Фильтр для сабвуфера своими руками: Фильтр для сабвуфера своими руками – Поделки для авто

alexxlabСвоими руками

Фильтр-корректор для сабвуфера в акустическом оформлении «закрытый ящик».

Разработка и настройка специализированного фильтра-корректора для сабвуфера ЗЯ 100литров из недавнего обзора.
Актуально для любых сабвуферов ЗЯ.

1. Суть проблемы.
После постройки саба 100л суммарная АЧХ (саб+стереопара Heco) получилась вот такая:

график коричневым цветом — АЧХ стереопары Heco без саба
график жёлтым цветом — суммарная АЧХ

Насладившись «низами», пришёл к выводу, что необходимо подровнять суммарную АЧХ (убрать «горб» на 56 Гц).
До этого времени в качестве корректирующего фильтра использовался ФНЧ 1-го порядка (R2, C1, Rвх на схеме)

Потратив немало времени в симуляторе Multisim10 в попытках оптимизации, пришёл к неутешительному выводу:
для данной задачи недостаточно крутизны 6 дБ/окт.

2. Первое, что снова пришло на ум — трансформатор Линквитца.


Две точки на характеристике 24 Гц и 48 Гц (ровно октава): разница всего 6 дБ.
Вывод: недостаточно, т.к. всего 6дБ на октаву.

Операционный усилитель, двуполярное питание, элементы с экзотическими номиналами. И всего 6дБ на октаву.
Что есть более «крутое»?
Ответ очевиден…

3. ФНЧ 2-го порядка со спадом 12 дБ/октаву.

При соотношении резисторов ОС 10кОм/7,5кОм получается АЧХ 12дБ/окт:

Чтобы определить требуемое усиление в канале саба, сначала была собрана (в симуляторе) эквивалентная схема:

После первого усилителя (на АС Heco) +20дБ,
после 2-го усилителя (на входе саба) +32дБ при F=40Гц.

Поскольку кФНЧ планируется подключать до 1-го усилителя, то необходимо усиление примерно +32дБ.
В результате появилась эскизная схема:

На ОУ U2 собран инвертирующий сумматор каналов.
Он же является дополнительным усилителем.


Диоды — для защиты входа ОУ от перегрузки при бросках напряжения по входам.

Полоса пропускания кФНЧ 24Гц (-3дБ):

Таким образом, сабвуферу отводится диапазон частот от 24 до 50 Гц, т.е. используется наклонный участок АЧХ.
Именно этим наклоном ФНЧ отличается от типичного сабвуферного канала, где частота среза лежит в диапазоне 100Гц и выше.

А вот и ложка дёгтя: переходной процесс при подаче тональной посылки 40Гц на вход кФНЧ

Задержка 9,7 мс !
На 2-м и 3-м периоде на выходе получается противофазный сигнал.
Да, инверсия фазы помогает, но это суррогатное решение проблемы.

Окончательная схема:

Добавилось:
— переменный резистор 100кОм в цепи ООС сумматора U2
— сдвоенные переменный резистор 50кОм в обвязке U1 (регулировка частоты среза)

— инвертор сигнала U3
— переключатель J1 (на схеме в положении «инверсный сигнал»)

Присутствует всего один разделительный конденсатор 22 мкФ на выходе схемы.
Я использовал ОУ К544УД1А, поэтому на выходе набежало 25 мВ, которые необходимо было отсечь.

4. Реализация схемы в «железе».
Неиспользуемый предварительный усилитель был использован в качестве донора корпуса и блока питания.

Вот он попал в кадр вместе с сабом Magnat (незадолго до продажи).

Печатная плата с кучкой ОУ (в корпусе справа) — от несостоявшегося проекта ЭАОС:

Незадействованные узлы попросту отключил от БП.
Места достаточно. ))

5. Настройка схемы и замеры.
Проверка кФНЧ розовым шумом (без саба и УМ):

Далее проверяется связка кФНЧ-УМ-саб (замер микрофоном около 1м):


Норм.

Первое включение (стереопара Heco + саб с кФНЧ; расстояние замеров около 1м):

Послушал немного музыку: многовато НЧ.

Микрофон был перемещён в точку прослушивания (примерно центр комнаты).
И далее все замеры проводились для этой точки прослушивания.

кФНЧ во время настройки:

Нижний усилитель — Амфитон-У-101М, в котором используется один канал (для саба).
Верхний усилитель — Амфитон-У-002 версия 2021, работающий на стереопару Heco.

Процедура настройки:
1. Включить замер АЧХ розовым шумом для стереопары АС при отключенном сабе.
И определить уровень звукового давления для 1 кГц.

2. Подключить саб вместе с кФНЧ (режим «с инверсией сигнала») без стереопары:

АЧХ розовым цветом — стереопара Heco (без саба)
АЧХ жёлтым цветом — саб вместе с кФНЧ

Пометки зелёным цветом на графиках: уровень -56дБ на 1кГц для стереопары.
И такой же уровень на частоте 40 Гц для саба (установить регулировкой).

Примечание: октавная шкала частот, усреднение 1/3 октавы.

3. Включить связку стереопара + саб & кФНЧ (режим «инверсия сигнала»).
Суммарная АЧХ жёлтым цветом:

YES! Получилось. )))

Тут же АЧХ розовым цветом — только стереопара (без саба).

Дополнительный замер: кФНЧ в режиме «без инверсии сигнала», суммарная АЧХ жёлтым цветом:

Рядом график зелёным цветом — АЧХ стереопара + саб и кФНЧ (режим «инверсия сигнала»).

6. Выводы:
— результат прослушивания: всё OK, тональный баланс пришёл в норму
— корректирующий ФНЧ, собранный всего на двух ОУ, справился с поставленной задачей (DSP не потребовался)

— инвертор сигнала U3 в конечном итоге остался незадействованным
©

Всем удачных экспериментов.

ФИЛЬТР ДЛЯ САБВУФЕРА

Каждый хочет иметь у себя дома свой личный очень хороший домашний кинотеатр, что при нынешних ценах на посещение общественного вполне оправдано, но не у каждого это получается. Кто-то довольствуется покупкой дешёвых китайских 2.1 колоночек, кто-то приспосабливает для басов советскую акустику. А самые продвинутые радиолюбители меломаны делают сабвуферный НЧ канал сами. Тем более, что процедура изготовления совсем не сложная. Стандартный сабвуфер – это активный фильтр НЧ, на который подаются сигналы правого и левого каналов линейного выхода, усилитель мощности на много-много ватт и большой деревянный ящик с низкочастотным динамиком. Расчёт и изготовление корпуса дело чисто столярное, об этом можно почитать и на других ресурсах, усилитель мощности так-же не проблема – при богатом ассортименте всевозможных STK-шек и LA-шек. А вот на входном фильтре НЧ для усилителя сабвуферного канала мы здесь остановимся подробно.

Как известно, сабвуфер воспроизводит частоты до 40 Гц, и используется совместно с небольшими сателлитными громкоговорителями. Сабвуферы бывают пассивные и активные. Пассивный сабвуфер — это помещенная в корпус НЧ-головка, которая подключаются к общему усилителю. При таком способе подключения широкополосный выходной сигнал УМЗЧ подается на вход сабвуфера, а его разделительный фильтр удаляет из сигнала НЧ и подаёт отфильтрованный сигнал на громкоговорители.

Гораздо более эффективный и распространённый способ подключения сабвуфера с помощью электронного разделительного фильтра и отдельного усилителя мощности, что позволяет отделять басы от сигнала, подаваемого на основные громкоговорители в том месте тракта, где фильтрация сигнала вносит гораздо меньше нелинейных искажений, чем фильтрация выходного сигнала усилителя мощности.

Кроме того, добавление отдельного усилителя мощности для сабвуферного канала существенно увеличивает динамический диапазон и освобождает усилитель основных СЧ и ВЧ каналов от дополнительной нагрузки. Ниже предлагаю первый, простейший вариант фильтра НЧ для сабвуфера. Выполнен он как фильтр сумматор на одном транзисторе и на серьёзное качество звучания с ним рассчитывать не приходится. Оставим его сборку самым начинающим.

А вот эти три варианта с одинаковым успехом зарекомендовали себя в качестве отличных фильтров для сабвуфера и некоторые из них установлены в моих усилителях.

Эти фильтры устанавливаются между линейным выходом источника сигнала и входом усилителя мощности сабвуфера. Все они обладают малым уровнем шумов и энергопотреблением, широким диапазоном питающих напряжений. Микросхемы использовал любые сдвоенные ОУ, например TL062, TL072, TL082 или LM358. К пассивным элементам предъявляются обычные требования, как к деталям высококачественных аудиотрактов.

На мой слух, звучание нижней схемы было особенно упругим и динамичным, сабвуфер с таким вариантом слушаешь даже не ушами, а животом 🙂

Технические характеристики фильтра для сабвуфера:

  • напряжение питания, В 12…35 В;
  • ток потребления, мА 5;
  • частота среза, Гц 100;
  • усиление в полосе пропускания, дБ 6;
  • затухание вне полосы пропускания, дБ/Окт 12.

Фотографии плат фильтров сабвуфера предоставленные товарищем Dimanslm:

Добавление активного сабвуфера существенно увеличивает динамический диапазон, понижает нижнюю граничную частоту воспроизведения, улучшает чистоту звучания средних частот и обеспечивает высокий уровень громкости без искажений. Удаление низких частот из спектра основного сигнала, поступающего на сателлиты, позволяет им звучать громче и чище, так как конус НЧ-головки не колеблется с большой амплитудой внося серьёзные искажения, пытаясь воспроизвести басы.

Обсуждение схем на ФОРУМЕ

Пассивный фильтр низких частот для сабвуфера

JavaScript отключен. Для лучшего опыта, пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, прежде чем продолжить.

Статус
Эта старая тема закрыта. Если вы хотите повторно открыть эту тему, свяжитесь с модератором, нажав кнопку «Пожаловаться».

Перейти к последнему

01.07.2014 13:20

#1