Разделительный фильтр для акустики своими руками. Как рассчитать и собрать разделительный фильтр для акустики своими руками

Где:

• L1, C1 — фильтр низких частот
• C2, L2 — полосовой фильтр
• C3 — фильтр высоких частот

Как рассчитать номиналы компонентов для кроссовера

Для расчета номиналов катушек и конденсаторов используются следующие формулы:

• Для ФНЧ: L = Z / (2 * π * f), C = 1 / (2 * π * f * Z)
• Для ФВЧ: C = 1 / (2 * π * f * Z), L = Z / (2 * π * f)

Где:

• Z — импеданс динамика
• f — частота раздела
• L — индуктивность катушки (Гн)
• C — емкость конденсатора (Ф)

Для упрощения расчетов можно воспользоваться онлайн-калькуляторами кроссоверов или специализированными программами.

Как собрать фильтр для акустики своими руками

Процесс сборки разделительного фильтра включает следующие этапы:

1. Подготовка компонентов согласно расчетам
2. Изготовление катушек индуктивности
3. Монтаж компонентов на плату
4. Проверка правильности соединений
5. Установка фильтра в корпус акустической системы

При сборке важно соблюдать следующие правила:

• Использовать качественные компоненты с точными номиналами
• Обеспечить надежную фиксацию катушек
• Применять провода достаточного сечения
• Минимизировать длину соединений
• Экранировать фильтр от наводок

На что обратить внимание при настройке разделительных фильтров

После сборки фильтра необходимо выполнить его настройку:

1. Измерить АЧХ акустической системы с установленным фильтром
2. Проверить правильность частот раздела
3. Оценить равномерность АЧХ в зоне кроссовера
4. Подстроить уровни полос с помощью резисторов при необходимости
5. Прослушать различные музыкальные композиции

Основные моменты, на которые следует обратить внимание:

• Отсутствие провалов и выбросов на частотах раздела
• Сбалансированное звучание всех полос
• Отсутствие искажений на высокой громкости
• Четкая локализация источников звука

При необходимости нужно скорректировать номиналы компонентов или частоты раздела для достижения наилучшего результата.

Как рассчитать фильтр для акустики

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Пример расчета фильтра.

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

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

Коэффициент трансформации автотрансформатора

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

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

Примечание от авторов:

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

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

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.

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.

Кроме того, надо знать следующее:

• Емкость конденсаторов, а вернее их значение вводится в Фарадах;
• Индуктивность рассчитывается в Генри (mH).

Схема расчета фильтра выглядит примерно так:

Как рассчитать фильтр

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.

Пассивный кроссовер

Что такое в акустике кроссовер

Наиболее доступной на сегодня считается именно пассивная фильтрация, так как она сравнительно проста в реализации. С другой стороны, не все так просто.
Речь идет о следующих недостатках:

• Согласовать параметры и значение фильтров с характеристиками излучателей колонок очень сложная штука;
• В процессе эксплуатации может наблюдаться нестабильность параметров акустической системы. К примеру, если повысится сопротивление звуковой катушки при нагреве. В связи с этим значительно ухудшится достигнутое в процессе разработки согласование;
• Фильтр, обладая внутренним сопротивлением, забирает некоторую часть выходной мощности усилителя. Одновременно с этим ухудшается демпфирование, а это сказывается на качестве звучания и четкости передачи нижнего регистра.

Что такое кроссовер в акустике

Как известно, на сегодняшний день самыми распространенными акустическими системами считаются 2-х компонентные варианты.
В них фильтр разделяет звуковой сигнал на два диапазона:

• Первый диапазон предназначается исключительно для низких и средних частот. В данном случае используется кроссовер для нижних частот или ФНЧ;
• Второй диапазон предназначен для ВЧ. Здесь уже используется другой фильтр ФВЧ.

Примечание. Вариантов реализации фильтра может быть несколько, но он все должно отвечать определенным канонам.

Ниже приводится список требований, которым обязательно должен соответствовать кроссовер:

• Фильтр не должен оказывать влияния на частотный спектр и волну выходящего аудиосигнала;
• Должен создавать для усилителя, независимую от частоты нагрузку активного характера;
• Должен суметь обеспечивать вместе с акустическими системами формирование диаграммы направленности. Это должно быть реализовано так, чтобы до слушателя доходило максимум излучения.

Кроссовер АС очень важен

Из статьи мы узнали, как проводится расчет кроссовера акустических систем своими руками. В процессе работ будет полезно также изучить схемы, посмотреть видео обзор и фото – материалы.
Если научиться самостоятельно рассчитывать фильтр, платить за услуги специалистам не придется. Таким образом, цена операции сводится к минимуму, ведь надо только приложить немного терпения и уделить некоторое время изучению.

фильтр для акустики

В этой статье я расскажу о такой теме как: «Замена разделительного фильтра». Сложный и достаточно продолжительный процесс.

Потребует от вас особого навыка для расчетов разделительного кроссовера (фильтр для акустики). Велик риск неудачи. Замену фильтра для акустики могу посоветовать только в 1-м случае: если кроссовер никак не подходит к установленным в коробе динамикам.

Впрочем, неверная настройка такого фильтра наблюдается часто с неправильной настройкой фазоинвертора. Это связано с тем, что если фазоинвертор оказывается очень чувствительным к изменениям параметров только 1 динамика (НЧ), то разделительный фильтр для акустики нередко очень чувствителен к изменениям различных параметров любого из 2-х или 3-х динамиков в акустических системах.

Во-вторых, неправильная настройка состоит в том, что это старание производителя изготовить акустическую систему, способную совершить впечатление/эмоции на самого покупателя. Разделительный кроссовер или фильтр для акустики настраивается именно для того, чтобы высокие частоты произвести намного выше. В салоне/магазине подобная акустика зазвучит очень даже неплохо. Тем не менее, как только будете дома слушать, то высокие частоты будут резать уши или просто доноситься до вашего слуха противоестественно.

Сразу запоминайте следующие правила при замене разделительного фильтра для акустики:  

1.    Непременно снимите АЧХ акустических систем до их изменений.

2.    Прежде чем отключить фильтры, лучше всего сделать зарисовку, какие провода подходят к какому-либо динамику, для того чтобы в случае неуспеха можно было  бы сразу подсоединить данный фильтр для акустики назад.  

3.    Отсоедините фильтр для акустики и не производите никаких модификаций над ним.

4.    Лучше снять АЧХ каждой динамической головки в отдельности.

5.    После подсоединения нового фильтра, нужно снять АЧХ акустики и сравнить с АЧХ акустики со старым разделительным кроссовером.

Фильтр Акустики

Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сети.

Желаю удачи в поиске именно своего звука! Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, Одноклассники Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D)

Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука! На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.

Фазолинейный активный кроссовер 3 х TDA1514А

Питер Латски обращает внимание, что в большинстве кроссоверов (разделительных фильтров для многополосных акустических систем) на частоте раздела НЧ/ВЧ наблюдается значительный (обычно от 45 до 90 электрических градусов в зависимости от порядка фильтров) фазовый сдвиг между напряжениями на НЧ и ВЧ выходах. Это приводит к существенным нарушениям целостности звуковой картины на средних частотах (ответственных за передачу голоса и основной части спектра большинства музыкальных инструментов), поскольку один и тот же сигнал излучается дважды: ВЧ звеном и НЧ звеном с большей или меньшей временной задержкой.

Условие, необходимое для идеальной звукопередачи, — постоянство характеристики группового времени задержки (ГВЗ). Т. е. линейная фазовая характеристика принципиально может быть получена только при использовании в кроссовере: ФНЧ Бесселя и всепропускающего (фазокорректирующего) фильтра Делияниса.

ФВЧ для формирования АЧХ для ВЧ звена вообще не могут быть применены. Ведь они формируют фазовое опережение, принципиально не стыкующееся, каким бы оно ни было, с фазовым запаздыванием ФНЧ и фазокорредтора Делияниса.

В фазолинейном активном кроссовере Питера Ласки (рис. 1.19) формирование сигнала для НЧ звена (выход Low) выполняет ФНЧ Бесселя четвертого порядка (ОУ А4, А5). На ОУ А2 выполнен фазокорректор Делияниса второго порядка, который имеет линейную АЧХ, но такую же ФЧХ и ГВЗ, что и ФНЧ Бесселя четвертого порядка.

Дифференциальный усилитель на ОУ АЗ вычитает из сигнала на выходе АЗ сигнал на выходе ФНЧ и таким образом формирует сигнал сопряженного с последним по частоте раздела ФВЧ (выход High), подаваемый на ВЧ звено акустической системы. При этом фазы напряжений на обоих выходах практически совпадают, что обеспечивает точную передачу пространственной звуковой картины.

С показанными на схеме номиналами элементов кроссовер применяется для акустической системы из электростатического ВЧ звена и изобарического («компрессионного») НЧ динамика. Частота раздела НЧ/ВЧ может быть легко скорректирована для других динамиков одновременным изменением емкости конденсаторов С21, С22, С41, С42, С51 и С52.

Рис. 1.19. Схема фазолинейного активного кроссовера

Рекомендуемые размеры ящика для разных динамиков

Рис. 1.22. Схема активного разделительного фильтра с настраиваемым суб-НЧ-компенсатором

Разделительный фильтр состоит из буфера U1А и трех ФВЧ Баттерворта 2-го порядка с частотами среза 4 кГц (U1B), 400 Гц (U2B), и 20 Гц (U3B).

Выход первого ФВЧ через резистор R9 подается непосредственно на усилитель мощности ВЧ звена (TREBLE, 4 кГц — 20 кГц), в то время как сигнал для СЧ звена (MIDDLE, 400 Гц — 4 кГц) формируется алгебраическим сумматором U2A из напряжений на выходах 4-х килогерцового и 400-герцового ФВЧ.

Рис. 1.23. Схема 3 усилителей мощности на ИМС TDA1514А

Примечание. Такое схемное решение обеспечивает «автоматическое» идеальное фазовое и амплитудное согласование на границах ВЧ/СЧ диапазонов без какого-либо подбора элементов.

Аналогично на резисторе R11 формируется сигнал НЧ звена (BASS, 20—400 Гц). Универсальность такого решения заключается в том, что резисторами R9, R10 и R11 можно независимо и оперативно подобрать оптимальный (соответствующий линейной АЧХ по звуковому давлению) уровень напряжения в каждой из полос (практически под любые динамики), не нарушая линейности фазовой характеристики. Это очень важно для точной передачи звуковой картины.

Кроме того, в НЧ канале имеется активный НЧ-компенсатор на ОУ U4A, расширяющий нижнюю границу акустической АЧХ с 63 Гц до 25 Гц.

Принцип действия НЧ-компенсатора основан на том, что собственная АЧХ АС закрытого типа имеет добротность QTC=0,66 и ниже частоты среза fc (тонкая линия на рис. 1.24) имеет спад 12 дБ/октава.

В разумных пределах этот спад весьма точно компенсируется «зади-ром» АЧХ с крутизной 12 дБ/октава, электрически формируемым каскадом U4A (EQUALIZATION RESPONSE на рис. 1.24).

Примечание.  В результате АЧХ всей системы оказывается линейной до25Гц («жирная» линия на рис. 1.24).

Рис. 1.24. АЧХ исходной АС (тонкая линия), корректора (средняя) и результирующая (толстая)

Рис. 1.25. Компенсация стоячих акустических волн гулкого помещения

Необходимо заметить, что аналогичная компенсация в системах с фазоинвертором намного сложнее. Ведь последний сам по себе является фильтром с собственной АЧХ и ФЧХ, учесть которые без тщательных акустических измерений невозможно. Да и вряд ли это целесообразно из-за существенно большей крутизны спада АЧХ ниже граничной частоты.

Последний каскад в НЧ канале — темброблок субнизких частот на U4B. Он предназначен для компенсации подъема/завала акустической АЧХ, вызываемого акустическими свойствами комнаты.

Резистором R28 DEEP BASS, регулирующим АЧХ в диапазоне от 94 до 23 Гц на ±12 дБ, можно скомпенсировать негативные последствия стоячих акустических волн как маленькой комнаты, так и большого зала (рис. 1.25).

Усилители мощности (рис. 1.23) выполнены по типовой схеме включения TDA1514A. При питании от нестабилизированного источника ±23 В они обеспечивают до 28 Вт на нагрузке 8 Ом и до 48 Вт на нагрузке 4 Ом при нелинейных искажениях менее 0,003% и диапазоне частот от 3,2 Гц до 100 кГц. В статье, указанной далее, приведены все необходимые соотношения и формулы для расчета аналогичных систем с произвольными динамиками и параметрами.

Источник: Сухов Н. Е. — Лучшие конструкции УНЧ и сабвуферов своими руками.

Журнал Радиохобби — http://radiohobby.ldc.net

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.

Проект «Квинта». Настоящий Bi-Amping. Усилители, фильтры и АС с чертежами и подробностями

Содержание / Contents

В общем-то восторга эти колонки у меня не вызвали, диффузоры 2ГД-40 были порваны, внутри колонок никакого звукопоглотителя. Думал, разве что 4 басовика мне пригодятся для чего-нибудь. Включил, послушал. Не понравилось, что при хорошей громкости они прямо кричат, режут слух, хотя мощность ещё не приближается к номинальной, АЧХ 2ГД-40, наверное, вся в резонансных пиках, да и всё-таки дырки в диффузорах сказываются.

Как водится, разные поделки у радиолюбителей не задерживаются, сделанное раньше разошлось, что-куда, по знакомым. Поэтому пришлось какое-то время слушать эти колонки на небольшой громкости. Я стал обращать внимание, что звук-то мне на самом деле нравится, он довольно живой, очень хорошо передаётся голос, т. е. среднечастотный диапазон. После появления на горизонте очередных S-90 для реставрации и при переключении на них, я чётко уловил, что не ошибся, голос у девяностых явно хуже. Призадумался.

Я давно знаю, что многие согласны с важностью среднечастотного диапазона, с тем, что у советских флагманов ощутимые проблемы с этим, что меняют 15ГД-11А на 5ГДШ-4 и в восторге. Но я никак не мог раздобыть таких, поэтому долгое время считал, что только импорт может помочь. Довольствовался, как я думал, удачными попытками переделок фильтров и доработок 15ГД-11.

Естественно после этого началась беготня и по-возможности беспристрастное изучение овальных малышей со всех сторон. Ну и, как бывает, друг давно просил собрать ему что-нибудь эдакое и готов был стать спонсором для покупки материалов и экспериментов. А что? Давай…

Друг, которому собирал, в слепом тесте абсолютно уверенно угадывал, когда играет S-90, а когда «дедушка». Ну я, естественно, ему сначала не говорил ничего, он сказал, что вот те, которые играют в этот момент явно лучше передают голос и многие инструменты, спросил какие играют, выяснилось, что это «дедушка»!
Далее во всех попытках он чётко называл колонки, которые играют в данный момент. Было уверенно определено, что слушать колонки с «овальчиками» ощутимо комфортнее. Хотя по правде сказать всё это уже было ясно и без «слепых заморочек», разница более чем уверенная.

Но у нас должно быть всё отлично, так высоко ему работать не нужно будет, т. к. у нас нормальный широкополосный динамик сверху, но при этом и не нужно будет слишком сильно занижать частоту раздела, что позволит подальше отойти от резонанса 2ГД-40, что в свою очередь тоже полезно.

Итак, эта пара динамиков позволяет найти неплохой компромисс. Хорошо согласуются и по мощности, т. к. хоть мощность 2ГД-40 и не очень высокая, он гораздо чувствительней, его всё равно придётся давить. Так что возможности обоих динамиков по мощности будут использоваться вполне адекватно.

По разным источникам с учётом немалого разброса параметров было установлено, что средний оптимальный объём для 35 ГДН (25ГД-26 по-старому) лежит в районе 26-30 литров. Был сколочен экспериментальный ящик, поигрался объёмом, послушал. Теория и опыт других не врут, так мне показалось.

Фазоинвертор изготовлен телескопическим из ватмана, чтобы легко можно было менять длину, настраивался по колебаниям диффузора с помощью генератора резонансных частот и на слух (в списке литературы будет указан источник с описанием методики). Выбрано такое сечение трубы, чтобы воздух не создавал шума, ну в общем по науке. Тут же было проведено сравнение «по басам» с 50АС-106 и 25АС-109 (родственники по динамикам), полёт отличный, может и субъективно, но кажется промышленные ящики всё-таки не совсем оптимальны.

Также было проверено то, во что я раньше свято верил (можете убедиться по предыдущей статье о переделке 50АС-106): чем толще стенки ящика и чем он тяжелее, тем лучше. Как-то полюбил я слепой тест. В общем сразу к выводам: толщина стенки из МДФ в 16 мм является нормальной для данной конкретной конструкции, наращивание толщины, как я делал в прошлый раз, чего-то разительного на слух не даёт.

Зато укрепилось мнение о важности жёсткости, т. е. лучше идти не по пути утолщения и утяжеления, а по пути оптимального применения распорок и рёбер жёсткости в нужных местах.

Итак, ящик-фазоинвертор внутренним свободным объёмом для НЧ-динамика примерно 30 литров. Параллельно продумывалась общая концепция и дизайн, хотелось законченной конструкции.

Ну наконец-то, картинки!
Вот она — общая концепция дизайна:

Такая конструкция, как показало прослушивание, хороша для низких частот. Результат такой же, как прошлый раз с метровыми 50-килограммовыми ящиками, только проще и дешевле. Совершенно нет бубнения, а также гудежа от фазоинвертора. Он выполнен снова в виде прямоугольника, просто пересчитал сечение получившейся при экспериментах трубы. Почему-то мне не нравятся круглые пластмассовые трубы в АС, кажется, что проще выполнять фазоинвертор в единой конструкции с ящиком. Может оказаться полезным перед изготовлением фазоинвертора проверить его настройку для конкретного динамика с помощью упоминавшейся методики. Я сделал одинаковые для обоих динамиков, особо не зацикливался, вроде всё хорошо.

Приведённая схема с разработанной под неё платой является полным универсальным предварительным усилителем, к которому может подключаться любой мостовой пассивный регулятор тембра (а может и не подключаться) и включает в себя большой набор функций: регулировка баланса, приглушение звука на 20 дб кнопкой, оперативное отключение регуляторов тембра.
Я не стал использовать эти функции в данных колонках, но и плату со схемой переделывать не стал, просто не запаял «лишние» детали и куда надо поставил перемычки. Тут полная свобода действий, нумерация деталей на платах соответствует нумерации на схемах, так же как и нумерация контактов, всё проверено, легко разобраться.

ОУ могут быть практически любые, например TL072. Я применил OP275, малошумящие, при их использовании лучше использовать конденсаторы на 8,2 пф, которые на схеме пунктиром подключены к резисторам обратной связи. Резисторы R33, R35 применяются в качестве защиты от КЗ или большой ёмкостной нагрузки, если данный ПУ будет использован как самостоятельная конструкция. В данном случае они не нужны.
Делители R19, R20 и R15, R16 нужны только в случае использования функции «линейная АЧХ», чтобы при отключении регулятора тембра резко не поднималась громкость. Также и резисторы R6, R7, R9, R10 в нашем случае не нужны.

Собирал с помощью столярного ПВА.

На этих фото видно внутреннюю структуру ящика, распорки и ребро жёсткости на задней стенке. Задний выделенный отсек нужен для размещения сетевого фильтра, БП и усилителей мощности, а передний — для всего остального.

На этом фото видно, что объём для СЧ-ВЧ динамика изолирован склеенными в два слоя кусочками ДВП, образуя коробку, глухим этот отсек станет после наклеивания второй боковой стенки. Перед установкой динамика он будет набит ватой.

Перед приклеиванием второй боковой стенки разместил вату в марлевых мешках на глаз по объёму так, чтобы не загородить проход фазоинвертора. Заложил проволоку для протяжки необходимых проводов между отсеками, ящик ведь станет глухим и не разборным…

Склеил, отшпаклевал, отшлифовал, загрунтовал, покрасил переднюю часть, чтобы не просвечивала через будущий гриль. На одном из фото видно в днище ряд отверстий — это вентиляция для заднего отсека, там ведь будет трансформатор.

Рамка для гриля, крепится на шкантах диаметром 8 мм, которые вклеены в рамку, а в отверстия в ящике вставляются с трением. В магазине увидел штучки для наметки соосных отверстий в сочленяемых шкантами деталях. Предварительно насверлил глухие отверстия в рамке, вставил туда эти металлические штучки с шипами, приложил рамку к ящику, надавил и получил точную разметку.

Обтяжка тканью «стреч-вискоза». Всё стянул нитками, по краю прошёлся ПВА (сначала пробовал «Моментом», не очень удобно), после высыхания клея, поработал острым сегментным ножом. Вот и готово. В конце видно, что фото идут не в хронологическом порядке (ведь я, кажется, уже покрасил переднюю часть ящика, чтоб не просвечивало).

Логотип мне придумала и нарисовала сестрёнка.

Для доработки нужно взять кусочек вот такого материала:

Нам не нужен алюминиевый слой, нам нужна чёрная липкая масса. Это очень похоже на старый так называемый «Герлен», только тот был какой-то коричнево-сероватый, светлый. Это не суть. Всё работает. Нам ведь нужно демпфирование резонансов. Так вот, берём керосин и растворяем в нём эту чёрную массу.
Чтобы растворить, приходится повозиться, потолочь массу, растирать её в керосине, пока не получится жидкая кашица. Этот состав нужно нанести нетолсто с помощью тонкой кисточки через окна диффузородержателя с внутренней стороны на гофрированную часть диффузора по всему эллипсу. Точно так же и с лицевой стороны диффузора. Пусть высыхает.

Дальше нужно взять любой плотный материал, подобный войлоку. Я нашёл какой-то кусок искусственного материала, используемого при черновой обивке мебели. Очень похож на синеватый ватин, но плотнее. Вырезаем кусочки нужной формы и с помощью контактного клея «Момент», соблюдая технологию работы контактными клеями, заклеиваем окна диффузородержателя.

К сожалению не сделал фото этой операции, попробую словами: то окно, в котором размещена панелька с контактами я тоже заклеил полностью вместе с контактами, только сделал маленькие прорези, чтобы контакты как бы проткнули материал и торчали из него для подпайки проводов. После этой операции диффузор при надавливании на него должен начать немного «сопротивляться» и так же с некоторой «неохотой» возвращаться на место.

Неужели активное деление хуже? Не может быть! Стали разбираться. Что ещё изменилось, кроме того что мы убрали довольно несовершенный пассивный фильтр? Ну да, изменилось выходное сопротивление усилителя по отношению к динамику, ведь теперь нет и последовательного резистора!
А ну-ка попробуем убрать делитель со входа усилителя СЧ-ВЧ и вернём резистор последовательно динамику. О да, вот оно! Тот самый звук! Как оказалось, 2ГД-40 работает лучше от усилителя с повышенным выходным сопротивлением. Тут резистор как раз кстати. Резистор должен быть около 6 Ом. Естественно возникла мысль об ИТУНе (источник тока управляемый напряжением) для СЧ-ВЧ, но проверять я эту версию не стал, был доволен результатом так, что как-то лень стало. Поэтому ничего не могу сказать по поводу ИТУН.

К НЧ динамику претензий не возникло вообще, видать ИНУН (источник напряжения управляемый напряжением) и низкое выходное сопротивление для него действительно самое то.

Что же было не так в звуке? Что изменилось? Хм… Сказать могу однозначно вот что: без резистора звук был, как казалось чистым, но почему-то утомлял, был более резким. Очень похожий эффект я однажды почувствовал с усилителем, который имел лёгкое возбуждение на ВЧ, звук так же был вроде бы и хорошим и чистым, но утомлял. Но в данном случае никакого возбуждения, чувствительный осциллограф с полосой в 50 МГц имеется.

Результатом такой разводки служит полное отсутствие фона и каких-либо проблем. Думается это неплохой показатель, если учесть, что выпрямитель у нас общий для всех узлов. Безусловно многие, как и я, изучали этот вопрос и знают про разводку звездой. В некоторых источниках такой способ преподносится как панацея, другие источники не столь категоричны.

Практика показала, что слепое следование «звезде» без понимания принципов может даже ухудшить ситуацию, т. к. нельзя просто взять и всё, что идёт на общий провод соединить звездой. Я уже в третий раз убедился, что, например, цепь обратной связи в усилителе должна быть подключена к сигнальной земле, а не к силовой, при этом она должна быть соединена с ней именно на плате, коротким проводом, её нельзя вести отдельным проводником к «мекке» в блоке питания: в двух случаях я из-за этого получил возбуд (высокочастотное самовозбуждение), в одном — фон.

Если вдуматься в общие принципы разводки: отсутствие земляных петель, отсутствие общих участков протекания сигнальных и нагрузочных токов и как можно меньшие площади контуров прохождения тока, то можно понять, что они во многом противоречивы и не может быть единого «лобового» решения для любой конструкции, даже метод разводки звездой не является таковым решением. Всегда приходится искать некий компромисс.

Хотя я уже понял принципы и если можно так сказать «приручил звезду», наиболее простым (требующим меньше квалификации) и удобным для практики мне показался метод разводки шиной, при котором все узлы нанизываются на линию питания (общий провод в том числе) последовательно, как бусы на нитку, при этом самым близким к БП по проводу должен быть самый мощный узел.

Шина или провод земли должны быть, конечно, как можно меньшего сопротивления, но фанатеть смысла нет. Каждый узел должен иметь развязку по питанию в виде RC-фильтра. Резисторы R2 в усилителях мощности служат для развязки земель, уменьшения тока из-за образующихся петель.

Земляная петля образуется по пути: земля блока питания — стабилизатор 15 В — общий провод питания кроссовера — выходная земля кроссовера — входная земля усилителя мощности — общий провод питания усилителя мощности — снова земля блока питания.
Я вообще не стал впаивать эти резисторы и петля таким образом не образуется.

Всё получилось хорошо, однако при таком способе очень важно следить, чтобы входные земли усилителей мощности были надёжно связаны с выходом кроссовера, а тот в свою очередь с землёй БП, иначе если контакт пропадёт, то могут выйти из строя TDA2050.

Замыкания петли можно избежать и другим способом: в УМНЧ (усилитель мощности низкой частоты) R2 так же не впаивать, в УМВЧ (усилитель мощности высокой частоты) вместо R2 запаять перемычку, схема соединений остаётся та же, только экран со стороны кроссовера не подпаивать к контакту 9. Входные земли обоих усилителей мощности должны быть связаны через контакты Х2.
Этот способ должен быть безопаснее.

В каких-нибудь других вариантах этой конструкции может оказаться, что лучше подключить провода питания стабилизатора 15 В не к контактам питания УМВЧ, а сразу к основному БП. Об общих принципах разводки земли можно почитать в [5], [8] и [9].
Ну вот кажется и всё.

Нет нет, конечно это не что-то лучшее в мире, но правда нестыдно и несамонадеянно называть результат «хорошим звуком». Эти колонки звучат лучше, чем те, что я описывал в статье про «новое рождение 50АС-106».
В басовом диапазоне меня и озадачило и порадовало, что теперь не нужно строить «шкафы» весом в «тонну». Но шипы всё-таки нужны.

Я сначала хотел описать свою беготню со сравнительными прослушиваниями. Какие колонки победили, какие проиграли. Но что-то мне эта идея перестала нравиться. Лучше сказать что-то более продуктивное. У меня крайне маленький описательный багаж, я либо не слышу никакой разницы, не вылавливаю каких-нибудь нюансов, либо сразу слышу, что вот такой-то аппарат звучит отлично. Оцениваю звук всего тремя вариантами:
1) Звук плохой. Воспринимается как грязный, утомляющий. Сюда относится и случай с урезанным частотным диапазоном.
2) Звук нормальный или хороший. Вроде бы и всё в порядке, но если сделать по-громче, быстро устаёшь.
3) Звук отличный. Воспринимается как чистый, не утомляет при любой разумной громкости прослушивания.

Так вот, в данном случае по-моему всё максимально приближается к варианту «отлично». У друга, для которого они предназначались, вообще был неописуемый восторг.

Я не брезгую чужим опытом и не хочу заново открывать Америку. Например, по активным фильтрам всё очень неплохо изложено в разной литературе, хорошо измерено и изложено.
При выборе объёма ящика я суммировал и испытал опыт, наверное, десятка других людей, специалистов в этой области, а используемые динамики, что НЧ, что СЧ-ВЧ, давно уже не тёмные лошадки.
Форма ящика, расположение динамиков и конструкция, насколько я смею судить, вполне соответствуют теоретическим выкладкам.

Характеристики усилителей также известны от самого производителя. Как мне думается, в случае выбора би-ампинга, при котором фильтры работают в «тепличных» условиях и результат не зависит от мало предсказуемых параметров конкретных динамиков, радиолюбителю следует лишь избежать грубых ошибок в конструкции. Тогда результат целиком будет зависеть от параметров конкретных компонентов и динамиков.

В этом, по-моему, и есть самое важное преимущество би-ампинга для радиолюбителя (талантливые и очень опытные инженеры конечно же и с пассивными фильтрами могут добиться супер результата).

К применённому ОУ у меня претензий нет, к микросхемам тоже. Что можно улучшить в басовом диапазоне при использовании 35 ГДН, мой ограниченный объём знаний не позволяет мне увидеть, на слух всё нормально и получше чем в промышленных конструкциях с такими же динамиками. К тому же комната для прослушивания может изменить всё, что я наизмеряю.

Ну а как повлиять на параметры СЧ-ВЧ динамика, даже если я и увижу существенную кривизну при измерениях? Все доступные мне в домашних условиях методы я уже применил. Так что, я уверен, если нужно лучше, то это будут уже совсем другие компоненты и динамики.

Одна компания в слепых тестах исследовала корреляцию субъективных оценок с объективными параметрами: люди действительно отдают предпочтение ровной АЧХ, только колонка для достижения хорошего результата в конкретной комнате должна иметь возможно более ровную вне осевую АЧХ, вплоть до 45 градусов. Более того, человек воспринимает звук колонки в комплексе с комнатой. Таким образом корректировать нужно не колонку в безэховой камере, а звуковое поле в точке прослушивания в конкретной комнате существенно многополосным графическим или параметрическим эквалайзером, а для этого нужно нормальное измерительное оборудование.
Радует только, что выше 500 Гц влияние комнаты сильно снижается. Все эти соображения побудили меня удовлетвориться лишь лобовыми сравнительными прослушиваниями у себя и друга (по возможности слепыми, чтобы скомпенсировать свою внушаемость) и поставить оценку: «очень даже не плохо, мне и моим друзьям нравится, особенно с учётом затрат».

Допускаю, что кому-нибудь из читателей будет интересно, может быть кому-то тоже понравится, буду только рад.

Кстати, в би-ампине есть ещё одна прелесть: он позволяет «сшить несшиваемое», в наше время можно встретить широкополосные импортные динамики с великолепными характеристиками до самых высоких частот, но с чувствительностью под 82-84 дБ, это низко даже для басовика и согласовать более чувствительный НЧ-динамик с таким ШП-динамиком пассивными методами не реально, а идея применения таких динамиков очень заманчива. И тут многополосное усиление — настоящее спасение. Эта идея может пригодиться тем, кому КПД системы не важен и кто не идёт на компромиссы в стремлении к классному звучанию.

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

В модели можно осмотреть ящик со всех сторон и изнутри, узнать все точные размеры и деталировку. Пользоваться подобными программами гораздо продуктивнее, чем пытаться изобразить всё в подробностях обычными методами (чертежи видов, изометрия).
Здесь забирайте Google SketchUp.

Искренне надеюсь, что не утомил. Проект длился почти 2 года, сборка окончательного варианта заняла 4 месяца вечерами.
Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

Конструктор акустической системы Audiocore KIT05 Black

Кит-набор Audiocore KIT05 — это отличный способ для энтузиастов аудио воплотить свои мечты в реальность и создать полочную акустическую систему высокого класса своими руками. При прочих равных условиях комплект позволит сэкономить средства и получить на выходе результат, превосходящий по параметрам аналогичную по классу фабричную АС. Конструктор включает в себя добротный фабричный корпус объемом в 19 л, который сложно изготовить самостоятельно в домашних условиях, а также набор проверенных временем норвежских динамиков SEAS с детальным комфортным звучанием и терминалы WBT премиум-класса. Для сборки фильтров кроссовера в наборе имеются комплектующие элементы таких серьезных производителей, как Jantzen и Mundorf.

Для передачи ВЧ предусмотрен твитер SEAS h2318-06 29TFF/W, оснащенный мягким тканевым куполом Sonomex и широким тканевым подвесом. Его особенности: высокий резонанс, спад ниже 2000 Гц, линейная частотная характеристика с высоким верхним пределом и низкие искажения. Твитер отличается великолепным качеством сборки, стабильностью характеристик, превосходной устойчивостью на линейных ходах, высокой чувствительностью, имеет толстый фланец и эллиптический волновод из эластомера. Рекомендуется сочетать SEAS h2318-06 29TFF/W с фильтрами Линквица — Райли четвертого порядка. При этом частота разделения полос должна начинаться от 1,5 кГц.

Воспроизведением средних и низких частот занимается 6,5-дюймовый драйвер SEAS h2217-08 CA18RLY — потомок классических излучателей Vifa С17WH и SEAS CA17RCY, обладающий легким бумажным коническим диффузором со специальным покрытием и эффективной массивной магнитной системой. Драйвер отличается достаточно широкой и ровной частотной характеристикой с контролируемым спадом, а также имеет хороший показатель чувствительности. Его хорошо вентилируемая литая металлическая рама обладает высокой жесткостью, обеспечивает требуемую прочность и стабильность, уменьшает шумы, возникающие при движении потока воздуха, и устраняет переотражения звуковых волн. В динамике задействована легкая, устойчивая к высоким температурам звуковая катушка с алюминиевым каркасом и намоткой проводом CCAW (алюминий с медным покрытием). Благодаря такой конструкции к драйверу можно подводить высокую мощность.

Конструктор Audiocore KIT05 представляет собой отличную альтернативу фабричным АС класса High End, так как позволяет при сравнительно небольших затратах достичь высоких результатов. Это не просто произвольный набор комплектующих в стандартном корпусе. В каждом наборе все элементы были специально согласованы между собой специалистами-разработчиками с целью получить действительно выдающуюся АС High End уровня за приемлемые деньги, которая представляет собой несложную нагрузку для усилителей мощностью от 25 до 100 Ватт. Все, что требуется от сборщика в данном случае — это элементарные знания основ монтажа, пайки, аккуратность и точное следование инструкции.

• Полный набор для изготовления полочной акустики
• Динамики компании SEAS
• Компоненты разделительного фильтра аудиофильского класса (Jantzen, Mundorf и Audiocore)
• Фабричный корпус из МДФ с внешней отделкой натуральным шпоном

Активный кроссовер в домашних ас. Активныe двухполосные. Активное и пассивное оборудование

Всем привет,

Чтобы не иметь сложностей с расчётом фильтра СЧ-ВЧ, возможно, представляется правильным, использовать, так называемый фильтр дополнительной функции (ФДФ) – дифференциальный усилитель, вычитающий из широкополосного (музыкального) сигнала тот, что был выделен фильтром низких частот (в нашем случае), а остаток – СЧ и ВЧ составляющие, передающий на свой выход.

Практические схемы кроссоверов с ФДФ подробно описаны в статьях журнала Радио:
1981г №5-6 стр 39 «Трёхполосный усилитель»
1987г №3 стр 35 «Блок фильтров трёхполосного усилителя ЗЧ»

Обратите внимание, в схеме «87/3, перед активным фильтром стоит повторитель напряжения на ОУ, каковой повторитель обладает низким выходным сопротивлением, а нагружен фильтр на ОУ (ФДФ) с высоким входным сопротивлением, что полезно для согласования фильтра со схемой, образующей кроссовер, в целом.

Частоту раздела, для двухполосного кроссовера, лучше выбрать в три раза больше, чем резонансная частота НЧ громкоговорителя. Если в качестве НЧ громкоговорителя используется широкополосный динамик, то раздел лучше провести выше 3,5 КГц (выше резонансной частоты выбранного ВЧ динамика).
Таблица с связывающая частоту раздела при биамплиннге с мощностью, которую нужно подвести к СЧ – ВЧ звену, приведена в Радио 2001 №9 стр. 10

Перед этим кроссовером, хорошо бы поставить ФВЧ с частотой среза 40Гц или менее – отрезать то, что Ваш НЧ динамик не может воспроизвести физически. Подробно об этом рассказано у Аудиокиллера electroclub.info/samodel/sub_pred.htm

Статья по измерению резонансной частоты громкоговорителей и их «Т-С параметров» при помощи звуковой карты компьютера, приведена здесь, на сайте..html

По теме двухполосного звуковоспроизведения (биамплинг), интересно прочитать статью В.Шорова из Радио 1994 №2 «Двухполосное звуковоспроизведение» и, если есть желание разобраться лучше – цикл статей А.Фрунзе «О повышение качества звучания АС» Радио 1992 9 – 12.

Хочу поблагодарить АудиоКиллера за программу для расчёта фильтров третьего порядка.
electroclub.info/mysoft.htm
По выполненным расчётам собрал комбинированный (на одном ОУ) полосовой фильтр 40 – 18000 Гц для УКВ приёмника. При точном подборе конденсаторов и резисторов, АЧХ фильтра совпала с желаемой без дополнительной настройки.

Начинающие, успешно собравшие макет схемы, могут избавить себя от хлопот травления печатных плат, используя НЕфольгированный стеклотекстолит (гетинакс или плотный картон) и тонкий лужёный провод, который заменяет дорожки, которые предполагалось травить. В программе LayOut рисуется печатная плата, с шириной дорожек 0,3 – 05 мм. – чтобы были видны. По распечатке рисунка платы, защищённой прозрачным скотчем, кернится и сверлится текстолит. Потом в отверстия, по порядку сборки, от входа у выходу, вставляются детали, их лужёные выводы отгибаются по направлению отрисованных дорожек и пропаиваются. Если длинны выводов не хватает, используют лужёный провод. Если проводники — «дорожки» лежат близко друг к другу и есть риск замыкания – можно одеть кембрик. Важно, что если потребуется переделка, например, 20% собранной схемы, не нужно срезать печатные дорожки – просто распаять участок, сделать новую сверловку и собрать заново – чисто, просто и технологично, как тротуарная плитка. При сборке ВЧ конструкций, слой фольги, обращённый к деталям, можно использовать как общий экран. Фольгу вокруг отверстий нужно зенковать, кроме «земляных» контактов.
Если интересно, пришлю фотографии плат, сделанных таким способом.

Питер Латски обращает внимание, что в большинстве кроссоверов (разделительных фильтров для многополосных акустических систем) на частоте раздела НЧ/ВЧ наблюдается значительный (обычно от 45 до 90 электрических градусов в зависимости от порядка фильтров) фазовый сдвиг между напряжениями на НЧ и ВЧ выходах. Это приводит к существенным нарушениям целостности звуковой картины на средних частотах (ответственных за передачу голоса и основной части спектра большинства музыкальных инструментов), поскольку один и тот же сигнал излучается дважды: ВЧ звеном и НЧ звеном с большей или меньшей временной задержкой.

Условие, необходимое для идеальной звукопередачи, — постоянство характеристики группового времени задержки (ГВЗ). Т. е. линейная фазовая характеристика принципиально может быть получена только при использовании в кроссовере: ФНЧ Бесселя и всепропускающего (фазокорректирующего) фильтра Делияниса.

ФВЧ для формирования АЧХ для ВЧ звена вообще не могут быть применены. Ведь они формируют фазовое опережение, принципиально не стыкующееся, каким бы оно ни было, с фазовым запаздыванием ФНЧ и фазокорредтора Делияниса.

В фазолинейном активном кроссовере Питера Ласки (рис. 1.19) формирование сигнала для НЧ звена (выход Low) выполняет ФНЧ Бесселя четвертого порядка (ОУ А4, А5). На ОУ А2 выполнен фазокорректор Делияниса второго порядка, который имеет линейную АЧХ, но такую же ФЧХ и ГВЗ, что и ФНЧ Бесселя четвертого порядка.

Дифференциальный усилитель на ОУ АЗ вычитает из сигнала на выходе АЗ сигнал на выходе ФНЧ и таким образом формирует сигнал сопряженного с последним по частоте раздела ФВЧ (выход High), подаваемый на ВЧ звено акустической системы. При этом фазы напряжений на обоих выходах практически совпадают, что обеспечивает точную передачу пространственной звуковой картины.

С показанными на схеме номиналами элементов кроссовер применяется для акустической системы из электростатического ВЧ звена и изобарического («компрессионного») НЧ динамика. Частота раздела НЧ/ВЧ может быть легко скорректирована для других динамиков одновременным изменением емкости конденсаторов С21, С22, С41, С42, С51 и С52.

Рис. 1.19. Схема фазолинейного активного кроссовера

Рис. 1.22. Схема активного разделительного фильтра с настраиваемым суб-НЧ-компенсатором

Разделительный фильтр состоит из буфера U1А и трех ФВЧ Баттерворта 2-го порядка с частотами среза 4 кГц (U1B), 400 Гц (U2B), и 20 Гц (U3B).

Выход первого ФВЧ через резистор R9 подается непосредственно на усилитель мощности ВЧ звена (TREBLE, 4 кГц — 20 кГц), в то время как сигнал для СЧ звена (MIDDLE, 400 Гц — 4 кГц) формируется алгебраическим сумматором U2A из напряжений на выходах 4-х килогерцового и 400-герцового ФВЧ.

Рис. 1.23. Схема 3 усилителей мощности на ИМС TDA1514А

Примечание. Такое схемное решение обеспечивает «автоматическое» идеальное фазовое и амплитудное согласование на границах ВЧ/СЧ диапазонов без какого-либо подбора элементов.

Аналогично на резисторе R11 формируется сигнал НЧ звена (BASS, 20—400 Гц). Универсальность такого решения заключается в том, что резисторами R9, R10 и R11 можно независимо и оперативно подобрать оптимальный (соответствующий линейной АЧХ по звуковому давлению) уровень напряжения в каждой из полос (практически под любые динамики), не нарушая линейности фазовой характеристики. Это очень важно для точной передачи звуковой картины.

Кроме того, в НЧ канале имеется активный НЧ-компенсатор на ОУ U4A, расширяющий нижнюю границу акустической АЧХ с 63 Гц до 25 Гц.

Принцип действия НЧ-компенсатора основан на том, что собственная АЧХ АС закрытого типа имеет добротность QTC=0,66 и ниже частоты среза fc (тонкая линия на рис. 1.24) имеет спад 12 дБ/октава.

В разумных пределах этот спад весьма точно компенсируется «зади-ром» АЧХ с крутизной 12 дБ/октава, электрически формируемым каскадом U4A (EQUALIZATION RESPONSE на рис. 1.24).

Примечание. В результате АЧХ всей системы оказывается линейной до25Гц («жирная» линия на рис. 1.24).

Рис. 1.24. АЧХ исходной АС (тонкая линия), корректора (средняя) и результирующая (толстая)

Рис. 1.25. Компенсация стоячих акустических волн гулкого помещения

Необходимо заметить, что аналогичная компенсация в системах с фазоинвертором намного сложнее. Ведь последний сам по себе является фильтром с собственной АЧХ и ФЧХ, учесть которые без тщательных акустических измерений невозможно. Да и вряд ли это целесообразно из-за существенно большей крутизны спада АЧХ ниже граничной частоты.

Последний каскад в НЧ канале — темброблок субнизких частот на U4B. Он предназначен для компенсации подъема/завала акустической АЧХ, вызываемого акустическими свойствами комнаты.

Резистором R28 DEEP BASS, регулирующим АЧХ в диапазоне от 94 до 23 Гц на ±12 дБ, можно скомпенсировать негативные последствия стоячих акустических волн как маленькой комнаты, так и большого зала (рис. 1.25).

Усилители мощности (рис. 1.23) выполнены по типовой схеме включения TDA1514A. При питании от нестабилизированного источника ±23 В они обеспечивают до 28 Вт на нагрузке 8 Ом и до 48 Вт на нагрузке 4 Ом при нелинейных искажениях менее 0,003% и диапазоне частот от 3,2 Гц до 100 кГц. В статье, указанной далее, приведены все необходимые соотношения и формулы для расчета аналогичных систем с произвольными динамиками и параметрами.

В промышленных конструкциях активных кроссоверов наибольшее распространение получили построенные на повторителях фильтры Баттерворта, Бесселя и Саллена-Ки.
Фильтры Бесселя обладают самой гладкой фазовой характеристикой (как у одиночной RC-цепи), но суммарная АЧХ имеет провал величиной 3 дБ на частоте раздела.
Фильтры Баттерворта обеспечивают плоскую суммарную АЧХ, но их фазовая характеристика более крутая.
Наконец, фильтры Саллена-Ки (равнокомпонентные фильтры) очень удобны в серийном производстве, поскольку (как следует из названия) для них требуются детали одинаковых номиналов и с большим допустимым отклонением, чего нельзя сказать о фильтрах Баттерворта и Бесселя, требующих точных деталей
Однако фазовая и частотная характеристики равнокомпонентных фильтров самые худшие, поэтому их используют только в бюджетных моделях.
Достаточно много есть схем фазолинейных активных кроссоверов, типа на ФНЧ Бесселя и фазокорректоре Делияниса (кроссовер Питера Ласки)…. и так далее, но, как правило, это сложные и в расчетах и настройках, много ОУ, точных резисторов и конденсаторов.
В значительной степени свободен от перечисленных выше недостатков способ построения разделительных фильтров с применением так называемых комплементарных фильтров…. и наилучшие характеристики имеет разделительный фильтр на интеграторах, который из-за особенностей своего построения также является комплементарным фильтром и поэтому обладает всеми его достоинствами. Кроме этого, такой фильтр характеризуется высокой устойчивостью, низкой чувствительностью параметров фильтра к точности элементов, очень высокой идентичностью характеристик НЧ и ВЧ звеньев, ровной суммарной АЧХ и, наконец, простотой расчета частоты среза фильтра и небольшим количеством активных и пассивных элементов и что особенно радует — нет разделительных конденсаторов… во многих случаях можно избавится и от выходных разделительных емкостей в ресивере и входных в усилителе вплоть до выходного каскада УМ, что еще более линеаризует общую фазолинейность общего звукового тракта.

Мне очень нравится одна схема активного разделительного фильтра, которую я уже неоднократно изготавливал и устанавливал в разные автомобили.
Следы описания этого фильтра можно найти в инете:
http://www.digit-el.com/files/articles/crossover.pdf
После перевода с английского получилось, что его назвали как «фильтр с постоянным уровнем».

Но звучит оно как-то неправильно и я считаю, что вернее этот фильтр называть как «Активный разделительный фильтр с неизменённой суммарной АЧХ».

Чем он так мне приглянулся — во первых там нет никаких разделительных емкостей, а те конденсаторы, что определяют частоту раздела, стоят в обратных связях ОУ и имеют маленькую емкость. Подобрать такой номинал конденсатора, например, из пленочных — не составляет никакого труда.
Частота раздела точно соответствует номиналам элементов рассчитанных по указанной там формуле.
За основу можно брать резистор в пределах 24-47 кОм и подгонять частоту раздела под имеющиеся ёмкости.
Принципиальная схема двухканального активного разделительного фильтра с двухполярным блоком питания выглядит так:

Не так он прост, как кажется с первого взгляда, хотя бы даже из-за того, что требуется, как показал опыт, динамики, которые могут работать от частоты среза ниже/выше на 1,5-2 октавы (что в общем-то не очень большая проблема), также требуется подбор конкретного типа ОУ, которые будут работать в сумматоре и в интеграторах…..
Сразу скажу, что у меня получился пока самый лучший результат по общему тональному балансу и нейтральности звучания — это пара LM4562 и AD8066, как для бюджета можно смело ставить обе NE5532.
Немного об остальных ОУ, то что запечатлелось в памяти:
обе AD823 — сильное ослабление энергетики сигнала в НЧ/СЧ диапазоне
ОРА2132, ОРА2134, ОРА2604, JRC4580, JRC2068 в интегратор — плохие и резкие ВЧ, некоторые проблемы в СЧ.
две AD826 — может быть, но как-то слишком просветленно на СЧ/ВЧ…
LT1469, LT1364, LM833 и много-много других вариантов с вышеперечисленными ОУ — что-то промежуточное, и, наверное, каждый должен выбрать то, что ему больше понравится по звучанию с конкретным усилителем и конкретными динамиками.
Конденсаторы в цепях обратной связи слышно, самое лучшее, что звучит нейтрально — это ФТ, Эпкосы, неплохо К73-17….в любом случае лучше ставить пленку (а не керамику), хотя бы Wima FKP2 .
Перегрузочная способность — больше двух вольт среднего входного сигнала (при питании +/- 12 вольт) на такой фильтр лучше не подавать — иначе первый интегратор входит в клип… ну вот, пожалуй, и все самое главное об этом фильтре.

Далее просто фотки первого варианта фильтра:

Фотографии второго варианта фильтра (с регулируемым поканально выходом):

Активный двухполосный фильтр четвертого порядка.

Речь пойдет о двухполосном фазокогерентном фильтр с аппроксимацией по Linkwitz-Riley на State Variable Filter, описанных здесь:

Функциональная схема соединений аудио системы:

Схема крупнее:

Небольшие пояснения по функциональной схеме аудио системы:
1. Соединения оптики Toslink.

С головы и чейнджера цифровой сигнал выходит только тогда, когда устройство активировано.
То есть, если включена голова, цифра идет только с головы. Если включен чейнджер, то цифра выходит только с чейнджера.
Далее цифра поступает на ЦАП саба и через Машину времени на ЦАП фронта.
Таким образом нам необходимо цифру с двух источников превратить в два выхода цифры.
Схемка для соединения и разделения оптики сделана на микросхеме Hex Inverter 74NC04.
Про Машину времени (Процессор временных задержек с интерфейсом S/PDIF) можно почитать здесь:
http://sova-audio.blogspot.com/2012/07/2.html
Есть уже новый вариант Машины времени, которая может управляться дистанционно:
http://sova-audio.blogspot.com/2014/10/blog-post.html

В Машине времени цифровой сигнал будет задержан относительно саба и затем левый фронт будет задержан на необходимую величину относительно правого фронта.

2. Регуляторы громкости.
Применены регуляторы громкости Никитина (РГН) Att7+ и Att7 разработки от antecom:
http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=48665
Про использование регуляторов громкости Никитина в автозвуке я описывал здесь:
http://halin-caraudio.blogspot.com/2013/12/16.html
Так как у усилителя MC420M я сделал входное сопротивления 20 кОм, то соответственно РГН я тоже согласовал на входное сопротивление 20 кОм.
2. Сам активный фильтр 4 порядка (двухполосный фазокогерентный фильтр с аппроксимацией по Linkwitz-Riley на State Variable Filter) сделан на частоту раздела в 3100 Гц.

Вот так выглядит собранный Блок активных фильтров и регуляторов громкости:

Регуляторы громкости запитываются от отдельного стабилизатора на 5 вольт.
Межблочные кабеля использованы Canare GS-6 BLK и Canare L-2T2S BLK.
Разъемы RCA — австрийские, фирмы Amphenol.

Кроссовер для акустики – это тот элемент, который позволяет отрегулировать звучание динамиков, разделить и выровнять частотные диапазоны. Его можно купить, попросить кого-нибудь поставить, но чаще всего на это тратиться желания не возникает. Уж лучше установить новую акустическую систему полностью, создать самую настоящую звуковую сцену. Это несложно, правда, стоит дорого.

Кроссовер для аккустики

Многим хочется накопить много денег и заняться комплексным тюнингом своей машины. Мечта эта соблазняет, бесспорно. Если появилась возможность, надо действовать. Однако эта мечта редко сбывается. Есть другие потребности. Не до музыки. Пока нужная сумма на все дополнения и трансформации накопится, машина может взять и перестать ездить. Насущные проблемы надо решать своевременно. Если на улице зима – пора менять резину. Если у динамиков разное звучание – пора его откорректировать. Надеяться выиграть миллион, миллиард, триллион похвально. Главное – соответствовать действительности.

Кроссовер для акустики своими руками – это реально или нет? Многие люди утверждают, что собрать его самостоятельно проще, чем кажется. И это намного дешевле, плюс – это интересный процесс. Надо лишь захотеть это сделать, поставить себе цель, вникнуть в суть вопроса, разобраться, объективно оценить свои возможности. На первый взгляд кроссовер для акустики своими руками собрать сложно. Но это лишь на первый взгляд.

Ещё одно препятствие – внешний вид салона не хочется испортить. Как быть: рискнуть выполнить такую работу самостоятельно или отказаться от мечты? Безусловно, это сложный выбор, дилемма. С другой стороны, уж что-что, а внешний вид салона всегда подправят на СТО.

Когда именно нужен данный элемент

Хорошая акустика может не дополняться кроссовером вовсе. Почему? Потому что частотный диапазон поступающего в динамики звука гармоничен. Сами динамики и другие элементы способствуют этому. Тем не менее и хорошая акустическая система, которая дорого стоит, иногда не удовлетворяет своим звучанием. Музыкальный слух – не порок. Стоит ли страдать из-за врождённой биологической особенности? Производитель не обязан ориентироваться на категорию граждан с музыкальным слухом, чуткими рецепторами.

Акустика без кроссовера не функциональна в некоторых случаях. Что это такое: скрипы, посторонние шумы, искажение голоса? Хороший тренажер для слуха и укрепления нервной системы? Позаботиться о себе важно. Производители порой предлагают человеку сделать это самостоятельно.

Музыка – это много звуков, которые обладают разным частотным диапазоном. Какие-то человек слышит, какие-то нет. Одни ему нравятся, другие не нравятся. Приглушать определённые частоты, наоборот, подчёркивать, делать их громкими или совсем незаметными – для этого был изобретён кроссовер. Акустика будет радовать, служить человеку по-настоящему, если добавить этот элемент.

Если с первого раза не получилось

Даже если первая попытка найти нужные материалы, инструменты не увенчается успехом, стоит отложить свою идею на потом, но не прощаться с ней. Это действительно легко – взять и смастерить кроссовер. Поможет в этом схема кроссовера для акустики и фото прибора в деталях. С ней легко разобраться, понять, что это такое в принципе, получить наглядное представление, принять решение, опираясь на факты.

На этих фото чётко видно, что нет в приборе ничего страшного. Он прост, как 5 копеек. Справится и девушка, и мужчина, которые посещали уроки физики в школе, учились старательно. Впрочем, можно купить уже готовый, заводской кроссовер, или доверить тюнинг, модернизацию акустической системы авто профессионалам. Просто это стоит денег.

Виды кроссовера

Какие кроссоверы вообще бывают? Их не так уж и много:

• активный;
• пассивный;
• однополосный;
• двухполосный;
• трёхполосный.

Схема каждого из видов будет содержать разные элементы. Пассивный кроссовер состоит из катушек, реле и конденсаторов. Его схема более простая. В нём нет плат, микросхем и сделать его своими руками проще, чем активный. Схема установки также у них разная.

Количество полос определяется количеством полос в акустике, соответствует. Трёхполосные кроссоверы необходимо подключать к трёхполосным акустическим системам. Двухполосная акустическая система и трёхполосные кроссоверы, к примеру, — понятия несовместимые. Так что, если в машине установлена двухполосная акустика, ничего другого не останется, кроме как заменить её или же установить трёхполосные кроссоверы. Двухполосная акустика и однополосные кроссоверы – тоже плохое сочетание. Трёхполосные системы и однополосный кроссовер – аналогично. Здесь властвует правило комплементарности. А вот активный или пассивный кроссовер нужен – можно выбирать, не задумываясь особо.

Пассивный кроссовер заставит систему работает хорошо, хотя есть у него ряд недостатков. Считается, что акустика с пассивным кроссовером работать на все 100% не будет. И это действительно так, ведь активный кроссовер для акустики мощнее. С другой стороны нужны достаточно глубокие познания в области физики, для того чтобы собрать активный кроссовер своими руками.

Кажется, что пришло время выбирать, чего хочется больше: чтобы акустика работала в полную силу или, чтобы звучание было приемлемым. На самом деле это не совсем верно. Даже активный кроссовер реально собрать своими руками, просто сразу может не получиться. Как принято говорить в таких случаях, терпение и труд всё перетрут.

Пассивный кроссовер служит меньше по времени. Так что, стоит задуматься, взвесить все за и против, перед тем, как приступить к работе.

Что такое расчёт кроссовера

Схема кроссовера может всё же заставить отказаться от самостоятельного сбора детали. Но даже схема не заставит отказаться от перспективы самостоятельной установки купленного кроссовера. Это модернизация из категории элементарных. Почему бы и нет? Расчёт кроссовера для акустики – главная проблема. Проще всего воспользоваться калькулятором в режиме онлайн. Расчёт будет довольно-таки верным, хотя есть вероятность погрешностей и результат может не удовлетворить. Автомобильная акустическая система будет издавать всё тот же шум, а не музыку. В чём подвох?

Если попробовать выполнить расчёт без калькулятора, всё станет на свои места. Но не в том смысле, что автомобильная акустическая система начнёт сразу, как по волшебству хорошо работать. Становится понятно, что нужен индивидуальный подход и настройка кроссовера.

О динамиках известно, что у них есть частота, мощность и сопротивление. Значения индивидуальны, зависят от торговой марки, модели. Расчёт кроссовера – это знание сопротивления и частоты. Вот только работает это в теории. На практике человек сталкивается с такой проблемой, как нестабильность значения сопротивления. Сопротивление — это не константа. Меняется частота, меняется и сопротивление. Поэтому нужно знать, хотя бы, в каком диапазоне автомобильная акустическая система работает, среднее арифметическое. Для этого нужны специальные приборы. Иначе никак не узнать эти величины. Ожидания не должны быть завышенными.

Самодельный кроссовер для акустики

Самодельные кроссоверы для акустики нужны для разделения частотных диапазонов динамиков. Они выравнивают эти самые диапазоны по громкости звучания.
Самодельный кроссовер для акустики изготовить не так уж и сложно, если знать некоторые секреты.

Что такое кроссовер и с чем его едят

Для начала узнаем, а зачем нужен кроссовер?
Это специальное устройство, предназначенное для разделения ауди частот. Кроссоверы как бы убирают ненужные частоты, фильтруют их.

К примеру, существуют такие динамики(см.), как пищалки. Если бы не было кроссоверов, то на пищалки бы подавались все частоты, полный их пакет, вместе с НЧ и СЧ. Понятно, что это в итоге отрицательно скажется на детальности музыки.
ВЧ динамики, каковыми являются пищалки, не способны воспроизводить низкие и средние звуки и присутствие несвойственных частот станет в этом случае опасной проблемой.

Виды кроссоверов

Кроссоверы принято разделять на активные и пассивные, а также на однополосные, двухполосные и т.д.

Пассивный кроссовер, его плюсы и минусы

Итак:

• Пассивный кроссовер фильтрует сигнал своими конденсаторами, резисторами и катушками. В результате именно этого и выявляется первый недостаток таких кроссоверов – потеря мощности.

• Подключение пассивных кроссоверов проходит непосредственно перед динамиками. Получается таким образом, что достаточно использование всего одного усилителя(см.), что является несомненным плюсом пассивных кроссоверов.

• Пассивные кроссоверы продаются отдельными блоками или в комплекте с акустикой, обычно двухполосной или более.
• Среди недостатков пассивных кроссоверов можно выделить ограниченную пиковую нагрузку, что влечет за собой скорый выход из строя.

Активный кроссовер, его плюсы и минусы

Итак:

• Используется активный кроссовер перед усилителем. Поэтому использование одного усилителя в данном случае просто невозможно.
  В случае с активным кроссовером каждый динамик, будь то пищалка или НЧ динамик, используют отдельный канал усилителя.

• Преимуществом активного кроссовера можно назвать то, что в отличие от пассивного, он дает возможность точной настройки срезов. Именно этот фактор и определяет в большей части стоимость такого кроссовера, который дороже своего оппонента.

Кроссовер однополосный

• Предназначен для среза канала сабвуфера(см.).

Кроссовер двухполосный

• Предназначен для двухполосной акустики, состоящей из твитера и мидбаса.

Кроссовер трехполосный

• Предназначен для трехполосной акустики, состоящей из твитера, СЧ-динамика и мидбаса.

Самодельные кроссоверы

Случается, что став обладателем дорогой автомобильной акустики, владелец обнаруживает, что в комплекте нет кроссоверов. Понятно, что без них обойтись будет невозможно, так как ВЧ динамики могут просто напросто сгореть.
Что делать? Ответ до смешного прост – изготовить их своими руками.

Инструменты

Для начала вооружимся необходимыми инструментами:

• Хорошим и удобным паяльником.
• Специальным прибором, измеряющим индуктивность.
• Клеем «Момент».
• Хлорным железом.
• Фольгированным стеклотекстолитом.
• Термоусадочной трубкой.
• Силиконовым герметиком.

Пошаговая инструкция

Начинаем процесс изготовления.

Итак:

• В первую очередь, надо тщательнейшим образом изучить теххарактеристики купленных динамиков. Особое внимание рекомендуется уделить низким частотам пищалок, а также уровню характеристической чувствительности НЧ и ВЧ динамиков.
• Затем нужно подобрать правильную электрическую схему, подразумевающую подключение кроссовера.

Примечание. По мнению специалистов желательно отдать предпочтение фильтрам 2-ого порядка, ведь в тесном салоне авто наблюдается сильный подъем частотной характеристики на средне-высоких частотах.

• Надо помнить, что ВЧ-динамики, которые подключаются через фильтр 1-ого порядка, сильно подчеркивают шипение, а НЧ-динамики чрезмерно выделяют яркие звуки. В итоге, складываясь вместе, получится кавардак, в котором будет много яркого и шипящего звучания.

Примечание. При этом, чем шире салон авто, тем удастся более минимизировать эти недостатки.

Катушка индуктивности

Итак:

• Наматываем катушки индуктивности для динамиков. Отметим, что делая это для НЧ-динамика, лучше пользоваться медной проволокой, имеющей диаметр 1 мм и изолированной специальным лаком.

Совет. При изготовлении катушек рекомендуется пользоваться ферритовыми сердечниками. Это даст возможность получить меньшие габариты и вес, а также сократить расход недешевой медной проволоки. Кроме того, удастся уменьшить также активное сопротивление катушки.

• Получившуюся индуктивность рекомендуется контролировать с помощью уникального прибора для измерения.

Совет. При наматывании проволоки крайне желательно делать виток и витку, а затем фиксировать клеем. Это даст возможность избежать проблем, с которыми часто сталкиваются новички.

Делаем печатную плату

Итак:

• Пришло самое время начертить плату на бумаге. Делать это нужно, исходя из размеров получившихся катушек и резисторов.
• Чертим плату и переносим ее на лист специального материала.

Примечание. В качестве такого материала неплохо было бы выбрать фольгированный стеклотекстолит.

• Сверлим сразу отверстия под электроды будущих деталей и проводов. Обязательно протравливаем плату. Это нужно сделать следующим образом: полуготовую плату поместить в раствор хлорного железа.

Сборка

• Платы нашего будущего кроссовера собираем согласно схеме установки.

Примечание. Катушки индуктивности и конденсаторы тщательно клеим к плате. Рекомендуется использовать хороший клей, такой как «Момент». Хорошая фиксация позволит самодельному разделителю длительное время работать безотказно в условиях вибрации и тряски.

Соединяем акустические провода

Итак:

• Соединяем акустические провода, используя обычный паяльник. В работе нужно быть крайне внимательным и не перепутать выходы для НЧ и ВЧ-динамика. Обратить внимание нужно и на полярность.
• Клей пригодится и здесь. Нужно залить «Моментом» провода, которые припаяли, что предохранит опять же от вибраций и возможных переломов.

Подключение

Итак:

• Проводим пробное подключение и убеждаемся в том, что сигнал подается на каждый динамик с соответствующего выхода самодельного кроссовера.
• Если это необходимо, то можно включить и резистор сопротивлением 4 Ом перед ВЧ-фильтром.

Примечание. Помним, что чувствительность ВЧ-динамиков на несколько децибел превышает чувствительность динамика, воспроизводящего низкие частоты – в итоге, пищалки играют громче НЧ-динамика.

Готовый своими руками кроссовер обтягиваем термоусадочной трубкой, соблюдая нужные размеры. Заливаем края обязательно силиконом, чтобы внутрь кроссовера не попала влага или пыль.
Представленная инструкция поможет изготовить самодельный кроссовер для акустики без особых проблем. В процессе операции рекомендуется изучить дополнительно фото и видео – материалы.
Что касается цены на расходные материалы, то она зависит от количества катушек и выходов под динамики. Немаловажное значение имеет и материал, который используется.

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 временная привязка, 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 стробируемой техники и сравните измерения, прежде чем продолжить. Данные измерений впоследствии используются в кроссовере SoundEasy. инструмент дизайна.

Сделай сам Кроссовер в шкафу

Хотя в CAD есть прошли долгий путь, при разработке кроссовера громкоговорителей выигрывают от некоторых фон в электронике. SoundEasy имеет Шаблоны кроссовера от 2 до 5, охватывающие 1 ^st от заказа до 4 ^th заказать кроссоверные топологии. Кроме того, есть шаблоны для большого количества типичных фильтров. и компенсационные схемы. САПР 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.

Первая ступень I при проектировании кроссовера в SoundEasy необходимо определить работоспособный кроссовер. частоты и порядки фильтров. Этот требуется тщательная проверка паспортов драйверов, частотная характеристика 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.Для 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.

А 4 ^-й Кроссовер понижает частоты на 24 дБ на октаву, тогда как 1 ^st Кроссовер порядка понижает 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 приблизительный 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-динамика 2 ^nd порядка 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 канадских долларов

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 емкостями и, следовательно, дорогими.Это может занять некоторое время, чтобы получить верно. Если вы не можете приблизиться к целевой кривой вы можете рассмотреть возможность изменения топологии фильтра. Среднечастотный диапазон для треков сэмпла 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 впоследствии 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. один.

Билет на 3-ходовой 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 дизайнер громкоговорителей, разрабатывающий Самостоятельно проектирует 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 этот сайт не много обновлений, у Джона Крутке есть много хороших дизайнов, доступных как полные комплекты. Он также протестировал множество драйверов, если вам нужны объективные необработанные данные о драйверах.
• http://parts-express.com — Многие полные DIY комплекты и детали доступны непосредственно в Parts Express
• http: // madisound.com — Множество полных комплектов DIY и части 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 существует 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

fuzz092888 сообщений Июль 18, 2013 16:32

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 заказных услуг по дизайну кроссоверов и динамиков.

Программное обеспечение LEAP — Анализ и анализ Дизайн громкоговорителей, корпусов и кроссоверов

Джоэл Фуст сообщений в июле 07, 2013 13:10

Я слышал, что art USB dual pre работает очень просто и стоит своих денег. У меня нет прямого опыта, поэтому я не могу рекомендовать его, но, возможно, стоит изучить вопрос о & lt; Интерфейс за 100 долларов. Кто-нибудь им пользуется?

Как сделать кроссовер для динамиков

Теперь, когда колонки построены и закончены, я могу перейти к проектированию и сборке кроссовера.На самом деле, я разработал это до начала сборки, так как это действительно хорошая идея, чтобы проработать все детали, прежде чем вы начнете вырезать части.

«Я поясню — заголовок должен гласить, как сделать (простой) кроссовер для динамика»

Перед проектированием кроссовера вам необходимо знать частоту кроссовера и насколько крутым будет спад. В моем случае у меня есть низкочастотный динамик с эффективным частотным диапазоном примерно до 4000 Гц. Диапазон частот твитера, который я использую, составляет от 2200 Гц до 20 000 Гц.Так что где-то в диапазоне от 2500 Гц до 3000 Гц должен быть лучший выбор для точки кроссовера. Я выбрал более низкий, основываясь на том, что я знаю о низкочастотном динамике и размере купола высокочастотного динамика (1 дюйм).

Наклон — это порядок фильтра. Первый порядок — 6 дБ на октаву, второй — 12 дБ на октаву и так далее, и для них существует несколько различных выравниваний. Я выбрал так называемый Linkwitz — Riley 2-го порядка , и его преимущества заключаются в умеренно крутом спаде и ровном отклике в области кроссовера.

Голова еще кружится? Это сложная тема, и в ней есть много, больше, чем у меня есть время, чтобы вдаваться в подробности. Я поясню — заголовок должен гласить «Как сделать (простой) кроссовер для колонок», потому что я на самом деле лишь поверхностно затронул тему в этой статье.

Если вы действительно хотите глубже погрузиться в тонкости дизайна кроссовера, приготовьтесь к многим часам чтения. Хороший источник — от самого человека, Linkwitz Lab содержит массу точной информации.
И поскольку это тема, связанная со звуком, чем глубже вы пойдете, тем больше вы познакомитесь с чрезмерным акцентом на важность всего, что связано, от качества компонентов до химического состава покрытия на магнитной проволоке, используемой для катушек.

Я не шучу.

К счастью, если ваши ожидания могут быть поставлены на ступень или две ниже, вы можете получить вполне адекватные результаты, используя базовые конструкции и детали хорошего качества.

Вот график точки пересечения для моего:

Не в реальном масштабе, но показывает, как работают фильтры нижних и верхних частот, ограничивая частотный диапазон, передаваемый каждому драйверу.Высокочастотный динамик передает на твитер все, что выше 2500 Гц, а низкочастотный динамик получает все, что ниже.

Теперь, когда я определился с частотой кроссовера и настройкой, я могу спроектировать сам кроссовер. Я использовал удобный онлайн-калькулятор , чтобы получить значения компонентов:

Не показан на этой схеме, но высокочастотный динамик (или низкочастотный динамик) должен быть подключен в обратном порядке, поскольку фильтры будут выводить сигналы, которые не совпадают по фазе на 180 градусов.

Твитеры, которые я использую, имеют более высокую чувствительность, чем низкочастотный динамик, и обычно вы добавляете так называемую «L-pad», чтобы уменьшить ее до нужного уровня.Но мой слух уже не тот, что был раньше, особенно на высоких частотах, поэтому я оставлю это как часть встроенной эквализации. Эти колонки будут в основном использоваться в моем офисе для редактирования видео, которое я снимаю.

Для давних читателей не будет сюрпризом, когда я скажу, что собираюсь использовать то, что у меня уже есть. Раньше я гораздо больше увлекался созданием акустических систем, поэтому у меня уже есть большое количество деталей. Хорошим примером является эта пара катушек 2,2 мГн (миллигенри — единица измерения индуктивности), которые я могу разделить на две части, чтобы сделать те, которые мне нужны меньшего размера:

Я сделал простую форму намотки из ДВП и дюбеля 3/4 ″:

И поместите полную катушку на быстро сделанную оснастку, чтобы удерживать ее, пока она разматывается:

Технически я должен измерить фактическую индуктивность катушек, которые я пытаюсь сделать, но я полагаю, что вес даст мне приблизительную оценку.Я взвесил всю катушку, и получилось 257 грамм:

Смотал чуть меньше половины, на оригинале осталось 141 грамм:

Затем я мог точно настроить вес каждой катушки, чтобы приблизить ее к цели. И я должен отметить, что существует множество факторов, которые влияют на величину индуктивности катушки, от плотности ветра до диаметра отверстия и высоты ветра. Так что да, это довольно грубо, но я думаю, что это в пределах моего «достаточно близкого» диапазона.

Четыре катушки настроены и готовы к использованию:

Каждый кроссовер имеет одну катушку меньшего размера и одну большую.И еще у него два конденсатора, и, к счастью, у меня были те, которые снова были «достаточно близки» для использования:

Для печатной платы я решил использовать несколько кусочков прозрачного акрила толщиной 1/4 дюйма.

Отверстия посередине предназначены для стяжных лент, удерживающих катушки и конденсаторы на месте. Отверстия по краям нарезаны резьбой для крепежных винтов № 8-32, которые будут соединительными клеммами:

Компоненты нижних частот на месте:

Хотя это выглядит очень красиво (за исключением, может быть, небрежно намотанной катушки), было проделано много работы, чтобы собрать все это воедино.Одна из проблем заключалась в коротких проводах на (использованных) конденсаторах, которые мне пришлось удлинить:

Сделав это таким образом, будет легче заменить компоненты, если вы не совсем довольны результатами. Действительно, высококачественный дизайнер кроссовера проведет несколько комбинаций или небольших изменений, прежде чем остановится на окончательном «озвучивании» динамика. Однако я менее требователен и вполне реалистичен в том, как легко обмануть даже исключительный слух.

Мне нравится использовать банановые гнезда на задней панели для подключения провода динамика.Они выглядят аккуратно, с низким профилем и устанавливаются быстро и легко:

Чтобы гайки, удерживающие домкрат, не открутились, я накапал немного термоклея:

Еще один более аккуратный вариант — использовать утолщенный суперклей, но он находится внутри коробки, и его больше никогда не увидят.

Для установки кроссоверных плат внутри коробки я сделал стойки из куска пластиковой трубки 1/4 ″:

Затем вбил четыре винта, по одному в каждом углу:

Справа вы можете увидеть провода, идущие от банановых разъемов, а слева провода, идущие к низкочастотному и высокочастотному динамикам.

Вы могли бы сказать: «Эй, вы можете купить готовые кроссоверы онлайн за копейки! Зачем создавать свои собственные? » И этот комментарий может относиться ко всему, что вы можете найти на этом веб-сайте — это не обладание, а действие.

Кроме того, недорогие модели не дают возможности настраивать их и изготавливаются из компонентов низкого качества, таких как катушки с магнитным сердечником. Способ увеличить индуктивность и использовать меньше проводов — это добавить ферритовый сердечник, но катушки, сделанные таким образом, могут насыщаться и могут вызывать слышимые искажения.

Я купил их, чтобы попробовать бок о бок с моими самодельными и, возможно, вытащить осциллограф и генератор функций, чтобы измерить, насколько точен отклик фильтра на обоих.

Вперед! Наполнение коробки приведет к смачиванию (но не к отсыреванию — в ней нет воды!) Некоторые резонансы внутри коробки, а также заставят коробку «казаться» больше. Не вдаваясь в подробности этого эффекта, он связан с тем, что набивочный материал поглощает тепло (в форме звуковой энергии) более эффективно, чем коробчатая коробка, заполненная только воздухом.
Вы можете рассчитывать, что это увеличение кажущегося объема будет где-то в диапазоне от 15 до 25%, поэтому это необходимо решить перед проектированием коробки, чтобы вы могли сделать ее подходящего размера. Идеальный «Qtc» для запечатанного бокса — 0,7, и добавление начинки снизит Qtc для того же бокса тома. Я использовал обычный утеплитель для стен — стекловолокно — обрезанный по размеру, чтобы он аккуратно поместился внутри:

При разработке коробки я считал увеличение громкости примерно равным объему, уменьшенному задней стороной динамиков и кроссовера, поэтому нет чистого изменения в расчетном объеме.

С высококачественной начинкой я могу установить драйверы, начиная с твитера. Мне сначала пришлось сделать прокладку, чтобы предотвратить утечку:

Низкочастотный динамик уже имеет прокладку, полоску самоклеящейся пены вокруг фланца. Это то, что я обычно использую, но под рукой не было:

Еще одно замечание по драйверам: они обычно имеют только прямые отверстия, но я люблю зенковать, а затем закрашивать свежий срез черным маркером:

Таким образом, винты сидят заподлицо и выглядят намного аккуратнее:

Когда первый готов и установлен, я настроил тест прослушивания, и вы можете услышать его результаты в конце этого видео сборки: