / 6 ≈ 10,6 см²;

во-вторых, несколько уменьшить lфи (≈ на 30 %), пожертвовав повышением Fфи до ≈ 50 — 60 Гц.

Уменьшение Sфи до 10,6 см² снизит эффективность ФИ и, соответственно, увеличит «завал» отдачи в диапазоне 40 — 60 Гц.

Рост Fфи при уменьшении lфи допустим, так как резонансная частота динамика диаметром 10 см выше, чем у громкоговорителя 16 см. Это значит, что ФИ с резонансом в 55 Гц не просуммирует свой подъём НЧ с резонансом динамика в ящике (≈ 70 — 90 Гц в данном случае) и не будет вредного для звучания подъёма на НЧ в области 50 — 100 Гц, который мог бы возникнуть, например, при укорочении ФИ для корпуса с динамиком 16 см.

Итак, для 8-литрового ящика и громкоговорителя диаметром 10 см вполне нормально выбрать lфи ≅ 14 см, Sфи ≅ 13 см².

2. Громкоговоритель d = 18 см, эквивалентный объём (Vэ) ≈ 50 л. 50 литров больше, чем 26 литров, в 1,92 раза.

Оптимальная Sфи для динамика площадью:

Sд ≅ 3,14 • (18 см / 6)² ≈ 254,3 см²

находится в диапазоне

Sфи ≈ 254,3 см²/5 … 254,3 см²/4 ≈ 51 см² … 64 см².

Увеличение Vэ в 1,92 раза сильнее влияет, чем увеличение Sфи в 1,45 раза. В целом Fфи понижается ориентировочно до 35 Гц. Так как резонансная частота динамика (Fд) диаметром 20 см ниже, чем Fд диаметром 16 см, то снижение Fфи — положительный фактор. Не стоит компенсировать это уменьшением lфи.

Опытные профессионалы способны точно настраивать параметры фазоинверсного акустического оформления, добиваясь максимально плоской АЧХ в диапазоне от нижней граничной частоты АС до 125 — 200 Гц. Любителю или новичку не стоит тратить на это особых усилий.

В дальнейшем я поясню, как проконтролировать полученную АЧХ на НЧ и как устранить недопустимые отклонения, если таковые обнаружатся. Кроме того, влияние на звучание неидеальности характеристики в области НЧ сильно зависит от соотношения уровня воспроизведения баса по сравнению со средними частотами. Нельзя забывать, что из-за взаимодействия АС с реальным помещением АЧХ в нижнем регистре в любом случае будет очень неравномерной.

Главные усилия необходимо сосредоточить на настройке желаемой АЧХ в области СЧ и балансировке между НЧ, СЧ и ВЧ. На первом этапе создания АС — при разработке корпуса, достаточно учесть следующие рекомендации.

Корпус должен молчать. В идеале воспроизводят звук только громкоговорители, но в реальной жизни корпус откликается на их работу. Переизлучение звука стенками ящика вносит искажения.

Один из простейших способов улучшения виброзащиты корпуса — увеличение толщины стенок. Здесь следует знать меру, прослушивание показывает, что начиная с некоторого значения эта мера даёт незначительноё улучшение звучания. Для полочных АС вполне достаточно будет 16 — 8 мм ДСП или ДВП. Выгодно укреплять корпус изнутри рёбрами жёсткости. Вариант их практического использования показан в моей статье «Повторение возможно» в «Практике» №2(4)/2002, июль).

Там же достаточно подробно изложены рекомендации по следующим вопросам:

• размещение звукопоглощающих материалов внутри корпуса;
• особенности изготовления фильтров;
• как самостоятельно сделать кабели для внутренней разводки очень высокого качества;
• требования к герметизации корпуса;
• минимальные сведения, необходимые для выбора типа конденсаторов.

В упомянутой статье также рассмотрены вопросы выбора динамиков и затронуты некоторые другие проблемы. Имеет смысл отнестись к этому как к части изложения моих методов работы, поэтому повторяться не стану.

Разумеется, существует много способов виброзащиты корпуса АС. Они приведены, например, в книге «Высококачественные акустические системы и излучатели» (И.А. Алдошина, А.Г. Войшвилло. — М.: Радио и Связь, 1985.). Практика показывает, что 16-миллиметровые стенки, укреплённые рёбрами жёсткости, обеспечивают достаточную виброзащиту.

Абсолютных истин нет. У акустически мёртвых корпусов есть альтернатива — использование массива различных пород дерева, каждая из которых обладает собственным звучанием. Это — трудный путь с технологическими и творческими проблемами. Он не для новичков, здесь требуется высшая квалификация в области деревообработки, тонкое восприятие музыки, упорство в поиске приемлемых вариантов исполнения корпуса. Иногда таким образом удаётся создать превосходные АС.

Урок второй. Фильтры

Если вы думаете, что фильтр это просто схема, разделяющая сигнал на несколько частотных полос для соответствующих громкоговорителей, то вынужден буду вас разочаровать. Всё гораздо сложнее. Простой кроссовер нужен для идеальных динамиков с ровной АЧХ по звуковому давлению, но таковых, к сожалению, не существует. В лучшем случае некоторые типы динамиков позволяют обеспечивать приблизительно приемлемую балансировку АЧХ при лобовом использовании кроссоверов.

Положение усложняется из-за сложного взаимодействия громкоговорителей в полосе передачи эстафеты от низкочастотного к более высокочастотному. Например, имеем замечательно ровные в своих полосах СЧ и ВЧ-головки с аккуратными спадами АЧХ вне полос, а при совместной работе получаем ужасную АЧХ. Особенно проблематично для новичка состыковать НЧ и СЧ-динамики. Приёмы такого бесшовного соединения — тема отдельной статьи. Для начала необходимо набраться опыта, настраивая двухполосную АС.

Даже самые простые фильтры — мощный инструмент в умелых руках, позволяющий приблизить АЧХ реальной АС к желаемому идеалу. Для НЧ/СЧ-головок фильтры первого порядка (катушка индуктивности, включенная последовательно с динамиком) чаще всего не подходят. Они недопустимо деформируют АЧХ в полосе пропускания, заваливают середину, делая звучание тусклым, неритмичным, монотонно гудящим. В некоторых случаях такой фильтр позволяет чуть скорректировать АЧХ в верхней части диапазона, воспроизводимого НЧ/СЧ-головкой. При этом частота среза такого фильтра близка верхней частоте динамика.

У редких головок наблюдается рост отдачи, пропорциональный повышению частоты сигнала на протяжении нескольких октав. Сбалансировать АЧХ в этих случаях можно индуктивностью фильтра первого порядка, но чаще для этого применяют фильтры второго порядка. Они позволяют исключить сильные искажения АЧХ в полосе пропускания.

Подбором сочетаний величин ёмкости и индуктивности фильтра второго порядка можно обеспечить в полосе около частоты среза спад или подъём АЧХ, используя схему в качестве эквалайзера. Это — один из методов оптимизации АЧХ.

На рис. 3 показан фильтр второго порядка. Ёмкость включена параллельно динамику.

Рис. 3

Первое приближение

Рассчитаем значения L1 и С1 для фильтра без подъёма или спада на частоте среза. Поверим значению импеданса, приведённому производителем. Если бумажек нет, померяйте сопротивление по постоянному току и умножьте результат на 1,25. Обозначим полученное значение просто R.

L1 = R / (2π • Fc),

где Fс — частота среза,

C1 = 1 / ((2π • Fc)² L1).

Например: R = 4 Ом, Fс = 1,6 кГц.

L1 = 4 / (6,28 • 1.6 • 10³) = 3,98 • 10^-4 H = 0,398 mH = 398 μH,

C1 = 1 / [(6,28 • 1,6 • 10³)² • 3,98 • 10^-4] = 2,49 • 10^-5  F = 24,9 μF.

Для справки:

Fc = 1 / (2π √L1 C1).

В этом случае модули (величины без учёта фазы) сопротивления L1 и C1 на частоте Fс равны R, то есть 4 Ом. Кстати, на частоте среза модули сопротивления L1 и C1 всегда равны.

Если выравнивание АЧХ требует подъёма на Fc, скажем, на 1 дБ, то есть примерно но 10%, необходимо снизить модули сопротивления L1(|Z_L1|) и C1(|Z_C1|) примерно на 10% по сравнению с R = 4 Ом, то есть до 4 Ом x 0,9 = 3,6 Ом.

L1 = 3,6 / (6,28 • 1,6 • 10³) = 3,58  10^-4H = 0,358 mH = 358 μH.

C1 = 1 / [(6,28 • 1,6 • 10³)² • 3,58 • 10^-4] = 2,77 • 10^-5 F = 27,7 μF.

Частота среза остаётся прежней, но на Fс на головку подаётся ≈110% сигнала за счёт повышенного потребления тока от усилителя и преобразования его «звенящим» фильтром с добротностью больше единицы в форсированный сигнал на головке.

Если надо «завалить» область около Fc на 1 дБ, то нужно пересчитать фильтр, как будто его нагрузка — сопротивление динамика примерно 1,1 x 4 Ом = 4,4 Ом.

Проще получить нужные значения, увеличив L1 и уменьшив С1. Тогда Fc не изменится, а |Z_L| и |Z_C| будут равны 4,4 Ом.

L1 = 398 mН x 1,1 = 438 mН.

С1 = 24,9 mF x 1,1 = 22,64 mF.

Для справки:

|Z_L1| = 2π • F • L1, |Z_C1| = 1 / (2π • F • C).

Учтите, что при необходимости увеличения отдачи в области около FC придётся смириться с падением импеданса АС в этой же области.

Падение импеданса необходимо контролировать. Попробуйте следующий простой способ.

1 этап

Подключите к выходу вашего усилителя цепь, показанную на рис. 4а.

Рис. 4

На этом рисунке значок «+» соответствует красной клемме, а «-» — чёрной. На результаты измерений перемена полярностей не влияет.

Подайте на вход усилителя синусоидальный сигнал частотой 1 кГц от генератора. Регулятором громкости усилителя и регулятором выходного уровня генератора установите на выходных клеммах усилителя ≈1 В действующего напряжения. Для этого вам понадобится вольтметр, способный измерять действующее значение напряжения в области звуковых частот.

Переключите вольтметр для измерения напряжения на выходах резистора R2. Прибор покажет ≈38,5 мВ. Подрегулируйте уровень сигнала до показаний вольтметра ≈40 мВ.

2 этап

Подключите вашу АС вместо R2. Плавно изменяйте частоту сигнала на выходе генератора. Вы увидите, что показания вольтметра меняются. Эти изменения пропорциональны частотно-зависимому значению импеданса АС. Можно зарисовать измеряемую характеристику: по горизонтальной оси будет шкала частоты, по вертикальной — уровня напряжения. И то и другое выполняется в логарифмическом масштабе. (Пример пустого бланка будет опубликован в следующем номере «Практики AV».) Особенно внимательно ищите минимумы напряжения, плавно меняя частоту. Эти точки на характеристике соответствуют минимумам импеданса АС.

С достаточной точностью можно считать, что значение импеданса |Z_AC| равны показаниям вольтметра, поделённым на 10.

Например, 40 мВ соответствует 4 Ом, 30 мВ — 3 Ом. Если у вас нет чувствительного вольтметра, то поможет хороший тестер. В режиме измерения переменного напряжения тестер является вольтметром. Его показания верны до 2 — 5 кГц, выше может быть существенная погрешность. Сверьтесь с паспортом тестера. Кроме того, не все модели тестеров позволяют измерять с хорошей точностью сигналы величиной десятки милливольт. В этом случае можно установить на клеммах усилителя выходной сигнал не 1, а 10 В. В режиме наших измерений усилитель нагружен на сопротивление более 100 Ом. Такая высокоомная нагрузка позволяет развить 10 В действующего напряжения даже большинству маломощных усилителей, причём без перегрева.

К сожалению, при 10 В на выходе есть опасность сжечь резистор цепи, обеспечивающей устойчивость, который присутствует в схемах многих усилителей. Поэтому не стоит проводить измерения на частотах выше 3 кГц.

Понятно, что в режиме «10 вольт» на пробном резисторе R2 надо установить не 40 мВ, а 400 мВ. Соответственно, шкала напряжения будет проградуирована от 125 мВ до 6000 мВ (6 В). При этом показания вольтметра делим на 100 и получаем величину импеданса АС. Например, 400 мВ соответствует 4 Ом.

(Продолжение в следующем номере)

---

ПрактикаAV #3/2002

www.salonav.com

Расчет фильтров трехполосных громкоговорителей

С целью снижения интермодуляционных искажений при звуковоспроизведении громкоговорители Hi-Fi систем составляют из низкочастотных, среднечастотных и высокочастотных динамических головок. Их подключают к выходам усилителей через разделительные фильтры, представляющие собой комбинации LC фильтров нижних и верхних частот. 

Ниже приведена методика расчета трехполосного разделительного фильтра по наиболее распространенной схеме.

Частотная характеристика разделительного фильтра трехполосного громкоговорителя в общем виде показана на рис. 1. Здесь: N — относительный уровень напряжения на звуковых катушках головок: fн и fв — нижняя и верхняя граничные частоты воспроизводимой громкоговорителем полосы; fр1 и fр2 — частоты раздела. 

В идеальном случае выходная мощность на частотах раздела должна распределяться поровну между двумя головками. Это условие выполняется, если на частоте раздела относительный уровень напряжения, поступающего на соответствующую головку, снижается на 3 дБ по сравнению с уровнем в средней части ее рабочей полосы частот.

Частоты раздела следует выбирать вне области наибольшей чувствительности уха (1… 3 кГц). При невыполнении этого условия, из-за разности фаз колебаний, излучаемых двумя головками на частоте раздела одновременно, может быть заметно «раздвоение» звука. Первая частота раздела обычно лежит в интервале частот 400… 800 Гц, а вторая — 4… 6 кГц. При этом низкочастотная головка будет воспроизводить частоты в диапазоне fн…fp1. среднечастотная — в диапазоне fp1… fр2 и высокочастотная — в диапазоне fр2…fв.

Один из распространенных вариантов электрической принципиальной схемы трехполосного громкоговорителя приведен на рис. 2. Здесь: B1 — низкочастотная динамическая головка, подключенная к выходу усилителя через фильтр нижних частот L1C1; В2 — среднечастотная головка, соединенная с выходом усилителя через полосовой фильтр, образованный фильтрами верхних частот C2L3 и нижних частот L2C3. На высокочастотную головку В3 сигнал подается через фильтры верхних частот C2L3 и C4L4.

Расчет емкостей конденсаторов и индуктивностей катушек производят исходя из номинального сопротивления головок громкоговорителя. Поскольку номинальные сопротивления головок и номинальные емкости конденсаторов образуют ряды дискретных значений, а частоты раздела могут варьироваться в широких пределах, то расчет удобно производить в такой последовательности. Задавшись номинальным сопротивлением головок, подбирают емкости конденсаторов из ряда номинальных емкостей (или суммарную емкость нескольких конденсаторов из этого ряда) такими, чтобы получившаяся частота раздела попадала в указанные выше частотные интервалы.

{mospagebreak}Емкости конденсаторов фильтров С1…С4 для различных сопротивлений головок и соответствующие значения частот раздела приведены в табл 2.

Легко видеть, что все значения емкостей могут быть либо непосредственно взяты из номинального ряда емкостей. либо получены параллельным соединением не более чем двух конденсаторов (см. табл. 1).

После того как емкости конденсаторов выбраны, определяют индуктивности катушек в миллигенри по формулам: 

В обеих формулах: Zг-в омах; fp1, fр2 — в герцах.

Поскольку полное сопротивление головки является частотнозависимой величиной, для расчета обычно принимают указанное в паспорте головки номинальное сопротивление Zг, оно соответствует минимальному значению полного сопротивления головки в диапазоне частот выше частоты основного резонанса до верхней граничной частоты рабочей полосы. При этом надо иметь в виду, что фактическое номинальное сопротивление различных образцов головок одного и того же типа может отличаться от паспортного значения на ±20%.

В некоторых случаях радиолюбителям приходится использовать в качестве высокочастотных головок имеющиеся динамические головки с номинальным сопротивлением, отличающимся от номинальных сопротивлений низкочастотной и высокочастотной головок. При этом согласование сопротивлений осуществляют, подключая высокочастотную головку В3 и конденсатор С4 к различным выводам катушки L4 (рис. 2), т. е. эта катушка фильтра играет одновременно роль согласующего автотрансформатора. Катушки можно намотать на круглых деревянных, пластмассовых или картонных каркасах с щечками из гетинакса. Нижнюю щечку следует сделать квадратной; так ее удобно крепить к основанию — гетинаксовой плате, на которой крепят конденсаторы и катушки. Плату крепят шурупами ко дну ящика громкоговорителя. Во избежание дополнительных нелинейных искажений катушки должны выполняться без сердечников из магнитных материалов.

Пример расчета фильтра.

В качестве низкочастотной головки громкоговорителя используется динамическая головка 6ГД-2, номинальное сопротивление которой Zг=8 Ом. в качестве среднечастотной — 4ГД-4 с таким же значением Zг и в качестве высокочастотной — ЗГД-15, для которой Zг=6,5 Ом. Согласно табл. 2 при Zг=8 Ом и емкости С1=С2=20 мкф fp1=700 Гц, а при емкости С3=С4=3 мкф fр2=4,8 кГц. В фильтре можно применить конденсаторы МБГО со стандартными емкостями (С3 и С4 составляют из двух конденсаторов).

По приведенным выше формулам находим: L1=L3=2,56 мГ; L2=L4=0,375 мГ (для автотрансформатора L4 — это значение индуктивности между выводами 1-3).

Коэффициент трансформации автотрансформатора

На рис. 3 показана зависимость уровня напряжения на звуковых катушках головок от частоты для трехполосной системы, соответствующей примеру расчета. Амплитудно-частотные характеристики низкочастотной, среднечастотной и высокочастотной областей фильтра обозначены соответственно НЧ, СЧ и ВЧ. На частотах раздела затухание фильтра равно 3,5 дБ (при рекомендуемом затухании 3 дБ).

 

Отклонение объясняется отличием полных сопротивлений головок и емкостей конденсаторов от заданных (номинальных) значений и индуктивностей катушек от полученных расчетом. Крутизна спада кривых НЧ и СЧ составляет 9 дБ на октаву и кривой ВЧ — 11 дБ на октаву. Кривая ВЧ соответствует несогласованному включению громкоговорителя 1 ГД-3 (в точки 1-3). Как видно, в этом случае фильтр вносит дополнительные частотные искажения.

Примечание от авторов:

В приводимой методике расчета принято, что среднее звуковое давление при одной и той же подводимой электрической мощности для всех головок имеет примерно одинаковое значение. Вели же звуковое давление, создаваемое какой-либо головкой, заметно больше, то для выравнивания частотной характеристики громкоговорителя по звуковому давлению эту головку рекомендуется подключать к фильтру через делитель напряжения, входное сопротивление которого должно быть равно принятому при расчете номинальному сопротивлению головок.

 РАДИО N 9, 1977 г., с.37-38 E. ФРОЛОВ, г. Москва

baseacoustica.ru

Детали новых пассивных фильтров для акустики Morel — Hyundai Elantra, 1.6 л., 2004 года на DRIVE2

Как я уже писал, с наступление тепла я занялся подготовкой машины к инсталляции нового звука. Про ШВИ уже упоминал, и еще буду писать, так как проект задумал не на один день.

А в данной записи хочу коснуться еще одной темы — переделки, а точнее апргрейда, имеющихся заводских фильтров акустических систем. Поскольку я не первый день занимаюсь звуком, то по своему опыту, могу сказать, что от качества компонентов, входящих в состав пассивного разделительного фильтра, звук зависит очень и очень сильно. Поэтому первым делом после приобретения акустики, я залез в фильтры, посмотреть, как и из чего они сделаны. Большое спасибо производителю Morel, который педантично подошел к сборке данных устройств и указал на плате номиналы катушек индуктивности.

Величина индуктивности в милигенри

Величины сопротивлений резисторов и емкости конденсаторов указаны на самих деталях. Я, естественно, срисовал с плат схемы этих самых фильтров. Вот они:

Morel TEMPO 6

Morel TEMPO COAX 6X9

Как можно видеть, они отличаются для моделей Tempo 6 и Tempo 6х9.
В первом случае мы имеем фильтры верхних и нижних частот первого порядка. Для более точной настройки ВЧ звена в фильтре имеется возможность исключить резистор R101 по схеме, с помощью джампера и тем самым поднять уровень ВЧ на 3Дб.

Во втором случае, НЧ-СЧ звено подключается к усилителю, минуя вообще какие-либо фильтры, зато ВЧ головка подключена через НЧ фильтр второго порядка, что обеспечивает дополнительное ослабление низкочастотной составляющей на 6 Дб/октаву, по сравнению с фильтром первого порядка. В ВЧ звене данного фильтра, так же как и первого, имеется возможность коррекции уровня ВЧ, только в отличие от первой схемы, 0Дб обеспечивает непосредственное включение ВЧ головки к фильтру, а чтобы уменьшить уровень на 3Дб, дополнительно, так же с помощью джампера, последовательно с головкой подключается резистор, величиной 2,2 Ома.

Обе схемы весьма просты и в этом их, на мой взгляд, преимущество. Они не требует очень точного подбора деталей по номиналу, как, например, это необходимо при построении фильтров более высоких порядков, но при такой простоте, возрастают требования к качеству применяемых компонентов. Чем выше их качество, тем лучше будет раскрыт потенциал самих динамических головок. Но поскольку комплекты попадают в нишу бюджетных компонентов, то производитель пытается сильно сэкономить, и прежде всего эта экономия касается качества деталей разделительного фильтра. Не скажу, что они совсем плохие, но, установив детали более именитых производителей, с более высокими техническими характеристиками, не меняя их номиналов, мы можем получить значительный выигрыш в звуке, учитывая, что стоимость данных деталей оказы

www.drive2.ru

Кроссовер, порядки фильтров — на пальцах.

Сам когда-то искал, кроссы, порядок фильтров???)))

Кроссоверы— это устройства в звуковых системах, которые создают нужные рабочие частотные диапазоны для динамиков. Динамики сконструированы таким образом, чтобы работать в определенном частотном диапазоне. Они не приемлют частоты, не входящие в эти рамки. Если на высокочастотный динамик (твитер) подать низкую частоту, то звуковая картина испортится, а если сигнал еще и мощный, то твитер «сгорит». Высокочастотные динамики должны работать только с высокими частотами, а низкочастотные динамики должны получить от общего звукового сигнала только низкочастотный диапазон. Оставшаяся средняя полоса достается среднечастотным динамикам (мидвуферы). Следовательно, задача кроссоверов заключается в разделении звукового сигнала на нужные (оптимальные) частотные полосы для соответствующих типов динамиков.

Проще говоря, кроссовер — это пара электрических фильтров. Допустим, кроссовер имеет частоту среза равную 1000 Гц. Это означает, что один из его фильтров срезает все частоты ниже 1000 Гц и пропускает только частоты выше 1000 Гц. Такой фильтр называют high-pass фильтром. Другой фильтр, пропускающий частоты ниже 1000 Гц называется low-pass,. Графически работа этого кроссовера представлена на рисунке 3. Точка пересечения двух кривых есть частота среза кроссовера равная 1000 Гц. В трехполосных кроссоверах присутствует еще и среднечастотный фильтр (band-pass), который пропускает только средний диапазон частот (приблизительно от 600 Гц до 5000 Гц.) На рисунке изображена частотная характеристика трехполосного кроссовера.

Порядок чувствительности — это отношение интенсивности выходного сигнала (dB) кроссовера к частоте входного сигнала при условии, что интенсивность входного сигнала постоянна. Обычно чувствительность (крутизну среза) характеризуют как отношение dB/octave. В силу многих математических причин чувствительность кроссоверов всегда кратна 6 децибелам на октаву (6 dB/octave). Кроссовер первого порядка имеет чувствительность 6 dB/octave. Кроссовер второго порядка имеет чувствительность 12 dB/octave, третьего порядка — 18 dB/octave, и чувствительность кроссоверов четвертого порядка равна 24 dB на октаву.
Рассмотрим low-pass фильтр третьего порядка с частотой среза равной 100 Гц. Как уже говорилось выше, этот кроссовер пропустит только частоты ниже 100 Гц, а частоты выше 100 Гц срежет. Срезание частот будет происходить следующим образом: все частоты выше 100 Гц будут терять на выходе из фильтра свою интенсивность кратно 18 dB в зависимости от октавы, в которую они входят. То есть, частота в 200 Гц (первая октава выше частоты среза) потеряет свою интенсивность на 18 Дб, интенсивность частоты в 400 Гц (вторая октава) упадет 36 Гц, а третья октава (800 Гц) ослабеет на 54 Дб. И так далее, все последующие октавы будут ослабевать кратно 18 Дб. Менее чувствительный low-pass фильтр первого порядка с частотой среза в 100 Гц будет делать тоже самое, только ненужные октавы будут ослабевать не на 18 Дб, а на 6 Дб.
Как видим, фильтры, из которых состоят кроссоверы, не могут сразу срезать ненужные частоты, а делают это постепенно, с разной чувствительностью в зависимости от своего порядка.

Кроссоверы третьего порядка. У таких кроссоверов на твитере ставится одна катушка и два конденсатора, тогда как на динамике низкой частоты наоборот. Чувствительность таких кроссоверов равна 18 Дб на октаву, и они имеют хорошие фазовые характеристики при любой полярности. Негативная черта кроссоверов III-го порядка — неприемлемость использования временных задержек для устранения проблем, связанных с динамиками не излучающими на одной и той же вертикальной плоскости.

Кроссоверы четвертого порядка. Кроссоверы Баттерворта четвертого порядка имеют высокую чувствительность равную 24 дБ на октаву, что резко уменьшает взаимовлияние динамиков в области разделения частот. Сдвиг по фазе составляет 360 градусов, что фактически означает его отсутствие. Однако величина фазового сдвига в данном случае непостоянна и может привести к неустойчивой работе кроссовера. Эти кроссоверы практически не применяются на практике.
Оптимизировать конструкцию кроссовера четвертого порядка удалось Линквицу и Рили. Данный кроссовер состоит из двух последовательно соединенных кроссоверов Баттерворта второго порядка для твитера, и тоже самое для басового динамика. Чувствительность их также равна 24 дБ на октаву, однако уровень выходного сигнала на каждом фильтре меньше на 6 дБ, чем уровень выходного сигнала кроссовера. Кроссовер Линквица-Рили не имет фазовых сдвигов и позволяет проводить временную коррекцию для динамиков, не работающих в одной физической плоскости. Эти кроссоверы по сравнению с другими конструкциями дают самые лучшие акустические характеристики.

Конструирование пассивных кроссоверов

Пассивные и активные кроссоверы

Отличие между эти двумя типами кроссоверов очень простое. Активный кроссовер требует подвода питания извне, а пассивный — нет. В силу этого активный кроссовер занимает место в звуковой системе до усилителя, обрабатывая звуковой сигнал с предусилителя головного устройства (допустим, автомагнитолы). Далее, после активного кроссовера устанавливаются два или три усилителя мощности. Один усилитель в этом случае не ставится, так как нет смысла разделенные активным кроссовером сигналы сводить в усилителе в единый сигнал. Разделенные сигналы надо усиливать по отдельности. Как видим, активные кроссоверы применяются в дорогих звуковых системах высокого качества.
Пассивные кроссоверы обрабатывают уже усиленный сигнал и устанавливаются перед динамиками. Возможности пассивных кроссоверов ограничены по сравнению с активными, однако их правильное применение может дать хорошие результаты при минимальных финансовых затратах. Пассивные кроссоверы хорошо себя зарекомендовали при требовании к порядку чувствительности менее 18 дБ на октаву. Выше этого предела хорошо работают только активные кроссоверы.

Пассивные кроссоверы в основном применяются для обработки сигнала твитеров и среднечастотных динамиков. Для низкочастотных динамиков эти кроссоверы применять можно, однако резко возрастает требование в качеству конденсаторов и катушек индуктивности, что приводит к их удорожанию и увеличению в размерах. Пассивные кроссоверы плохо переносят перегрузки. Пиковые интенсивности сигнала, поступающие от усилителя, могут менять частоту среза фильтров. Кроме того, перегруженный фильтр ослабляет звуковой сигнал (damping). Поэтому при выборе пассивных кроссоверов обращайте внимание на их способность выдерживать пиковые нагрузки, создаваемые усилителем.
Активные (или электронные) кроссоверы представляют из себя множество активных фильтров, которыми можно управлять и легко изменять частоту среза любого канала. Порядок чувствительности активных кроссоверов может быть любым, от 6 Дб до 72 Дб на октаву (и выше).В основном активные кроссоверы для автомобильных аудиосистем имеют чувствительность 24 Дб на октаву. При такой чувствительности обмен частотами между динамиками практически исключен. Звуковая картина получается очень качественной. Единственный недостаток активных кроссоверов, — это их дороговизна по сравнению с пассивными.

Фазовый сдвиг

Теперь поговорим о фазовых сдвигах, которые могут возникать в звуковых системах, использующих кроссоверы. Фазовый сдвиг — это неизбежное явление, являющееся следствием конструктивных особенностей high-pass, low-pass и band-pass фильтров.
Фаза — это временная связь двух сигналов. Измеряется фаза в градусах от 0 до 360. Если два одинаковых динамика излучают звуковые волны в противоположной фазе (фазовый сдвиг 180 градусов), то происходит ослабление звука. Проблема устраняется изменением полярности на одном из динамиков .
Когда акустическая система состоит их разных динамиков, работающих в различных частотных диапазонах (твитер и мидвуфер), то устранение фазового сдвига не всегда решается простой сменой «+» на «-«. Длина волны от твитера короче, чем от мидвуфера. Поэтому фронт высокочастотной волны может достигнуть слушателя позже (или раньше) фронта среднечастотной (или низкочастотной) волны. Эта временная задержка является следствием фазового сдвига. Оптимизировать звуковую картину в данном случае можно путем физического выравнивания двух динамиков относительно друг друга в вертикальной плоскости до момента улучшения звуковой картины. К примеру, при частоте волны 1000 Гц временная задержка в одну милисекунду устраняется сдвигом динамиков друг относительно друга на 30 см.

Настройка активного кроссовера

Самое важное в настройке кроссовера — это правильный выбор частоты среза. Если мы имеем трехполосный активный кроссовер, то значит перед нами стоит задача в определении двух точек (частот) среза. Первая точка определяет частоту среза для сабвуфера (low-pass) и начало среднечастотного диапазона для мидвуфера (high-pass). Вторая точка определяет частоту окончания среднего диапазона (low-pass) и отправную частоту высокочастотного диапазона для твитера (high-pass). Самое главное, при установке частот среза кроссовера помнить о частотных характеристиках динамика и не в коем случае не нагружать динамик частотами, которые не входят в его рабочий диапазон.
К примеру, если сабвуфер немного гремит или издает гул (неприятный резонанс корпуса автомобиля) значит он перегружен нежелательными для него средними частотами (выше 100 Гц). Перенесите частоту среза (low-pass) на отметку 75 Гц и/или установите, если возможно, чувствительность на 18 Дб или 24 Дб на октаву. Напомним, что увеличение порядка чувствительности кроссовера (величина dB/octave) более качественно срезает ненужные частоты, не давая им просачиваться через фильтр. Порядок чувствительности high-pass фильтров для мидвуфера можно оставить на 12 Дб/октава (для «мягких» среднечастотных динамиков). Подобная настройка активного кроссовера называется асимметричной.

В этой таблице приведены начальные величины частот среза для различных типов динамиков при настройке активных кроссоверов.

---

Полезные темы:

magnitola.org

Е.А. Москатов. Фильтр для акустической системы (АС) 3.0.0.0

«Фильтр для акустической системы 3.0.0.0» (770кб), позволяющая рассчитывать 6 разновидностей пассивных фильтров для акустических систем (кроссоверов).

общий вид программы

Методика расчёта базируется на предположении, что обе головки в полосе разделения имеют одинаковые и чисто активные сопротивления. Сопротивление провода, соединяющего усилитель с акустической системой (АС), не рассматривается, так как оно не входит в рассчитываемую цепь «фильтры-головки». Внутри акустического агрегата должны использоваться короткие проводники большого сечения. Учитывая это, сопротивлением потерь в монтаже пренебрегаем.

Часто динамические головки имеют разные омические сопротивления. Например, низкочастотная головка имеет сопротивление 4 Ом, а высокочастотная 8 Ом; планируется подключать головки к фильтру второго порядка. Для выравнивания сопротивлений можно параллельно высокочастотной головке и её звену фильтра подключить шунтирующий резистор номиналом 8 Ом или ещё одну высокочастотную головку сопротивлением 8 Ом. При сопротивлении низкочастотной головки 8 Ом и высокочастотной 4 Ом можно последовательно с высокочастотной головкой включить резистор номиналом 4 Ом или вторую высокочастотную головку сопротивлением 4 Ом.

Все головки акустической системы должны быть правильно сфазированы: при подключении маломощного источника постоянного тока к входным зажимам АС диффузоры всех головок должны двигаться в одном направлении. При этом для фильтра Баттерворта второго порядка при синфазном включении головок на стыке полос разделения наблюдается провал, а при противофазном включении – подъём. Подъём можно уменьшить, изменив частоту разделения фильтра.

Названия фильтров, принятые в программе, были записаны согласно топологии подключения элементов АС, а не по авторству их изобретателей. Фильтры Баттерворта и Линквица-Райли имеют одинаковую. схему соединения, равное количество элементов. Разница в номиналах деталей. Для расчёта фильтра, устанавливаемого в колонку, не требуется знать, например, что фильтр Линквица-Райли включает чётное число фильтров Баттерворта.

При расчётах в данной программе мы задаёмся одинаковым и чисто активным сопротивлением головок. Но полное сопротивление головок на частоте разделения имеет значительную индуктивную составляющую, и чем выше частота, тем эта составляющая больше. Индуктивные сопротивления высокочастотной и низкочастотной головок также не равны. Головка, у которой больше керн и больше витков (обычно низкочастотная) имеет большее индуктивное сопротивление на частоте разделения. Любая из некомпенсированных индуктивных составляющих головок на частоте разделения приводит к частотным искажениям. При расчёте желательно учитывать индуктивные сопротивления. Индуктивность низкочастотной головки следует принять меньше расчётной на величину индуктивности головки на частоте разделения. Если полное сопротивление высокочастотной головки больше, чем у низкочастотной, то для выравнивания сопротивления высокочастотного звена нагрузки фильтра шунтируют высокочастотную головку резистором. Номинал резистора обычно подбирают экспериментально, так как без измерения полного сопротивления высокочастотной головки на частоте разделения его расчёт не представляется возможным. В радиолюбительских условиях измерить полные сопротивления головок весьма сложно. Этим обусловлено предположение (допущение) пункта 1. Фильтры желательно делать под конкретную акустическую систему, учитывая АЧХ и ФЧХ установленных в неё динамических головок. Но измерение акустических АЧХ и ФЧХ в радиолюбительской практике – обычно дело очень сложное. Поэтому часто рассчитывают фильтр, а потом экспериментальным путём настраивают акустическое оформление колонки. В любом случае нужно обеспечить приемлемые АЧХ и ФЧХ всей акустической системы.

Диапазон частот, приведённый в паспортных данных на головку, должен быть шире полосы частот, в котором головка работает в АС, на две октавы при использовании фильтра с крутизной 6 дБ / октава и на одну октаву при использовании фильтров с крутизной 12 дБ / октава. Частота разделения двухполосной системы обычно выбирается от 400 Гц до 1200 Гц. В трёхполосной системе низкочастотное звено обычно работает на частоте от 300 Гц до 600 Гц, а среднечастотное – от 2 кГц до 5 кГц.

Для фильтров второго порядка и трёхполосного фильтра по схемам ёмкости конденсаторов C1 = C2, а индуктивности катушек L1 = L2.

Рассчитываемые фильтры 1 порядка обеспечивают крутизну спада 6 дБ / октава, а фильтры 2 порядка – 12 дБ / октава. Фильтр трёхзвен- ной АС состоит из фильтров 2 порядка (элементы C1, C2, L1, L2) и 1 порядка (элементы C3, L3).

Скачать справку (110кб)

Е. А. Москатов http://moskatov.narod.ru

nice.artip.ru

No related posts.

Изготовить акустические колонки на основе фирменных динамиков может показаться на первый взгляд достаточно простой работой. Однако в действительности самостоятельно сделать колонки не так-то просто, как-то может показаться на первый взгляд.

Разделительный фильтр для двухполосной акустической системы

Всем привет, продолжаю серию обзоров про самодельную акустику. Про динамики начало тут. Сегодня о том, как не надо делать разделительный фильтр.

Что такое разделительный фильтр (для любителей англицизмов «кроссовер»)?
Это устройство, пропускающее определенные частотные составляющие в сигнале и ослабляющее остальные. Фильтр может быть реализован в виде аналоговой схемы (пассивные и активные фильтры), а также реализован программно или в виде цифрового устройства (цифровые фильтры).
Если в акустической системе больше одного динамика, то что бы динамики играли согласовано по своим частотным диапазонам, необходим фильтр, который даст динамику играть в своей полосе частот, в своей «зоне комфорта».

Но есть главная особенность. Фильтр для акустической системы нельзя рассчитать, слишком много факторов будут влиять на конечную АЧХ акустики (параметры динамика, расположение их на корпусе, бафлстеп и пр.) Нужны измерения конкретных динамиков в конкретном корпусе. Конечно, это касается домашнего Hi Fi, а не low автозвука и поделок из отечественных динамиков в ящике для хранения картофеля.

Так как здесь все же сайт для

для обзоров товаров, заказанных в зарубежных интернет-магазинах

а не форум по звукотехнике, я расписывать все подробно не буду, но очень рекомендую ознакомится с этой статьей и данным разделом форума.

Теперь посмотрим на то, что предлагают китайцы тем, кто все таки решился пойти по простому пути и поставить готовый фильтр.
Так как проект у меня ультрабюджетный, я выбрал самое дно рынка, самый дешевый и простой разделительный фильтр для двух полос.
Плата фильтра продается по одной.

Размеры платы и подключения:

Тут есть система перемычек:

• Без перемычек — «нормальный» режим.
• С1 перемычка — усиление высоких частот (ВЧ).
• С2 перемычка — усиление низких частот (НЧ).
• Обе перемычки — усиление всего и вся))

Внешний вид платы:

Клеммы: вход с усилителя, выход для НЧ динамика и выход для ВЧ динамика.
Так на вскидку, тут фильтр второго порядка (катушка+конденсатор) на НЧ и фильтр первого порядка на ВЧ (конденсатор).
Аттенюатор из резисторов отсутствует, если у Вас отличается чувствительность (громкость) динамиков, то это Ваши проблемы.
Примерно такую передаточную характеристику мы ждем от такого фильтра:

Но давайте рассмотрим подробнее, перевернув плату топология становится на свои места:

Это все же фильтр первого порядка на НЧ с сабсоник фильтром. Конденсатор тут стоит последовательно с катушкой. На ВЧ работают один либо пара конденсаторов.

Вот, собственно, и разница между НЧ фильтром второго порядка и первый порядок + сабсоник:

Сабсоник может быть полезен как раз для мелких динамиков, что бы низкие частоты не шли на динамик, не способный их воспроизвести.
Посмотрим теперь номиналы элементов:


Электролит 220 мкФ 50 В, пленка 1,5 мкФ 100 В 2 шт.
Индуктивность катушки я не смог определить, она очень мала.
Вот ее параметры: Ферритовый каркас 6 мм в диаметре 20 мм длиной, намотана 17 витков проводом 1 мм.

Измеренные графики работы этого фильтра:

По два графика — это работа перемычек.
Что же мы видим? Да то, что фильтр-то, нифига не фильтрует.
По НЧ индуктивность совсем не работает (зеленая линия), не заваливает АЧХ к середине (басовик будет играть весь диапазон), второй график (желтый) работа сабсоника. По ВЧ — обычный фильтр первого порядка. В принципе, все это плату можно заменить одним конденсатором 3,3 мкФ.

Результат (точнее отсутствие результата) вполне ожидаемо, фильтр по НЧ не работает, сэкономили на катушке. Но для моего проекта пойдет и этот)) Но, если задумаете делать много полосную систему, перечитайте еще раз эту статью.

Продолжение следует.

Спасибо за просмотр. Удачных покупок!

ФИЛЬТР ДЛЯ АКУСТИКИ

Тема сведения акустических систем довольно популярна среди радиолюбителей. Этому способствует не только желание созидать, благо динамиков нынче на любой бюджет, но также и  неудовлетворительное качестве серийной акустики. Изготовление фильтров требует как правило большого опыта, отчасти эмпирического, так как строгий математический расчет в лице симуляций никак не отражает звучание, и тем более не может дать ответ как сводить. Примерная прикидка не всегда дает ожидаемые результаты.

Виной тому отсутствие внятной теории именно сведения, а не электрических фильтров, с ними все ясно, чего нельзя сказать про сведение, где все базируется на нюансах которые в литературе как правильно не описаны. Цель данной статьи поведать некоторые особенности проектирования фильтров на реальном примере. В этой статье, к величайшему сожалению, не будет полноценного расчета или инструкции как брать и делать, ибо каждый случай уникален и требует персонального рассмотрения, и в лучшем случае можно указать на что обратить внимание и задать вектор размышлений в целом.

Важные характеристики АС

Для начала разберёмся чем характеризуется акустическая система. Тут три характеристики: амплитудная, фазовая и импедансная.

• АЧХ
  считается наиболее важной, так как больше определяет звучание, впрочем не в ней счастье, ровная АЧХ еще не гарантия хорошего звука.
• ФЧХ сама о себе не слышна, может быть слышен резкий перегиб фазы в точке раздела.
• ИЧХ вовсе на звучание не влияет, зато влияет на усилитель, но не на каждый, а лишь на тот у которого высокое внутреннее сопротивление, в частности ламповые.

Из-за кривого импеданса многие колонки могут не спеться с лампой, вся неровность импеданса вылезет в АЧХ. В каком-то случае это может пойти на пользу, но надеяться на это не стоит, хотя бы потому, что такая акустика будет крайне чувствительна к усилителю, станут слышны лампы, их режимы, а сравнение с каменным усилителем становится вообще не корректным.

Потому, если задаться цель построить акустику мало чувствительную к усилителю, необходимо обеспечить постоянство импеданса во всем диапазоне частот, а это накладывает определенные ограничения. В частности это обязывает применять фильтра настроеные на равную частоту среза и имеющие равную добротность.

Это правило позволяет для настройки фильтра контролировать только линейность импеданса, что исключает необходимость измерения АЧХ фильтров и в случаи отсутствия хорошего микрофона в измерении ачх динамиков, то есть можно обойтись минимальным набором приборов: генератором (возможно программным) и вольтметром.

Практическая работа

Плавно переходим от теории к практике. Достались мне винтажные колонки под названием Kompaktbox B 9251. И первое что было сделано — произведено прослушивание.

С холодным камнем звук был в среднем не плох, а если говорить конкретно, то местами хороший, а местами как попало. С теплой лампой играть вообще отказались. На основе этих наблюдений был сделан вывод о наличии глубоко зарытого потенциала. Вскрытие показало, что немецкие инженеры решили обойтись одним единственным конденсатором последовательно с ВЧ головкой. Измерение АЧХ дало страшную картину. На рисунке АЧХ одной колонки, кривая с глубокой дыркой на 6 кгц из-за плохого контакта разъема, на нее внимание не обращать. АЧХ отдельно ВЧ и НЧ приведены ниже.

Частота раздела

Тут самое время задуматься о частоте раздела. Обычно частота раздела выбирается на ровных горизонтальных участках, вдали от резонансов и завалов, стараясь обойти внезапные неравномерности как потенциальные источники искажений… А если вспомнить что существует фаза, о которой мало известно, а если известно, то векторно ачх на бумажке не сложишь, а из-за кривизны фаз даже на идеально ровной ачх что-то вылезет, что-то провалится в большей или меньшей степени. Также надо помнить что может дать сам динамик, особенно ВЧ, скажем не надо заставлять дюймовый купольник играть от двух, а тем более одного килогерца, даже если он способен их отыграть по АЧХ.

Не забывайте, что большой ход порождает интермодуляционные искажения, поэтому каждому размеру динамика соответствует свой диапазон частот. В свете вышесказанного понятие частоты раздела размазывается на область, куда стоить сводить, а конечную точку подбирать иначе, например на слух. Или вовсе не подбирать, но про это чуть позже.

Итак, смотрим какие уникальные динамики нам достались. Высокочастотник начинает валить с 1,3 кгц, значит ниже его пускать нельзя. С другой стороны низкочастотник пытается играть по самые 10 кгц, с переменным успехом. Однако здравый смысл подсказывает, что выше килогерца его пускать плохая затея. И что спрашивается делать, если рабочие диапазоны динамиков не пересекаются?

Тут есть два варианта: если спады имеют адекватную крутизну, то лучше всего сводить в ямку, особенно если ямка получается широкой. В случае же нашем, когда спады круты как обрывы, надо держатся подальше от самого крутого из них. Чаще всего это может случится с высокочастотником, им всегда тяжко работать у нижней границы диапазона, поэтому им целесообразнее облегчить жизнь возлагая воспроизведение нижней части диапазона на НЧ динамик, который отыграет хоть плохо, но не нагадит. Поэтому ограничиваем диапазон участком от 1,5 кгц до 2,2 кгц.

Порядок фильтра и его добротность

Следующий параметр, с которым надо определиться — это порядок фильтра и его добротность. В данной статье будут рассматриваться два порядка, первый и второй.

• С первым все просто: есть катушка, есть конденсатор, считаем их параметры под требуемую частоту среза и при надобности корректируем значения до получения желаемой АЧХ, ФЧХ, ИЧХ.
• Со вторым порядком по-хитрее, там уже две катушки и два конденсатора. От значений номиналов зависит такой параметр как добротность, он определяет крутизну спада АЧХ и в некоторой степени сдвиг фазы. Поскольку влияние фазового сдвига и крутизны  умозрительно не прикинешь, остается просто выбрать в какую сторону думать. А думать тут в сторону низкой добротности, читай больше индуктивности в катушках, меньше емкости в конденсаторах.

Как выбрать порядок. Тут руководствуются уже знакомыми соображениями о том, на что способны излучатели, в особенности высокочастотник. Если большой ход ему противопоказан (как в нашем случае) то предпочтение отдаем второму порядку.

Для полноты картины следует упомянуть, что порядок также определяет степень совместной работы динамиков, но это уже информация для самостоятельного размышления.

Импедансная характеристика динамиков

Когда с примерными параметрами все более или менее ясно, самое время переходить к практике. Снимаем импедансную характеристику динамиков. С целью оценки сопротивления на графике имеется лесенка с шагом в один Ом. Скачек на 110 герцах это переключение с 10 Ом на 20.

Разумеется с такими горбами ни один фильтр нормально, и уж тем более расчетно работать не будет, особенно фильтр НЧ. Фильтру ВЧ этот подъем работать в общем то не мешает, однако как упоминалось ранее такой подъем на конце диапазона приведет к подъему высоких частот, в случае если усилитель имеет высокое сопротивление. Это можно использовать и во благо, оставив подъем небольшим.

Для выравнивания этих подъемов применяют так называемую цепочку Цобеля. Она состоит из последовательно включенных резистора и конденсатора. Проще всего ее подобрать методом научного тыка: берется реостат, горсть конденсаторов, и все это двигается пока не получится ровная линия.

Для примерного представления что от чего зависит привожу набор графиков для различных емкостей и сопротивлений. Ступенька начинается с 10 Ом.

Зная минимальное сопротивление НЧ звена, нужно привести к такому же и ВЧ звено. Тут много вариантов как соединить два резистора и цепочку Цобеля, и каждый кто решился на такой отважный шаг как сведение сам способен определить вид подключения и номиналы резисторов, поэтому описывать данную процедуру здесь излишне. Конкретно в данных колонках по результатам предварительного прослушивания решено было оставить родные резисторы на 2,2 ома и цепочку Цобеля параллельно ВЧ динамику.

Сведение фильтров

Теперь начинается финальный этап — сведение фильтров. Пора намотать катушки… или не намотать? Мотать всегда лень, нет провода, каркасов, конкретных значений индуктивности. В виду этих причин поискав в хламе нашлись пары катушек на 0,8 мкг и 3 мкг — на них и пришлось строить. В крайнем случаи всегда же можно домотать или отмотать лишнее.

По графику видно, что раздел попал в район 1,8 кгц, что вполне вписывается в задуманные границы. Подбором конденсаторов удалось добиться следующего импеданса. На частоте раздела имеется два бугорка, но их высота меньше полу ома — это не критично. Это не конечный его вид, в последствии был несколько увеличен резистор в цепочке Цобеля пищалки.

На приведенных выше картинках АЧХ как самого фильтра, так и АЧХ динамиков с его включением.

Фазировка динамиков

На этом сведение подходит в концу. Остается только определиться с фазировкой динамиков. Тут есть как минимум три способа: на слух, по форме АЧХ и по фазовому сдвигу на частоте раздела. Если у динамиков АЧХ и ФЧХ в меру линейная, и фильтр фазу на разделе сильно не накручивает, то при смене правильной фазы на неправильную на частоте раздела появится глубокий провал, пропустить его сложно. В таком случае стоит подгонять фазу по по ее сдвигу. Сделать это можно осциллографом подавая на горизонтальную развертку сигнал с усилителя, а на вертикальное отклонение с микрофона.

Подают на вход усилителя синус с частотой раздела и не меняя взаимного расположения микрофона и колонки переключают ВЧ и НЧ динамики. По одинаковости фигур Лиссажу делается вывод о равенстве фаз излучателей. Этот метод хорошо подходит для фильтров первого порядка. С кривизной наших динамиков этот метод себя не оправдывает, поэтому сравниваем АЧХ при разной фазировке.

Второй вариант заметно хуже. Однако и первый не предел мечтаний, но так как двигать индуктивности катушек не просто, а ковыряться дальше уже лень, то все было оставлено как есть.

Сборка фильтров

В завершение пару слов про сборку. В фильтре применяются сравнительно большие емкости, 20 мкф, 27 мкф, а места в корпусе и так не много, бумаги или пленки не набрать. Приходится ставить электролиты. И если в фильтре НЧ звучание от их применения пострадает не сильно, а в цобеле их можно и вовсе не услышать, то в фильтре ВЧ звучанием конденсаторов пренебрегать опасно. Именно по этой причини были применены бумажный МБГЧ и пленочный К73-16, а все электролиты зашунтированы бумажными МБГО на 4 мкФ.

Не стоит увлекаться параллеленьем сильно разных конденсаторов. Основной критерий здесь тангенс угла потерь. Если к примеру поставить в шунт к бумажному конденсатору аудиофильский полипропилен, то скорее всего вылезут верха и будут они кислотные. Вероятно тут можно составить аналогию с внутренним сопротивлением, сравнив с ним тангенс угла потерь: чем он меньше, тем больше через конденсатор пройдет сигнала, а поскольку емкость у такого высококачественного конденсатора меньше, то через него пройдет только высокочастотная часть сигнала, отсюда и имеем повышенные уровень верхов. Но это только аналогия, для лучшего понимания влияния шунтов на звук.

Про то как надо разносить катушки и какой толщины применять провода статей написано предостаточно, повторяться здесь не буду. Проще показать картинку (тут неправильно припаян цобель высокочастотника, он должен стоять после резистора).

Звучание системы

И конечно же надо сказать про звук. Стало лучше, сцена получилась очень недурственная. Кривизна АЧХ особо не слышна, даже наоборот, подъем на середине поддает детальности, верхов как ни странно хватает. Был замечен интересный эффект на басу. Как можно заметить по АЧХ на сотне герц большой подъем, а за ним завал, разумеется качающего баса нет, но есть мид бас. К примеру партия гитары кажется немного просаженным, а нижний бас, партия бас гитары, переходит как бы в слышимую область и читается очень четко, создается впечатление наличия того самого низкого баса.

Конечно ящики маловаты, и порой слышно подбубнивание, для устранения этого эффекта в каждую колонку было добавлено по 30 грамм натуральней шерсти. В целом данная акустика играет тепло и мягко даже без лампового усилителя, сохраняя в звуке строгость и точность камня, а вот с теплой лампой получается перебор мягкости. Все же им нужен усилитель по-строже — триод или двухтакт, но это тема для следующих экспериментов. Специально для сайта Радиосхемы — SecreTUseR.

   Форум по аудио

   Обсудить статью ФИЛЬТР ДЛЯ АКУСТИКИ

Фильтр для нч динамика. Пассивный фильтр для низкочастотного динамика своими руками

Трёхполосные акустические системы, состоящие из трёх динамиков, являются самым удачным решением для высококачественного звуковоспроизведения. В них используются три типа звуковых головок. Они отличаются по размеру, конструктивным особенностям и полосе воспроизводимых частот. Для разделения всего частотного диапазона выдаваемого усилителем низкой частоты используются полосовые фильтры-кроссоверы. В них используются конденсаторы дроссели и, реже, резисторы.

Сделать своими руками фильтр для динамика НЧ очень просто.Основным элементом устройства является индуктивность или дроссель. Катушка включается последовательно с низкочастотным динамиком.

Фильтр для низкочастотного динамика

Фильтр нижних частот из дросселя и конденсатора большой ёмкости называется схемой Баттерворта второго порядка. Он обеспечивает спад частот выше частоты среза до 12 dBна октаву. Схема работает следующим образом. Индуктивность в LC контуре выполняет функцию переменного резистора. Его сопротивление прямо пропорционально частоте ивозрастает с увеличением диапазона. Поэтому высокие частоты практически не попадают на НЧ динамик. Такую же функцию выполняет и конденсатор. Его сопротивление обратно пропорционально частоте и он включается параллельно громкоговорителю.

Поскольку схема устройства должна хорошо пропускать низкие частоты и обрезать высокие, то конденсаторы такого устройства имеют большую ёмкость.Пассивный фильтр для динамика может быть выполнен по более сложной схеме. Если соединить две схемы Баттерворта последовательно, то получится устройство четвёртого порядка из двух индуктивностей и двух конденсаторов. Оно обеспечивает спад частотной характеристики низкочастотного громкоговорителя в 24 децибела на октаву.

Для того чтобы выровнять частотную характеристику и более точно согласовать схему Баттерворта и динамик, между катушкой индуктивности и конденсатором, включается резистор с небольшим сопротивлением. Для этой цели лучше использовать проволочные резисторы.

Фильтры для динамиков своими руками

Сделать фильтр для динамика совсем не сложно. Он состоит всего из двух элементов – конденсатора и катушки индуктивности. Рассчитать параметры радиоэлементов для пассивной схемы низкой частоты второго порядка проще всего на онлайн калькуляторе. Там можно задать желаемый уровень среза и сопротивление акустической головки. Программа выдаст требуемую ёмкость конденсатора и индуктивность катушки. Например, выбран уровень среза 150 Гц, а сопротивление динамика равно 4 Ом. Калькулятор выдаст следующие значения:

• Ёмкость конденсатора – 187 мкф
• Индуктивность катушки – 6,003 мГн

Требуемую ёмкость можно получить из параллельно соединённых конденсаторов К78-34, которые специально разработаны для работы в акустических системах. Кроме того есть обновлённая линейка конденсаторов аналогичного типа. Это KZKWhiteLine. В качестве недорогих аналогов, радиолюбители часто используют конденсаторы типа МБГО или МБГП.

Катушка индуктивности на 6 мГн наматывается на оправке диаметром 1 см и длиной 6 см. Поскольку катушка не имеет магнитного сердечника в качестве бобины можно использовать цилиндр из любого материала, на который для удобства намотки, нужно сделать щёчки. Для намотки используется медный провод типа ПЭЛ диаметром 1 мм. Длина проволоки 84 метра. Намотку нужно делать виток к витку.



⚡️Фильтры для акустических систем без конденсаторов

На чтение 7 мин. Опубликовано 21.05.2015
Обновлено 07.07.2019

Мои старые акустические колонки постройки до 1980 г. изредка подвергались доработкам. Из-за порванного диффузора головка 4ГД8-Е была заменена на 5ГДШ5-4 (это почти одно и то же), а заодно и вторая. Головки 25ГД-26 были включены “дублетом” (“лицом к лицу”) (1). И рамку с защитной радиотканью пришлось окончательно снять. А вот фильтры оставались прежние.

На низких частотах — второго порядка, на средних и высоких — третьего. И АЧХ по звуковому давлению была неплохой. Но звучание…! Не чувствовалось разницы между разными усилителями, а не то что между проводами из меди и серебра.

Настало время заменить фильтры. А какие выбрать? За эти годы появилась масса противоречивой информации. Аудиофилы особенно ругали конденсаторы. Сначала советовали делать фильтры не выше первого порядка, потом отказывались делать такие фильтры и строили четвертого, а кое-кто дошел и до шестого порядка.

Анализировали групповое время задержки (ГВЗ) и ФЧХ, двигали ВЧ-излучатель вперед, назад… и даже в сторону. Полнейший “разброд”: от однополосных АС на 4А28 до 4-5-6-полосных… и т.п. Как-то, разгребая распечатки материалов из Интернета, наткнулся на статью А. Юренина о последовательных кроссоверах.

Там автор говорит, что они появились в 1969 г. Но сами схемы я встречал еще в 1961 г. (2). где автор ссыпается на немецкий журнал по технике связи за 1959 г. Суть дела не в этом, а в том. что Юренин привел схему кроссовера для акустики, в которой нет конденсаторов (схема запатентована и используется в производимых фирмой Acoustic Reality акустических системах).

Вот эта схема (рис.1). Она очень проста. Так как мои АС тоже трехполосные, я решил начать переделку фильтров именно с этой схемы. Проведем небольшой анализ. Нарисуем простейший последовательный кроссовер, “первого порядка” так, как его принято изображать (рис.2). Здесь присутствует конденсатор С1. а на рис.1 такого конденсатора нет Но зато там добавлено звено L1-R1. представляющее собой для СЧ- и НЧ-излучателей фильтр нижних частот.

На L1 выделяются верхние частоты и попадают в ВЧ-излучатель BA1. L2-Rваз — это еще один фильтр нижних частот, которые выделяются в ВАЗ, а выделяющиеся на L2 средние частоты попадают в СЧ-излучатель ВА2. Вот и вся премудрость! Главное, чтобы сопротивление излучателей было чисто активным.

Но излучатели (головки) электродинамического типа не могут иметь чисто активного сопротивления, поскольку у них имеется катушка с железным сердечником. Повторение схемы по рис.1 приводит к печальному результату: средних частот явно мало из-за индуктивности головки ВАЗ. Займемся НЧ-излучателем.

Для проведения этой работы понадобятся генератор звуковых частот с Uвых.max = 10В, электронный вольтметр (например, B3-38) или мультиметр. Известно, что для выравнивания входного сопротивления динамика в попосе частот требуется применение цепи Цобеля и последовательного контура на частоте резонанса [3].

Но на НЧ резонансный контур почти никогда не ставится из-за своей громоздкости и отдаленности резонанса динамика от частот раздела НЧ-СЧ/ВЧ (0.3.. .3 кГц). Для выбора R1 иС1 (рис.3) нужно знать сопротивление динамика ВА по постоянному току Re: и индуктивность его катушки Lк.

Рекомендуются такие формулы:

Re моих двух последовательно включенных динамиков составляет 7.2 Ом. Таким образом, R1=9 Ом, а С1 =?. т.к. Lк неизвестна. Чтобы определить Lк, нужно измерить сопротивление динамика на разных частотах.

Схема измерения проста и показана на рис.4. Результаты сведены в табл.1. Поделив показания вольтметра PV1 в милливольтах на 10 (вторая строка таблицы), получаем сопротивление Zва в омах (третья строка).

Из табл.1 находим Fz— частоту, на которой индуктивное и активное сопротивления динамика примерно равны, т.е. частоту, где

Некоторые авторы предлагают брать R1=Rе. Я взял R1=8 Ом, тогда С1 =30 мкФ. Можно использовать бумажный конденсатор типа МБГО 30,0×160 В. В нижней строке табл.1 приведены результаты измерения сопротивления НЧ-динамика с RC- цепью Цобеля (8.2 Ом, 30 мкФ). Неплохая, однако, получилась компенсация! Теперь НЧ излучатель можно включить в схему по рис.1. Провала на средних частотах не будет.

СЧ-излучатель 5ГДШ5-4 имеет Rе=3.5 Ом и отдачу почти в 3 раза большую, чем НЧ-головка, и здесь требуется выравнивание отдачи. Проделав измерения по определению Lк для этой головки, найдем частоту Fz. с которой начинает расти Z.

Это примерно 4…5 кГц. Для выравнивания отдачи целесообразно включить последовательный резистор, как показано на рис.5. не используя цепь Цобеля. Образуется делитель с коэффициентом передачи на НЧ Кп:

Частота Fz такой цепи увеличится в 4 раза и составит 16…20 кГц, так что цепь Цобеля и не понадобится. А входное сопротивление доведем до приемлемой величины, включив параллельный резистор R1 сопротивлением 15 Ом, как показано на рис.6.

При этом эквивалентное сопротивление Z составит:

Это позволяет включить СЧ-иэлучатель в схему на рис.1. Включение последовательного резистора с сопротивлением, почти в 4 раза большим, чем Rе, уменьшает нелинейные искажения СЧ-головки, приближая эквивалентное сопротивление генератора к источнику тока.

Варьируя R1 и R2 (рис.6), можно точно подобрать коэффициент деления, нужный для одинаковой отдачи СЧ- и НЧ-головок. Очень важно отметить, что на средних частотах действительно нет конденсаторов (кроме С1 в НЧ-звене, рис.З), а частоту раздела НЧ-СЧ можно сдвигать, изменяя только одну индуктивность —L2 на рис. 1.

ВЧ-излучатель — 6ГД11. Его Re=5,6 ОМ. Zва =7,3 ОМ на частоте 5 кГц и далее растет до 12,5 Ом на частоте 20 кГц. Чаще всего цель Цобеля не ставят, т.к.частота раздела — 4…8 кГц, а рост Zва с увеличением частоты незначительно сказывается на звучании.

Выбор частот раздела НЧ-СЧ и СЧ-ВЧ производится из следующих соображений. Так как использованы фильтры первого порядка, частоты разделов должны отстоять от резонанса соответствующего излучателя не менее, чем на 2 октавы [3], т.е. fнч-сч>600 Гц (fpeз~150 Гц у 5ГДШ5-4), а fсч-вч > 6 кГц (fрез = 1,5 кГц у 6ГД11).

Для лучшей защиты ВЧ-излучателя от НЧ-колебаний пришлось поставить последовательно с излучателем 6ГД11 дополнительный конденсатор емкостью 2.2 мкФ (К73-16, Umax=160 В). Без него на повышенной громкости появлялись какие-то призвуки.

В СЧ-излучателе я применил открытое оформление (бокс без задней стенки размерами 220x140x75 мм). Теперь его можно легко разворачивать под нужным углом к слушателю. Заклеил окна диффузородержателя (корзины) хлопчатобумажным ватином и довел таким образом полную добротность до 0,65. Окончательная схема громкоговорителя приведена на рис.7а.

Конструктивно катушка L2 выполнена бескаркасной и имеет сопротивление постоянному току RL2=0.4 ОМ. При желании индуктивность катушки можно легко изменять (увеличивать), вдвигая в нее ферритовый сердечник (кусок магнитной антенны от радиоприемника “Океан”) диаметр 10 мм., длина 100 мм. При этом частота fнч-сч меняется в 2.4 раза. Катушка L1 на мотана на не замкнутом сердечнике ШЛ40х10 (одна скоба), RL1=0,4 Ом.

Входное сопротивление Z громкоговорителя с таким фильтром на разных частотах представлено в табл.2. Из таблицы видно, что Z3 значительно меняется: на частоте 2,5 кГц — 5.6 Ом, а на 20 кГц — 11 Ом. Для выравнивания Z на этих частотах ко входу фильтра нужно подключить RC-целочку (рис.76).

Тогда Z3 изменяется на этих частотах так, как показано в последней строке табл.2. Общее изменение Z во всей полосе от 80 Гц до 20 кГц не выходит за пределы 4,4…6 Ом и только на частоте 3150 Гц составляет 6,3 Ом. Такая ровная Z-характеристика дает возможность сравнивать усилители с разным выходным сопротивлением (ламповые и транзисторные).

Прослушав АС, я с удовлетворением отметил прекрасное звучание своего лампового “однотактника”, заметно лучшее, чем звучание транзисторного УМЗЧ, тоже, впрочем, неплохое. АЧХ с помощью измерительного микрофона я. конечно, проверил, насколько это возможно в жилой комнате.

А вот ФЧХ и ГВЗ измерять не стал. Просто послушал “звук” и решил, что еще лет на 10 мне этих фильтров хватит. А может, фирменные АС резко подешевеют, тогда и куплю себе что-либо, лучше звучащее, без конденсаторов.

Читайте также статьи: Конденсаторы для акустических систем

Расчет активного фильтра трехполосной акустики

Создано 29.05.2006 21:50.
Обновлено 26.02.2020 14:18.
Автор: E. Фролов, г. Москва.

С целью снижения интермодуляционных искажений при звуковоспроизведении громкоговорители Hi-Fi систем составляют из низкочастотных, среднечастотных и высокочастотных динамических головок. Их подключают к выходам усилителей через разделительные фильтры, представляющие собой комбинации LC фильтров нижних и верхних частот.

Ниже приведена методика расчета трехполосного разделительного фильтра по наиболее распространенной схеме.

Частотная характеристика разделительного фильтра трехполосного громкоговорителя в общем виде показана на рис. 1. Здесь: N — относительный уровень напряжения на звуковых катушках головок: f_N и f_B — нижняя и верхняя граничные частоты воспроизводимой громкоговорителем полосы; f_р1 и f_р2 — частоты раздела.

Рис. 1.Частотная характеристика разделительного трехполосного акустического фильтра в общем виде

В идеальном случае выходная мощность на частотах раздела должна распределяться поровну между двумя головками. Это условие выполняется, если на частоте раздела относительный уровень напряжения, поступающего на соответствующую головку, снижается на 3 дБ по сравнению с уровнем в средней части ее рабочей полосы частот.

Частоты раздела следует выбирать вне области наибольшей чувствительности уха (1–3 кГц). При невыполнении этого условия, из-за разности фаз колебаний, излучаемых двумя головками на частоте раздела одновременно, может быть заметно «раздвоение» звука. Первая частота раздела обычно лежит в интервале частот 400–800 Гц, а вторая — 4–6 кГц. При этом низкочастотная головка будет воспроизводить частоты в диапазоне f_N–f_p1, среднечастотная — в диапазоне f_p1–f_р2 и высокочастотная — в диапазоне f_р2–f_B.

Один из распространенных вариантов фильтра трехполосной акустики приведен на рис. 2. Здесь: B1 — низкочастотная динамическая головка, подключенная к выходу усилителя через фильтр нижних частот L1C1; В2 — среднечастотная головка, соединенная с выходом усилителя через полосовой фильтр, образованный фильтрами верхних частот C2L3 и нижних частот L2C3. На высокочастотную головку В3 сигнал подается через фильтры верхних частот C2L3 и C4L4.

Рис. 2. Распространенный вариант принципиальной схемы фильтра трехполосной акустики

Расчет емкостей конденсаторов и индуктивностей катушек производят исходя из номинального сопротивления головок громкоговорителя. Поскольку номинальные сопротивления головок и номинальные емкости конденсаторов образуют ряды дискретных значений, а частоты раздела могут варьироваться в широких пределах, то расчет удобно производить в такой последовательности.

Задавшись номинальным сопротивлением головок, подбирают емкости конденсаторов из ряда номинальных емкостей (или суммарную емкость нескольких конденсаторов из этого ряда) такими, чтобы получившаяся частота раздела попадала в указанные выше частотные интервалы.

Емкости конденсаторов фильтров С1–С4 для различных сопротивлений головок и соответствующие значения частот раздела приведены в табл 2.

Легко видеть, что все значения емкостей могут быть либо непосредственно взяты из номинального ряда емкостей. либо получены параллельным соединением не более чем двух конденсаторов (см. табл. 1).

После того как емкости конденсаторов выбраны, определяют индуктивности катушек в миллигенри по формулам:

L1 = L3 = 225 Z_r / f_p1

L2 = L4 = 225 Z_r/ f_p2

В обеих формулах: Z_г— в омах; f_p1, f_р2— в герцах.

Поскольку полное сопротивление головки является частотнозависимой величиной, для расчета обычно принимают указанное в паспорте головки номинальное сопротивление Z_г, оно соответствует минимальному значению полного сопротивления головки в диапазоне частот выше частоты основного резонанса до верхней граничной частоты рабочей полосы.

При этом надо иметь в виду, что фактическое номинальное сопротивление различных образцов головок одного и того же типа может отличаться от паспортного значения на ±20%.

В некоторых случаях радиолюбителям приходится использовать в качестве высокочастотных головок имеющиеся динамические головки с номинальным сопротивлением, отличающимся от номинальных сопротивлений низкочастотной и высокочастотной головок.

При этом согласование сопротивлений осуществляют, подключая высокочастотную головку В3 и конденсатор С4 к различным выводам катушки L4 (рис. 2), т. е. эта катушка фильтра играет одновременно роль согласующего автотрансформатора. Катушки можно намотать на круглых деревянных, пластмассовых или картонных каркасах с щечками из гетинакса.

Нижнюю щечку следует сделать квадратной; так ее удобно крепить к основанию — гетинаксовой плате, на которой крепят конденсаторы и катушки. Плату крепят шурупами ко дну ящика громкоговорителя. Во избежание дополнительных нелинейных искажений катушки должны выполняться без сердечников из магнитных материалов.

Пример расчета трехполосного акустического фильтра

В качестве низкочастотной головки громкоговорителя используется динамическая головка 6ГД-2, номинальное сопротивление которой Z_г=8 Ом. в качестве среднечастотной — 4ГД-4 с таким же значением Z_г и в качестве высокочастотной — ЗГД-15, для которой Z_г=6,5 Ом. Согласно табл. 2 при Z_г=8 Ом и емкости С1=С2=20 мкф f_p1=700 Гц, а при емкости С3=С4=3 мкф f_р2=4,8 кГц. В фильтре можно применить конденсаторы МБГО со стандартными емкостями (С3 и С4 составляют из двух конденсаторов).

По приведенным выше формулам находим: L1=L3=2,56 мГ; L2=L4=0,375 мГ (для автотрансформатора L4 — это значение индуктивности между выводами 1–3).

Коэффициент трансформации автотрансформатора

На рис. 3 показана зависимость уровня напряжения на звуковых катушках головок от частоты для трехполосной системы, соответствующей примеру расчета. Амплитудно-частотные характеристики низкочастотной, среднечастотной и высокочастотной областей фильтра обозначены соответственно НЧ, СЧ и ВЧ. На частотах раздела затухание фильтра равно 3,5 дБ (при рекомендуемом затухании 3 дБ).

Рис. 3. Зависимость уровня напряжения на звуковых катушках головок от частоты для трехполосной системы

Отклонение объясняется отличием полных сопротивлений головок и емкостей конденсаторов от заданных (номинальных) значений и индуктивностей катушек от полученных расчетом. Крутизна спада кривых НЧ и СЧ составляет 9 дБ на октаву и кривой ВЧ — 11 дБ на октаву. Кривая ВЧ соответствует несогласованному включению громкоговорителя 1 ГД-3 (в точки 1–3). Как видно, в этом случае фильтр вносит дополнительные частотные искажения.

Примечание от авторов:

В приводимой методике расчета принято, что среднее звуковое давление при одной и той же подводимой электрической мощности для всех головок имеет примерно одинаковое значение.

Вели же звуковое давление, создаваемое какой-либо головкой, заметно больше, то для выравнивания частотной характеристики громкоговорителя по звуковому давлению эту головку рекомендуется подключать к фильтрц трехполосной акустики через делитель напряжения, входное сопротивление которого должно быть равно принятому при расчете номинальному сопротивлению головок.

Источник: РАДИО N 9, 1977 г., с.37–38 E. ФРОЛОВ, г. Москва

Фильтр для сабвуфера своими руками. Фильтр низких частот для саба

Низкочастотная акустическая система предназначена для воспроизведения определённого участка звукового диапазона. Этот участок находится ближе к нижним границам зоны слышимости и составляет интервал от 20 до 100-200 Гц. Басовая колонка представляет собой прочный ящик, в котором установлены один или два мощных динамика. Благодаря особенностям воспроизведения низких частот диффузоры имеют большой диаметр, а подвес обеспечивает сильную амплитуду качания звуковой катушки и диффузора. Для того чтобы на катушку низкочастотного громкоговорителя не попадали лишние частоты, на входе системы ставится пассивный или активный фильтр-кроссовер. Фильтр для сабвуфера можно купить или сделать своими руками.

Фильтр низких частот для сабвуфера своими руками

Фильтр низких частот для сабвуфера представляет собой простую схему, которую можно сделать самостоятельно. Это устройство, в самом простом варианте, содержит катушку индуктивности и конденсатор, поэтому конструкция называется LC-фильтром. Индуктивности и ёмкостиявляются реактивными элементами, поэтому изменяют своё сопротивление в зависимости от частоты сигнала. Конденсатор меняет своё сопротивление обратно пропорционально частоте. При включении ёмкости параллельно нагрузке, высокочастотная составляющая сигнала, закорачивается на землю, а низкие частоты будут беспрепятственно проходить на динамик. Частота, на которой начинается подавление сигнала, называется частотой среза.

Идеальный низкочастотный фильтр для сабвуфера должен мгновенно «гасить» определённые частот. На снимке это показано жёлтой линией. Реальная схема фильтра для сабвуфера отличается тем, что спад происходит плавно. Простейшее устройство из двух элементов называется фильтр первого порядка. Он обеспечивает подавление частот выше порога среза в 6 dBна октаву. Схема второго порядка с дополнительными элементами увеличивает крутизну подавления до 12 dBна октаву, а каждое последующее звено добавляет по 6 dB. Чем больше звеньев, тем круче происходит подавление лишней полосы звукового диапазона.

Схема фильтра для сабвуфера сделанного своими руками, может включать в себя любое число звеньев. Устройство может быть пассивным или активным.

Пассивный фильтр НЧ для сабвуфера схема

Пассивный фильтр НЧ для сабвуфера своими руками можно сделать за короткое время. Схема не содержит дефицитных деталей и правильно собранная не требует настройки. Простой фильтр низких частот для сабвуфера состоит всего из двух деталей. Это катушка индуктивности и конденсатор. Для того чтобы определить электрические величины этих элементов лучше всего воспользоваться онлайн калькулятором. Для этого нужно набрать в строке поиска «Расчёт LC-фильтров. Онлайн калькулятор». Далее в окне нужно найти следующую таблицу.

Здесь достаточно указать нужную частоту среза, сопротивление нагрузки и нажать «Вычислить». Например, при сопротивлении динамика 4 Ома и частоте среза 220 Гц калькулятор выдаст ёмкость конденсатора в 255,7 микрофарад, а индуктивность 4,09 миллигенри. При сопротивлении головки 8 ом и подавлении «верхов» начиная с 250 Гц, данные будут 112,5 мкф и 7,2 мГн. Сделать фильтр низких частот для сабвуфера можно на простой печатной плате или использовать пластину из текстолита с контактными площадками.

В качестве конденсаторов используется ёмкость ближайшая по номиналу. В фильтре частот для сабвуфера можно использовать электролитические конденсаторы, но лучше поставить бумажные типа «МБГО», К73-16 или специально предназначенные для акустических систем полипропиленовые ёмкости К78-34. Для получения нужного номинала конденсаторы можно соединять параллельно. Катушки индуктивности можно купить готовые или намотать самостоятельно.

Активный фильтр для сабвуфера своими руками

По сравнению с пассивными конструкциями, активные схемы выравнивают амплитудно- частотную характеристику низкочастотного сигнала, корректируя пики и спады, негативно влияющие на прослушивание музыки. Простой фильтр для сабвуфера своими руками можно сделать на малошумящем операционном усилителе.

Схема фильтра НЧ для сабвуфера, сделанного своими руками, состоит из двух операционных усилителей и небольшого числа дискретных элементов. В качестве основного элемента используется интегральная микросхема LM324, которая содержит четыре операционных усилителя с однополярным питанием, что особенно удобно, если сабвуфер будет использоваться в автомобиле. Активное устройство обеспечивает подавление высокочастотной части звукового диапазона, начиная с 120 Гц. Существует много схем разного уровня сложности, которые сделаны на микросхемах или транзисторах. Интегральные схемы требуют меньшего количества деталей и не критичны к изменению напряжения питания.

Более качественную схему можно сделать на специализированной микросхеме РТ2351. Сигналы с выходов стереофонического усилителя поступают на входные каскады, микшируются и поступают на активный блок подавления низких частот. Точка начала подавления высокочастотной части спектра определяется величиной конденсаторов С3 и С7. Буферный каскад позволяет подключать устройство непосредственно к акустической системе.

Сигнал с двух каналов стереофонического усилителя через RCцепочки поступает на соответствующие входы интегральной микросхемы. Благодаря стабилизатору микросхему можно питать от любого однополярного источника постоянного тока напряжением до 20 вольт. Порог среза активного устройства составляет примерно 70 Гц. Для некоторых акустических систем эта величина подавления может быть слишком низкой. Для величины подавления 200 Гц номиналы конденсаторов должны быть следующими:

• С1 – 0,47 мкф
• С2 – 0,47 мкф
• С3 – 0,047 мкф
• С7 – 0, 068 мкф

Активный блок ограничения высокочастотной части звукового диапазонаможет использоваться как для домашнего звукового комплекса, так и в автомобиле. Недостатком данной схемы можно считать отсутствие плавной регулировки полосы пропускания, но для работы звукового комплекса это не так важно.



УЛУЧШЕНИЕ ЗВУЧАНИЯ АКУСТИКИ

Совсем недавно рассказывал о конструировании индикатора мощности УМЗЧ. Сегодня вновь хочу вернуться к теме реанимированного усилителя Солнцева. Сам процесс реанимации прошел хлопотно, но безболезненно. Однако при прослушивании фонограмм постепенно, но уверенно начало складываться впечатление зажатости одного канала. Возникало ощущение, что одному каналу чего-то не хватает для дыхания «полной грудью». Низы были какими то вялыми и размазанными, на средних провал, высокие будто бы через войлок просачиваются.

Первоначально подозрение пало на сам усилитель так, как в ходе реинкарнации его пришлось практически переделать. Начал проверять предварительный усилитель, темброблок, УМЗЧ, удостоверился в отсутствии просадки питающего напряжения при увеличении мощности. Менял каналы местами, менял проходные керамические конденсаторы на пленочные, подавал сигнал с генератора звуковой частоты, смотрел осциллографом сигнал на выходе. Все оказалось в порядке, но исследование постепенно навело на мысль о некорректной работе аккустической системы. Усилитель, как и 20 лет назад в первой своей жизни, нагружен на югославские колонки фирмы Ei модель HZK 12031 мощностью 120/100 Ватт сопротивлением 4 Ома. 

Глобальная сеть упорно молчит по поводу характеристик оных, а документация на них не сохранилась.  Удалось лишь выяснить, что объем составляет 55 литров, а чувствительность 91 дБ/Вт/м2. Однако шильдик на передней декоративной панели свидетельствует, что это не просто так, а Hi-Fi.  

Нужно отметить, что низкочастотный динамик имеет резиновый подвес, а динамики с таким подвесом всегда ценились выше динамиков с поролоновым подвесом из-за своей долговечности. Решился произвести вскрытие.

Схема АС

Внутри лежала картонка со схемой фильтра.

И вот тут был слегка удивлен. Конденсаторы в акустических фильтрах оказались электролитическими.

Заметьте, конденсатор С1 емкостью 22 мкф набран из двух конденсаторов емкостью 47 мкф, что в результате дает 23,5 мкф. Причем включены они таким образом, что образуют неполярный электролитический конденсатор. Спорить с конструкторами не стал. Обратила на себя внимание дата выпуска конденсаторов – начало 80-х годов прошлого века).

На тыльной стороне низкочастотного динамика вот такая наклейка:

Однако выводы относительно конденсаторов пока делать не стал, и приступил к вскрытию второй колонки. Тут снова сюрприз. Второй фильтр собран несколько иначе. Здесь установлен один конденсатор на 22 мкФ.

Учитывая 35-ти летний возраст электролитов напрашивался вывод о их замене, но таки решил проверить их емкость: при номинале 4,7 мкф прибор показал 6,5 мкф, при 10 мкф — 11,5 мкф, на 22 мкф – 26,5 мкф, 33 мкф — 40 мкф. Это данные по электролитам из фильтра колонки, которая у меня нареканий не вызывала.

В фильтре колонки с подозрениями на некорректную работу показания были такими: 4,7 – 5,2 мкф, 10 – 12,5 мкф, 33 – 45 мкф. Отдельно пришлось проверять составной конденсатор – тут их емкости, против заявленных 47 мкф, оказались на уровне 56 мкф, что дает 28 мкф в итоге.

В целом с точки зрения номинала все они оказались вполне еще ничего. Однако под рукой нет измерителя ESR, да и токи утечки измерить нечем. В итоге решил поменять все электролиты, походу уйдя от составления неполярного конденсатора.

Обратило на себя внимание медное покрытие гетинакса платы (это точно не текстолит) – на ощупь  чувствовалась солидная его толщина.

На плате для конденсатора С1 зарезервировано два посадочных места для параллельного включения двух электролитов. Видимо у конструкторов были какие-то соображения на этот счет. Заводом устанавливались конденсаторы с рабочим напряжением 35 вольт, для перестраховки увеличил до 50, а для С2 до 160 (был под рукой).

Собрав колонки, подключил их к усилителю. С первых же секунд стало ясно, что все мои мытарства до замены конденсаторов были напрасными, и только их замена смогла оживить звук, придав ему прозрачность, мягкость басов и четкость высоких частот. Особую благодарность (обеспокоенность) выражают соседи по батарее, проникшись глубиной замысла Du Hast в исполнении Рамстящих)). 

До этого даже были внутренние намеки на разочарование усилителем Солнцева. Звучать 20 лет назад, когда импортной хорошей аппаратуры было слишком мало, и звучать сейчас это две большие разницы.  Однако простая замена конденсаторов в фильтрах акустических систем полностью развеяла мои сомнения.  

В ходе ремонтно-восстановительных работ существенную помощь оказала младшая научная сотрудница)). Специально для Elwo.ru — Кондратьев Николай, г. Донецк.

   Ремонт электроники

громкоговорители-кроссоверы-фильтры

ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ 3, КРОССОВЕРНЫЕ ФИЛЬТРЫ.

Отредактировано в августе 2017 года.
Фильтр кроссовера для динамика Sublime объяснил, некоторые ужасные
теория штука,
и сабвуфер
рецепт внизу этой страницы.

Фильтры кроссовера представляют собой ОГРОМНЫЙ ВЫЗОВ !!!!!

Если у вас нет больших знаний и практики, и у вас нет
осциллограф,
широкополосных вольтметров, генераторы сигналов, калиброванные
микрофон, и, возможно, программа спектрального анализа ПК
для отображения графиков отклика, тогда вы
зря теряете время
пытаясь сделать хорошие колонки.Никто не может
Постройте хорошие колонки
, используя в качестве инструментов уши, догадки и невежество.

Итак, ВЫ ДОЛЖНЫ уметь проектировать и строить кроссоверы, подходящие для
выбор
драйверов по вашему выбору.

ГДЕ КУПИТЬ ВОДИТЕЛИ 2017.
Понятия не имею, где можно купить водители SEAS в Австралии в
2017.
Я сомневаюсь, что драйверы SEAS, которые я использовал в 2000 году, будут доступны.
где угодно, кроме SEAS
в Норвегии.

Но SEAS живы и здоровы в Норвегии, и на их веб-сайте перечислены все
другие драйверы сделаны.
Они показывают некоторые «старинные драйверы», перечисленные в
http://www.seas.no/index.php?option=com_content&view=category&id=25&Itemid=254

Я предполагаю, что старые драйверы могут быть дешевле, чем последние серии
«Престиж», «Excell», «Экзотика».
Беглый взгляд на цены Madisound на экзотические драйверы чуть не вызвал
сердечная недостаточность, но Престиж
казался доступным.

Драйверы, которые я использовал для громкоговорителей Sublime, которые я сделал в 2000 году, были: —

Низкочастотные драйверы — SEAS L21RNX / P
Среднечастотные драйверы — SEAS MP 14RCY / P
Высокие драйверы — SEAS 27TF.

Могу скромно предположить, что линейка драйверов Prestige будет
удовлетворить самого привередливого аудиофила.
SEAS имеют эквиваленты того, что я использовал в своих Sublime и Supreme
с 2000 года. В то время я
покупал драйверы прямо у SEAS в Норвегии.

Драйверы Peerless и Scanspeak, сделанные в Дании, могут быть
доступно в Австралии
на http://www.wescomponents.com.au
Я бы избегал драйверов, произведенных в Китае. Приводы громкоговорителей имеют
должно производиться с высоким контролем качества
, и для узких магнитных зазоров я предпочел
Европейские производители.
Я часто использовал Peerless, сделанный в Дании, что давало превосходные
производительность.

Никогда не покупайте драйверы, у которых нет четкой разборки.
график отклика
и полный набор параметров Thiele & Small, Fs, VAS, Qts и
все спецификации.

ТЕСТИРОВАНИЕ КАЖДОГО ВОДИТЕЛЯ.
Допустим, вы приобрели низкочастотный динамик 210 мм, среднечастотный динамик 125 мм,
и 25-миллиметровый купольный твитер
, и что вы хотите узнать импеданс, акустический
отклик и чувствительность по
каждого для предполагаемой полосы частот и для регионов
над и под.
Предположим, что желаемая полоса пропускания составляет: —
басов, от 20 Гц до 250 Гц,
средних частот, от 250 Гц до 3 кГц,
твитер, от 3 кГц до 22 кГц.
Импеданс и F-характеристика должны быть нанесены на график для
A. Драйверы, висящие в воздухе,
B. Драйверы, установленные в коробках,
и без X-over-фильтра R + L + C и для немного более широкого диапазона F
чем хотел включить
для резонансов на каждом конце диапазонов.
Таким образом, для каждого драйвера строится 4 начальных графика. НЕ доверяйте
данные предоставлены производителем.

Вам нужен надежный генератор розового шума и полосовой фильтр
фильтр с 36 полосами с Q около
12 для каждой полосы, который дает одинаковую среднюю амплитуду для
каждая полоса при измерении
источника розового шума между 22 Гц и 22 кГц. Распределение
энергия источника розового шума
должна быть равномерно распределена между 22 Гц и 22 кГц, и если это не так
правда, или добротность диапазона
BPF не равна, вы напрасно тратите время на строительство
динамики.

Среда тестирования не должна иметь сильную реверберацию и может
быть большой комнатой в доме
> 150 кубометров с коврами, шторами и мебелью и
беспорядок, который сводит к минимуму влияние комнаты
на реакцию. Эффекты комнаты испортят все попытки измерить
акустический отклик с использованием синусоидальной волны
, что даст ошибку отклика +/- 12 дБ. Pinknoise
ошибки с отраженными звуковыми волнами
может выдать до +/- 3 дБ, ошибки, но если электрет калиброванный
микрофон используется в 4 различных положениях
на среднем расстоянии 3 м от одного динамика,
результаты становятся точными, если SPL
усредняется для каждого диапазона.Это полностью объясняется в loudspeaker-response-testing.html

12 графиков помогут вам понять ваши драйверы. я нашел это
может потребоваться несколько дней из
полного рабочего времени, чтобы заставить любую пару динамиков звучать хорошо. Кроссовер
катушки должны быть намотаны,
и у вас должен быть запас многих биполярных электролитов и некоторых
полиэстер или полипропилен C.
также необходимы резисторы мощностью 5 и 10 Вт, а также фанера толщиной 10 мм.
для печатных плат, 16 мм x
4 латунных винта для шкафов из латуни для клемм и некоторые 1.2 мм голый
медный провод для бортовых дорожек.
Не пытайтесь изготавливать печатные платы, которые могут
подходят для массового производства, и
, которые нельзя изменить при оптимизации переходов.

Будьте готовы произвести сотни расчетов с карманом
калькулятор и построить бумажные графики
и быть точным в любое время, и быть быстрым, у вас нет всего
чертова неделя. Сделайте это и сделайте
правильно, а это значит, что вам нужно критиковать свою работу на 100%.
время.

Z-графики для низких и средних частот в запечатанном корпусе будут иметь
одиночный пик для Z ниже хотел кроссовер
F. Купольный твитер не имеет воздушного соединения между задними
купола и коробки, но будет также
резонансный пик ниже Fo.

Конструкции фазоинвертора с портом всегда лучше, чем все остальные, если
Fs> 28 Гц. Длина порта и диаметр
могут изменить резонансную F коробки, которая должна быть между двумя Z
пики в ответ. Таким образом, типичный басовый динамик
может иметь пики Z на 17 Гц и 50 Гц до 30r, с
ноль между пиками, равными
номинального динамика Z.
Где данные басового динамика включают все Theile и Small
параметры, размер коробки и размеры порта
могут быть рассчитаны с помощью свободно загружаемой программы: —
http://www.linearteam.dk/default.aspx?download=winisd

Для большинства драйверов среднего уровня нет необходимости иметь перенесенная коробка
и что-то герметичное и
примерно от 2 до 7 литров часто ОК.

Во избежание возможных повреждений при тестировании твитера используйте серию C из
39 мкФ для среднечастотного диапазона 6r0.
Отсечка F = 680 об, и большой вакуум при 100 Гц не перегреет
хрупкая звуковая катушка.
Нет необходимости использовать более 1 В действующего значения, приложенного к любому драйверу, и
Усилитель Rout
должен быть

Некоторые общие идеи о фильтрах кроссовера: —

Кроссоверы первого порядка с одиночным L или C последовательно с драйвером
никогда не обеспечивайте достаточное ослабление
частот за пределами предполагаемой полосы пропускания. Я всегда использовал
второй порядок с L + C
или C + L, и обычно «чрезмерно демпфированный», т. е. нагрузка R драйвера меньше
чем 0,707 x реактивное сопротивление XC или
XL при Fo.

Кроссовер F для любых C + L или L + C для высоких частот второго порядка или
фильтр нижних частот,
вычисляется резонансная частота для C и L Fo =
5,035 / (квадратный корень из [L x C])
где Fo — в Гц, 5,035 — постоянная для всех уравнений, L — в
миллигенри мГн, а C в мкФ.

При Fo реактивное сопротивление C = реактивное сопротивление L.

Для фильтра Баттервора без пикового отклика и для
наиболее быстрое затухание до
максимум -12 дБ / октаву до или после полюса -3 дБ,
R нагрузка динамика = 0.707 x XL или XC в Fo. Фазовый сдвиг при
Полюс -3 дБ составляет либо + 90 градусов
для фильтра верхних частот C + L, либо — 90 градусов для фильтра нижних частот L + C
фильтр.

Например, для низкочастотного динамика с фильтром низких частот, LPF и L
2,4 мГн, C 55 мкФ,
Fo = 5,035 / (sq.rt [2,4 мГн x 55 мкФ]) = 438 Гц.

Реактивное сопротивление XL = L x 6,28 x F , где XL — Ом, r, L в
Генри, H, 6,28 — это константа 2 x pye или 44/7,
, а F — частота.
В этом случае XL = 0.0024 х 6,28 х 438 = 6,60р.

Реактивное сопротивление XC = 159,000 / (C x F) , где XC — Ом, r,
159000 — постоянная величина от 1 000 000 / 6,28,
C в мкФ, F — частота.
Для этого случая XC = 159,000 / (55 x 438) = 6,60р.

Для «максимально плоского» отклика Баттерворта F нагрузка R =
0,707 x XL или XC = 0,707 x 6,6r = 4,66r

Значения L и C, выбранные для простого фильтра второго порядка, могут
быть большим разнообразием L&C для
того же Fo, но может быть определено, если R и кроссовер F
известный.

, если R = 4,66r и Fo = 438 Гц, то XL и XC = R / 0,707. 0,707 =
1 / квадратный корень из 2.
Следовательно, XL или XL = 1,414 x R, а в данном случае 1,414 x 4,66r =
6,6r, и исходя из этого рассчитываются L и C: —
L = XL / (6,28 x F) = 6,6r / (6,28 x 438 Гц) = 0,0024H =
2,4 мГн.
C = 159,000 / (XC x F) = 159,000 / (6,6r x 438 Гц) =
55 мкФ.

Обратите внимание на высокий Q с R = 30r. Если, скажем, на входе было 1 В ср.
20 Гц, то 2,4 мГн имеет низкое индуктивное сопротивление
, а 55u — высокое емкостное сопротивление, поэтому
усилитель управляет динамиком
, хотя сопротивление обмотки дросселя 2,4 мГн низкое, а
ток протекает в 55 мкФ.

Но по мере увеличения F увеличивается ток до 55 мкФ, и
Полный входной ток в L составляет сумму
тока в 55 мкФ, 5r6 + 47 мкФ и драйвер динамика.
Но если нагрузка после L была только 30р, а input =
1.0Vrms, пик в ответе
виден на Fo 438Hz, где Vac на выходе L = 5.0Vrms, и это
находится через 55 мкФ, а
XC = 6r6 при 438 Гц, поэтому ток в 55 мкФ = 5Vrms / 6r6 = 0,758Arms.
Также есть ток в 30r
= 0,2Arms, поэтому общий Iac = 0,958Arms.
Но с входом 1,0 В среднеквадр. И входным током 0,958 А, вход
импеданс = V / I = 1.0V / 0.958A
= 1.04r, и это намного меньшая нагрузка, чем у штатного динамика
Сопротивление драйвера и его достаточно
, чтобы вскоре вывести из строя усилитель, если он будет работать с синусоидой 438 Гц.В
Предполагается, что переменный ток через L4 2,4 мГн
будет XL x Iac = 6r6 x 0,958A = 6,3 В среднеквадратического значения.

Я не уверен в фазовом сдвиге Vac через C относительно
вход, где L + C не имеют нагрузки
при Fo, но где Q = 0,7 и нагрузка R = 0,707 x XL или XC ar
Fo, фазовый сдвиг в точке -3dB
и Fo 438Hz = -90 градусов.

Если нагрузка R = 0,707 x XL или XL при Fo 438 Гц, отклик
-3 дБ, поэтому, если вход = 1.0Vrms,
ожидает увидеть 0.707Vrms на 55 мкФ и нагрузке R = 4,66 r. В
ток в C = 0,707V / 6r6 = 0,107A,
и в R = 0,707V / 4,66r = 0,152A, поэтому лотальный ток в L должен быть
0,258A, а если Vin = 1Vrms, то
вход Z при Fo = 1V / 0,258A = 3,86r, что оказывается меньше
R нагрузка.

Вход Z для 2,4 мГн + 55 мкФ + 4,66 r будет близок к 4,66 r, скажем,
10 Гц, где сопротивление
L провода Rw образует делитель R, вызывая небольшую потерю переменного тока при нагрузке R,
что незначительно, если Rw скажем

По мере увеличения F вход Z с 4,66r падает до минимума
3,86r, затем повышается на 6 дБ / октаву
, где XL увеличивается до 66r при 4380 Гц, а XC уменьшается до 0,66r при
4380 Гц.

, если низкочастотный динамик и среднечастотный динамик имеют одинаковую нагрузку R, LC и
Входные фильтры CL имеют такие же
Fo и такие же Q, тогда вход Z будет начинаться с 4,66r, упадет до 1,93r
при Fo, затем поднимитесь до 4,66r выше Fo.
Два динамика будут иметь разность фазового сдвига 180 градусов.Чтобы избежать плохого провала акустической характеристики
на Fo, средние частоты должны быть подключены к противоположному
фаза.
Общий отклик в области кроссовера для любых басов и
среднечастотный диапазон может быть любым, кроме
, хорошей плоской теоретической кривой, и всякие уловки должны быть
используется для настройки фазовой характеристики.

Низкий провал Z до 1,93r на 438 Гц совершенно неприемлем! это
Fo — это область с высокой звуковой энергией,
, и поэтому Fo должно перекрываться, и, возможно, общий Zin
не опускаться ниже 0.7 x
наименьших Z для водителя. Бас SEAS имеет широкие области с каждой стороны
200 Гц, где Z = 7r0, поэтому минимум
Zin никогда не должен быть ниже 0,07 x 7r0 = 4r9. Это не так
легко получить Zin всегда выше 4r9,
, и я назначил Zin = 4r5, что говорит всем, что они ДОЛЖНЫ
есть усилитель, способный управлять
нагрузкой 4R0.

Эффект кроссоверных фильтров снижает нагрузку и, следовательно, SEAS
данные цифры для L21RNX / P
чувствительность 87,5 дБ / Вт становятся бессмысленными, а может быть и реальными
чувствительность 85 дБ / Вт / м.
График данных SEAS для отклика ниже 100 Гц был выполнен с 20L
запечатанная коробка, и вы можете ожидать, что
будет намного лучше с перенесенной коробкой 55 л.

Если вы делаете свои собственные динамики и кроссоверные фильтры, есть
много ловушек для тех
с уверенностью неопытных.

Позвольте мне объяснить больше основ.
1. Предположим, что ВСЕ динамики и используемые фильтры будут управляться
усилитель с низким выходным сопротивлением
максимум 0,4 Ом, так что если динамик «4 Ом»,
коэффициент демпфирования = 10.

2. Все фильтры второго порядка L + C или C + L будут вести себя как последовательные
резонансные сети с Q значительно выше 1,0
, если они не имеют R, подключенного через L, или через C, или в
серия как с L + C.

3. Для всех 3-полосных акустических систем, НЧ ФНЧ и ВЧ СЧ ФВЧ
оба будут между 200 Гц,
и 500 Гц, и оба могут иметь, скажем, 250 Гц или низкие частоты около 450 Гц.
и средний диапазон на 250 Гц.
После выбора Fo, нагрузка на динамик R с выравниванием Zobel на Fo
измеряется, а XL и XC равны
и равны 1.414 x R нагрузка. Если нагрузка R = 4,66r при Fo 438 Гц, XL
= XC = 6r6, а для 438 Гц
L = 2,4 мГн и C = 55 мкФ

4. Та же процедура опробуется для всех остальных драйверов и Fo,
а в 3-полосной системе
будет всего 4 фильтра Xover, LPF для низких частот, HPF + LPF для
средние частоты и HPF для твитера.

Дизайн кроссовера обычно противоречит человеческому «здравому смыслу», и
дает странные и неприемлемые значения нагрузки
ампер и не плоские ответы, если только постепенно
улучшает понимание и дисциплину
с практикой.У меня нет места для книги о
L + C последовательные или параллельные резонансные сети
. Не предполагайте ничего.

5. Лучше переувлажнить LC-фильтр, чем позволить R тоже
высокий, который всегда дает в ответ нежелательный пик
.
, если вы посмотрите на кривую для Q = 0,5 с R = 3r3 для 2,4mH +
55 мкФ, вы видите, что ответ от
LF вверх дает полюс -3 дБ на 270 Гц, а ответ почти
идентичен фильтру первого порядка с
2,4 мГн, питающим 4r0 без 55 мкФ.Но поскольку F увеличивается до 1 кГц
там, где резонансы басового диффузора
могут быть реальной проблемой, 55 мкФ даст гораздо большее ослабление для
нежелательный звук от низких частот выше
скажем 500 Гц. Иногда я использовал серию L + C + R, настроенную, скажем, на 1,1 кГц.
вместо 55 мкФ, чтобы получить глубину
, но с демпфированием нуля R и, возможно, другую серию L + C + R для 3 кГц.
То, что используется, зависит от
, насколько ужасно низкочастотный динамик работает выше 300 Гц. Старый динамик
конструкции 1960-х годов часто имели
переходов низких частот в средние на 1 кГц, с кроссовером твитера на
7 кГц, и звук обычно был
безнадежным для массированных духовых инструментов, скрипок или голосов из-за
интермодуляционные эффекты.

Использование любых альтернативных драйверов, перечисленных в приведенном выше кроссовере, не
дают удовлетворительный результат
, и то, что я показываю здесь, является руководством к тому, как вы должны думать о
здание динамика.
Размеры коробки для Sublime и Supreme очень хорошо подходят для
широкий диапазон басов диаметром 200 мм,
среднечастотных динамиков 125 мм и 25 мм купольных твитеров. Но кроссоверы для
Peerless или другие марки
могут быть совершенно разными.

Его Fs = 27 Гц, а данные SEAS показывают ZFs = 88r. Тесты данных были
сделано с коробкой 20 л и микрофоном
на расстоянии 0,5 м. Что вы измеряете коробкой 55 л и
микрофон на 3M будет напоминать
, используемый в реальном мире, и отличаться от данных, и я обнаружил, что
Коробка 55L давала НАМНОГО более высокие басы
, чем показывают кривые данных SEAS.

L4 = 2,4 мГн, XL = 0,75r при 50 Гц, поэтому при F ниже 50 Гц драйвер
подключил практически напрямую к
усилку. C6 = 55 мкФ, XC = 58r при 50 Гц, поэтому ток в усилителе пренебрежимо мал.
впустую в C6 при частоте ниже 50 Гц.

L4 2,4 мГн + C6 55 мкФ для ФНЧ второго порядка с Fo при 438 Гц, выше
область НЧ.
при 438 Гц, XL = XC = 6r6, а басовый драйвер Z составляет около 7r0 при 438r,
и при небольшой загрузке Zobel
R8 + C7 ответ составляет -3 дБ при чуть более 400 Гц.
Поле Fb составляет 31 Гц, а в поле 55L два пика Z находятся на
21 Гц и 47 Гц, а Z в среднем составляет
15r между 20 Гц и 80 Гц, что совершенно нормально.Чувствительность хорошая
а низкие низкие частоты остаются на уровне
на том же уровне, что и при 300 Гц. Я нашел, что басовые блоки SEAS очень хороши
работать с обычным разочарованием
из-за плохого вывода НЧ из-за того, что
высокий, или плохая реакция рефлекса
с портированным боксом, или низкая чувствительность на низких частотах F.

Низкочастотный динамик Z увеличивается до 8r5 примерно на 400 Гц и увеличивается из-за
Индуктивность звуковой катушки при более высоком F.
Сеть Zobel для выравнивания импеданса составляет R8 = 5r6, а C7 =
47 мкФ, что дает Z (R + C)
= 8r0 при 604 Гц, и конечный Zobel Z = 5r6, немного меньше, чем
теоретическое значение около 7r0.
Низкочастотные динамики Seas имеют алюминиевые диффузоры с очень высокой добротностью.
резонансы выше 5 кГц, которые
должны быть хорошо подавлены действием L4 + C6, что дает -43 дБ
затухание на частоте 5 кГц.

140-мм СЧ-динамик SEAS имеет Z = от 6r0 до 7r0 для его
средняя полоса частот от 300 Гц до
1,2 кГц. L2 15mH + C2 300uF + R3 3r4 образуют последовательную резонансную сеть
при Fo = 75 Гц.
Q уменьшается на R3 3r4. L2 15mH не нуждается в толстом
wire и Rw может быть 2r0.
Значение R для демпфирования резонанса L2 + C2 составляет L2 Rw + R3 =
5r4 ок.

C1 драйвер питания 86 мкФ R = 7r0, + R 1r0 и полюс LF около
231 Гц, и ниже отсечки
для низкочастотного динамика около 350 Гц. Это фильтр первого порядка. Но
ниже 231 Гц эффект L2 + C2 + R3
заключается в значительном уменьшении сигнала низких частот на средних частотах. Кроссовер
перекрытие по-прежнему дает ровную характеристику, и
не было необходимости менять фазовое соединение среднего диапазона с
уважение к басу.
По мере увеличения F влияние нагрузки L2 + C2 + R3 становится незначительным из-за
до XL2 = 282r при 3 кГц.

L1 0,26mH и C3 6u8 имеют Fo на частоте 3,79 кГц, где XL = XC = 6r2. я
найдено с использованием R4 1r0 в среднем диапазоне
и параллельного C3 6u8, дало хорошо контролируемое затухание ВЧ
для ВЧ выше 3,5 кГц.
Не было необходимости в Zobel R + C для средних частот.

27-мм высокочастотный динамик SEAS имеет Z между 6r0 и 7r0 в средней полосе
область около 8 кГц.
Есть Zobel C5 2uF + R7 6r8 для нагрузки динамика 6r8 на
все F выше 20 кГц.
C4 3u3 + L3 0,5 мГн образуют HPF с Fo = 3,9 кГц. XL = XC = 12r2. В
твитер серии R plus
R5 + R6 дает нагрузку около 8r7, а Zobel C5 + R7 нагрузка = 9r0 при
3,9 кГц, так что общая нагрузка
при 3,9 кГц = 4r5, и это снижает Q Fo низкий, как у фильтра первого порядка, поэтому твитер имеет такой же
фаза подключения как СЧ
, так и НЧ.

Если у вас есть LC LPF или CL HPF, загруженный со средней полосой Z для 2
В динамиках вход Z на Fo
опускается ниже средней полосы Z, возможно, от 7r0 до 5r0.Но
если низкие и средние частоты имеют перекрывающиеся
F кроссовера F, а не одинаковую F, то минимальное Z в может
быть выше 4r0. На частотах выше
1 кГц для СЧ и ВЧ-динамика с избыточным демпфированием C + L HPF
минимальное значение Z также может быть выше
4r0. Конечный результат дал Sublime минимум Z = 4r5 и средний
или номинальное Z = 5r0.

К сожалению, изменения в доступных моделях драйверов с 2000 г.
означает, что вы должны установить драйверы SEAS
, которые являются близкими эквивалентами того, что я выбрал в 2000 году для
дайте подобную производительность с фильтрами кроссовера
, которые будут аналогичны приведенной выше схеме.я
уверен, что новые модели драйверов
, перечисленные в 2017 году, дадут потрясающие звуковые результаты, но
Принципы практического опыта
с кроссоверными фильтрами все еще нужен.

Возможно, вы сейчас в ловушке, потому что либо вы покупаете дорогой колодец
сделали спикеры, или вы
потратите огромное количество времени на изучение теории и
приобрету достаточное оборудование для
действовать грамотно. Коротких путей нет.

Конструкция с одним блоком, показанная на Рисунке 3 на моей странице производителя громкоговорителей
использовали драйверы Peerless
, купленные у https: // www.wes.com.au
Но некоторые из них сейчас недоступны.

Многие драйверы доступны по адресу
https://www.wes.com.au/product_list.aspx?&id=0&pcr=WES-04D&cid=WES10918N&tsb=&tsm=&searchstr=&type=Category&value=Speaker+Drivers+=Audiophile&b. 1 & Path = K6WOvrM7yDGJsbKYFM1l% 2b53cP8HUT0Dxg% 2bPOAn2YvT1VRAenDWMFTJG3Hh2cs5QMNoEWmGfHXoo% 3d

Рис. 3. фильтров для LPF и 80003
.
18 дБ.
Возможно, наиболее полезными являются 12 дБ / октава.
C1 = 113,000 / (R x F), 113,000 — постоянная, C1 = мкФ, R =
Ом и F = Гц.
L = 225 x R / F, 225 — постоянная величина, L = мГн, R = Ом, F = Гц.
Результаты дают ответ Баттерворта без пика и дают
те же результаты
, где R = 0,707 x XL или XC при Fo.

САБВУФЕРЫ.
Я не большой поклонник использования сабвуферов, потому что
широкополосные динамики с двумя коробками
для низких частот от 22 Гц до 300 Гц дали лучшее качество басов, чем наличие
пара полочных динамиков, способных до
, часто говорить 100 Гц со всеми басами из одного сабвуфера
размещены там, где позволяла комната, или позволяла жена
, но это давало очень не плоский ответ F между
От 22 Гц до 120 Гц.Очень многие так называемые сабвуферы
не поддерживают выходной сигнал ниже 45 Гц. Я иногда был
вызвал для измерения отклика
систем с сабвуфером, и я обнаружил, что сабвуфер отключен F
точка была выбрана неправильно, и
, что при использовании переводника, несколько провалов в нескольких узких F
полосы возникают из-за эффектов подавления фазы
, так что низкие частоты становятся хуже, а не лучше, поэтому
ощущение неправдоподобного звучания басов, что
просто не звучит правильно.

Однако у меня было два клиента, которые начали с Vienna Acoustic.
Громкоговорители Mozart всего с двумя динамиками диаметром 125 мм
в маленьких корпусах объемом 22 литра. Несмотря на это, они сделали
хорошие басы до 60 Гц. Оба клиента
независимо друг от друга пришли к выводу, что их звук можно улучшить, добавив
недостающая октава ниже 60 Гц.
У обоих были ламповые усилители, которые я построил для их основных усилителей, и
оба использовали твердотельный усилитель для сабвуфера
. Оба обнаружили, что подлодка улучшилась.Но поскольку
Vienna Motzart — двухсторонняя,
не трехсторонняя, у маленьких водителей была тенденция
мутные средние частоты из-за необходимости обрабатывать басы и средние частоты
F. Наконец-то один из этих клиентов
проснулся, что он мог продать свои Моцарты родственнику
, и он купил пару моих Sublimes, которые дали ему
намного лучше басы и более тонкие средние частоты.
Он сохранил свою подлодку, но она перестала быть необходимой, и когда он
переехал в дом с более крупной звуковой комнатой,
его саб просто пылился.

Чувствительность суббаса намного ниже, чем выше
точка кроссовера, потому что большое количество энергии
вырабатывается портом на сабвуфере, а не передней частью
конус. По мере уменьшения площади диффузора потребность в мощности
увеличивается с уменьшением частоты, в то время как динамик отклоняется
должен увеличиваться. Чем крупнее драйвер sub bass
, тем легче поддерживать высокие акустические уровни очень
низкий бас без большого движения диффузора
или мощности усилителя.Я видел сабвуфер с драйвером диаметром 450 мм, и
он определенно может давать очень низкий F.
Иметь переводник с конусом 120 мм почти на 100% бесполезен.

Высокая мощность может потребоваться только для фильмов с
намеренно высокие уровни очень низких басов.
Хотя подростки, пользующиеся папиной Hi-Fi системой, могут попробовать усилить басы
как можно выше.

РЕЦЕПТ САБВУФЕРА.
Драйвер представлял собой одинарный 300-мм сабвуфер Peerless XLS. Один
Ватт дает 90.6 дБ SPL при 117 Гц,
, но тот же 1 Вт дает только 83 дБ при 30 Гц, так что вам нужен хороший
усилитель в диапазоне от 25 Гц до 60 Гц.
Однако для музыки, когда вы измеряете среднюю мощность, необходимую сабвуферу.
ниже 60 Гц, это никогда не превышает
, чем у основного усилителя. Дополнительный корпус, который я сделал из толщины 33 мм.
МДФ. Внутренний объем = 86,5 литров,
не включая порт, который может быть трубой диаметром 100 мм и диаметром 380 мм.
длинный, или прямоугольный порт 88 мм x 88 мм
x 380 мм, сформированный в углу коробки с обрезками, или «полка»
разъем «порт около 320 мм шириной x 24 мм толщиной
x длиной 380 мм.Форма порта может быть любой формы до тех пор, пока
площадь поперечного сечения и длина у
одинаковые.

РАЗМЕРЫ САБВУФЕРА: 530 мм x 510 мм x 320 мм.
В сделанных мной образцах я использовал порт «полки», так что
«Отверстие» порта представляло собой щель высотой 24 x 320 мм и длиной
380 мм с использованием запасной части 33MDF для формирования «полки».
поперек направления 320 мм.
Я попросил столярную мастерскую разрезать для меня лист МДФ толщиной 33 мм и
в своей мастерской я склеил детали
вместе, поставив их друг на друга на большой бусине
клей, сохраняя при этом все идеально квадратные
и скрепленные малярным скотчем, как я пошел.

Когда были склеены 4 стороны и нижняя часть, я ждал сутки
клей для усиления, затем приклеил в порт
полку и верх, который затем был готов для вырезания динамика
отверстие лобзиком.

На следующий день я аккуратно просверлил много отверстий диаметром 8 мм вокруг
соединенные листы глубиной около 70 мм и 120 мм по центру
, чтобы позволить вставить дюбеля длиной 80 мм в отверстия на
достаточно клея, чтобы склеенные панели лучше склеивались
. Винты не использовались.

Концы дюбелей отпилены и строганы гладкие, отверстия
залил, все внешние края обработал карандашом
круглой и все хорошо отшлифовал. Я нанесла 3 слоя водной
серая акриловая краска металлик.

Драйвер и его терминалы установлены. Один канал
Для питания сабвуфера использовался твердотельный усилитель.
Я построил специальный активный фильтр для приема стереосигналов от
предусилитель и отфильтровывать басовые сигналы, так как моно сигнал
с 3 переключаемыми срезами может быть выбран на 30 Гц,
45 Гц или 74 Гц.

Начальная скорость затухания на каждом полюсе постепенная, потому что
есть 3 каскадных фильтра 6 дБ / октаву, каждый
управляемый простым полупроводниковым усилителем сигнала с эмиттерным повторителем, но
дополнительный фиксированный фильтр с полюсом около
200 Гц дает максимальную скорость затухания 24 дБ / октаву.

В большинстве музыкальных композиций не так много звука ниже 50 Гц. Подводная лодка должна
быть настроенным в лучшем положении, чтобы
давал ровный отклик на сиденье для прослушивания между 25 Гц и, скажем,
100 Гц, чего очень трудно достичь
без должного измерения отклика.Большинство аудиофилов
просто угадает коробку в положение
, которое может быть одобрено их страдающей женой, которая, вероятно, находится в
полная потеря для понимания необходимости
саб. Но, по крайней мере, она могла бы найти хорошее место для вазы с
цветы или лампа, или не дай бог, фотография ее мамы
.

Фаза вспомогательного выхода может быть изменена на противоположную путем замены динамика
кабели, и, таким образом, получите лучший переход
отклика между низкими басами и суб-басами. Слушая
разнообразная музыка, уровни для саба и
регулировка частоты среза может быть сделана в лучшую сторону
звук без «раздувания» саба, или слишком много басов саб
, что звучит ужасно.

Когда основной усилитель выключен, поэтому работает только сабвуфер
с басовыми сигналами должно быть только
бит того, что звучит как очень немузыкальный гул, только с голосами
это легко различимо, когда частота среза 74 Гц выбрана
. Легко учиться, большинство людей могут выжить без
сабвуфер для музыки. Но саб — это хорошо

для фильмов в системе HT, потому что создатели фильмов намеренно
спроектировал низкие басовые сигналы в звуковой дорожке
для создания жуткой атмосферы или для взрывов.Для себя я предпочитаю лучшую историю
с меньшим количеством взрывов.

К громкоговорителям 2, DIY
Кому
Тестирование громкоговорителей 4
К громкоговорителям 1,
новый с 2000
К Громкоговорителям
каталог
Вернуться на главную страницу

.

Сабвуфер, Конструкция, Шкафы, Электронные усилители X-OVER LUXKIT 2003, Единицы.

Многие
Пути
ведут в Рим

Так
ваша активная система вполне может быть двухполосной системой с одним или двумя 7, 8,
или 10-дюймовый низкочастотный / среднечастотный динамики плюс высокочастотный динамик. Решимость
частоты кроссовера зависит от возможностей выбранного
твитер (линейность и мощность), а также технические характеристики
диапазона низких и средних частот и особенно линейность частотной кривой.Таким образом вы избежите всех подводных камней.
при построении трехполосной системы с тремя усилителями и тремя
разные единицы для низких, средних и высоких частот.

выбор единиц для активной 2-ходовой системы может быть вдохновлен существующими
Наборы или проекты своими руками, в которых не используются сложные фильтры, а серийные
фильтры или простые секции с крутизной спада 12 или 6 дБ или их комбинации.

Если
уже существующий дизайн DIY из магазина выбирается в качестве основы вашего активного
системы, проследите за тем, чтобы громкость НЧ / СЧ-динамика
пересчитывается, если вы пропустите раздел пассивного фильтра с
катушка последовательно.Внутренний объем должен быть меньше.

Простой
Решение

Если
вы хотите стать активным, просто добавив сабвуфер к паре спутниковых
колонок, вы можете начать с использования существующих 2-полосных систем и объединить
они с одним сабвуфером, домашнего или промышленного производства.Это самая распространенная конфигурация. Есть много вариантов.
Нет
каждый сабвуфер звучит одинаково. Лучшие варианты — закрытый
коробчатые системы , а также системы с фронтальной загрузкой (ленточные). Янис
сабвуфер в принципе и есть такая полосовая система.

Преимущество полосовой системы в том, что она звучит как закрытый ящик
система с непрерывно уменьшающейся экскурсией. Эти системы действительно нуждаются в
НЧ-динамики с сильными магнитами и они, конечно, дороги.Вот почему так много дизайнеров используют более дешевые блоки в фазоинверторах.

Недостатком корпусов фазоинвертора (портированных) является то, что они
имеют нерегулярный ход кривой с падением от 60 до 80
Гц. область. Там экскурсия минимальная и по сути нелогичная.

Назад
загруженные рожки не углубляются и при желании воспроизвести низкие
частот через рог, устье рога должно быть чрезвычайно
большой, и путь распространения звука должен быть довольно длинным.Даже если твой
комната для прослушивания в вашем доме позволяет, эти рожки могут занимать весь
задняя стена комнаты для прослушивания.

Трансмиссия
Системы line страдают от того же фазового сдвига, что и системы фазоинвертора.
И снова экскурсия по конусу в этой области ограничена. Там звук
тонкий по сравнению с большим блоком в закрытом ящике. Во многих передачах
линии подчеркиваются самые низкие частоты и идут медленно.

Там
также конструкции для открытых перегородок . Но боковые панели должны быть
быть очень большими (как в случае с рогами). И есть разные диполи
дизайн тоже.

каждый
и каждая коробка , перегородка, колонка или экран должны воспроизводить звуки
которые в реальной жизни производятся большими инструментами (орган, самый длинный
и толстые струны рояля, большого барабана, большого оркестра), или
инструментами совершенно другой формы (скрипка, виолончель, флейта,
и т.п.), то сделать акустическую систему «правильной» — задача не из легких.
В этом контексте часто повторяется вопрос: может ли большой
Электростатический динамик воспроизводит звук скрипки?

ВЫБРАТЬ
ДРУГАЯ ТЕМА

Кому
Повышать или не повышать

Многие любители
а аудиофилы используют фильтры 24 дБ Linkwitz для разделения НЧ-динамика
полностью от преобразователей для средних и высоких частот.Это
решать вам, если вы хотите выбрать такой крутой наклон фильтра. Это может
будь то при наборе опыта при сборке активной системы
вы обнаружите, что менее крутые склоны могут улучшить фазу
и более гармоничный и живой звук.

Также ты
могут свободно использовать электронику, которая поможет вам скорректировать частотную кривую
устройства в корпусе сабвуфера, и может усилить самые низкие частоты
как распространяют некоторые дизайнеры.Однако это метод, который я лично
совсем не нравятся. Лучше придать устройству соответствующий объем
и кривая, поскольку параметры позволяют рассчитывать.

Также Motional
Цепи обратной связи действительно затрудняют переходные процессы. Сгенерированная поправка
по обратной связи принимает максимумы импульсов сабвуфера и других
репродукторы, исправленные таким образом. И поскольку минимумы являются основой
на котором строятся гармоники всей системы, естественно
исправление обратной связи можно услышать в остальной полосе частот,
можно услышать в общей звуковой картине.Воспроизведение может звучать
чистый, но имеет менее реалистичный характер.

ВЫБРАТЬ
ДРУГАЯ ТЕМА

Бас
Корпуса

Боффл

гениальный
решение, обеспечивающее сильное и хорошо контролируемое воспроизведение низких частот
это модель Boffle, разработанная Х.А. Хартли. Я прочитал
описание Боффла в одном из старых выпусков журнала «Граммофон» 1950-х годов. Автор статьи обещал качественный звук.

Хартли
сказал об этом: «Я полагаю, я старый-туманный пурист, но это
мне кажется, что говорящий в своем корпусе должен попытаться
чтобы воспроизвести любой музыкальный шум, он не должен иметь «индивидуальности»
самостоятельно. Он должен быть абсолютно беспристрастным; он не должен ничего добавлять и
ничего не забирайте ».

И что
это именно то, на что способен Boffle.Конечно, создание музыки зависит
на каком агрегате вы выбираете.

Боффл
на самом деле куб с гранью, скажем, 50 или 60 см. В моей версии был
В нем находится двухконусный динамик Philips. Это был полнофункциональный агрегат с
жесткая подвеска (гофрированный подвес). Не было отдельного максимума
частотный блок, подключенный к этому динамику. Так что никакого дополнительного репродуктора для
максимумы, соединенные последовательно с конденсатором. В старину полный
часто использовались единицы измерения дальности, и их было приятно слушать, так как
не было сдвига фазы (что означает отсутствие задержки по времени), как это часто случалось
в 2-х или 3-х ходовых системах, если конструкция фильтра и положение
единицы на перегородке были неправильными.Используется в подростковом возрасте
к моему boffle, я не был доволен, когда я услышал 2-х или 3-х ходовую систему
даже от известного производителя.

Любая колонка
система, которая использует драйвер полного диапазона, даст вам представление о том, что
связный звук есть. Открытые перегородки больше подходят для воспроизведения среднего уровня
и для низкочастотного динамика / сабвуфера Boffle — очень хороший выбор.

Боффл
как показано ниже, было нарисовано мной по памяти.Отделения разделены
листами или панелями из фетра толщиной 5 мм. В первоначальном плане подчеркивалось, что
отверстия в войлоке должны отличаться, как показано на рисунке. Отверстия прямо
сзади агрегата должна быть большой, чтобы не препятствовать потоку
воздух. Также не рекомендуется делать слишком маленькое отверстие на и . Второй
половина крышки (между a и задней панелью b )
также есть вариации для правильной работы.Так я построил Boffle и
никогда не корректировали отверстия в одной или нескольких панелях.

Хартли
Boffle использует войлочные панели. Войлок в то время был недоступен
и нужно было заказывать. К тому же это было дорого. Итак, в своей системе я использовал
листы мягкого картона. Это было практично, потому что отверстия могли легко
можно вырезать и при необходимости заменить панели. На вершине
чтобы они легко крепились к деревянным брускам.Зная годы
узнать, что делают демпфирующие материалы и как их применять, я подозреваю
мягкая доска, которая является «более твердым» и менее впитывающим материалом,
дал очень хороший низкий средний регистр, особенно звук рояля
рояль имел возможность играть.
Я видел в Интернете рисунок баффла без отверстия в
задняя панель. А еще был чертеж шкафа, который назывался
Boffle владельцем веб-страницы, но на самом деле был «обычным»
корпус громкоговорителя.

Ричард
Шметтерер, президент Hartley Loudspeakers, Inc. в Уилмингтоне,
Северная Каролина пишет 17 апреля 2013 г .:
«Boffle был запатентован английской компанией Hartley Turner Radio LTD.
Эта компания стала Hartley Co. Ltd в Англии, а теперь Hartley
Loudspeakers, Inc. в США. Дизайн Boffle был разработан Филипом.
Кестона Тернера (P.K. Turner) и патент был выдан в 1935 году.»

Качество

А
высокий уровень качества достигается при использовании серийно выпускаемых
3-полосные системы, подключенные к активному фильтру кроссовера. Лучшее качество
специально достигается с помощью спутниковых трехсторонних систем, которые
оснащены довольно большими вуферами, предпочтительно 12 «или 10»
НЧ-динамики параллельно и вертикально в корпусе или смонтированы
в отдельных корпусах, которые уложены друг на друга, и если у вас много слушателей
комнату можно разместить горизонтально.

у меня есть
обнаружил, что больших вуферов для нижней средней части следуют
увеличить полосу частот сабвуфера намного лучше , чем
малогабаритные единицы делают. Большие вуферы обеспечивают более реалистичный звук.

Выбор
Частота кроссовера обычно составляет около 100 Гц. Такая система
позже можно обновить, добавив второй сабвуфер.
Хотя говорят, что частоты ниже 150 Гц.ненаправленные,
не имеет значения, используются ли один или два сабвуфера.

Другой
вариант — активировать небольшие спутниковые двусторонние системы и опустить
конкретный сабвуфер, но объедините 2-полосные сателлиты с большими вуферами
как в полнокровной трехкомпонентной системе. Эти вуферы должны иметь
подходящие (хорошо рассчитанные) шкафы, один для левого и один для
правый канал. Спутниковые 2-полосные системы могут быть построены дома и
оптимизирован по отношению к вуферу.Соответствующая частота смены кадров
должны быть определены на практике, но могут быть расположены в регионе
от 350 до 600 Гц .. Такая система имеет то преимущество, что оставляет
по крайней мере, три октавы основы нетронуты.

Классик
3-ходовой

Самый
оригинальный и самый сложный вариант сборки / конструирования активного
система громкоговорителей не должна использовать существующие 2- или 3-сторонние спутники с
сабвуферы, но для расчета и сборки кабинетов для низких
средне- и высокочастотные диапазоны самостоятельно.

Ли
выбор — включать сабвуфер или нет, среднечастотные
должен иметь способность хорошо выступать до раунда и около 3000 или
4000 Гц. Как было сказано ранее, музыкальная система может состоять из 12-дюймового
НЧ-динамик, один 5-дюймовый или 7-дюймовый СЧ-динамик и качественный
высокие частоты. Частоты кроссовера могут составлять 600 и 3000 Гц.
в случае купольного-твитера или рога загружается ленточный динамик ВЧ. В случае
выбран кольцевой радиатор наподобие того, что производит Fostex, кроссовер
частота для высоких частот должна быть 7000 Гц.С такой системой очень
гармоничное и реалистичное воспроизведение может быть достигнуто, особенно если вы
выбирайте высокоэффективные агрегаты. Это классический способ.

Есть
много вариантов и много возможностей, а также много подводных камней. Но ты
можно начать с добавления сабвуфера и кроссовера к существующей системе.
И это может доставить вам уже большее удовольствие от прослушивания, много
весело, и это школа обучения для получения знаний.Через некоторое время
вы можете продолжить оттуда и расширить свою активную систему. Или не. Это
на ваше усмотрение.

Сложное

Требуется
много расчетов и экспериментов, чтобы найти лучшие единицы для
трехполосная система с частотами кроссовера 100 Гц. и, скажем, 4000
Гц. поскольку среднечастотный динамик должен воспроизводить максимум
важный участок от 100 до 200 Гц. а также более высокие частоты.

Вы
см: возможностей много. Остается вопрос: что такое
хороший вариант?
Какая бы конфигурация ни была выбрана: качество конечного результата
зависит от вашего собственного опыта и знаний, которые вы приобретете
на практике.

До
не думаю, что через пару месяцев будешь готов. Активный
система не легко построить.Чтобы лучше понять этот вопрос,
будут рассмотрены следующие темы:

1. Сабвуфер и модуль электронного кроссовера
2. Усилители, кабель громкоговорителя и межкомпонентные соединения
3. Низкочастотный динамик, низко-среднечастотный динамик и высокочастотный блок.

.

Схема звукового пикового фильтра — с практическим примером

Как сгладить пики на АЧХ?

Реализация схемы фильтра пиковых звуков в конструкции пассивного кроссовера может отсортировать нежелательные скачки частотной характеристики. Обычно их называют параллельными схемами с надрезом. Схема состоит из конденсатора, катушки индуктивности и резистора, подключенных параллельно. Обычно существуют определенные формулы для расчета значений компонентов. Однако в реальной жизни эти расчеты не работают и служат скорее отправной точкой.

В любом случае, мы собираемся пропустить это все вместе, так как мы собираемся реализовать схему пикового фильтра звука в XSim. В качестве тестируемого устройства мы будем использовать Dayton Audio RS125-8 . Прежде всего, я провел необходимые измерения и создал файлы FRD и ZMA. Если вы не понимаете, о чем я говорю, посмотрите эти статьи:

Поскольку у нас есть файлы, мы собираемся загрузить их в XSim и создать простую схему.

XSim

Если у вас нет XSim, вы можете скачать его отсюда.Теперь, когда мы разобрались с этим, давайте посмотрим, как выглядит ответ с загруженными файлами и всем остальным.

Как видите, на частоте 1400 Гц наблюдается довольно значительный пик. Обычно динамик должен быть плоским, как указано в спецификации производителя. Однако измерения проводились на перегородке с прямыми краями. По этой причине эти пики, вероятно, представляют собой эффект краевой дифракции.

Теперь, когда мы знаем, что нам нужно исправить, давайте добавим параллельный режекторный фильтр.

У нас есть цепь.Пока не беспокойтесь о значениях компонентов. Мы вернемся к этому через секунду.

Схема фильтра пиковых звуков

Теперь вы смотрите на частотную характеристику и правильно заметили, что схема не повлияла на кривую. Это хорошо. Это правда, потому что номинал резистора составляет 10 мОм. Теперь давайте попробуем объяснить, что делает каждый компонент:

• Резистор определяет эффективность фильтра. Резистор большего размера означает более глубокую выемку и более резкое снижение выходной мощности.
• Произведение конденсатора и катушки индуктивности определяет частоту, на которой действует фильтр.
• Если вы хотите повлиять на более широкий диапазон частот, уменьшите номинал конденсатора и увеличьте номинал катушки индуктивности. Производство двух значений должно оставаться неизменным, чтобы целевая частота оставалась неизменной.
• Если вы хотите повлиять на узкую полосу частот около целевой частоты, увеличьте емкость конденсатора. Следовательно, уменьшите значение индуктивности, чтобы целевая частота оставалась неизменной (конденсатор x индуктор должен оставаться неизменным).

Наконец, мы разобрались с теорией. Перейдем к практическому примеру.

Как спроектировать громкоговорители — видеокурсы

Схема режекторного фильтра — шаг за шагом

Как я уже сказал, мы не будем делать никаких расчетов. Поэтому мы собираемся воспользоваться этим программным обеспечением.

Шаг 1 — Увеличьте номинал резистора

Увеличьте номинал резистора со значительным запасом.Допустим, 100 Ом. Теперь вы должны увидеть глубокую выемку на частотной характеристике. Итак, метка отмечает целевую частоту.

Шаг 2 — Отрегулируйте конденсатор и индуктивность

По мере того, как вы играете со значением индуктивности и емкостью конденсатора, вы увидите, что выемка перемещается слева направо.

У нас есть отметка на частоте около 1400 Гц. Вы можете обратить внимание на продукцию индуктора и конденсатора. L x C = 0,62 * 20,5 = 12,71.

Шаг 3 — уменьшить номинал резистора

Мы присвоили резистору смехотворную ценность, просто чтобы не отвлекаться от выемки.Однако все дело в линейном отклике. Идите вперед и уменьшите сопротивление резистора до более приличного значения.

Значение резистора понижено. Однако эта ценность не высечена на камне. Скорее всего, мы все же изменим его значение, когда настроим схему.

Шаг 4 — Тонкая настройка

На последнем этапе измените номинал конденсатора и катушки индуктивности, но оставьте их мощность прежней. В результате целевая частота по-прежнему составляет 1400 Гц, но с той лишь разницей, что затрагиваются более или менее частоты около отметки 1400 Гц.

После некоторой возни мне удалось получить этот ответ. Не совсем плоская линейка, но намного лучше, чем горб на 6 дБ.

Заключение

В зависимости от конкретной настройки, над которой вы работаете, реализация схемы фильтра пиковых звуков может иметь различные результаты. Иногда он сглаживает ответ, а иногда создает морщинистый ответ. Однако важно то, что, используя XSim, вы можете создать точную схему с хорошими результатами. Кроме того, выполнение фильтра довольно простое и понятное.

---

Ссылки

1. Поваренная книга по дизайну громкоговорителей, 7-е издание, автор — Вэнс Дикасон (Audio Amateur Pubns, 2005).
2. Источник изображения: ссылка.

.

HOT Quickbuying Профессиональный делитель частоты звука с несколькими динамиками мощностью 150 Вт 3-полосные фильтры кроссовера Акустические компоненты | компоненты аудиоколонок | кроссовер 33 кроссовер

100% новый бренд и высокое качество.
Разумный дизайн, привлекательный внешний вид, хорошее качество звука
Высокие частоты при этом защищены, не звучит тупо, не сломается, не маленький.
высокого напряжения 400 В,
эффективно предотвращают низкочастотное напряжение на
сгоревшем твитере, низкие частоты с использованием обычных конденсаторных электролитических конденсаторов, напряжение 100 В.
Частота пересечения: 1000-5000 Гц
Максимальная мощность: 150 Вт
Схема фильтра: ВЧ-динамик 12 дБ / окт.
НЧ-динамик 12 дБ / окт.
Применимое сопротивление: 5-8 Ом
Цвет: белый
Материал: пластик, металл Размер
: 9,3 * 7,3 * 3,3 см
Комплектация: 1 x Разделитель
Только указанное выше содержимое упаковки, другие продукты не включены.
Примечание: световая съемка и разные дисплеи могут привести к тому, что цвет предмета на картинке будет немного отличаться от реального.Допустимая погрешность измерения составляет / — 1-3 см.

Отгрузка:
При размещении заказа выберите способ доставки и оплатите заказ, включая стоимость доставки. Мы отправим товар в течение 7 дней после завершения оплаты.
Мы не гарантируем время доставки для всех международных отправлений из-за различий в сроках таможенного оформления в отдельных странах, что может повлиять на скорость проверки вашего продукта.Обратите внимание, что покупатели несут ответственность за все дополнительные таможенные сборы, брокерские сборы, пошлины и налоги на импорт в вашу страну. Эти дополнительные сборы могут взиматься во время доставки.
Мы не возмещаем стоимость доставки в случае отказа в доставке.
Стоимость доставки не включает налоги на импорт, и покупатели несут ответственность за уплату таможенных пошлин.

Возврат:
Мы делаем все возможное, чтобы обслуживать наших клиентов как можно лучше.
Мы вернем вам деньги, если вы вернете товар в течение 15 дней с момента получения товара по любой причине.Однако покупатель должен убедиться, что возвращенные товары находятся в исходном состоянии.
Если товар был поврежден или утерян при возврате, покупатель будет нести ответственность за такой ущерб или потерю, и мы не вернем покупателю полную стоимость.
Покупатель должен попытаться подать иск в логистическую компанию, чтобы возместить стоимость ущерба или убытков. При возврате товара покупатель несет ответственность за оплату доставки.

Гарантия и обслуживание:
Мы предлагаем бесплатную замену в течение 1 месяца.
Покупатели могут запросить замену в течение 15 дней с момента получения вами продукта. Покупатель должен вернуть нам продукт в исходном состоянии и должен нести расходы по доставке для возврата.
Мы также обеспечиваем 12 месяцев бесплатного обслуживания. Покупатель должен вернуть нам товар в первоначальном состоянии и нести расходы по доставке для возврата.
Если требуется замена какой-либо части, покупатель также должен оплатить стоимость заменяемых частей.
Перед возвратом товаров, пожалуйста, подтвердите обратный адрес и способ доставки у нас.После того, как вы передадите товар логистической компании, пришлите нам номер для отслеживания.
Как только мы получим товар, мы отремонтируем или обменяем его как можно скорее.

Отзыв:
Ваше удовлетворение и положительные отзывы очень важны для нас.
Пожалуйста, оставьте положительный отзыв и поставьте 5 звезд, если вы удовлетворены нашими товарами и услугами. Если у вас возникли проблемы с нашими товарами или услугами, пожалуйста, свяжитесь с нами, прежде чем оставить отрицательный отзыв.Мы сделаем все возможное, чтобы решить любые проблемы и предоставить вам лучшее обслуживание клиентов.

.