În articolul precedent, împreună cu un cititor respectat împreună, în pas, ca să spunem așa, am mers la ideea necesității de separare a frecvențelor în sistemele acustice. Și au venit. Toată lumea este mulțumită de ideea reproducerii gamei de sunet cu un singur radiator și, așa cum se spune, aș fi fericit să fiu în paradis. dar calitatea sunetului, adecvată cerințelor moderne, dintr-un sistem cu o singură bandă nu ajunge.
Astăzi vom cunoaște caracteristicile de separare a frecvențelor în difuzoare cu mai multe benzi, care nu sunt mai puțin importante decât ultima dată; încercați să calculați sistemul real multiband; să vorbim despre avantajele și dezavantajele așa-numitei filtrații active. Principalul flux al gândurilor noastre este, bineînțeles, îndreptat spre car audio, dar obișnuitul, domestic, nu vom ofensa, sursele sunt încă acolo.
Două întrebări. Ambele - margine
Câte trupe aveți nevoie? Unde să împărțiți intervalul de frecvență audio? Aceste probleme se confruntă constant cu o margine, în ciuda tuturor schimbărilor tehnologice, și necesită o discuție separată atentă. Mai întâi, ia în considerare, în general, cu referire la scopul universal și apoi pune totul pe roțile sale.
De îndată ce acusticienii au învățat cum să pună în aplicare separarea frecvențelor în boxele cu mai multe benzi, marea le părea adânc în genunchi, iar două, trei, patru benzi etc. au început să apară. sistem. Noul Dumnezeu a început să bată fruntea atât de tare încât, în timpul procesului de rupere a frunții, sunetul sa înrăutățit și mai rău. Cu toate acestea, partea de gândire a fraternității acustice a introdus în mod constant statistici și a încercat să rezume baza sa teoretică sub oricare dintre manifestările sale, uneori nu fără succes.
acousticians Way anii 60-70 a fost sinuos și spinoasă, excavare profundă combinată cu căutarea unui felinar, lipsa unor modele adecvate ale urechii umane pentru muzica a dus la crearea de uimitoare în gromyhalok sale mediocritate (aici contribuția la procesul global și a făcut din industria internă). Dar împreună cu ei au existat și capodopere, despre care vreau să-mi amintesc acum.
Capacitatea de a produce cap în bandă largă de înaltă calitate, scufundat în timpul verii, împreună cu fragmente de-al treilea Reich, capul este proiectat pentru a reproduce o gamă de frecvență limitată, în mod clar nu a putut face față cu o sarcină ușoară.
amatori radio cu experiență amintesc cu siguranță modul minunat noduros AFC diferite progenituri ale geniului intern - cap 10GD-30 15GD-11, și cât de puternică nostalgia deținătorilor lor de sunet apatică și natural 8GD-1, 2A-9, și altele asemenea.
Trei benzi de frecvență în acele vremuri îndepărtate păreau un minim rezonabil, dar chiar și în sistemele cu trei căi, capul de capăt inferior nu putea să facă față părții superioare a intervalului alocat. Sisteme bidirecționale, deși produse, dar, în general, nu au jucat (unele excepții - primele sisteme interne de dimensiuni mici 10MAS și 6MAS).
Timpul a trecut, și sa dovedit: cele mai moderne difuzoare de acasă sunt în ambele sensuri. În ceea ce privește producția, acestea sunt ușor inferioare sistemelor cu trei căi, patru benzi rare, cinci benzi - exotice sau prostii, în funcție de marcă.
Acustica pe două căi se face cu presupunerea că cumpărătorul se va împăca cu lipsa basului. Nu este prevăzut nici un sistem de bas cu două direcții. Nu cred că acest lucru este imposibil, cu toate acestea, nu. De ce - o să spun, dar puțin mai târziu. Deci, sistemul bidirecțional are un cap de joasă frecvență, care este alimentat de frecvențe de la zero la frecvența de separare și emițător RF care consumă toate celelalte.
Faza - pentru un semnal sinusoidal - un argument, adică ceea ce se află sub semnul sinusului. Diferența de fază dintre cele două semnale este diferența dintre argumente. Conceptul de fază poate fi introdus cel mai strict numai pentru semnale sinusoidale. Filtrele introduc o schimbare de fază între tensiunea de ieșire sinusoidală și tensiunea de ieșire, care poate fi măsurată cu un contor de fază sau înregistrată cu un osciloscop cu două raze. Această deplasare depinde de frecvența semnalului.
Frecvența - derivatul fazei în timp, mai simplu - rata de schimbare a fazei și chiar împărțită la 2p (frecvența instantanee). Pentru procesele sinusoidale - reciprocitatea perioadei. Pentru non-sinusoidal - conceptul de frecvență nu poate fi strict introdus, deoarece nu există o definiție strictă a fazei.
Adesea, pentru orice proces periodic, frecvența inversă a perioadei este luată ca frecvență. Cu toate acestea, un astfel de parametru caracterizează procesul numai în termeni generali, conceptul de frecvență instantanee în acest caz este foarte vag. Uneori procesele complexe necesare pentru a introduce noțiunea de frecvență relativă ca un parametru în legătură cu numărul de intersecții ale axei orizontale într-o unitate de timp: este clar că pe lungimea periodicității procesului poate traversa axa x cât de multe ori.
Filtru - un dispozitiv care are dependența de parametrii fizici ai frecvenței. Iar această dependență poate fi detectată prin manifestări externe. Filtru electric are dependența de frecvență a relației dintre amplitudinile normalizate ale semnalelor sinusoidale la ieșire și de intrare (AFC), diferența de fază între semnalele sinusoidale la ieșire și de intrare (PFC) și un număr de alți parametri. Aceste proprietăți ale filtrului sunt folosite în practica tehnică.
Filtrul low-pass (LPF) este un filtru care transmite semnale sinusoidale la o anumită frecvență și apoi începe să le transmită cu o slăbire, numită inserarea atenuării filtrului.
Filtrul de trecere superioară (HPF) este același, numai invers.
Bandpass filter - ignoră sau nu transmite semnale situate într-o anumită bandă de frecvență, adică acele semnale sinusoidale a căror frecvență este mai mare decât o anumită valoare Fn, dar sub un anumit Fv. Poate fi interpretat ca o combinație de LPF și HPF.
Filtrul de trecere este un filtru care are un răspuns de frecvență plat pe întreaga gamă de frecvențe. Ca filtru, adică un dispozitiv destinat pentru filtrarea frecvenței nu are sens. Cu toate acestea, având un anumit PFC, poate fi folosit ca corector de fază. Difuzoarele utilizate filtre vsepropuskayuschie, dar vsepropuskayuschie proprietăți se manifestă numai după adăugarea unui emițător acustic semnal (difuzor) de diverse benzi pentru care filtrul realizează cel mai mult că nici este normal, proprietățile de frecvență-filtrare.
Filtru coerent filtru - numele nu este destul de corect al filtrelor care au zero sau constant sau cresc liniar PFC. Din nou, în AS, proprietățile coerente de fază încep să apară numai după adăugarea acustică a semnalelor de bandă. Fiecare semnal de bandă (subwoofer, midwass, etc.), care trece prin filtru, primește o schimbare de fază neliniară.
Numai filtrul coerent de fază de trecere nu modifică forma semnalului non-sinusoidal. Urechea umană este sensibilă la forma semnalului muzical chiar și în absența distorsiunilor neliniare.
Filtru pasiv - un filtru de elemente liniare pasive - inductanțe, condensatoare, rezistoare.
Elemente liniare - formează circuite electrice liniare - acelea care nu schimbă forma semnalului sinusoidal.
Un filtru activ este un dispozitiv care utilizează elemente de amplificare (lămpi, tranzistoare, microcipuri etc.) și care are proprietăți selective de frecvență, adică un anumit răspuns de frecvență și un răspuns de fază. De regulă, ele sunt utilizate la un nivel de putere mic și fac posibilă obținerea caracteristicilor necesare mai ușor decât cele pasive.
Același lucru, doar despre mașină
Sistemele cu o singură bandă în echipamente audio auto au durat mult mai mult decât au reușit să facă în acasă Hi-Fi audio. Motivul este simplu: oamenii au început să se gândească la masina Hi-Fi ca mod de viață și de nișă comerciale acum 20 de ani - și apoi a venit ideea de necesitatea unor sisteme multi-band în mașină. În general (nu foarte corect politic în ceea ce privește revista noastră) masina - un dispozitiv de conducere, nu pentru a asculta coloane sonore. Numai întotdeauna dorința umană inerentă pentru confort și excelență a dus la apariția unor astfel de ciudat din punctul de vedere al monstru sănătos mirean, cum ar fi o mașină hi-fi și hi-end. Cu toate acestea, suntem distrași.
Numărul benzilor din sistemele auto se obține din numărul de benzi din casă de unitate câștig: Două sau trei 1 + 1 + bandă. Se adaugă subwoofer-ul. Într-o mașină, este folosit în plus față de canalele existente în orice moment și este una dintre componentele unui sistem cu mai multe benzi. La divizarea benzilor VLF / LF (subwoofer - basul în cazul în care un sunet auto) am spus deja, și chiar vorbesc separat în viitor. În ceea ce privește separarea în frecvență a LF / MF și MF / HF, considerațiile de mai sus rămân valabile. Detalii și detalii unic pentru mass-media mobile, nu există decât o diferență de acasă și audio auto nu este diferite frecvențe de separare, și, în principiu, este imposibil de a plasa capul în mașină în cazul în care ar trebui să facă cu punctul de calitate a sunetului de vedere - afecteaza remarca nostru despre scopul auto - nu să asculte, ci să călărească.
Apropo, dacă nu te duci, atunci poți să asculți mult mai bine. Acest lucru este clar pentru toți cei care au vizitat expoziția și au examinat și au ascultat mașinile cu setări de înregistrare. Totuși, acesta este un subiect pentru o altă conversație. Și acum - până la punct.
În ciuda faptului că dezvoltatorii de sisteme de filtrare depun toate eforturile pentru a proteja capul dinamic de necesități
Întreprinderi suficient de serioase, cu toată responsabilitatea, pentru dezvoltarea și producerea sistemelor de filtrare a sistemelor audio de acasă.
Calcularea filtrelor de separare a sistemelor acustice
Îndrăznesc să sper că multe abordări noastre nu sunt recucerit de vânătoare pentru a prinde cititorul în utilizarea indiviza o metodă eficientă de calcul. Cu toate acestea, astfel cum este prevăzut până în prezent și, în general, nu este cel mai ușor materialul trebuie să lase nici o îndoială că putem prezenta o metodă foarte simplificată de calcul, cu toate acestea, în limitele numirii sale, care dă rezultate foarte bune. Și manual, fără programe de calculator, ca în vremurile vechi.
Astfel, principalele ipoteze sunt:
În primul rând. Determinăm unic tipul tipului de filtru, alegerea opțiunii de trecere totală, adică construim filtre cu răspuns de frecvență plat. Probabil că nu e rău. Cei familiarizați cu prima parte a articolului ar putea aminti că sunt filtre Butterworth cu comenzi ciudate și chiar filtrele Linkwitz-Riley. Această alegere determină în mod unic coeficienții din tabelul prototipului universal.
Al doilea. Construim filtre încărcate unilateral, iar sarcina lor este activă. Acest lucru înseamnă că amplificatorul de frecvență joasă ar trebui să aibă o impedanță de ieșire redus este aproape de zero, care este aproape întotdeauna realizată pentru tranzistor ULF și reactanța de sarcină trebuie să fie să lipsească sau să fie compensate.
În al treilea rând. Filtrele sunt simetrice, altfel: dacă facem un filtru de bandă, atunci atât panta stângă cât și cea dreaptă a răspunsului la frecvență vor fi aceleași.
În al patrulea rând. Frecvențele cutoff ale filtrelor coincid când se formează o frecvență. Acest lucru înseamnă că, de numărare separatorul filtru la 1000 Hz, l-am construit pe baza filtrului trece-jos cu o frecvență de tăiere de 1000 Hz și un filtru trece sus, cu o frecvență de tăiere de 1000 Hz, de asemenea. Posibilitatea unei alte opțiuni a fost discutată mai devreme în articol, este disponibilă cu această metodă, dar să nu ne complicăm viața (înainte de timp).
Al cincilea și ultimul. Bandpass filtrele sunt efectuate pe elemente de bandă (circuite paralele și consecutive). Astfel de filtre sunt mai ușor de calculat, de exemplu, decât cele care constau din LPF cascadă și HPF.
Acum să începem. Pentru a fi în grosul vieții - pe un exemplu concret al sistemului clasic de "două benzi + subwoofer", și selectați capul "la gust".
Capetele aplicate și parametrii acestora (Tabelul 1).
Cele mai multe dintre datele prezentate în tabel, avem nevoie atunci când se calculează circuite compensatoare, dar caracteristici, cum ar fi rezistența la bobina de voce Re DC și frecvențele selectate secțiunea F3 (80 și 1700 Hz), vom folosi modul cel mai direct.
Capurile aplicate și parametrii acestora (Tabelul 1)
Acum, despre calcul și, așa cum spun jonglerii, vă vegheați la mâini.
Masa universală a prototipurilor (tabelul 2).
Trusă de prototipuri universale
Valorile parametrilor normalizați ai elementelor de filtrare Zi
În primul rând. Un circuit prototip este compilat. Avem nevoie doar de elementele z1, z2 și z3 din prototip, deoarece facem un filtru de ordinul trei. De fapt, în dreapta și în jos (conform tabelului) prototipul poate crește nelimitat (figura 2).
Cum de a trăi mai departe? În mod activ.
Epilog:
Compensarea inductanței bobinei de voce.
Avem nevoie de asta?
Să vedem. Iată o situație foarte reală: un poligab Polk Audio db4510 de 4 inci. De calibru și de obiceiuri funcționează bine și în rolul de midrange într-un sistem cu trei căi. Curba de impedanță măsurată la acest cap este prezentată în albastru în Figura 4.
Figura 4. Curba dinamică a impedanței
Polk Audio db4510 cu compensare de inductanță și fără.
Mai jos - în mod clar, un vârf rezonant, nu despre el acum discurs. Uită-te mai mult în frecvență: rezistența crește și cum! Dacă tăcerea Calculeaza de crossover, bazat pe rezistența nominală a difuzorului (4 ohmi), nu este suficient de ceea ce se va potrivi: pe frecvența de separare, de exemplu, 4 kHz difuzor impedanță mai mare de 8 ohmi și mai mare - de până la 20 de ohmi. Pentru a aduce capul impedanță într-un sens, utilizarea așa-numitul circuit de Zobel (Figura 5).
Figura 5. Schema lanțului de compensare Zobel.
Figura 6. Răspunsul la frecvența unui crossover cu filtre de ordinul întâi
la o frecvență de 3 kHz cu o sarcină activă. Caz ideal.
Tot drumul: HPF transmite frecvențele superioare, LPF - cea mai mică, în special, în suma - răspunsul orizontal al frecvenței. Dar acesta este rezultatul simulării sub sarcină activă, adică ambele dinamici sunt înlocuite cu rezistențe de 4 ohmi pe cap de locuitor.
Acum vom înlocui rezistențele cu echivalentul difuzoarelor reale cu inductanțe de bobine de voce de 0.3 mH pentru capul LF și 0.2 mH pentru HF. Valorile nu sunt departe de realitate. Ei bine, poate un pic mai tipic pentru pinch, dar acest lucru este pentru claritate (Figura 7).
Figura 7. Cu o încărcare reală de răspuns de frecvență frumos
nu există nici o urmă.
Uite ce sa întâmplat. Filtrul low-pass, și așa mai departe, cu panta fantastică, sa transformat aproape într-o ficțiune: o atenuare de 10 kHz de doar 4 dB. Un filtru trece, dimpotrivă, devine punctul pantă excesiv de agresiv în apropierea frecvenței se apropie de a doua caracteristică ordinea filtrului, deoarece inductanța capului începe să funcționeze ca parte a filtrului.
Și caracteristica rezumat - lacrimi și numai. Nu este ceea ce am visat.
Dar ce s-ar întâmpla dacă, în paralel cu cele două capete includ compensarea lanț Zobel, calculat conform descrierii: caracteristici ale ambelor unități de filtrare revine la normal, iar răspunsul total de frecvență, chiar dacă nu definitiv, ci devine orizontală. O mică neuniformitate este rezultatul faptului că metoda de mai sus este simplificată. Dar, după cum puteți vedea, rezultatul este mai mult decât impresionant (Figura 8).
Figura 8. Compensarea în inductanța capetelor vă permite să vă simțiți caracteristicile filtrelor de separare.
Apoi apare a doua întrebare logică: dacă fără compensare este atât de rău, dar cu atât de bine, de ce astfel de lanțuri nu sunt găsite în toate crossover-ele? Motivele, ca întotdeauna, sunt două. În primul rând: unii producători sunt leneși și / sau scumpe. Acest lucru este banal. Al doilea este mai puțin banal. Există o opinie că nu vom discuta în detaliu, vom constata pur și simplu că compensarea inductanței distruge sunetul pe materialul muzical real. Motivele pentru o astfel de opinie sunt următoarele: un semnal muzical este în esență impulsiv în natură. Și dacă un cap este inclus în paralel cu capacitatea, pulsul de intrare este încărcat, periajul mai multe față și după sfârșitul capacitate impuls va fi descărcat prin difuzor, întârzierea declinului puls. Prin urmare, unii producători de acustică destul de conștienți preferă lanțurile să nu pună, iar inegalitatea AFC să elimine, selectând în mod individual caracteristicile legăturilor filtrului. Cine are dreptate? Și în acustică nu există răspunsuri definitive. Există opinii, opinii și școli. Deci, tu ești.
Konstantin NIKITIN
(revista "Avtozvuk")
Trimiteți-le prietenilor: