Фильтр для ас своими руками: пошаговая инструкция, как сделать фильтр для колонки

Содержание

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

   Форум по обсуждению материала ФИЛЬТР ДЛЯ АКУСТИКИ



пошаговая инструкция, как сделать фильтр для колонки

Всем добрый день! В данном обзоре я расскажу, как я сделал небольшие полочные АС из запылившихся на полке автомобильных НЧ/СЧ динамиков, и новых ВЧ динамиков, купленных на Aliexpress. Новые колонки будут работать от изготовленного усилителя на базе TPA 3116, представленного чуть ранее в моём предыдущем обзоре. Так как это будет комплект, то и стилистика, и материал новых АС будут соответствующие. Посмотрим, что из этого получилось, и можно ли собрать из данного комплекта что-то стоящее. Под cut много фото, опилок, клея, инструмента, и моей любимой фанеры, будьте осторожны! Всё началось с того, что усилитель пойдет сыну, после завершения корпуса нового большого, и соответственно необходимо то, что этим усилителем питать. Были мысли на время поставить сателлиты от старого ДК, но они вообще никакие. Вспомнил, что у меня есть в наличии комплект автомобильной АС DLS B6A, оставшиеся после замены в авто, и лежащие без дела. Понятно что автомобильные головки не очень подходят для домашних АС, но это гораздо лучше чем ничего, поэтому решил собрать новые полочные АС на этих динамиках. ВЧ динамик T20 из комплекта DLS немного с особенностями, он очень яркий и сверлит мозг. Я его в авто поменял первым, не удалось его побороть. Для домашних АС решил взять новый ВЧ динамик, но что-то попроще. На странице магазина AIYIMA, где я раньше заказывал моно УНЧ (правда не совсем удачно, подробности есть другом обзоре на плату усилителя) увидел недорогой комплект:

Aiyima 2pcs Tweeter 1«inch 6Ohm 30W Dome Silk Film Tweeter Hifi Treble Speaker Audio Loudspeaker With Heatsink

Небольшой и быстрый обзор ВЧ динамиков:

Динамик своими руками: способ первый

Перед тем как сделать динамики своими руками, подготовьте нужные материалы:

  • бумага;
  • постоянный магнит;
  • алюминиевый скотч или проволока;
  • степлер;
  • ножницы.

Делается такой простейший динамик очень легко:

  1. Нарежьте тонкие полоски алюминиевого скотча.
  2. На квадратный лист бумаги приклейте эти кусочки «змейкой», нигде не соприкасая и не пересекая их. Таким же способом можно спиралью приклеить и проволоку. Прикреплять ее можно кусочками обычного скотча.
  3. Степлером закрепите устройство звука с алюминиевыми полосками или проволоками. Хорошо, если при этом провода будут оголены.
  4. Поднесите к бумаге постоянный магнит и включите звук на устройстве. Готово!

Туалетная бумага и пластиковые стаканчики

Следующий пример построения рукотворного динамика будет самым сложным, так как он состоит аж из трех частей. Нам понадобится один стержень от рулона туалетной бумаги и два пластиковых стаканчика. Собрав конструкцию таким образом, как показано на фотографии, мы получаем довольно громкое, но не очень насыщенное, слегка «пластиковое» звучание. Впрочем, экспериментируя с разными видами пластиковой посуды и их расположением на основе, можно добиться довольно интересных результатов.

Самодельный динамик: способ второй

Как сделать динамик в этом случае? Подготовьте:

  • бумагу;
  • медную проволоку;
  • парафин или канифоль;
  • магнит цилиндрической формы.

Инструкция, рассказывающая, как сделать динамик:

  1. Склейте из бумаги невысокий конус.
  2. Смастерите бумажную трубку — она должна быть чуть ниже и шире магнита-цилиндра. Приклейте эту деталь к основанию конуса.
  3. Вставьте в трубку магнит.
  4. Трубку с магнитом обмотайте тонкой проволокой — чем больше будет витков, тем качественней будет звук.
  5. Полейте парафином или канифолью проволоку так, чтобы она приклеилась к бумаге с магнитом.
  6. Закрепите положение конуса относительно поверхности, склеив его с ней сложенными гармошкой полосками бумаги.
  7. На этом этапе концы проволоки скрепите с усилителем звука и наслаждайтесь музыкой.

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

  • акустический фильтр
  • разделительный фильтр для акустики
  • расчет акустических фильтров
  • фильтры для акустики

← Об искажениях частотных характеристик малогабаритных акустических систем и глубоких басах

Как сделать колонку из динамика?

Если вы хотите получить в итоге высококачественную колонку, то вам понадобятся три динамика: высоко-, средне- и низкочастотный. Корпус для нее нужно делать строго прямоугольным. Рассмотрим поэтапно ее изготовление:

  1. Первым делом подготовьте корпус — его основой может стать ДСП, фанера, доска толщиной 10-12 мм.
  2. Выпилите столярным инструментом/пилой/электролобзиком переднюю, заднюю и боковые стенки. Не забудьте сделать соответствующие динамикам три отверстия в передней части — вверху будет высокочастотный, в середине — среднечастотный, внизу — низкочастотный.
  3. Для лучшего звучания установите между стенкой и динамиками резиновую вкладку, а корпус внутри оклейте войлоком.
  4. Закрепите собранный корпус суперклеем и саморезами, оставив незакрепленной заднюю часть.
  5. На этом этапе подведите ко всем трем динамикам провода и выведите клеммы на наружную сторону задней стенки. Параллельным способом соедините динамики между собой.
  6. После того как вы разобрались с проводкой, закройте корпус задней стенкой и закрепите ее теми же саморезами и клеем.
  7. Если ваша колонка получилась большеразмерной, то надо позаботиться о вставке ребер жесткости — они помогут избежать неприятного дребезжания звуков. Дополнительно можно приделать к корпусу резиновые ножки.

Упаковка от чипсов

Эта конструкция отличается неустойчивостью, так что вам придется позаботиться о ее фиксации. Не смотря на свой внешний вид, данное устройство обладает хорошими звукоусилительными способностями и неплохим качеством. Вы можете также значительно его изменить, пробуя различные наполнители для звуковой трубы, например туалетную бумагу.

Взяв за основу предложенные способы усиления звуковых колебаний и дополнив их своими изобретениями , вы сможете не только найти свою уникальную конструкцию телефонного спикера, но и с интересом провести время. Экспериментируйте, изобретайте, делитесь своими находками в комментариях!

Фото: Shutterstock

Как сделать подиумы для динамиков?

В инструкции мы рассмотрим, как собственноручно изготовить подиум абсолютно для любого динамика и автомобиля:

  1. Определитесь с формой будущего подиума — конструкция не должна мешать ручке стеклоподъемника и закрывающей дверь машины. Нарисуйте проект на картоне и вырежьте по его контуру шаблон.
  2. Теперь вам пригодится фанера толщиной 6-8 мм. Выпилите по шаблону две детали.
  3. На этом этапе нужно заняться площадкой под динамик — основой в форме кольца. Диаметр внутренней окружности площадки должен совпадать с внутренним диаметром посадочного места, а диаметр ее внешней окружности — с диаметром защитной сетки динамика. Чтобы получить эстетический вид будущего подиума, прибавьте к внешнему кольцу 5-7 мм, — это нужно для установки декоративного кольца.
  4. Начертите также на картоне шаблон основы и декоркольца. Перенесите контуры на фанеру и выпилите эти детали.
  5. Промажьте декоративное кольцо клеем и закрепите его на кольце-основе.
  6. На этом этапе прикрепите кольцо к основной детали. Сделать это проще всего с помощью проставок, обеспечивающих жесткость крепления, ведь динамик будет наклонен и будет выдаваться вперед. Проставки изготавливаются из обычных реек.
  7. Теперь нужно задать форму для подиума — лучшим помощником здесь выступит монтажная пена, ведь с этим материалом вы сможете придать своей конструкции какую угодно форму. Дабы не затрачивать пену на отверстие кольца (откуда ее все равно придется вырезать), поставьте туда подходящую по размерам бутылку, трубу и т. д. Будьте внимательны — уровень засохшей пены не должен быть ниже уровня кольца.
  8. С помощью острого канцелярского ножа придайте засохшей пенной поверхности нужную вам форму. После этого как следует отшлифуйте ее крупной «шкуркой».
  9. Чтобы поверхность была идеально ровной, приготовьте смесь из клея ПВА и шпаклевки, нанесите ее тонкими слоями и оставьте сохнуть. Затем обработайте изделие «наждачкой».
  10. На этом этапе пропитайте изделие защитным слоем из эпоксидной смолы. Далее — слой стеклоткани, а затем — все той же смолы. Лишние куски после подсыхания также убираются наждачной бумагой.
  11. Последний этап — обтягивание подиума искусственной кожей. Натягивайте материал от кольца к краям, попутно обрезая лишнее и закрепляя кожу степлером.

Двухполосные колонки: проектирование и сборка в домашних условиях

Акустические системы для меломанов я начал создавать в 1993 году. С этого момента и вплоть до 2001 года меня волновала серьезная проблема: практика показала, что модели, хорошо воспроизводящие музыку, нельзя повторить без индивидуальной дополнительной настройки каждой пары АС. С другой стороны, модели, которые нормально повторялись, не обладали привлекательным звуком.

Известно, что малые творческие коллективы (как раз в таких я и работал), имеют шанс выжить, лишь предлагая изделия с убедительными преимуществами. Поэтому в течение 8 лет я делал различные модели АС, которые требовали авторской настройки.

Причина проблемы — в громкоговорителях. Современные серийные динамики изготавливаются из синтетических материалов или из чрезмерно пропитанной бумаги. Это способствует долговечности и стабильности параметров. Для улучшения формального параметра — равномерности амплитудно-частотной характеристики — диффузоры современных громкоговорителей сильно задемпфированы. А это достигается увеличением внутреннего трения в диффузоре за счет свойств применяемых материалов и пропиток.

Повышенное внутреннее трение не позволяет динамику воспроизводить самые тихие звуки, он реагирует движением на сигналы начиная с некоторого порогового уровня. Получается, что платой за стабильность параметров является пониженное звуковое разрешение, потеря «воздушности», недостаточная натуральность тембров акустических инструментов и голосов вокалистов. Поэтому свои АС я старался создавать на основе старых моделей бумажных громкоговорителей с малым внутренним трением материала диффузоров. Такие динамики имеют большой разброс параметров. Кроме того, нет уверенности, что всегда можно будет приобрести нужное количество необходимых громкоговорителей, которые давно сняты с производства.

Желание сделать повторяемую модель высококачественных АС с каждым годом усиливалось. Реализовать его удалось впервые в 1999 году. Были изготовлены три варианта довольно дорогих напольных АС на динамиках Dynaudio, VIFA и Polk Audio.

Самую доступную для повторения модель полочных АС на громкоговорителях VIFA мне удалось собрать в 2001 году.

Шестидюймовый бумажный динамик VIFA M18SG-09 работает в широкополосном режиме — вплоть до 6 кГц. Фильтр, ограничивающий полосу воспроизводимых частот, отсутствует. От 6 кГц и выше воспроизведение обеспечивает ВЧ-громкоговоритель с полимерным куполом 3/4 дюйма VIFA D19SD-05-08. Основное содержание музыки передает НЧ/СЧ-динамик. Поэтому данная модель близка к однополосным системам.

Об авторe

Александр «доктор» Клячин — инженер радиосвязи и радиовещания, специалист международной организации инсталляторов CEDIA. Имеет патенты в области электроакустики, удачные проекты ламповых усилителей и акустических систем. Начиная с 1982 года — эксперт кафедры электроакустики и радиовещания МЭИС (сейчас — МТУСИ). Разработчик профессиональной звуковой аппаратуры, организатор первой выставки «Российский High End». Первым в России создал бестрансформаторный ламповый усилитель. С 1995 по 1998 год — эксперт журнала «Салон AV».

В настоящее время профессионально занимается инсталляцией аудиовидеосистем. Охотно делится своим опытом.

VIFA M18SG-09 — типичный современный бумажный динамик, уступающий, как и все другие типы, старым бумажным громкоговорителям. Тем не менее, ситуация оказалась не безвыходной. На передачу «воздуха» и натуральности тембров влияет не только внутреннее трение материала диффузора. Неравномерность АЧХ в области средних частот и ошибки в балансе между НЧ, СЧ и ВЧ также губительно влияют на воздушность и натуральность.

«Старинные» АС, почитаемые опытными слушателями, созданы на основе превосходных динамиков, возможности которых раскрыты далеко не полностью, так как почти все легендарные старые модели имеют проблемы с равномерностью АЧХ.

Используя свой 9-летний опыт интенсивной работы по настройке различных АС для получения желаемой АЧХ, у меня получилось почти с ювелирной точностью сформировать АЧХ новой модели в области средних частот и обеспечить верный баланс между НЧ, СЧ и ВЧ. Таким образом, все вредные факторы, кроме внутреннего трения материала диффузора, удалось минимизировать. В результате звучание новой модели приблизилось по натуральности к лучшим «старинным» АС.

С точки зрения формальной верности воспроизведения, представляемые АС сопоставимы с такими хорошими аудиофильскими полочными АС, как Concerto (Sonus Faber) или Contour 1.3 (Dynaudio).

Рис. 1

Схема фильтра новой модели представлена на рис. 1. Поясню смысл некоторых символов. Стрелки на линиях, обозначающих кабели внутренней проводки, указывают направленность. Стрелки около катушек индуктивности также соответствуют направленности. Практика показала, что для большинства приобретаемых катушек среднего размера с намоточным проводом начало находится снаружи, а конец («острие стрелы») — внутри катушки. Под средним размером понимается катушка диаметром 15 — 25 см и высотой 15 — 30 см (ориентировочно). Очевидно, что при сматывании провода с такой катушки при изготовлении «L» для вашего фильтра начало направленности совпадет с началом обмотки (точка у края «L» на схеме фильтра), а «острие стрелы» — с последним витком вновь изготовленной «L».

Если вы сомневаетесь в направленности провода, проведите пробное прослушивание, используя отрезки имеющегося провода в качестве акустического кабеля. Плюсовой и минусовой провода предполагаемыми «остриями стрел» должны быть направлены в сторону АС. Основной критерий предпочтительного направления — более «захватывающее», проникновенное звучание. Повышение детальности при перевороте кабеля может ввести в заблуждение, так как нередко именно ослабление эмоций при неправильном использовании направленности позволяет отвлечься от эмоционального содержания музыки и сосредоточиться на восприятии деталей.

Разумеется, элементы фильтра могут соединяться между собой при помощи собственных выводов. Если возникнет необходимость наращивать эти выводы, то следует руководствоваться указанной на схеме направленностью кабелей.

Катушки индуктивности фильтра желательно располагать в перпендикулярных друг другу плоскостях и не ближе 3 см одна от другой. Это минимизирует их взаимодействие, способное ощутимо исказить АЧХ. Цепь С2-L1 фильтра ВЧ лучше смонтировать именно так, как изображено на рис. 1. При этом будут реализованы преимущества указанной направленности проводов и катушки L1. Не стоит размещать резисторы и конденсаторы ближе 1 см от катушек индуктивности. Если вы используете конденсаторы в металлических корпусах, то отдалите их от катушек хотя бы на 3 см. Рекомендованное место расположения фильтра показано на рис. 2, где приведен эскиз корпуса АС. Устанавливать кроссовер близко к громкоговорителям не следует, так как возникнет вредное взаимодействие с катушками. Кажется удобным расположить фильтр на днище корпуса, но тогда нельзя будет ставить АС на металлические стойки.

Рис. 2

Необходимо обеспечить точное соответствие параметров элементов кроссовера, указанным на рис.1. значениям. Допустимое отклонение: ±2%. Лучше, если отклонения будут меньше. С другой стороны, нет смысла стремиться к точности выше ±0,25%. Элементы R1 и R2 не должны обладать паразитной индуктивностью более 2 мН на каждый резистор. Паразитная индуктивность резистора R3 — не более 10 мН. Практика показывает, что приемлемое звучание обеспечивают полипропиленовые и металлобумажные конденсаторы. Полистирольные емкости применять не рекомендую, так как они почему-то искажают эмоциональное содержание музыки, внося в голоса солистов «ехидные» оттенки, а в звучание оркестра — зажатость.

Фторопластовые конденсаторы скрадывают самые тихие звуки, немного напоминая пороговый шумоподавитель. Это ухудшает передачу тонких эмоциональных оттенков, «воздушности» и пространственности звучания.

Самые доступные емкости типа К73 вносят некоторую «раздробленность» или хрипловатость, огрубляют звук. Тем не менее, в отличие от полистирольных и фторопластовых конденсаторов, тип К73, в принципе, применять допустимо, т.к. вносимые ими искажения, во-первых, не очень велики, а во-вторых, не наносят существенного вреда ни эмоциональному содержанию музыки, ни «воздушности» или пространственности.

Электролитические конденсаторы в звуковых цепях использовать не рекомендуют, однако единственный их реально заметный недостаток — потери при передаче сигналов выше 6 кГц (ориентировочно). Во всяком случае, они не вносят такие странные и неприятные искажения, как полистирольные и фторопластовые емкости.

Рис. 3

В представляемых АС можно изготовить элемент С3 из двух полярных «электролитов», включив их встречно-последовательно (рис. 3.) Суммарная емкость получившегося конденсатора — половина от номинала двух одинаковых конденсаторов. Допустимый диапазон значений изготовленных вами С3 — от 47,0 до 50,0 мФ. При этом разница между С3 для «левой» и «правой» АС стереопары не должна превышать 2%.

Практическое прослушивание показывает, что недопустимое отклонение номинала конденсатора влияет на качество воспроизведения музыки существенно сильнее, чем тип этого элемента. Необходимо добиться низкого сопротивления катушки L2 по постоянному току. Предельно допустимое значение — 0,4 Ом. Лучше, если сопротивление L2 будет не более 0,3 Ом. Для катушки ВЧ-фильтра L1 максимальная допустимая величина сопротивления по постоянному току — 0,8 Ом. Корректирующая цепь на элементах L2, C3 и R3 исправляет АЧХ НЧ/СЧ-громкоговорителя VIFA M17SG-09. Следует учитывать, что почти все модели динамиков звучат с заметной окрашенностью из-за неравномерной АЧХ звукового давления.

Это является причиной ненатуральности тембров, искаженной подачи звуковой сцены. Самое неприятное последствие — невосполнимые потери эмоционального и интеллектуального содержания музыки. Лучшие музыкальные коллективы и солисты настолько точны в своих интерпретациях, что неравномерность АЧХ, особенно в области средних частот, исключают возможность ощутить артистизм и энергетику исполнителей. Один из редких примеров равномерной АЧХ громкоговорителя без применения коррекции — некоторые модели от Dynaudio. Но это не облегчает создание АС, так как на нижнем верхе (4 — 6 кГц) у этих динамиков начинается резкий спад отдачи. Этот «перелом» АЧХ придает звучанию заметный синтетический привкус, бороться с которым в состоянии только очень опытный разработчик.

Поэтому достаточно перспективный вариант — использование бумажных громкоговорителей в сочетании с коррекцией АЧХ. Практическое прослушивание показывает, что искажения АЧХ значительно больше вредят музыке, чем искажения сигнала в элементах корректирующей цепи.

В области от 1250 Гц до 10 кГц НЧ/СЧ и ВЧ-громкоговорители используемых типов очень активно взаимодействуют. Результат — существенная неравномерность АЧХ звукового давления в этом диапазоне. Поэтому цепь С2-L1 настроена на резонанс с максимумом поглощения на частоте 3420 Гц. Эта цепь в сочетании с другими элементами фильтра ВЧ-головки обеспечивает такие частотную и фазовую характеристики излучения ВЧ-громкоговорителя, при которых суммарная АЧХ звукового давления АС наиболее равномерна.

Для внутренней разводки лучше использовать медный литцендрат, соблюдая направленность. Это провод из множества тонких жил, каждая из которых имеет индивидуальную лаковую изоляцию. Площадь сечения — не менее 0,4 мм², что приблизительно соответствует диаметру D 0,7 мм, без учета толщины общей изоляции кабеля. Оптимальное сечение: 0,6 — 0,8 мм², диаметр — D 0,9 — 1 мм.

Если вам не удастся приобрести провод необходимого диаметра, можете набрать достаточную суммарную площадь сечения, соединяя тонкие проводники параллельно (соблюдая направленность).

Рекомендуемый тип проводника превосходит по качеству передачи музыки и звука большинство других разновидностей проводов. Недостаток литцендрата — трудности при облуживании. Необходимо использовать либо аспирин совместно с канифолью в качестве флюса, либо только канифоль, если можно довести температуру жала паяльника до 320 — 340°С. Облуживать надо с использованием достаточного количества припоя, настойчиво прогревая кабель, прижимая его к деревянной поверхности, покрытой канифолью. Будьте осторожны! При избыточных по силе движениях можно оторвать часть тонких жил литцендрата.

Не стоит увлекаться минимизацией длины внутренних кабелей. В данном случае качество передачи сигнала больше зависит от типа проводника, чем от его длины. Удобно, чтобы кабели от входных разъемов до фильтра и от фильтра до громкоговорителей позволяли достаточно свободно припаивать и отпаивать разъемы и динамики перед их установкой в корпус АС. Эскиз корпуса АС приведен на рис. 2. Рекомендуемые материалы — ДСП или ДВП. Допустима фанера соответствующей толщины (16 мм).

Не имея возможности ювелирно настроить АС, самодельщики сосредотачивали свои усилия на улучшении качества корпусов. К сожалению, начиная с некоторого достаточного уровня виброзащищенности и герметичности приращение качества звучания от степени совершенства корпуса резко замедляется. Такой важный параметр, как толщина стенок, зависит от габаритов АС. Для небольших полочных мониторов удовлетворительная вибростойкость стенок достигается при их толщине более 12 мм, если материал — ДСП или ДВП.

Прослушивание показывает, что значительное увеличение толщины стенок дает небольшое улучшение звучания. Каждый этап усовершенствования настройки АС, то есть формирования желаемой АЧХ звукового давления, приносит неожиданно существенное приращение качества воспроизведения. Поэтому изделия разных фирм, оснащенные иногда однотипными громкоговорителями, близкими по качеству корпусами и комплектующими, зачастую звучат по-разному и соответственно отличаются по цене.

Кстати, громкоговорители VIFA очень широко используются в АС многих известных фирм, так как VIFA — стабильный поставщик приличных и недорогих динамиков. Информация о влиянии типовой настройки той или иной модели АС отсутствует в рекламе, так как неопытному покупателю интуитивно значительно понятнее влияние качества динамиков, корпусов и комплектующих. Легче поразить воображение необычной формой корпуса или новой конструкцией и материалами громкоговорителей, чем на практике показывать, от чего действительно в первую очередь зависит качество звучания.

Тем не менее, самые опытные и внимательные любители музыки обращают первостепенное внимание на прослушивание выбираемых АС, а во вторую очередь — на технологические особенности этих изделий.

Разумеется, в изготавливаемом корпусе не должно остаться ни одного негерметичного стыка, ни одного отверстия, кроме порта фазоинвертора (ФИ). Как видно на рис. 2, данные АС оснащены щелевым ФИ с выходом на задней стенке, настроенным на частоту 40 Гц. Известное теоретическое предположение о губительном влиянии незначительных щелей на воспроизведение НЧ опирается на понятие добротности (Q) акустической колебательной системы, состоящей из громкоговорителя, корпуса и ФИ. Расчеты показывают, что даже небольшие щели и отверстия ощутимо снижают Q. Многочисленные практические наблюдения опровергают эту гипотезу. На передачу НЧ незначительная разгерметизация почти не влияет. Необходимость тщательной герметизации связана с заметными свистящими призвуками из-за «продувания» малых щелей и отверстий при воспроизведении низких частот.

Как видно на рис. 2, боковые и, частично, передняя стенки корпуса АС усилены двумя ребрами жесткости. Площадки соприкосновения ребер и внутренних поверхностей корпуса должны быть полностью проклеены, чтобы эти ребра и детали корпуса были единым «монолитом». То же относится и к доске, «отсекающей» щелевой ФИ. В этой доске имеется отверстие для установки пластмассовой колодки с разъемами.

Размеры отверстия выбирайте в зависимости от доступного вам типа колодки («корытца»). Можно просто просверлить в той же области необходимые отверстия и вклеить при помощи эпоксидной смолы нужное количество одиночных разъемов (два или четыре, если вы используете bi-wiring).

Возможны два варианта заглушения внутреннего объема АС.

Первый: покрыть внутреннюю поверхность корпуса звукопоглощающим материалом. Достаточно пары слоев синтепона или ватина. Второй вариант: заполнить объем звукопоглотителем, соблюдая следующие правила.

  1. Материал не должен давить на диффузор НЧ-динамика и на его провода от катушки.
  2. Отверстие ФИ, направленное внутрь корпуса, и пространство для движения воздушного столба из этого отверстия (примерно 5 — 10 см) должны быть надежно застрахованы от попадания заглушающего материала.
  3. Необходимо быть уверенным, что материал со временем не свалится на дно АС. По крайней мере, зона вокруг НЧ/СЧ-динамика должна быть всегда заполнена звукопоглотителем, иначе ящичные призвуки неизбежны.
  4. Не следует набивать звукопоглотитель «туго», он просто должен заполнить предоставленный ему объем без уплотнения и сжатия.

Чтобы выполнить эти условия, потребуется приклеить звукопоглощающие «подушки» или «валики» к корпусу в нескольких необходимых местах.

Удобно использовать достаточно большие куски синтепона или ватина. Их легко сворачивать в стабильные по форме рулоны или формировать из них «подушки», наполненные мелкими отрезками звукопоглотителя. Можно заполнять «подушки» отрезками поролона. При этом заворачивать поролон необязательно в синтепон, подойдет и марля. Следует помнить, что со временем поролон высыхает и может частично превратиться в порошок, поэтому лучше применять синтепон или ватин.

Размеры, конструкция корпуса и толщина стенок обеспечивают более чем достаточную виброзащиту. Дополнительная антивибрационная обработка внутренних поверхностей корпуса будет бесполезной тратой сил и может привести к недопустимому уменьшению объема.

Если передняя панель не имеет дефектов, рекомендуется установить громкоговорители без каких-либо уплотнительных колец, промазок силиконом или пластилином. Механические свойства корпусов применяемых громкоговорителей обеспечивают в данном случае герметичность и отсутствие дребезга.

Будьте осторожны при установке ВЧ-головки! Её пластмассовый корпус треснет, если вы закрутите саморезы слишком сильно.

Прослушивание показывает, что элементы виброразвязки, применяемые при креплении динамиков, незначительно влияют на звучание. По этой причине в современных АС динамики чаще всего просто привинчивают саморезами.

Фанера, и в особенности ДСП и ДВП, обладают превосходным звукопоглощением на средних и высоких частотах. В связи с этим внутренние плоскости корпуса не должны быть ламинированными или окрашенными. В готовом виде данная модель АС имеет закругленные края передней панели, которая отделана синтетической или натуральной кожей. Это уменьшает дифракционные явления и, соответственно, улучшает измеряемые характеристики АС по звуковому давлению. Тем не менее, вы можете использовать простые прямоугольные корпуса. Ухудшение звучания будет незначительным. В данном случае приборы «видят» то, что для слуха второстепенно. К сожалению, чаще измерительная техника не «воспринимает» явной разницы при изменениях в аудиосистеме, четко заметных на слух.

Предлагаемые АС, как и многие другие, следует установить на высоте от пола до центра ВЧ-головки, равной 100±10 см. Большинство бытовых АС нормально звучат в помещении с капитальными стенами, мягкой мебелью, ковром и достаточно плотными шторами на окнах. Некапитальные стены, гипсокартонные фальшстены и потолки, крупная мебель (шкафы и т.п.) поглощают низкие частоты. В этих условиях любым нормальным АС требуется грамотно согласованный с ними и помещением сабвуфер. В комнате без звукопоглощения хорошее звучание исключено. Для бытовых АС нормальная площадь комнаты прослушивания: 12 — 30 м² (ориентировочно). Правильное размещение АС — на равных расстояниях от оси симметрии комнаты. Акустическая обстановка для левой и правой АС должна быть равноценной. Например, если справа — окно, закрытое портьерами, а слева — голая стена, то, за счет отражений от стены, звуковая сцена сместится влево.

Если установить АС посередине между полом и потолком, например на высоте 140 см при потолке 280 см, то НЧ перестанут воспроизводиться. Причина — определенная система формируемых при этом стоячих волн в помещении. Для получения хорошей звуковой сцены необходимо удалить АС от задней стены хотя бы на 60 — 70 см. Не стоит придвигать их к боковым стенам ближе, чем на 20 см. При удалении АС от задней стены на 1 — 1,5 м получается превосходная пространственная картина, но может недоставать низких частот. Чем ближе слушатель к противоположной от АС стене, тем больше для него отдача по самым низким частотам, избыток которых чаще приносит для музыки больше вреда, чем нехватка.

Если между АС расстояние менее 2 м, звучание будет «зажатым» и «плоским». Если оно более 3,5 м, возникнет разрыв звуковой сцены. При размещении слушателя и АС в углах равностороннего треугольника становится возможна локализация источников звука во всех направлениях. Например, при прослушивании грамотно записанной звуковой дорожки фильма, локализуются звуки сбоку и сзади без подключения процессора пространственного звучания и без тыловых усилителей и АС. Тем не менее, в домашнем кинотеатре тыловые каналы полезны, так как вышеуказанное расположение АС и слушателя часто не соблюдается. Кроме того, не все фонограммы содержат достаточную фазовую и реверберационную информацию, необходимую для пространственного воспроизведения при помощи только двух каналов.

За точность АЧХ всего тракта в первую очередь отвечают АС. Поэтому ювелирная настройка акустических систем — необходимое условие для прослушивания музыки. Другие элементы тракта сильнее влияют на передачу фактуры, натуральности звучания. Например, неудовлетворительный CD-плеер, усилитель и кабели не позволят ясно отличать синтезированное фортепиано от настоящего. Даже в таком тракте хорошие АС могут раскрыть артистизм и энергетику музыкантов, то есть главное, что делает музыку более совершенным миром, чем наш повседневный жизненный круг.

Для предлагаемой модели следует учесть один важный момент. Эти АС созданы для работы с ламповым усилителем, обладающим выходным сопротивлением около 2 Ом. Разные модели ламповых аппаратов имеют выходное сопротивление от 0,3 до 6 Ом. Чаще встречаются значения от 1 до 3 Ом. У транзисторных усилителей этот параметр, как правило, стремится к 0 Ом. Конкретное значение выходного сопротивления, взаимодействуя с частотно-зависимой характеристикой — импеданса любой модели АС, формирует определенную АЧХ звукового давления. Поэтому при подключении к различным типам усилителей мы имеем разное по тембру звучание от одной и той же пары АС. Чтобы сохранить точность воспроизведения предполагаемой модели при использовании транзисторного усилителя, надо последовательно с каждой АС включить резистор номиналом 1,8 — 2,2 Ом (одинаковый для левого и правого каналов) мощностью более 10 Вт и индуктивностью менее 7 мН. Наша АС имеет паспортную мощность 40 Вт.

Благодаря оптимальной настройке фазоинвертора нижняя граничная частота по уровню -3 дБ, составляет 40 Гц. Это очень хороший показатель, так как даже напольные АС реально по уровню -3 дБ редко воспроизводят сигналы ниже 50 Гц. Когда даются значения 20 — 40 Гц, обычно имеют в виду отклонение -8 — -16 дБ. Верхняя граничная частота (по уровню -3 дБ) — не менее 20 кГц. Номинальное сопротивление — 8 Ом. Чувствительность — 87 дБ/Вт/м.

Правильно повторить акустические системы по их описанию имеют шанс только опытные люди, обладающие к тому же исправной измерительной техникой для точного изготовления элементов фильтра. Если вы не имеете необходимых навыков и технического обеспечения, а прослушивание предлагаемых АС оставило положительное впечатление, лучше приобрести их в готовом виде.

АС могут быть отделаны синтетической пленкой, натуральным шпоном, изготовлены из массива или отделаны рояльным лаком. Производится данная модель на фирме ZKI, специалисты которой владеют методами качественной деревообработки и необходимым опытом серийного производства акустических систем без отклонений от эталона. Предприятий с таким качеством работы очень мало, поэтому рекомендую поручать изготовление акустики, создаваемой любителями и профессионалами, именно фирме ZKI.

ПрактикаAV #2/2002

поделиться

Tags: VIFA D19SD-05-08VIFA M18SG-09

Увеличение громкости динамиков на компьютере

Итак, как сделать динамик громче на Windows:

  1. Кликните правой кнопкой мыши на значке громкости в трее.
  2. В появившимся окошке выберите «Устройства воспроизведения».
  3. Далее выберите нужные динамики, снова кликнете по ним ПКМ, нажмите на «Свойства».
  4. В появившемся меню вам будет нужна вкладка «Улучшения».
  5. Поставьте галочку на «Эквалайзере».
  6. Далее найдите раздел «Свойства звукового эффекта». Напротив строчки «Настройка» нажмите на кнопку с тремя точками «…»
  7. В выпавшем меню поднимите все ползунки вверх, сохраните результат.

Если в итоге этой операции динамики начали «похрипывать», то снова вернитесь к ползункам и опустите на прежний уровень первые 2-3.

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).

Увеличение громкости динамиков на смартфоне

Как сделать динамик громче на вашем гаджете? Читайте лайфхак далее:

  1. Вызовите инженерное меню вашего смарта. О том, как это сделать, в большинстве случаев рассказывает полная инструкция на официальном сайте производителя устройства. Самая распространенная команда: *#9646633#.
  2. Далее вам нужно остановиться на пункте «Аудио» — выберите ту разновидность звучания, что вас не устраивает, — «Громкоговоритель», «Динамик для разговора», «Наушники».
  3. Выбрав любой из перечисленных выше трех пунктов, вы увидите следующие позиции: «звук», «мелодия», «речь», «микрофон», «тон клавиатуры».
  4. Кликнув на любой из пунктов, вы заметите семь значений громкости — от 0 до 6. Чтобы сделать свой динамик громче, вам нужно выбрать пункт «6».
  5. Максимальное значение — 255. Однако будьте внимательны, выбрав цифру более 236, — это может привести к скорой поломке динамика.
  6. Согласитесь с изменениями, вернитесь в меню и кликните на «Обновить».
  7. Перезагрузите свое устройство — после этого изменения должны вступить в силу.

Вы теперь знаете, как сделать динамик самостоятельно или повысить его громкость. Удачи и будьте осторожны в своих опытах!

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.

Самые интересные ролики на Youtube

Здравствуйте друзья!

За распитием двухлитровой бутылки пива, заключил с другом пари, что смогу изготовить динамик из этой самой бутылки.

Как раз накануне, я мотал плоские катушки для другого проекта, а на столе в это время лежали магниты, купленные на Али Экспресс В общем, идея витала в воздухе.

Чем всё закончилось, вы сейчас сможете увидеть и услышать, если посмотрите ролик. Для остальных я написал короткие комментарии к картинкам, иллюстрирующим процесс изготовления и сборки громкоговорителя.

⚡️Фильтры для акустических систем без конденсаторов

На чтение 7 мин Опубликовано Обновлено

Конденсаторы — это неизбежное “зло”, которое вынуждены, стиснув зубы, терпеть аудиофилы. Многие типы конденсаторов “плохо звучат”.

Например, пресловутая керамика Н90 — из-за пьезоэлектрического эффекта. А как другие типы, скажем, пленочные? Тут можно написать целую поэму. Но можно ли строить частотнозависимые цепи без них, только с помощью дросселей (индуктивностей)? Оказывается, можно. И не только можно, но и нужно!

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

Статьи об Hi-End аппаратуре, ламповых усилителях, акустике и радиолампах.

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.

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.

Непростой расчет кроссоверов акустических систем

Как любителями звука обычно проектируется многополосная акустическая система? Очень просто. Под имеющийся в наличии НЧ (НЧ/СЧ) динамик разрабатывается необходимого объема бокс. Ширину передней панели определяет размер НЧ (НЧ/СЧ) динамика, остальные динамики располагаются, исходя из эстетических соображений. Кроссовер рассчитывается также «классическим» методом – на бумаге (или с помощью небольших программ) по формулам с давно известными коэффициентами для получения требуемой характеристики фильтра. Сложив все это вместе и получив какой–то результат, одни остаются им довольны, а другие начинают задаваться вопросом: почему результат не соответствует расчетам. Не обходится и без особо «продвинутых», начинающих заявлять, что все многополосные системы, мягко говоря, не стОят внимания. Действительно, каков вывод! Впрошлом я сам рассчитывал акустические оформления и кроссоверы по формулам. Расчет кроссоверов производился, опираясь на номинальное сопротивление (Z) динамиков, после чего следовала долгая процедура подгонки «на слух». Получалось, но не ахти как. Удовлетворительно. Все дело в том, что яне учитывал целый ряд особенностей при расчете. Особенностей, которые отличают динамики от резисторов, а многополосную акустику от точечного излучателя. Сейчас мне проще, есть измерительный комплекс, с которым я научился хорошо работать, и есть CAD системы, которые позволяют промоделировать акустику, учитывая все ее тонкости. И вот при очередном знакомстве с изделием, рассчитанным по формулам и принесенном на измерения, я решил уделить повышенное внимание кроссоверу. Конструкция, как оказалось, была с несводимыми в принципе полосами, чего на первый взгляд не скажешь. Особенно, глядя на АЧХ простого и недорогого мидбаса:

Используемый кроссовер – классика. Первый порядок на мидбасе (на изображении выше измерения проведены без кроссовера) и первый порядок на твитер. Казалось бы, что может быть лучше, чем фильтр первого порядка? Практически любой аудиофил скажет, что в двухполосной акустической системе сопряженные таким фильтром головки обеспечат линейную фазочастотную характеристику (ФЧХ) и хорошую, без колебаний и затягивания, переходную характеристику (ПХ). А широкий совместный диапазон излучения можно компенсировать разнесением частот раздела. К сожалению, все хорошо только в теории. На практике же первый порядок фильтра редко работает с приемлемым результатом. Я попробую внести ясность, почему так происходит. Реальных результатов измерений не привожу, только моделирование в LspCAD. Как показала практика, результаты моделирования в этой CAD системе с высокой точностью подтверждаются результатами реальных измерений.

На изображении ниже показана двухполосная система с использованием фильтров первого порядка с частотой раздела полос 2500 Гц. Кроссовер рассчитан, исходя из номинального сопротивления нагрузки для ФНЧ – 6 Ом, для ФВЧ – 4 Ома. Динамикам присвоено константное сопротивление 6 Ом (Midwoofer) и 4 Ома (Tweeter). Размер их излучающих поверхностей составляет 1 мм, а акустические центры расположены в одной точке (x = 0, y = 0, z = 0). В общем, идеальные условия работы, чего в реальной жизни не может быть. Передаточная характеристика такой системы показана на графике рядом. Остальные характеристики в данном случае также линейны.

На первый взгляд, кроссовер идеален. Но ведь и вся система здесь представлена идеальной. Исправим досадный недочет и немного приблизим ее к реальности. Добавим подходящий бокс ииспользуем размеры излучающих поверхностей для мидвуфера – 110 мм, а для твитера – 25.4 мм. Расположение твитера будет референсной точкой с координатами x = 0, y = 0, z = 0. Мидвуфер же, расположен ниже твитера, его акустический центр смещен вниз на 130 мм и углублен на 25 мм (x = 0, y= -130, z = 25). Среди двухполосных систем с использованием 4.5 дюймового мидвуфера и 1 дюймового твитера это типичные значения расположения акустических центров.

На первом графике изображена АФЧХ системы, на втором – внеосевые АЧХ. Ожидали такого результата? Так как акустические центры излучателей находятся на некотором расстоянии друг отдруга, между ними для звуковых волн существует временная разница, следовательно можно говорить о различии их акустических фаз. Выровнять фазовую характеристику можно двумя методами: расположением акустических центров головок строго на оси (коаксиальный излучатель), либо фазовойкоррекцией в кроссовере. Но поскольку речь идет о фильтрах первого порядка, по понятным причинам фазовая коррекция в кроссовере с ними невозможна. Поэтому идем другим путем.

Так как на изображении выше отчетливо виден сильный провал в области частоты раздела, напрашивается мысль о противоположном знаке акустических фаз излучателей в этой области. Пробуем противофазное включение, хотя это опять в разрез идет с теорией. На сей раз о синфазной работе головок при использовании фильтров первого порядка.

Теперь АЧХ находится в пределах неравномерности +/-3 дБ, хотя с ФЧХ наблюдаются явно проблемы. Зато что происходит с внеосевыми АЧХ! А ведь это все еще «идеальные» динамики. Добавляем реальный импеданс.

С таким фильтром твитер без каких–либо преград работает в области частоты резонанса (а она находится достаточно низко – 750 Гц). Мидвуфер же практически без ослабления воспроизводит всю полосу частот. Смотрим, что будет, если добавить реальные АФЧХ головок.

Спрашивается: за что боролись? Совместная работа головок обеспечивается в диапазоне 600 Гц – 8 кГц, ФЧХ имеет излом. Внеосевые АЧХ и диаграмма направленности обещают окраску звучания в широком диапазоне частот, узкую зону стереоэффекта и необходимость прослушивания такой системы строго на оси твитера. Сам твитер работает в области резонанса, а мидвуфер – за пределами поршневой зоны. Единственное, что осталось удовлетворительным – ПХ.

При широком частотном диапазоне совместной работы головок, часто пользуются разнесением частот раздела. Пробуем такой вариант. Для ФНЧ используется частота среза 1 кГц, для ФВЧ – 6 кГц.

Прежние недостатки еще больше усугубились. Теперь наблюдается большая неравномерность осевой АЧХ и худшие внеосевые АЧХ. Может, стоит попробовать высокую – 8…10 кГц – частоту раздела? Так как мидвуфер по результатам измерений АЧХ работает до 8 кГц, можно подключить его без фильтра, а для твитера использовать фильтр первого порядка с частотой среза 10 кГц. Пробуем такой вариант.

Как видим, ослабление на частоте резонанса твитера недостаточно даже для такой высокой частоты раздела. А что происходит с внеосевыми АЧХ? Мидвуфер работает без фильтра в широком диапазоне частот, твитер его только поддерживает вверху, а диаграмма направленности хуже, чем в любом другом случае. Мидвуфер, в силу законов физики, имеет сужение диаграммы направленности выше частоты, которая определяется размерами его излучающей поверхности. В идеальном случае, эта частота составляет c/d, где c – скорость звука в воздушной среде (345 м/с), d – диаметр диафрагмы (вметрах). Для используемого в примерах мидвуфера диаметр диафрагмы составляет 110 мм, что ограничивает его использование на частотах выше 3 кГц.

Изменение внеосевых АЧХ и сужение диаграммы направленности проявляется и в комбинированных широкополосных динамиках. Для примера, ниже приведен результат измерения широкополосного динамика 4А28 при измерении на оси и с отклонением от оси на 45 градусов.

Как можно видеть, изменение АЧХ происходит, начиная с частоты 1500 Гц, что хорошо согласуется с вышеприведенной формулой (c/d = 1604 Гц).

По указанной причине, расположение акустических центров излучателей в многополосной системе должно производиться так, чтобы расстояние между ними не превышало длины волны на частоте раздела.

Что можно сделать для устранения всех перечисленных недостатков при использовании тех же мидвуфера и твитера. Не сильно углубляясь в моделирование, при использовании фильтров третього порядка я получил следующую картину.

Проведя час–другой за моделированием, можно выровнять характеристики до погрешности в пару децибел, а диаграмму направленности сделать еще шире. Резонный вопрос: совпадут ли результаты моделирования с результатами реальных измерений. Предлагаю посмотреть на изображения ниже исамому ответить на этот вопрос.

Но для того, чтобы получить требуемые результаты, CAD системе необходимо «знать» о будущей АС все: размеры бокса, расположение динамиков, их АФЧХ и ИЧХ. Иначе вместо того, что можно было бы получить:

получим то, что будет:

Автор: Сирвутис Алексей Ромасович

(Lexus)

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

Расчет кроссовера для акустики75

Расчет кроссовера для акустики, как известно, очень важная операция. На свете не существует идеальных акустических систем, способных воспроизводить частотный диапазон полностью. И тогда на помощь приходят отдельные участки спектра динамиков. К примеру, если надо воспроизводить НЧ, применяют сабвуфер, а чтобы воспроизвести ВЧ, устанавливают мидбасы. Когда все эти динамики вместе взятые начинают играть, то может произойти путаница перед поступлением на тот или иной излучатель. По этой причине и необходим бывает активный или пассивный кроссовер для акустики. В этой статье мы узнаем, для чего нужен расчет фильтра, рассмотрим пассивные кроссоверы, узнаем как они строятся на катушках индуктивности и конденсаторах.

Снова о простом активном фильтре для АС

Цитата: Chugunov
Забавная ситуация — люди ловят сотки в симуляторах,….далее по тексту

Приветствую Сергей!!! Согласитесь, что сейчас Вы написали много неабсолютных истин. Вот смотрите: Судя по всему, в первоначальной схеме динамики должны включаться в противофазе (почему-то я забыл про такую возможность и добивался согласования при синфазном включении). -Это касается только согласования по фазе напряжения на выходе фильтра. А как там будет с реальными динамиками, еще вопрос.
Забавная ситуация — люди ловят сотки в симуляторах, забывая о том, что работают не отдельно фильтры, а целая система: фильтры, усилитель, акустика. Получается, как у Райкина: «к пуговицам претензии есть?». Умалчивают, что в симуляторах считается, что динамики идеальные (сферический конь в вакууме) или по крайней мере все динамики перекрывают с хорошей линейностью частоту раздела на две октавы (ха ха ха). -Нет никакого смысла даже к кривым динам лепить кривой фильтр, изначально. Симулятор не панацея, и никто особо блох не ловит.Просто намного проще все это прикинуть, чтобы избежать явных ошибок. На мой взгляд, обязательна подстройка измерительным микрофоном фильтров на всей системе со штатными усилителями и акустикой, иначе, к пуговицам претензий не будет, а в целом… -это уже потом, а сначала бы желательно сделать работоспособное все остальное. А потом уже доводка.

Думаю, любые фильтры — зло. -Не знаю попробуйте обойтись. Проблема выбора заключается в том, как выбрать наименьшее общее зло. -С этим не поспорю. Это филосовский вопрос. Из теории известно, что чем круче АЧХ фильтров, тем хуже их ФЧХ. Наверное, надо (при стремлении к совершенству) испробовать разные варианты. -Это в какой теории?? И как ФЧХ фильтров может быть хуже или лучше? ФЧХ фильтров ( по напряжению просто наклонная линия с той или иной степенью наклона). Другое дел суммарная ФЧХ 2-х или трех фильтров , работающих совместно на одну нагрузку. Так так и надо говорить. А известно ли, что ФЧХ еще не все? У фильтров 1-го порядка тоже масса недостатков, например направленность на частоте раздела дико кривая ( по сравнению с фильтрами четных порядков повыше). А это не в меньшей степени влияет на качество.

Думаю, наибольший положительный эффект от активных фильтров будет для систем среднего уровня (коих абсолютное большинство). Думаю, данный фильтр имеет полное право на существование и повысит качество и возможности большинства систем. — В активной акустике Женелек активные фильтры. И она очень высокого класса. P.S. Забавно, что прогрэссивная блочная система с принципом «любой усилитель подключаем к любым колонкам» сегодня выходит боком. Раньше, покупая приличную звуковую систему, включающую усилители и акустику, мы имели оптимизированные для совместной работы звенья, которые гарантированно хорошо работали. Сегодня можно кубить отдельные дорогие кубики, которые будут неважно работать вместе. -Никто и никогда не говорил, что «кубики» универсальны. Только до какой то степени и при правильном подборе. Всегда аппаратура подбирается друг к другу, это было есть и будет. Даже то, что было все в одном и настроено на заводе может и не звучать в плохом помещении. И не вся техника раньше конструировалась и настраивалась с любовью, ой не вся.

Расчет кроссовера

Кроссоверы для акустики авто самодельные

Чтобы подключить 2-полосную(см.Акустическая двухполосная система и ее преимущества) или другую акустику с большим количеством полос к 1 каналу усилителя или ГУ, нужно некое отдельное устройство, разделяющее сигнал. При этом оно должно выделять для каждой полосы свои частоты. Именно такие устройства и называются фильтрами или кроссоверами.

Примечание. В комплекте с компонентной акустикой, как правило, уже идет пассивный кроссовер. Его готовил производитель и он рассчитан уже изначально.

Но что делать, если нужно разделить частоты по иной схеме (к примеру, если комплект акустики собран из отдельных компонентов)? В этом случае речь идет о расчете кроссовера.Отметим сразу, что рассчитать кроссовер совершенно не сложно и даже можно самостоятельно изготовить его.

Кроссоверы для акустики на авто Пионер профессиональные

Ниже приводится инструкция о том, как рассчитать кроссовер:

  • Скачиваем специальную программу. Это может быть Crossover Elements Calculator на компьютер;

Специальная программа для расчета кроссовера Crossover Elements Calculator

  • Вводим сопротивления низкочастотного и высокочастотного динамиков. Сопротивление – это номинальное значение сопротивления акустики, выражаемое в Ом. Как правило, средним значением является 4 Ом;
  • Вводим частоту раздела кроссовера. Здесь полезно будет знать, что частоту надо вводить в Гц, но ни в коем случае не в кГц.

Примечание. Если кроссовер второго порядка, то надо еще ввести тип кроссовера.

  • Получить ожидаемый результат можно, нажав на кнопку расчета.

Программа для расчета фильтров Crossover Elements Calculator

Crossover Elements Calculator 146.35 KB Verify CAPTCHA to Download

При создании акустической системы в вашем автомобиле, да и не только в автомобиле, Вам может понадобиться рассчитать фильтр, узнать характеристики его элементов, параметры и конфигурацию.

Программа имеет возможность производить расчет четырёх параметров: • Цепь Zobel • Аттенюацию • Катушку индуктивности • Определения лучшего корпуса для сабвуфера (типа корпуса) Теперь коротко о каждом. Цепь Zobel необходима для согласования фильтра с входным комплексным сопротивлением (импедансом) динамической головки (ГД). При ее отсутствии входное сопротивление ГД (импеданс) оказывает влияние на АЧХ и ФЧХ разделительных фильтров, вплоть до полного нарушения их работы.

Аттенюация. Довольно часто динамические головки имеют чувствительность (дБ) больше, чем необходимо в данном проекте акустической системы. И для того чтобы сравнять показатели чувствительности и тем самым уменьшить неравномерность суммарной АЧХ акустической системы, можно прибегнуть к помощи Г-образных пассивных аттенюаторов (L-Pad), обеспечивающих заданный уровень ослабления/аттенюации (N, дБ).

Катушка индуктивности. Является основным из элементов применяемых при изготовлении фильтров. Катушки индуктивности с воздушными сердечниками обладают наименьшими нелинейными искажениями и потерями, по сравнению с другими типами, однако имеют большие габариты. И эта функция программы позволяет рассчитать катушку индуктивности исходя из таких параметров: • Сопротивление ГД • Индуктивности необходимой катушки • Диаметра провода

Определения наилучшего корпуса для НЧ динамика. Низкочастотный динамик должен быть согласован с типом корпуса акустической системы. Каждый динамик имеет свойства позволяющие ему работать лучше в каком-то определенном оформлении корпуса. Определить, для какого именно ящика лучше использовать конкретный динамик можно так: частота основного резонанса динамика (Fs) делится на его полную добротность (Qtc), а полученный коэффициент говорит, в каком корпусе нужно использовать динамик, чтобы достигнуть оптимальных результатов.

Использование программы не должно вызывать затруднения, в скором времени я покажу Вам пример использования программы Crossover Elements Calculator. Ну а пока все! Удачи Вам в расчетах!

Фильтры разного порядка

Чтобы ясно понимать схему расчета кроссовера(см.Самодельные кроссоверы для акустики и их предназначение), нужно понимать разницу между фильтрами разного порядка. Об этом и пойдет речь ниже.

Примечание. Существуют несколько порядков кроссовера. В данном случае порядок означает параметр кроссовера, который характеризует его способность ослаблять не нужные частотные сигналы.

Первый порядок

Схема 2-х полосного кроссовера этого порядка выглядит следующим образом:

2-полосный кроссовер 1-го порядка

По схеме видно, что ФНЧ или фильтр низких частот построен на катушке индуктивности, а фильтр высоких частот – на конденсаторе.

Примечание. Такой выбор компонентов не случаен, так как сопротивление катушки индуктивности повышается прямо пропорционально увеличению частоты. А вот что касается конденсатора, то здесь обратно пропорционально. Получается, что такая катушка отлично пропускает НЧ, а конденсатор отвечает за пропуск ВЧ. Все просто и оригинально.

Фильтр частот по схеме 1-го порядка

Следует также знать, что кроссоверы первого порядка, а вернее их номинал, зависит от выбранной частоты разделения и величины сопротивления колонки. Проектируя ФНЧ, надо в первую очередь обратить внимание на частоту среза НЧ и СЧ динамиков(см.Как выбрать динамики для автомагнитолы своими силами). А вот проектируя ФВЧ, надо аналогичным образом поступить уже с ВЧ.

Расчет кроссовера для акустики своими силами

Сохранить и прочитать потом —. 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.

Вот считаю пассивные фильтры для 3х полосной акустики. Для того, чтобы расчет был максимально точным, нужно максимально . Наиболее перспективный(е) вариант(ы) кроссовера собираются в железе.

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!

Доработка фильтра 35 АС-018 с родными динамиками (Nivaga)

Описание акустической системы 35 АС-018 “Амфитон”

Часть I

В исходном виде сей опус советской промышленности звучит мощно, но невыразительно. Только на отдельных композициях удаётся поймать стереопанораму и приблизительно локализовать кажущиеся источники звука (КИЗ). С приходом DVD и домашнего кинотеатра захотелось улучшить пространственные параметры системы. Стал смотреть – что думают люди по этому поводу. Предложения на сайте сводятся в основном к замене среднечастотного динамика. Прикинул – дорого и хлопотно. Стал анализировать схему фильтра в части средних и высоких частот. Обнаружил, что на среднечастотник приходит только 20% подводимой энергии. С чего же ему петь-то, если суммарное реактивное сопротивление С1 и L2 (по родной схеме) составляет примерно 33 Ома в диапазоне от 500 до 5000 Гц и держит бедолагу на голодном пайке. Пришлось увеличить ёмкость конденсатора С1 до 40 мкФ, уменьшить индуктивность дросселя L2 до 0,43 мГн и совместить его с L3, чтобы обеспечить среднечастотник энергией на уровне около 50% от подводимой, т.

Рис. 1. Схема фильтра громкоговорителя 35АС-018. Этап 1

Я постарался использовать все родные элементы исходного фильтра. Дополнительно пришлось докупать конденсатор С1.1 ёмкостью 30 мкФ и устанавливать его на место удалённого L2 (по родной схеме), для чего в шасси кроссовера пришлось сверлить 2 отверстия d3,3 и нарезать резьбу М4. Всё остальное – паяльничком с пинцетиком. По пути увеличил сечение проводов, по которым бегает ток низкочастотного звена, до 1 мм2 и исправил схемную ошибку: оторвал резистор R2 от L3 (по моему – это ошибка копировщицы) и установил его параллельно высокочастотному динамику – там его присутствие логично и оправданно.

И да простят меня гуру от акустики, но я не обнаружил прока в звене Цобеля ни в низкочастотном звене, ни в среднечастотном. Может я заблуждаюсь, но в своих колонках я закоротил резисторы R3, R4 и R1, что на схеме показано пунктиром. Кто верит – пусть оставляет, кто сомневается – пусть проверяет, благо через трубу фазоинвертора можно вывести переключатели и пощёлкать ими.

25.05.2009

Часть II

Когда я написал, что в результате доработки «среднечастотник запел и ещё как запел», то я немного слукавил. Ибо запел он не один, а вместе с высокочастотником, причём синхронно и синфазно, что пока не может обеспечить ни один из известных мне фильтров для трёхполосных акустических систем. А в паре динамики работают в самом чувствительном для человеческого уха диапазоне 3 – 6 кГц, где малейшие искажения терзают слух. Здесь же расположен спектр большинства музыкальных инструментов и обертоны человеческого голоса. Поэтому здесь очень важна синхронность и синфазность работы динамиков, которая обеспечивается автоматически при нагрузке обоих элементов фильтра.

Теперь подумаем и пойдём дальше. На высоких частотах конденсаторы С2 и С5 (Рис.1. в Части I) фактически работают параллельно, но с небольшим фазовым сдвигом, создаваемым С1+С1.1. Следуя предложенному механизму взаимодействия становится ясно, что конденсатор С2 уже не нужен. Его функции вполне может выполнять С5, так как воздействие С1+С1.

Рис. 4. Схема фильтра 35АС-018. Этап2.2

В варианте Рис.4 индуктивность дросселя L3 уменьшается до 0,27 мГн путем сматывания 20 витков, а конденсатор С5.1 удаляется. Частота раздела между СЧ и ВЧ динамиками приближается к 5 кГц. Я бы предпочёл такой.

Во всех вариантах схем диапазон воспроизводимых частот СЧ динамика ограничен параметрами фильтра, что нивелирует индивидуальные особенности разных моделей. Разница только в громкости (чувствительности), под которую приходится подстраивать НЧ и ВЧ звенья громкоговорителя. Поэтому я не сторонник без особой нужды менять динамики в колонках.

И профессионалы и любители, занимающиеся усовершенствованием акустических систем, гоняются в основном за линейностью АЧХ, упуская другие параметры. Я же решил погоняться за стереоэффектом, за объёмом, за панорамой, даже в ущерб линейности АЧХ.

Как известно, мысль не стоит на месте. Идея получения диффузного звукового поля во всём диапазоне воспроизводимых частот ищет новые решения.

Рис. 5. Схема альтернативного фильтра 35АС-018. Этап 3.1

Это та же самая схема, только с перевёрнутым порядком подключения СЧ +ВЧ звена. При этом все динамики подключаются синфазно. По звучанию колонки с этой схемой ничем не отличаются от исходных, собранных по схеме рис.2.

Анализ полученной схемы показывает, что конденсатор С1+С1.1 в общем-то лишний. Его функции на средних и высоких частотах вполне может выполнять батарея конденсаторов С2-С5. Но вот дроссель L1 будет сильно шунтировать СЧ+ВЧ звено. Так его индуктивность можно увеличить. При этом частота раздела между НЧ и СЧ звеньями снизится, но не выйдет за пределы диапазона СЧ динамика, а диапазон работы НЧ динамика сузится до сабвуферного. Полученная схема представлена на рис.6. Все конденсаторы и резисторы берутся от родного фильтра. Дроссель индуктивностью 0,3 мГн получается из исходного в 0,43 мГн путём смотки с него 16 витков. С дросселем индуктивностью 3 мГн сложнее. Я доматывал основную катушку в 1,2 мГн проводом с освобождённой ранее катушки L2 в 1 мГн до полного заполнения (примерно 60-70 витков), мерил индуктивность и подгонял под 3 мГн.

Рис. 6. Схема альтернативного фильтра 35АС-018. Этап 3.2

15.02.2010

Часть IV

Последний вариант фильтра, предложенный в части III, вызвал заметный интерес среди любителей музыки, умеющих держать в руках паяльник. Но почему-то больше всего им заинтересовались юные радиолюбители, не знающие как и чем померить индуктивность катушек индуктивности, ёмкость конденсаторов, сопротивление резисторов и вообще с трудом читающие электрические схемы (по их собственным признаниям). Ну прямо «детский сад» какой-то. Чтобы уйти от технологических дискуссий о том, как что сделать, как соединить и как померить, я разработал специальный «детсадовский» вариант фильтра, который можно реализовать из деталей исходного фильтра, ничего не дорабатывая, не докупая и не меряя. Для оценки предлагаемой структуры фильтра этого варианта вполне достаточно. После определённого этапа прослушивания и накопления статистики достоинств и недостатков можно постепенно переходить к решению по рис.6 в части III или более оптимальному по собственному усмотрению (если понадобится).

В этой схеме для получения индуктивности почти вдвое большей, чем исходная, но достаточной для развязки с СЧ звеном фильтра, использовано последовательное соединение имеющихся штатных индуктивностей L1+L2=1,2+1,0=2,2 мГн. При этом сами катушки остаются на своих местах, а подсоединить L2 к L1 можно в любом направлении – как удобнее. Делитель R1/R2 изменён в сторону увеличения потока энергии в ВЧ динамик. Практика показала, что такой делитель более оптимален, а совсем отказываться от него нельзя – ВЧ шум заметно возрастает. Структура фильтра не изменилась. Перепаять фильтр – полдела. Надо найти оптимальное решение для собственных ушей в конкретных условиях прослушивания. Как это делается? Примерно так: Берём отвёртку, разбираем колонки, берём паяльник, перепаиваем фильтры в обоих колонках, собираем, подключаем к аппаратуре, ставим любимую музыку без улучшайзеров, тихо балдеем одну, две, три , пять, десять композиций. Постепенно в голове формируется образ разногласий между желаемым и действительным.

Рис. 7. Альтернативный фильтр 35АС-018 начального уровня

11.06.2010

Часть V и последняя

Последняя схема фильтра (рис.6 в Части III моих статей) всё же произвела некоторое впечатление на сообщество любителей хорошего звука. Кто поверил и доработал свои колонки, те наслаждаются новым качеством звука, недостижимым в исходной структуре фильтра. Кто не поверил – остались пока при своих заблуждениях. У них всё ещё впереди. Всё это время мои колонки постоянно тестировались новыми ушами, новыми композициями, сравнивались с другими решениями. Волей случая пришлось столкнуться с активными мониторами, в которых разделение по полосам производится на уровне предварительного усилителя, а динамики подключаются на выходы УМ безо всяких промежуточных фильтрующих элементов. В результате сравнения стало понятно, что всякий резистор последовательно с СЧ или ВЧ динамиком влияет на звук в худшую сторону, и от него желательно избавляться.

Стал думать. Резистивный делитель на ВЧ динамике в упомянутой выше схеме подгоняет чувствительность этого звена под СЧ динамик с сохранением общего сопротивления нагрузки.

Схема альтернативного фильтра 35АС-018. Этап 6

Здесь R1 управляет отдачей СЧ звена, а R2 – отдачей ВЧ звена. Колонки с этой схемой показали самые лучшие качественные параметры из всех представленных в предыдущих моих статьях о доработках фильтра. Всё, дальше некуда. Можно подводить итоги.

Что я получил в результате всех этапов разработки своего фильтра “Nivaga”?

  1. Во-первых: Диффузность создаваемого звукового поля позволяет находясь рядом с одной колонкой слышать другую, а находясь посередине между колонками без напряжения представлять всю звуковую панораму. В исходном виде (до всех доработок) этих эффектов не было.
  2. Во-вторых: Легко и свободно идёт классика. От фортепиано до большого симфонического оркестра, от пианиссимо до фортиссимо. Голос просто осязаем. Слышно всё, включая ошибки. Эмоциональное воздействие колоссальное. В исходном виде (до всех доработок) слушать классику на этих колонках было сплошным насилием над слухом.
  3. В-третьих: Пришлось пересмотреть свои взгляды на тонкомпенсацию. Это был шок. Десятки лет во всех встречавшихся системах упорно не хватало баса и его приходилось добавлять с помощью довольно глубокой тонкомпенсации. И вдруг не надо добавлять! Я вынужден был передвинуть частоту начала НЧ коррекции с 200 до 100 Гц, а на современных блюзовых композициях вообще от неё отказываться. Рушится стереотип. Мозги кипят. Ищут новую точку опоры.

В общем, только через 50 лет после разработки стандартов и запуска в жизнь стереофонической звукозаписи удалось реализовать голубую мечту её создателей – перенести атмосферу концертного зала или студии звукозаписи в место прослушивания. Что же раньше то мешало? Наверное заблуждения, особенно коллективные.

Например: Как в самом начале создания 3-полосных акустических систем было предложено использовать три независимых фильтра (НЧ, ВЧ и полосовой), так до сих пор эта структура и остаётся неизменной при их производстве, несмотря на многочисленные исследования отклонений фазовых характеристик и их влияния на качество звука. И все 50 лет идёт поиск компромиссов между АЧХ и ФЧХ в рамках однажды заданной неоптимальной структуры. Или ещё, в те же незапамятные времена кто-то написал, что предпочтительней использовать фильтры 2-го порядка, а то и выше. И до сих пор этот тезис периодически всплывает, хотя давно показано, что они сильно искажают импульсную передаточную характеристику акустической системы. Но самое коварное заблуждение затаилось в применении формул расчёта фильтра, которые выводились из условия одновременной нагрузки обоих плеч LC-фильтра, а применяются для схем с нагрузкой одного из плеч, что не корректно и приводит к искажённым результатам. И это не считая мелких брызг про специальные кабели, суперконденсаторы, хитро намотанные катушки индуктивности, золочёные разъёмы и т.п., которые все вместе может и дают 0,1% прироста качества, но их роль всячески раздувается. Преодоление этих заблуждений – процесс тяжёлый, длительный, драматический, потому и затянулся.

Сей трактат составлен 28.10.2011

Автор: Николай Васильевич ник: Nivaga

Заключение

На одной из выставок «Русский Hi-End» я разговорился с Александром Сырицо, патриархом звукоусилительной техники. Его статьи ещё в журнале «Радио» Советского времени вызывали много размышлений и дискуссий. Так вот, он рассказал о своих исследованиях по оптимизации условий работы СЧ и ВЧ динамиков. Я запомнил его выводы: оптимальный режим для динамических СЧ и ВЧ головок – по току, а вот для ленточных ВЧ излучателей лучше по напряжению. Его аргументация показалась мне убедительной, и возразить было нечего. Позже я проверил на своей системе приведённые доводы и убедился в их справедливости. Этот разговор помог мне посмотреть на фильтр для любимых 35АС-018М, который я тут упорно предлагал и совершенствовал, с необычного ракурса.

Я долго размышлял над феноменом яркого и чистого звучания СЧ динамика после доработки фильтра по предлагаемой в предыдущих своих статьях структуре. В какой-то момент до меня дошло, что вероятно это может быть из-за отсутствия в этой структуре специального фильтра для СЧ динамика, в отличие от всех серийно выпускаемых трёхполосных акустических систем. Когда я начал говорить об этом на последней выставке «Русский Hi-End», на меня смотрели как на идиота, несущего ахинею.

Рис. 6.1. Структурная схема альтернативного фильтра 35АС-018

В чистом виде эта схема не готова к эксплуатации. Здесь отсутствуют элементы выравнивания звукового давления всех составляющих. Я их убрал для наглядности. На рисунке хорошо видно, что на низкой частоте СЧ динамик закорочен низким сопротивлением L1, на высокой частоте он закорочен малым сопротивлением С2, на средней частоте СЧ динамик подключён к линии через L2 и С1, суммарное сопротивление которых не больше половины сопротивления СЧ динамика. То есть все условия для нормальной работы СЧ динамика соблюдаются. А поскольку последовательно ему всегда подключено какое-то комплексное сопротивление, то рекомендации Александра Сырицо о режиме по току автоматически выполняются. И ещё немного теории. В курсе электротехники при рассмотрении LC контура указывается, что его вырождение в фильтр происходит при нагрузке обоих реактивных элементов на сопротивление, равное характеристическому. Из этого условия вытекают все формулы расчётов акустических фильтров, которыми мы все пользуемся. Но на практике обычно нагружается один из элементов (L или С), а другой остаётся без нагрузки, что приводит к отклонениям от задуманных параметров. Моя попытка нагрузить эти элементы балластными резисторами (смотрите мои предыдущие статьи) провалилась, так как вылезли подводные камни в виде снижения общего сопротивления системы. А вот в описываемой здесь структуре сопротивление СЧ динамика является такой недостающей нагрузкой как для L1 в контуре L1C1, так и для С2 в контуре L2C2, что выравнивает фазовые и переходные характеристики обоих фильтров.

Перейдём к практике. Поскольку низкочастотный спектр является самым энергонасыщенным, то НЧ динамик должен работать на всю свою мощь безо всяких ограничителей. А вот СЧ и ВЧ динамики должны под него подлаживаться для выравнивания АЧХ всей системы. Для этого используются обычные резистивные делители. Моя попытка регулировать отдачу СЧ и ВЧ динамиков простым шунтированием не выдержала испытания опытом, и я вынужден от неё отказаться. Делитель эффективнее, и звук лучше.

Схема мне представляется достаточно универсальной. Вместо делителей R1/R2, R4/R3 вполне можно поставить переключатели с наборами делителей, и получится схема для 35 АС-212 (S-90) или аналогов. А если поставить переменные резисторы с подпоркой, то получится схема для S-90B,D,F, а также для 75 АС-065 и им подобных. Правда, для этих наборов динамиков придётся перестроить ещё и фильтры L1C1 и L2C2.

Схема фильтра отличается от предыдущих моих вариантов только подключением С2 к общему проводу: через С1 или непосредственно. На звук это влиять не должно, так как емкостное сопротивление С1 на ВЧ очень мало и оказать влияние на С2 уже не может. Хотя… у некоторых товарищей и провода поют.

Результат доработки довольно точно оценил мой приятель музыкант: колонки звучат как наушники. А наушники – это широкополосники, в которых фазовые искажения просто не могут появляться. Значит и в доработанных АС фазовые искажения очень малы, а синхронность работы всех трёх динамиков высока. Результат – объём и детальность. Можете проверить.

Автор: Николай Васильевич (Nivaga) 24.06.15

35ac-018.ucoz.ru

 

 

Источник

241, 1

О качественном звуке своими руками

Меня периодически спрашивают про методику настройки и согласования динамиков многополосной акустической системы для выполнения условия по время когерентности. Чтобы не отвечать всем, т.к. тема очень обширная, я решил написать серию статей, в которых на примере дешевой пассивной 2-х полосной АС SVEN HP-780S максимально подробно опишу весь процесс доработки до состояния, когда уже «не стыдно» за звук :). Несмотря на то, что доработанная АС (при использовании пассивных фильтров 2-го порядка) не будет фазолинейной и обладать идеальной АЧХ, тем не менее временная когерентность излучения драйверов в области совместного действия — это уже очень близко к идеалу, хоть и с некоторым компромиссом.


Почему именно эта акустика? Все просто — ее абсолютно не жалко раздербанить для экспериментов и у нее неплохой корпус со скругленными боковыми гранями, требующий лишь небольших доработок. Тем не менее звучание акустики «по дефолту», мягко говоря, не очень… Ощущение, что она играет из бочки — бас пустой и гулкий, верхний СЧ диапазон придавлен, сцена размыта, нет эффекта присутствия. Слушать что-либо на такой АС очень скучно и вредно для формирования правильного слуха.
Замеры характеристик АС до доработки Чтобы понять, с чем придется иметь дело, провожу замеры АЧХ (Рис. 1) и ПХ (Рис. 2). Расстояние от АС до микрофона — 1 м. Микрофон расположен на оси твитера.

Рис 1. Амплитудно-частотная характеристика АС до доработки


На АЧХ имеется плавный провал в области СЧ с последующим подъемом амплитуды до 16 кГц. Неравномерность на низких частотах большей частью обусловлена резонансами комнаты, в которой проводились измерении (при измерении АЧХ мидбаса в ближнем поле, характеристика существенно выравнивается).

Рис 2. Переходная характеристика АС до доработки


На ПХ видно, что динамики включены синфазно — отклики твитера и мидбаса направлены в одну сторону (а это уже интересно… как правило, в таких системах используется фильтр Баттерворта/Линквица-Райли 2-го порядка и правильным считается противофазное включение драйверов). Отклик твитера существенно опережает по времени отклик мидбаса, что впрочем не удивительно, учитывая расположение драйверов на одной вертикальной плоскости. Переворот акустики на 180 градусов, когда микрофон находится на оси мидбаса, недостаточен для компенсации временной задержки за счет увеличения расстояния до твитера и уменьшения расстояния до мидбаса.
Кроссовер

Схема кроссовера акустики представлена на Рис. 3, внешний вид кроссовера на Рис. 4.
Обратите внимание на расположение катушек индуктивности. Можно простить применение электролита в НЧ фильтре, но такое расположение катушек — нет!

Рис 3. Принципиальная схема кроссовера (R1011 и R2031 — сопротивление индуктивностей).

Рис 4. Внешний вид кроссовера


Кроссовер в данной АС представляет собой типичный фильтр 2 порядка (но почему включение драйверов синфазное!? ладно смотрим дальше…). Твитер подключен через делитель напряжения (R2041/R2051) для согласования чувствительности драйверов.
Акустические измерения драйверов
Отпаиваю кроссовер, провожу измерения АЧХ и импеданса динамиков (при замере АЧХ динамики из корпуса не доставал). На Рис. 6 и 7 приведены АЧХ и импеданс мидбаса, на Рис. 9 и 10 твитера.

Рис. 5. Внешний вид мидбасового динамика

Рис. 6. АЧХ мидбаса


Рис 7. Импеданс мидбаса


Резонансная частота мидбаса равна 60 Гц. На АЧХ идет спад с 2 кГц, что не позволяет выбрать частоту раздела выше 2.5 кГц. В реальности она должна быть даже ниже. «Сшивать» такой динамик с твитером ой как непросто, ввиду высокой резонансной частоты твитера (как правило).

Рис 8. Внешний вид твитера


Рис. 9. АЧХ твитера

Рис. 10. Импеданс твитера

АЧХ твитера приемлемая, если бы не резкий всплеск амплитуды на 15 кГц. Резонансная частота составляет 1.4 кГц, что достаточно высоко, и частота раздела для такого твитера должна быть значительно дальше 1.4 кГц, примерно 3-4 кГц.

Очевидно, что эти динамики невозможно согласовать для получения относительно ровной АЧХ в области от 200 до 20000 Гц и низким коэффициентом нелинейных искажений.

Моделирование и анализ характеристик АС в LspCAD
Импортирую значения измерений в LspCAD для программного моделирования характеристик АС с родным кроссовером. На Рис. 11 представлены смоделированные характеристики АЧХ и ПХ.

Рис 11. Рассчитанные в LspCAD АЧХ и ПХ акустики


Характеристики акустики, схожие с измеренными, получаются при сдвиге акустических центров твитера и мидбаса dZ~23 мм и расстоянии между фактическими центрами dY=120 мм. По рисунку можно установить, что частота раздела полос равна 3.5 кГц, что не является оптимальным для мидбаса.

На Рис. 12 приведен график группового времени задержки (Group Delay)

Рис. 12. Групповое время задержки АС, смоделированное в LspCAD

ГВЗ в области совместного действия драйверов скачет аки бык с матадором, что не лучшим образом сказывается на формировании сцены и эффекта присутствия. Ни о какой когерентности излучения драйверов и речи быть не может.

Но что произойдет, если изменить полярность твитера на корректную (в противофазе)? Смотрим Рис. 13.

Рис. 13. АЧХ акустики при противофазном включении драйверов


Оказывается, что в этом случае на АЧХ возникает сильный провал, и вдобавок конвульсивная ФЧХ. Хитрые китайцы, вместо того, чтобы сделать все по-уму, совместив акустические центры динамиков и выбрав другую частоту раздела, пошли по пути наименьшего зла :). Ну хоть измерили свое творение и выбрали оптимальный вариант.
Выводы
1. Ввиду неудовлетворительных характеристик отнести данную АС к Hi-Fi уровню никак нельзя.
2. Применяемые в акустике динамики невозможно интегрировать друг с другом для получения приемлемых характеристик из-за сильного завала АЧХ мидбаса на допустимой для твитера частоте радела полос.
3. При доработке АС твитер придется заменить на другой, с резонансной частотой ниже 1 кГц.
Что дальше?
На этом, пожалуй, первую часть можно завершить. Что планируется дальше:
1. Подбор и замена твитера на более подходящий из недорогих. Затем моделирование и оптимизация характеристик в LspCAD под новый твитер и кроссовер, и тестовая сборка кроссовера с последующими измерениями.
2. Доработка корпуса для смещения динамиков относительно друг друга (под мидбас будет сделана дополнительная подложка из фанеры, чтобы совместить акустические центры драйверов с учетом ФЧХ фильтров).
3. Расчет и добавление фазоинвертора для повышения отдачи на НЧ и виброизоляция стенок корпуса.

Остальные статьи по теме:
Часть 2
Часть 3

Сделай сам Аудио и видео

Учебники, часто задаваемые вопросы, калькуляторы и примеры


для динамиков, кроссоверов, фильтров,
Электропроводка, домашняя автоматизация, безопасность и многое другое.

Учебные пособия по сборке и тестированию динамиков

Руководства / Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Схема кроссовера и конструкция корпуса динамика

Технологии, установка и подключение телевизионных и развлекательных систем

Монтаж системы охранной сигнализации / охранной сигнализации из структурированной домашней электропроводки.com

  • Компоненты сигнализации — Какие компоненты составляют систему безопасности, от датчиков до клавиатур и главной панели.
  • Планирование сигнализации — Некоторые варианты с примерами выбора того, как использовать доступные «зоны» в панели сигнализации.
  • Проводка с защитой от несанкционированного доступа — Понимание различных методов, которые могут использоваться для обхода тревоги, поможет вам понять некоторые из схем подключения, используемых в системах охранной сигнализации.
  • Подключение аварийной сигнализации — Как подключить различные типы подключенных и не подключенных к электросети с использованием нормально разомкнутых / нормально замкнутых цепей с оконечными резисторами и без них.
  • Пример сигнала тревоги DSC — изображения и схемы подключения всех компонентов, необходимых для подключения системы безопасности DSC Power 864.
  • Программирование сигнализации — Как настроить зоны, коды активации и другие соображения после того, как ваша система охранной сигнализации будет подключена и готова.

Ссылки производителей аудио / видео

Столы пассивного кроссовера

  • 1-й , 2-й и 3-ий таблицы кроссовера Баттерворта, использующие только компоненты E24.
  • 2-й заказ Таблица кроссовера Linkwitz-Riley с использованием только компонентов E24.
Отказ от ответственности

Информация на этом сайте предоставляется бесплатно. Вся информация, представленная на этом веб-сайте предоставляется «КАК ЕСТЬ». Не дается никаких гарантий относительно точности информации или заявки. информации, представленной здесь. Я не беру на себя ответственности или обязательств в отношении точность или актуальность предоставленной информации. Используя, читая или получая доступ к этому веб-сайту, вы соглашаетесь быть пользователем предоставленной информации.Пользователь принимает на себя полную ответственность за вся предоставленная информация. Хотя я стараюсь, чтобы информация на этом сайте была как можно более точной, нет никакой гарантии, что мои справочные материалы или материалы на этом сайте верны. Эта информация предоставляется исключительно в справочных целях! Перечисленная техническая информация здесь только для общих приложений. В случае сомнений всегда обращайтесь за помощью к профессионалу!

Аудио Делитель Частоты DIY Наборы Кроссовер Фильтры Регулируемый Громкоговоритель НЧ динамик Твитер Модуль НЧ-динамика для Автомобиля

Во-первых, мы должны сказать, что ICStation не принимает никаких форм оплаты при доставке.Раньше товары отправлялись после получения информации о заказе и оплаты.

1) Paypal Оплата

PayPal — это безопасная и надежная служба обработки платежей, позволяющая делать покупки в Интернете. PayPal можно использовать на icstation.com для покупки товаров с помощью кредитной карты (Visa, MasterCard, Discover и American Express), дебетовой карты или электронного чека (т. Е. С использованием вашего обычного банковского счета).



Мы проверены PayPal

2) Вест Юнион


Мы знаем, что у некоторых из вас нет учетной записи Paypal.

Но, пожалуйста, расслабься. Вы можете использовать способ оплаты West Union.

Для получения информации о получателе свяжитесь с нами по адресу [email protected]

3) Банковский перевод / банковский перевод / T / T

Банковский перевод / банковский перевод / способы оплаты T / T принимаются для заказов, общая стоимость которых составляет до долларов США 500 . Банк взимает около 60 долларов США за комиссию за перевод, если мы производим оплату указанными способами.(с бесплатным номером отслеживания и платой за страховку доставки)

(2) Время доставки
Время доставки составляет 7-20 рабочих дней в большинство стран; Пожалуйста, просмотрите приведенную ниже таблицу, чтобы точно узнать время доставки к вам.

7-15 рабочих дней в: большинство стран Азии
10-16 рабочих дней в: США, Канаду, Австралию, Великобританию, большинство стран Европы
13-20 рабочих дней в: Германию, Россию
18-25 рабочих дней Кому: Франция, Италия, Испания, Южная Африка
20-45 рабочих дней Куда: Бразилия, большинство стран Южной Америки

2.EMS / DHL / UPS Express

(1) Стоимость доставки: Бесплатно для заказа, который соответствует следующим требованиям
Общая стоимость заказа> = 200 долларов США или Общий вес заказа> = 2,2 кг

Когда заказ соответствует одному из вышеуказанных требований, он будет отправлен БЕСПЛАТНО через EMS / DHL / UPS Express в указанную ниже страну.
Азия: Япония, Южная Корея, Монголия. Малайзия, Сингапур, Таиланд, Вьетнам, Камбоджа, Индонезия, Филиппины
Океания: Австралия, Новая Зеландия, Папуа-Новая Гвинея
Европа и Америка: Бельгия, Великобритания, Дания, Финляндия, Греция, Ирландия, Италия, Люксембург, Мальта, Норвегия, Португалия, Швейцария, Германия, Швеция, Франция, Испания, США, Австрия, Канада
Примечание. Стоимость доставки в другие страны, пожалуйста, обращайтесь в orders @ ICStation.com

(2) Время доставки
Время доставки составляет 3-5 рабочих дней (около 1 недели) в большинство стран.

Поскольку посылка будет возвращена отправителю, если она не была подписана получателем в течение 2-3 дней (DHL), 1 недели (EMS) или 2 недель (заказное письмо), обратите внимание на время прибытия. пакета.

Примечание:

1) Адреса АПО и абонентских ящиков

Мы настоятельно рекомендуем вам указать физический адрес для доставки заказа.

Потому что DHL и FedEx не могут доставлять товары по адресам APO или PO BOX.

2) Контактный телефон

Контактный телефон получателя требуется агентству экспресс-доставки для доставки посылки. Сообщите нам свой последний номер телефона.


3. Примечание
1) Время доставки смешанных заказов с товарами с разным статусом доставки следует рассчитывать с использованием самого длинного из перечисленных ориентировочных сроков.
2) Напоминание о китайских праздниках: во время ежегодных китайских праздников могут быть затронуты услуги определенных поставщиков и перевозчиков, а доставка заказов, размещенных примерно в следующее время, может быть отложена на 3–7 дней: китайский Новый год; Национальный день Китая и т. Д.
3) Как только ваш заказ будет отправлен, вы получите уведомление по электронной почте от icstation.com
4) Отследите заказ, который с номером отслеживания по ссылкам ниже:

DIY Speaker Pages Пола Кармоди

Гораздо более важной проблемой, которую нужно было решить, была крикливость между 1 и 2 K.(Тот, кто сказал, что мы можем заметить разницу в 1 дБ в этой области, не шутил!) Регулируя индуктор на нижних частотах в течение нескольких дней, слушая много-много музыки, я, наконец, настроил его на очень «приятный» звук. Я действительно сосредоточился на средних частотах и ​​хотел, чтобы они звучали правильно в джазе и акустической музыке; Во время озвучивания я в основном оставлял музыку с тяжелыми басами вне ротации, потому что я обнаружил, что это отвлекает меня от моей цели.

Прослушивание

В конце концов, я действительно удивлен, что колонки, приставленные к стене, могут звучать настолько объемно.Они также хорошо работают в качестве колонок для домашнего кинотеатра, что мы с женой обнаружили, когда в последнее время смотрели на них много фильмов о монстрах. Они не предлагают много низкого уровня, и они даже не подделывают его. Однако, начиная примерно с 80 Гц, эти динамики пугающе точны. Рок-музыку, вероятно, будет не так интересно слушать через некоторое время, но любой вид джаза, классики или взрослой современной музыки подойдет.

Рискуя прозвучать как рецензент-аудиофил, пока я слушал «Speaking of Now» Пэта Метени, я действительно мог закрыть глаза и определить расположение всех инструментов в трехмерном пространстве передо мной! Нет, я не шучу.И я играл живую музыку (с живыми, дышащими музыкантами) последние 15 лет, так что делайте из этого что хотите.

Честно говоря, я не знаю, что происходит за волшебство, которое заставляет этих ораторов говорить так четко. Возможно, дело в металлических шишках. Я также склонен думать, что это связано с чрезвычайно точным выравниванием фазы в диапазоне 1000-6000 Гц, которое охватывает точку кроссовера, а также является областью, где мы склонны улавливать множество сигналов изображения.

Так что расскажите мне о моих инженерных методологиях, но я рекомендую вам позволить вашим ушам быть судьей.Я полагаю, что это называется «Сделай сам» по какой-то причине: я сам создаю колонки, которые мне нравится слушать.

-Paul Carmody

Завершенные версии других мастеров-изготовителей

Фильтр кроссовера для колонок оптом — Купить дешево оптом у китайских поставщиков с купоном

Доступный кроссовер-фильтр для динамиков на продажу

4 5 5 отзывов + Больше

Не можете найти кроссовер фильтр для колонок по самой лучшей цене? К счастью, у вас есть DHgate! Вы найдете продукты лучшего качества из нашего широчайшего выбора.Первоклассное качество 68 предметов, которые вы можете проверить. Бестселлер онлайн-эхо-динамик от лучших поставщиков в каждой категории. Вы можете приобрести то, о чем так долго мечтали — Не переставайте побаловать себя богатой коллекцией высококачественных свежих динамиков на DHgate.com по экономичным ценам. Начать сейчас!

Мы обеспечиваем вашу безопасность и удобство быстрой и бесперебойной доставкой. Мы также предоставляем качественный эхо-динамик. Круглосуточная поддержка клиентов без выходных для приятного шоппинга.Почувствуйте разницу, заказав эхо-динамик в наших магазинах, и мы обещаем, что у вас будет что рассказать, потому что мы сделали все возможное, чтобы удовлетворить ваши потребности. Забудьте о хлопотах повсюду искать замену динамиков, потому что DHgate упростил вам задачу, связав вас с поставщиками продуктов с самым высоким рейтингом из ближнего и дальнего зарубежья. Искать доступные и модные твитеры для динамиков на Dhgate очень просто, так как вы попали в нужное место. Покупайте полный ассортимент динамиков на нашей платформе по ценам, которые вы никогда не увидите.

DHgate предлагает различные товары от усилители, чтобы показать вам нужный продукт из их большого ассортимента. Мы также предоставляем бесплатную доставку, что весьма впечатляет. Почему бы не взять кусочек невероятного кроссоверного фильтра динамиков? Взгляните на качество цены этого продукта прямо сейчас! Среди всех наших товаров, что касается кроссовера для динамиков, есть много товаров, которые имеют бесплатную доставку и отличные скидки. На этот раз мы представили вам различные типы кроссоверных фильтров, каждый из которых отличается великолепным качеством и доступной ценой.Иногда бывает сложно найти желаемое место для шоппинга}. Вот почему DHgate предлагает для вас самые разные товары по доступным ценам и с отличным опытом покупок.

Лучший кроссоверный фильтр для колонок, лучшие цены!

+ Больше

Получите качественный кроссоверный фильтр для динамиков, не выходя из дома! Получите эхо-динамик и супер-динамик из нашей постоянно обновляемой коллекции, которую предлагают вам ведущие китайские магазины. Предлагаем замену акустической системы на лучшую по оптовым ценам; не говоря уже о нашем быстрорастущем ассортименте из 68 элементов кроссоверного фильтра! Теперь вам пора щелкнуть мышкой и начать просматривать богатый ассортимент Усилители на DHgate.

3-сторонняя оптимизация — DIY-loudspeakers.com

Детали

ПРОТОКОЛ ПРОЕКТИРОВАНИЯ: ЧАСТЬ 3h, КРОССОВЕРЫ — ЦЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ И 3-ХОДОВЫЕ ДИНАМИКИ

До сих пор мы имели дело только с 2-полосными динамиками: мы не представили полосовой фильтр ни недорогой, ни дорогой категории. Кроме того, мы еще не обсуждали возможность, предлагаемую несколькими приложениями моделирования, чтобы принять целевую кривую и запустить цикл оптимизации, чтобы получить оптимальные значения компонентов кроссовера.Пользователь должен установить значения запуска для компонентов фильтра и описать целевую кривую SPL в математическом смысле (что довольно просто в программной среде).

Мы решили разработать трехполосный проект с 10-дюймовым фокальным кевларовым вуфером, старым 5-дюймовым среднечастотным динамиком от Audax и старым твитером Scanspeak. Для начала мы взяли на вооружение схему фильтров 4-го порядка.

Используемая нами топология полосового фильтра проиллюстрирована ниже:

Он использует 4 подсхемы LC для достижения спада 4-го порядка с обеих сторон его характеристики усиления: он может дать нам 4 * 6 = 24 дБ / октаву в качестве комбинации фильтра высоких и низких частот.Он также содержит RC-подсхему коррекции импеданса, подключенную параллельно к шумоподавителю (или среднечастотному динамику).

Вообще говоря, 3-полосные кроссоверные сети должны объединять три независимых драйвера, и поэтому для акустических ветвей необходимо достичь высоких значений SPL. Другими словами, для трехполосных громкоговорителей обычно требуется схема кроссовера 4-го порядка. Верно также и то, что во многих случаях не всем фильтрам нужны все их компоненты. Всякий раз, когда драйвер демонстрирует естественный отклик SPL со скоростью спада 6 дБ в диапазоне частот, соответствующий фильтр должен быть только 3-го порядка для акустической ветви 4-го порядка.Таким образом, мы получаем меньше индуктора и / или конденсатора.

Если требуется менее дорогой полосовой фильтр, мы можем использовать схему 2-го порядка, как показано ниже:

Снова включена подсхема коррекции импеданса RC.

А теперь вернемся к вопросу об автоматической оптимизации компонентов кроссовера, предоставляемой программным обеспечением для проектирования. Излишне говорить, что все импедансы драйверов и характеристики звукового давления должны быть импортированы в наше программное обеспечение в виде файлов измерений (обычно текстовых) перед любыми дальнейшими шагами.Как описано ранее, фазовые характеристики лучше корректировать с помощью общей временной задержки: мы предложили задержку «траектории полета» твитера.

Нотация

Calsod будет использоваться во всем остальном тексте; аналогичные обозначения используются в современном программном обеспечении.

Все три фильтра необходимо описать как компоненты RES, CAP и IND, подключенные к узлам схемы, устанавливая топологии, которые мы представили. Затем мы запускаем наше программное обеспечение, изолируя каждый драйвер вместе с его параллельной схемой коррекции импеданса RC, ища наилучшие значения R и C.Мы делаем это для всех трех драйверов и фиксируем соответствующие значения компонентов RC, которые будут использоваться до конца процесса проектирования.

Мы не можем ожидать, что наше программное обеспечение перейдет к оптимизации фильтра без начальных (или запускаемых) значений компонентов, введенных пользователем. Значения запуска являются серьезной проблемой, как будет объяснено ниже.

Нам бы хотелось, чтобы точка -6 дБ, в которой пересекаются друг с другом характеристики УЗД акустической ветви ВЧ и СЧ, была на уровне 3500 Гц, что является хорошей целью для частоты кроссовера.Поэтому мы хотим, чтобы частота среза HF-ветви (-3 дБ) была где-то на уровне 4000 Гц. Мы используем следующие значения запуска для фильтра верхних частот 4-го порядка:

Мы использовали значения RC для выравнивания импеданса, которые лучше всего подходят для нашего твитера Scanspeak. Для обычных высокочастотных динамиков с камерами требуются аналогичные значения RC.

Затем мы описываем наш целевой уровень звукового давления для акустической ВЧ ветви так, чтобы наше программное обеспечение могло это понять. Мы описываем этот целевой уровень звукового давления как «высокочастотную систему 4-го порядка семейства Баттервортов».Существует много семейств систем 4-го порядка: Баттерворта, Бесселя-Чебышева, Лаверна Террас, Линквица-Райли и т. Д. Все системы четвертого порядка демонстрируют скорость спада 24 дБ / октаву. Все они имеют незначительные различия в своей форме в области частоты среза. Мы выбрали семейство Баттерворт по причинам, которые не могут быть обсуждены в этом руководстве.

На следующем рисунке показаны как ВЧ-цель Баттерворта 4-го порядка (желтая пунктирная кривая), так и смоделированная акустическая ветвь ВЧ (зеленая сплошная кривая), сформированная твитером Scanspeak и фильтром верхних частот с нашими начальными значениями.Неплохо для значений наших «предположительных» компонентов.

Мы даем нашей программе указание запустить несколько раз, изменяя значения этих компонентов (кроме подсхемы выравнивания импеданса RC-цепочки), пока не будет достигнуто лучшее совпадение между этими двумя кривыми. Это так называемая процедура оптимизации, которая ищет те значения компонентов, которые минимизируют «ошибку» (среднюю разницу) между смоделированным ответом SPL на акустической ветви и целью пользователя. Чаще всего эта автоматическая процедура «сходится» к «решению».Если наши значения запуска неуместны или наша математическая цель невыполнима, программа в конечном итоге предложит «решение», дающее плохое соответствие между этими кривыми.

Такой сбой легко обрабатывается: мы резко меняем значения запуска, и если плохое совпадение сохраняется, мы меняем топологию фильтра. Излишне говорить, что целевые скорости (порядок) спада отклика должны соответствовать порядку схемы фильтра, объединенному с присущим драйверу спадом. Мы не можем требовать 24 дБ / окт. скорость спада с использованием топологии фильтра 3-го порядка и громкоговорителя, у которого нет спада, который можно предложить на целевой частоте среза.

В аналогичном смысле мы не можем требовать, чтобы целевой ответ SPL достиг плоского значения 90 дБ при использовании чувствительности громкоговорителя 89 дБ.

В нашем случае оптимизированная акустическая ветвь дала очень хорошее совпадение, как показано ниже:

Оптимизированные значения компонентов следующие:

HPF: R1 = 1R2, C1 = 5,20 мкФ, L1 = 0,15 мГн, C2 = 6,10 мкФ, L2 = 0,68 мГн (Ro = 5R6 / Co = 1,5 мкФ).

Конечно, некоторые из этих значений недоступны в качестве стоимости запасов E12 и должны быть либо усечены до стоимости запасов, либо реализованы посредством комбинации стоимостей запасов.В топологиях высокого порядка усечение до стандартного значения почти всегда резко меняет реакцию фильтра и, таким образом, ставит под угрозу процесс оптимизации. Поэтому в фильтрах высокого порядка приходится использовать второе решение, увеличивающее стоимость кроссовера.

Прямо сейчас у нас есть только частичная оптимизация сети кроссовера, сфокусированная на одной акустической ветви. Таким образом, прежде чем принимать какие-либо окончательные решения, нам лучше дождаться общей оптимизации динамика, которая может изменить эти значения.

Переходим к акустической ветви MF.Мы хотим, чтобы точки -6 дБ, в которых ответ звукового давления акустической ветви СЧ должен приблизительно пересекать ВЧ и НЧ ветви, составляли 3500 Гц и 350 Гц соответственно. Поэтому мы хотим, чтобы ветвь MF имела частоты среза (-3 дБ) где-то на 3100 Гц и 400 Гц. Мы используем следующие значения запуска для полосового фильтра 4-го порядка:

Мы использовали значения RC для выравнивания импеданса, которые лучше всего подходят для нашего 5-дюймового среднечастотного динамика Audax. Для типичных среднечастотных громкоговорителей одинакового диаметра требуются аналогичные значения RC.

Затем мы описываем наш целевой уровень звукового давления для акустической ветви MF как «симметричную полосовую систему 4-го порядка семейства Баттерворта». Опять же, у нас есть много семейств систем 4-го порядка, которые все демонстрируют скорость спада 24 дБ / октаву. Опять же, они имеют небольшие отличия в своей форме вокруг частоты среза. На следующем рисунке показаны как цель Баттерворта СЧ 4-го порядка (желтая пунктирная кривая), так и смоделированная акустическая ветвь СЧ (зеленая сплошная кривая), сформированные среднечастотным драйвером Audax и полосовым фильтром, имеющими наши начальные значения…

По-видимому, начальные значения этого фильтра — отличный выбор для шумоглушителей малого диаметра. Как и прежде, следующим шагом будет запрос на оптимизацию компонентов, что приводит к следующему «решению»:

Оптимизированные компоненты фильтра, которые обеспечивают превосходное соответствие, перечислены ниже:

BPF: R1 = 1R5, C1 = 163 мкФ, L1 = 0,15 мГн, C2 = 39 мкФ, L2 = 0,68 мГн, C3 = 33 мкФ, L3 = 0 мГн (!), C4 = 7,7 мкФ, L4 = 3,20 мГн, (Ro = 10R /Co=6.8uF).

Оптимизация нашего программного обеспечения предписывает нам убрать дроссель L3 в этой реализации фильтра! Это связано с тем, что среднечастотный громкоговоритель уже обеспечивает небольшую скорость спада около 4000 Гц, что позволяет уменьшить фильтр.

Перед тем, как перейти к акустической ветви НЧ, мы тестируем сложное суммирование откликов СЧ и ВЧ SPL, прося наше программное обеспечение построить общий отклик SPL этих двух акустических ветвей. Если мы получаем почти плоскую кривую SPL в диапазоне частот кроссовера, то продолжаем. В противном случае, если суммированная кривая показывает сильный «нуль» (провал или выемка), мы инвертируем полярность твитера. Обычно это выравнивает кривую отклика SPL.

Если в другом случае провал SPL вокруг частоты кроссовера умеренный, мы смещаем частоту среза одной из акустических ветвей.Лучше быть ветвью HF, для которой частота среза лучше контролируется путем простых изменений в компонентах фильтра верхних частот.

Теперь давайте посмотрим, что мы можем сделать с нашим фильтром нижних частот и соответствующей акустической ветвью НЧ. Вообще говоря, управление формой звукового давления акустической ветви LF является наиболее сложной задачей при проектировании кроссовера в проектах с 3-полосными акустическими системами. Частота среза фильтра нижних частот должна быть достаточно низкой (в большинстве случаев менее 400 Гц). Это приводит к очень высоким значениям необходимой индуктивности и емкости.Кроме того, импеданс низкочастотных динамиков большого диаметра все еще очень сложен на частотах 200–300 Гц, что, как оказалось, является обузой для фильтра нижних частот. Самая высокая частота среза, которую мы выбираем, дает лучшую производительность, которую мы получаем от схемы LPF.

Мы представляем стартовые значения компонентов LPF на следующем рисунке:

Как и раньше, мы использовали значения RC оптимизированной подсхемы выравнивания импеданса, которые лучше всего подходят для нашего 10-дюймового низкочастотного динамика Focal. Эти значения сильно коррелируют с диаметром звуковой катушки и, в конечном итоге, с диаметром самого низкочастотного динамика.В 8-дюймовых вуферах нужно искать разные значения с самого начала. Однако в конфигурации с одним низкочастотным динамиком мы редко выбираем 8-дюймовый низкочастотный динамик для проекта трехполосных динамиков.

Как и раньше, наш целевой уровень звукового давления для акустической ветви НЧ был установлен на «систему нижних частот 4-го порядка из семейства Баттерворта». Потери звукового давления из-за дифракционной ступеньки не позволяют нам поставить целевой уровень чувствительности на 90 дБ. Мы должны использовать более низкое значение (87 дБ), что кажется вполне приемлемым для нашего 10-дюймового вуфера на очень низких частотах.График этой целевой кривой и смоделированный отклик SPL ветви LF со значениями запуска наших компонентов выглядит следующим образом:

Запуск алгоритма оптимизации CALSOD снова приводит к очень хорошему «решению»:

Оптимизированные значения компонентов предполагают удаление второго конденсатора:

LPF: C1 = 150 мкФ, L1 = 5 мГн, C2 = 1 мкФ, L2 = 3,3 мГн, (Ro = 6R8 / Co = 44 мкФ). Нередко получается фильтр нижних частот 3-го порядка.

Если оптимизированные значения конденсаторов не могут быть округлены до ближайших стандартных значений E12, нам придется объединить несколько конденсаторов.В противном случае произойдет значительное отклонение отклика SPL. Это цена, которую мы платим за использование топологий фильтров высокого порядка, которые очень чувствительны к изменениям значений компонентов. Катушки индуктивности можно заказать по индивидуальной цене, поэтому они не доставят нам никаких проблем.

Наш последний шаг — проверить суммирование всех акустических ветвей, т.е. общий отклик динамика SPL!
В нашем случае сильный провал возник в районе частоты кроссовера 350 Гц между НЧ и СЧ акустическими ветвями.Инверсия полярности СЧ Audax решила проблему. Чтобы сохранить соотношение фаз между среднечастотным динамиком и драйверами твитера, которое мы установили на предыдущем этапе проектирования, мы снова изменили полярность твитера:

Низкочастотный динамик — Средние частоты — Полярность твитера -> положительный — отрицательный — положительный.

Наконец-то доступен график общего отклика SPL:

Надеюсь, это была последняя часть конструкции кроссовера для нашего примера трехполосной акустической системы.

Детали
Опубликовано: 01.08.2014 06:34
Просмотров: 13073

PassDiy

Легенда об EL PIPE-O

Кент Английский

Введение

Большинство низкочастотных динамиков просто не воспроизводят самую низкую октаву. Вы читаете спецификации, в которых говорится «полезный отклик: 20 Гц — 20 кГц», и знаете, что часть 20 Гц является дико оптимистичной.Достижение очень низких частот при разумных уровнях мощности — непростая задача; акустический импеданс диффузора динамика уменьшается пропорционально квадрату частоты. На практике низкочастотные динамики и их корпуса должны быть очень большими, чтобы правильно воспроизводить самые низкие октавы. Даже когда вы выполняете компенсацию с помощью выравнивания частоты и большей мощности усилителя, производительность ухудшается, поскольку вы достигаете пределов отклонения и управляемой мощности небольшого диффузора в маленькой коробке.

Давайте смотреть правде в глаза.Размер имеет значение.

Это сага об El Pipe-O, приключении в сверхсовременной конструкции сабвуфера. Название El Pipe-O произошло из-за его поразительного сходства с легендарным курительным устройством, принадлежавшим одному из соседей Пасса по комнате в колледже, которое было объектом поклонения небольшой секты.

El Pipe-O состоит из очень больших вуферов, соединенных с большими цилиндрическими линиями передачи. Цель состоит в том, чтобы получить хороший мощный отклик до 20 Гц на уровнях, при которых комната начинает дребезжать перед громкоговорителем.

Корпуса с фазоинвертором

Подвешенные эластичным материалом диффузоры НЧ-динамика имеют естественную основную резонансную частоту, на которой движение резко увеличивается, а ниже которой отклик резко падает. Многие корпуса НЧ-динамиков пытаются создать своего рода встречный резонанс, который

НЧ-динамик отражает движение диффузора, и здесь мы видим сравнение между импедансом НЧ-динамика в свободном воздухе и его сопротивлением в настроенном корпусе с фазоинвертором.

Сыпь мечты

Линия передачи — это другой подход к достижению аналогичного эффекта. В любом объекте в форме трубки, закрытом с одного конца, резонанс возникает на частоте, на которой длина волны в четыре раза больше длины трубки. Этот эффект используется во многих музыкальных инструментах, особенно в органе.

Длина волны частоты — это скорость распространения волны, деленная на частоту. Для звука, проходящего через воздух, эта скорость составляет примерно 1100 футов в секунду.На частоте 20 Гц длина волны составляет около 55 футов, и именно здесь будет резонировать 14-футовая трубка.

С громкоговорителем, установленным на одном конце трубки, по существу закрывающим этот конец, масса и эластичность воздуха в трубке будут вызывать предпочтительную частоту, когда длина трубки составляет 1⁄4 длины волны. На рисунке 2 мы видим, что на этой частоте давление и движение воздуха составляют 90 градусов

кажущийся объем корпуса фазоинвертора и длина корпуса линии передачи.Выбор плотности этого материала часто оставляется на усмотрение конструктора, который в инструкции «Набить по вкусу».

Как и в случае с рогами, лучшая линия передачи — прямая, без изгибов. Изгибы ухудшают эффект, но часто не настолько, чтобы бесполезны. Было спроектировано довольно много линий передачи, в которых есть изгибы, чтобы уместить их в разумном пространстве. На рисунке 4 показана пара примеров. Они работают хорошо, демонстрируя лишь незначительные компромиссы.Наша любимая конфигурация — это когда тыловая волна выходит сзади у пола. В этом случае пол добавляет некоторую акустическую нагрузку для большей мощности, а отверстие направлено в сторону от слушателя и находится на некотором расстоянии от передней части сабвуфера. Такой подход сводит к минимуму взаимодействие между передней и задней волнами низкочастотного динамика на более высоких частотах, а также эффективно увеличивает длину линии.

Однако El Pipe-O будет прямой вертикальной трубкой с низкочастотным динамиком (-ами) внизу и открытым концом трубы вверху.Он не поместится в комнате для прослушивания высотой 8 футов.

Введите Sonotube

Конечно, мы можем построить нашу линию электропередачи любым способом из дерева, или из этих гигантских пластиковых труб ливневого водостока, или даже из этих чудовищных бетонных канализационных труб. Возможно, где-то на аляскинском трубопроводе есть один счастливый аудиофил, но мы сделаем это легким путем; с сонотрубками.

используется для подавления этого неконтролируемого движения и превращения его в усиление басов из динамика.Два самых популярных подхода — это фазоинвертор и линия передачи.

В корпусе фазоинвертора низкочастотный динамик установлен в коробке с определенным внутренним объемом и отверстием наружу. Любая коробка с отверстием имеет свой собственный акустический резонанс, известный как резонанс Гельмгольца, который вы испытываете, когда дуетесь в отверстие пивной бутылки. Варьируя громкость коробки или размер отверстия (называемого портом), вы регулируете частоту резонанса, и вы можете настроить ее на ту же частоту, что и резонанс низкочастотного динамика.

Когда резонанс коробки совпадает с резонансом низкочастотного динамика, вы получаете интересный эффект: низкочастотный динамик испытывает акустическую нагрузку, которая гасит его неконтролируемое движение, а порт обеспечивает дополнительный акустический выход во внешний мир. Производительность улучшается, потому что диффузор меньше перемещается, а выходная мощность увеличивается на самых низких частотах. Это можно увидеть на кривых импеданса на рисунке 1. Импеданс

не совпадают по фазе друг с другом, так что высокое давление возникает на закрытом конце, где движение не благоприятствует, и большое движение воздуха происходит на открытом конце, где он может легко течь наружу, и никакая стена не способствует нарастанию давления воздуха.

Этот резонанс аналогичен резонансу фазоинвертора и имеет аналогичный эффект. На рис. 3 показано полное сопротивление низкочастотного динамика на открытом воздухе и в трубке линии передачи, настроенной на резонансную частоту. Как и фазоинвертор, линия передачи гасит резонансное движение диффузора, но делает это с более низкой «Q» или резкостью, так что вы, как правило, получаете одиночный выступ вместо двойного выступа, показанного на Рисунке 1. Как и в случае с фазоинвертором, выход из отверстия передает больше акустической энергии в комнату, увеличивая отклик и мощность на самых низких частотах.

Лично мы предпочитаем качественную линию передачи, а не фазоинвертор. Бас более плотный и менее гулкий, он также имеет тенденцию расширяться. Частично этот эффект возникает из-за фактического снижения резонансной частоты низкочастотного динамика из-за дополнительной воздушной массы, которую он должен протолкнуть в трубу.

Вы можете отрегулировать «Q» или резкость корпуса фазоинвертора и линии передачи, набив их шерстью, дакроном или стекловолокном. Чем больше волокнистого материала вы положите в них, тем более затухающий эффект будет.Резистивные материалы этого типа также имеют тенденцию к увеличению

Сонотрубки — это сверхмощные трубки картонного типа, используемые для заливки бетона в колонны. Они доступны в различных диаметрах и длинах и обычно доступны в крупных городах. Обычно мы покупаем их в магазинах White Cap, и мы играли с диаметрами 8 дюймов, 14 дюймов и 24 дюймов. Мы покупаем их длиной 12 футов, и обычно в магазине они обрезаются до нужной длины. Если нет, то их легко разрезать сабельной пилой.Ах да, и они довольно дешевые.

Поскольку они имеют цилиндрическую форму, трубки очень прочные, как яйца, для давления, равного по окружности трубки, которое они испытывают в линии передачи. Кроме того, волокнистый материал, из которого изготовлены стены, плотный и довольно глухой с точки зрения акустики, что делает их хорошим выбором.

Для этого проекта мы купили пару сонотрубок длиной 12 футов и диаметром 24 дюйма.

Низкочастотные динамики

Если вы читали каталог MCM (www.mcmelectronics.com), значит, вы их наверняка видели. Деталь # 55-1835, 21-дюймовый профессиональный низкочастотный динамик. Восемь Ом, 96 дБ на 1 Вт, резонанс 25 Гц, среднеквадратичное значение 200 Вт, пиковое значение 800 Вт. Цена: 395 долларов.

Пасс не выдержал и купил четыре штуки. Пару лет они сидели в коробках, пока мы не решили сделать El Pipe-O. Фактически, Эль Пайп-О был предлогом, чтобы их израсходовать. Они выглядят как копии большого вуфера Focal, но качество изготовления не такое высокое.Если вы покупаете их, мы рекомендуем вам сразу же проверить их на предмет рассогласования звуковой катушки. Вы можете сделать это, накачав их низкочастотным сигналом, прислушиваясь к царапинам.

Строительство

Мы решили использовать по два низкочастотных динамика с каждой стороны, чтобы максимально увеличить площадь поверхности диффузора и мощность каждого динамика. Коробки были изготовлены из МДФ, так что вуферы были установлены по соседним сторонам, а звуковые трубки были вставлены сверху и опирались на пол

Введение

коробки, причем сонотрубки были усечены под углом, который обеспечивал хорошее отверстие между трубкой и коробкой.

На рисунках с 5 по 10 показаны детали конструкции и размеры ящиков и разрезов. Уместны обычные методы изготовления громкоговорителей, в том числе использование крепежных и уплотнительных материалов.

Из-за размера и веса динамиков окончательная сборка была произведена на том месте, где они должны были использоваться. Трубки были установлены и приклеены на

.

проем коробки и на дне коробки, а вокруг стыка коробки и трубки был использован силиконовый герметик.НЧ-динамики были подключены параллельно, чтобы сформировать нагрузку 4 Ом на каждый канал. Коробка была неплотно заполнена дакроном перед установкой низкочастотных динамиков, и низкочастотные динамики были установлены с помощью болтов и герметиков для струн.

Наконец, сами пробирки были заполнены 20 фунтами дакрона каждая. На рисунках 11 и 12 представлены фотографии готовых динамиков.

Производительность

На рисунке 13 показана кривая отклика в ближнем поле драйверов без эквалайзера или фильтров кроссовера при 1 Вт (2.83 вольта). На рисунке 14 показана кривая отклика El Pipe-O на расстоянии 1 метра, где можно начать наблюдать комнатные эффекты. Обе кривые откалиброваны так, что 0 соответствует уровню 100 дБ.

Как и у многих больших вуферов, кривая отклика простирается на более высокие частоты нерегулярно и с сомнительной переходной характеристикой. Также на кривых видна необходимость некоторой эквализации, чтобы сделать низкочастотный динамик действительно ровным до 20 Гц. Нет проблем, мы просто сделаем кроссовер, который удовлетворяет обоим требованиям.

Используя Pass XVR1, мы настроили, измерили и прослушали большое количество возможных кроссоверных фильтров; варьируя частоту, крутизну и добротность. В конечном итоге мы остановились на 2-полюсном фильтре нижних частот с частотой 22 Гц как лучший компромисс для звучания. На рисунке 15 показана характеристика ближнего поля без фильтра, однополюсный фильтр нижних частот (6 дБ / октава) на частоте 22 Гц и двухполюсный фильтр нижних частот (12 дБ / октава), который мы в итоге использовали. На рисунке 16 показан отклик на расстоянии 1 метр. Обратите внимание, что активная фильтрация не изменяет чувствительность громкоговорителя, которая составляет примерно от 85 до 103 дБ / ватт.

Комната для прослушивания Пасс имеет размеры 30 футов на 30 футов с потолком 14 футов в центре. Высота El Pipe-O в 12 футов означает, что мы не могли играть с угловым размещением, и мы разместили динамики на расстоянии нескольких футов, сразу за тем местом, где обычно должны быть размещены динамики, и оставив пространство примерно в 2 фута между отверстиями для труб. и потолок.

Конечный результат (нижняя кривая) составляет около + -3B

.

Введение

в комнате от примерно 13 Гц до 75 Гц, и он уходит достаточно быстро на более высоких частотах, чтобы не быть неприятным.Мы оценили производительность в системах с «полнодиапазонным» динамиком Fostex 204, TAD1101 с Raven R2 наверху и (со временем) довольно широкой выборкой обычных динамиков, ни одна из которых не имела особенно сильных нижних частот.

Очень важным фактором является качество перехода от сабвуфера к обычному вуферу; фаза и амплитуда смешанного отклика должны быть плавными, иначе он может звучать ужасно. Если это не так, бас может стать очень гулким на пиках или потерять частоту, разрушающую атаку.

К счастью, El Pipe-O «хорошо сочетается с другими», если между большими вуферами и высокочастотными драйверами не слишком большое расстояние. Мы обнаружили, что размещение основных динамиков непосредственно перед линиями передачи работает лучше всего.

Активный кроссовер

На рисунке 17 показана активная схема типа операционного усилителя, которая обеспечивает характеристику фильтра кроссовера, который мы использовали, а именно двухполюсный фильтр нижних частот с частотой 22 Гц. Допуски совсем не критичны, и подойдет любая обычная высококачественная схема усиления.

около 20 Гц.

Саундтреки к фильмам — хороший источник такого рода вещей: Парк Юрского периода или Дракула. Темная сторона луны Pink Floyd. Вы знаете, о каких записях идет речь.

Забавные вещи случаются, когда ваши динамики имеют плоскую частоту 13 Гц. Вы должны быть осторожны с тонармом, окнами, соседями и кишечником. После того, как мы запустили систему, мы потратили около часа на то, чтобы обойти комнату, откручивая или иным образом переставляя безделушки, стеллажи, мебель и окна, которые начали дребезжать.После этого мы позвонили нашим друзьям и устроили небольшую вечеринку. И другой.

Праздник

Первые сеансы прослушивания проводились с усилителями мощностью 100 Вт. Конечно, что-то вроде El Pipe-O требует монстров-усилителей, поэтому мы приобрели Pass X1000, который может обеспечить пиковую мощность около 4000 Вт (на канал) на 4 Ом. Повод для их поджигания потребовал проведения другой вечеринки, во время которой мы выпили много Каберне, а затем решили проверить требования производителя низкочастотных динамиков к мощности.

Эти утверждения были довольно точными при пиковой мощности 800 Вт

.

В соединительной муфте мы поместили пластиковую решетку, используемую в осветительных приборах лифтов, чтобы дакрон не упал на диффузоры вуфера. Лампы были набиты одинаково, и мы использовали один и тот же кроссоверный фильтр.

На рисунке 22 показан выходной сигнал в ближней зоне одиночного низкочастотного динамика без фильтров, который на самом деле оказался немного более плоским, чем модели с двумя динамиками. Выйдя в комнату на два метра, мы получим рисунок 23, а применив фильтр, мы получим рисунок 24.Отмечая различия между версиями с двумя и одиночными НЧ-динамиками, мы видим, что одиночный НЧ-динамик дает более ровный отклик на частотах выше 20 Гц, но падает быстрее ниже 20 Гц. Тем не менее, в диапазоне от 20 до 80 Гц он дает приличные + -2 дБ.

Восстановленная версия звучала примерно так же хорошо, как и оригинал, и, вероятно, дает более плавный переход к другим динамикам. У него не такая же мощность и не такая низкая мощность, но, по нашему мнению, в итоге получился более элегантный результат.

Вывод

Если не считать огромных усилий, это был удивительно простой проект. Сонотрубки создают отличные линии передачи, а вертикальный подход от пола к потолку прост и эффективен. Они могут быть высокими, но след небольшой, и, возможно, ваша жена позволит вам оставить их, если вы правильно их обработаете. Если у вас 8-футовый потолок, вы можете сделать два из 12-футового куска диаметром 8 дюймов и получить приличные 8-дюймовые вуферы, резонирующие на частоте около 40 Гц.Тогда вы тоже можете начать устраивать вечеринки.

Пассивно-активный кроссовер

На рисунке 18 показана «пассивная» схема, которая предназначена для размещения на выходе усилителя, управляющего основными динамиками, который фильтрует и ослабляет этот сигнал для подачи на усилитель (усилители), управляющий El Pipe-O. Как и в случае с активным фильтром, допуски и тому подобное не особенно критичны, но обратите внимание, что эта схема не предназначена для управления усилителем с симметричными выходами, где оба выходных соединения находятся под напряжением.Предполагается, что соединение усилителя (-) находится на земле, а также предполагается, что земля управляющего усилителя и земля басового усилителя имеют одинаковые потенциалы (как правило, они есть). Если вы хотите построить только одну трубу El Pipe-O для обоих каналов, вы можете дать каждому из двух вуферов свой собственный кроссовер и усилитель, или вы можете смешивать входы на входе кроссовера, давая каждому каналу свой собственный входной резистор с удвоенным сопротивлением. значение сопротивления показано на рисунке 18.

Звук

Ну конечно это лучшая часть.Сначала вы должны просмотреть свою коллекцию пластинок в поисках материала, который настолько низок. Многие хорошо звучащие музыкальные произведения не опускаются ниже 40 Гц или около того, и если вы послушаете этот материал, у вас не сложится впечатление, что происходит что-то особенное.

Это хорошо, потому что мы не хотели, чтобы оратор устраивал уродливое шоу со спецэффектами там, где это нежелательно; мы хотим нейтрального и бесшовного звучания верхних басов. Нет, мы хотели, чтобы шоу уродов закончилось

каждый, а в конце мероприятия у нас осталось два низкочастотных динамика.

Реконструкция

Вместо того, чтобы тратить еще 800 долларов на низкочастотные динамики, мы решили попробовать одиночные низкочастотные динамики на каждой стороне, поэтому мы разобрали лампы и перенастроили их как 10-футовые лампы с низкочастотным динамиком внизу. Мы сделали красивую цилиндрическую муфту из МДФ, чтобы соединить низкочастотный динамик с трубкой (рис. 19), и поместили их на магнит низкочастотного динамика на гранитных блоках (рис. 20 и 21). На вершине

Создание динамика своими руками: дизайн кроссовера

Кроссовер дизайн может сломать или сломать любой многополосный громкоговоритель.Лучшие водители мира с бедными кроссовер даст плохие результаты. Важно подойти к кроссоверу дизайн со смирением, потому что это действительно искусство, требующее опыта, чтобы идеально. Да, можно получить приличный звук, отправив паспорта драйверов для типичного кроссовера. Однако без должного анализа Драйверы в предназначенном для этого кабинете — это игра в рулетку. В этом обзоре дизайна не учтены многие элементы дизайна. соображения, которые может принять во внимание профессиональный дизайнер, такие как временное согласование, искажение и полярный отклик, но обеспечивает отправную точку.

Перед проектированием кроссовер, шкаф должен быть полностью собран, включая порты и драйверы. Я обычно использую отдельный провод динамика от каждого драйвера вытащите из порта и пометьте каждый провод. Для герметичных громкоговорителей подключите низкочастотный динамик. к стойке привязки, так как это первый драйвер, измеренный в шкафу. Используя SoundEasy, каждый драйвер измеряется в шкаф для получения частотной характеристики и электрического сопротивления. Эти параметры получены после методика тестирования, изложенная в нашем громкоговорителе Стандарт измерения.Пожалуйста обратите внимание, что любые измерения, сделанные в ближней зоне, должны учитывать влияние перегородка дифракции. SoundEasy позволяет моделирование и применение оценок дифракции перегородки на любой частоте данные ответа. Получение хорошего измерения данные — одна из самых сложных частей конструкции громкоговорителей. Очень важно подтвердить свои результаты проведение измерений с использованием как ближнего поля, так и квази-безэховой стробированной техники и сравните измерения, прежде чем продолжить. Данные измерений впоследствии используются в кроссовере SoundEasy. инструмент дизайна.

Сделай сам Кроссовер установлен в шкаф

Хотя в CAD есть прошли долгий путь, при разработке кроссовера громкоговорителей выигрывают от некоторых фон в электронике. SoundEasy имеет Шаблоны кроссовера с 2 на 5, охватывающие 1 st заказ до 4 th заказать кроссоверные топологии. Кроме того, есть шаблоны для большого количества типичных фильтров. и компенсационные схемы. CAD framework позволяет реализовать любую вообразимую топологию схемы или фильтра, поэтому пока он использует катушки индуктивности, резисторы, конденсаторы, операционные усилители, потенциометры или логические вентили.если ты никогда не изучали конструкцию фильтров или не знают, что уже упоминалось элементы, вы можете подумать об обучении, чтобы повысить свои шансы создание рабочего и доступного решения.

Первый шаг I при разработке кроссовера в SoundEasy необходимо определить работоспособный кроссовер. частоты и порядки фильтров. Этот требуется тщательная проверка паспортов драйверов, АЧХ измерение и импеданс драйвера. это обязательно убедиться, что аномалии реакции, такие как разрушение металла диффузора, достаточно ослаблены кроссовером, так что они не слышно.Как правило, рекомендуется держите частоты кроссовера достаточно низкими, чтобы предотвратить излучение драйвера, но высокими достаточно, чтобы предотвратить сбой драйвера. За Например, пересечение большинства твитеров ниже 1,5 кГц — плохая идея, если это подразумевается для воспроизведения программного материала на уровне 110 дБ или резонансной частоте выше 750 Гц. Пересечение 8-дюймового басового динамика на частоте 5 кГц будет приводят к плохой дисперсии и переходной характеристике на более высоких частотах. Как показывает опыт, максимальная частота для данный диаметр драйвера можно приравнять, взяв 13560 и разделив его на эффективный диаметр драйверов.Для 8 дюймов драйвер с эффективным диаметром конуса 7 дюймов, это означает, что максимальный частота кроссовера не должна превышать 1937 Гц.

A 4 th Кроссовер порядка спада частот на 24 дБ на октаву, тогда как 1 st Кроссовер порядка снижает частоты на 6 дБ на октаву. Кроссоверы более низкого порядка имеют меньший фазовый сдвиг но компромисс между управлением мощностью и маскированием аномалий внеполосного отклика. Дизайнер должен определить лучший набор компромиссы для намеченной цели дизайна. SoundEasy имеет встроенные шаблоны фильтров для сетей задержки, если дизайнер желает разработать синхронизированный по времени громкоговоритель для фильтров более высокого порядка. Также важно отметить, что фильтр порядок не обязательно должен совпадать для каждого драйвера в системе, но он упрощает дизайн.

Один раз приблизительно определяются частоты кроссовера и порядки фильтров, можно разработать фильтр в САПР. Для целей этого дизайна анализа, был разработан кроссовер порядка 2 и , который примерно соответствует цели фильтра Баттерворта. Дополнительные элементы формирования отклика были добавлены там, где это необходимо для соответствия требованиям требования к дизайну. Эта схема была определяется на основе использования НЧ 2-го порядка nd для НЧ-динамика, полоса пропускания для средних и высоких частот для твитера. Из-за аномалий и отличий реакции по чувствительности были добавлены дополнительные элементы. Окончательный вариант схемы показан ниже.

Схема кроссовера в CAD

Компонент значения для схемотехники определены с использованием оригинального программного обеспечения SoundEasy. техника оптимизации.Это так просто как установка целевого ответа для одного драйвера и выбор компонентов SoundEasy должен манипулировать, чтобы попытаться достичь целевого отклика. В этом примере заказ 2 и Целевой показатель полосового фильтра Баттерворта был установлен в диалоговом окне оптимизации как показано черным на рисунке ниже. SoundEasy модифицирует выбранные компоненты кроссовера и использует пробную версию. и погрешность для достижения оптимальных значений компонентов, необходимых для соответствия целевой частотной характеристики. В метод оптимизации будет пытаться использовать тысячи комбинаций и может быть запущен несколько раз, чтобы определить наилучшие значения компонентов.Во время оптимизации важно обратите внимание на значения компонентов, установленные SoundEasy, потому что он может устанавливать значения, которые являются очень высокими индуктивностями или емкостью и, следовательно, дорогими. Это может занять некоторое время, чтобы получить правильно. Если вы не можете приблизиться к целевой кривой вы можете рассмотреть возможность изменения топологии фильтра. Среднечастотный диапазон для треков сэмплового проекта целевая кривая довольно хороша, но не идеальна на высокочастотном изгибе из-за реагировать на проблемы с самим драйвером. Можно и дальше формировать отклик, но больше кроссовер комплектующие приравнивают к более дорогому кроссоверу. Легко потратить сотни или даже тысячи долларов на компоненты кроссовера. Часто лучше решать обширные проблемы с частотной характеристикой с помощью лучшие драйверы или более глубокий дифракционный анализ.

Среднечастотный кроссовер Оптимизация

Оптимизация процесс применяется к фильтрам нижних, полосовых и верхних частот, а также создается комбинированный ответ.Из-за проблемы с ответом, может потребоваться ослабить цель или переместить частота кроссовера немного, чтобы получить более ровный отклик. В конечном итоге может потребоваться несколько раундов перемещение частот кроссовера и даже порядок фильтров для достижения приемлемого ответ системы. Комбинированная система Ответ после оптимизации для этого дизайна показан ниже.


3-полосный кроссовер Суммарный ответ

При проектировании В процессе работы важно обращать пристальное внимание на графики импеданса системы.Совершенствовать частоту неинтересно, когда ты конструкция имеет минимальное сопротивление 1,5 Ом. SoundEasy имеет возможность установить минимально допустимое сопротивление во время оптимизация, чтобы помочь снизить риск развития слишком низкой сети для используемого усилителя.

В качестве последнего шага, абсолютно необходимо установить номиналы конденсаторов, резисторов и индуктивности в редакторе САПР до значений, которые вы действительно можете приобрести. Обычно это включает округление в большую или меньшую сторону до ценности, которые вы можете приобрести.Если детали кроссовера дороги, вы можете попытаться уменьшить стоимость компонентов и затем нанесите их влияние на окончательный ответ. Это отнимает много времени, но может сэкономить тонну денег. 3-полосный кроссовер этого сложность не из дешевых. Используя дешевый Электролитические конденсаторы этого кроссовера стоят около 150 долларов за комплектующие. в одиночестве.


Билет на 3-полосный кроссовер Материалов

Заключение

К сожалению, твитер, используемый в этой конструкции, не имел габаритов, близких к паспорт вообще и потребовал увеличения частоты кроссовера.В конечном итоге провал на 4 кГц поправим, но требуемая стоимость перевешивает выгоду.

Лично я предпочитают громкоговорители с частотной характеристикой, слегка наклоненной вниз так что я нахожу отклик этого оратора приятным. В конечном итоге это не соответствовало проектной цели Отклонение частотной характеристики +/- 3 дБ, но низкие басы воспроизводятся уверенно и в целом звучит очень хорошо. Хотя это это тонна работы, есть что-то очень полезное в разработке громкоговоритель с нуля и владелец динамиков, обсуждаемых в статье очень доволен своим единственным в своем роде творением.

Сделай сам динамик Готовый продукт

В конечном итоге, создание собственной акустической системы — это то, чем вы занимаетесь, потому что вам нравится творческая сторона проектирования вещей. Если Вы хотите получить отдачу от своих денег, это намного дешевле и требует меньше времени использовать чей-то хорошо зарекомендовавший себя и хорошо задокументированный дизайн DIY с сборные шкафы.

Некоторые из моих личные фавориты включают:

  • http: //www.linkwitzlab.com — Зигфрид Линквиц — известный разработчик громкоговорителей, разрабатывающий Создавал громкоговорители для развлечения на пенсии. Новый LX521 и более старый громкоговоритель Orion проекты считаются одними из лучших доступных докладчиков, даже коммерчески.
  • http://www.troelsgravesen.dk — Датский дизайнер, создатель многих уважаемых компаний среднего и очень высокого уровня. конец DIY-конструкции. Большинство требует создания шкаф, но конструкции представляют очень высокую ценность.
  • http://zaphaudio.com — Хотя этого сайта нет больше не обновляется, у Джона Крутке есть много хороших дизайнов, доступных в виде полных комплекты.Он также протестировал множество драйверов, если вам нужны объективные необработанные данные о драйверах.
  • http://parts-express.com — Множество полноценных DIY комплекты и детали, доступные непосредственно на сайте Parts Express
  • http://madisound.com — множество полных комплектов DIY и запчасти доступны напрямую от Madisound. Они также предлагают услуги по дизайну кроссовера с использованием очень хорошего кроссовера. программное обеспечение для проектирования.

utopianemo сообщений Июль 14, 2020 00:06

Пора кому-нибудь вернуться к этой теме.Сейчас так много сайтов, предлагающих отличные комплекты! Помимо ранее упомянутых Madisound, Parts Express и других, у нас есть GR-Research, DIYSG, CSS-Audio, Meniscus и другие.

erinpreston27 сообщений Июль 19, 2013 00:27

Я только что быстро прочитал это.

fuzz092888 сообщений Июль 18, 2013 16:32

Это отличное программное обеспечение, но не забудьте также учесть стоимость LMS. Вам это понадобится. Если вы никогда раньше не проектировали динамик, возможно, вам стоит остановиться на простом решении.Это намного дешевле и делает почти все, что делает LEAP.
audiofox, post: 977984
Я всегда хотел потратиться и получить копию этого программного обеспечения для моего хобби по сборке динамиков — это программное обеспечение, которое Madisound использует для своих индивидуальных услуг по дизайну кроссоверов и динамиков. Программное обеспечение

LEAP — Анализ и анализ Дизайн громкоговорителей, корпусов и кроссоверов

Джоэл Фуст сообщений 07 июля, 2013 13:10

Я слышал, что art USB dual pre работает очень просто и стоит своих денег.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *