Site Loader
Posted on 25.06.1990

Различия в схемах несущественны, вариации отражены на рисунке. Частоты раздела около 800 и 5000 Гц. Крутизна скатов на НЧ/СЧ разделе соответствует второму порядку, присутствие 60 мкФ влияет только ниже 500 Гц. Крутизна скатов на СЧ/ВЧ разделе соответствует третьему порядку.

Появился вопрос. У НЧ динамика заявлено 90 дБ/Вт, видим, что фильтр скушал как минимум 1 дБ, итого 89 дБ/Вт в полосе 80-800 Гц. На АС в целом заявлено 91 дБ/Вт. Для их получения требуется аналогичная по ширине полоса (800-8000 Гц) с уровнем 93 дБ/Вт. Следовательно, либо будет смещение баланса в СЧ/ВЧ зону, либо чувствительность АС завысили на 2 дБ (или и то, и другое). Судя по АЧХ фильтров и АЧХ 30 ГДС-1 (сильно сглаженной), 30 ГДС-1-8, правильнее первое предположение.

Второй, связанный с первым, вопрос – о доверии к графикам 150 АС-001 Корвет . Область частот 1500-3500 Гц по фильтру (около 0 дБ и самый горб), плюс АЧХ динамика (там же, 94 дБ в среднем) должны дать горб в 94 дБ, на АЧХ АС имеем идеально ровный модный «смайлик» с уровнем 90 дБ.

АХЧ АС от 5 кГц до 15 кГц имеет неравномерность 2 дБ. 10 ГДВ-4-16 по конструкции практически равен 6 ГДВ-4, а у последнего там +5/-4 дБ: 6 ГДВ-4-8 (6 ГД-13). О весёлых кривых, показывающих «уровни 2-й и 3-й гармоник» в виде «расчёски» с зубьями через одинаковый интервал по всему звуковому диапазону, лучше умолчать. Это что угодно, но не Кг. Думайте сами, решайте сами (С).

ФЧХ токов НЧ и СЧ динамиков для вариантов с/без 60 мкФ. Красная – НЧ, зелёная – СЧ с 60 мкФ в фильтре, синяя – без 60 мкФ. Зелёную можно перенести на 360° вверх, результат не изменится. Итак, на частоте раздела (750 Гц) разность фаз с 60 мкФ/без него составляет 90°/100°, а в зоне совместной работы (500-1200 Гц) 80°-120°/100°-130° соответственно. Учитывая неточности в схемах замещения, смещение акустических центров и что 100 ГДН-3-8 работает выше зоны поршневой области, чаша весов спокойно могла склониться к синфазному включению, как на заводской схеме. НО. В целом синфазность не очень, хотя с 60 мкФ чуть лучше.

^Нажмите для увеличения^

ЧХ сопротивления схемы вполне удовлетворительная:

^Нажмите для увеличения^

Интересна работа фазовращающей цепи на (3,3 мкФ + 250 мкГн)*2шт.

Отличия от предыдущего рисунка: уровень на стыке 700 Гц поднялся на 2 дБ, на 1,6-3 кГц образовалась ямка. А вот на стыке 4,7 кГц добавка уровня +6 дБ наблюдается С ФАЗОВРАЩАТЕЛЕМ, что означает, что в живую 75° сдвига фазы от него будут лишними, и сшить СЧ с ВЧ не получится ни при какой фазировке. Это результат удаления конденсатора 6 мкФ в СЧ фильтре, что привело к изменению порядка фильтра и вносимого им сдвига фазы на частоте раздела. А если фазовращатель обойти, то получим показанный взбрык АЧХ в области частот 5-6 кГц, которых как раз и было мало автору доработки. Добавим теперь 1-2 дБ в области 400-1000 Гц от баффл-эффекта, и перед нами возникнет двугорбый верблюд на всю область средних частот, причем горбы явно выше полки НЧ. Гуд бай, баланс, гуд бай, меня не забывай.

…Штирлица поразила внезапная догадка(С).

Совмещаю по уровню АЧХ родного здешнего СЧ фильтра с АЧХ фильтра, рекомендованного в паспорте 20ГДС-1-8 (https://ldsound.club/index.php?threads/20-gds-1-8-15-gd-11.

Полное совпадение в диапазоне 1,2-5 кГц. К тому же средний уровень 20ГДС на 2 дБ меньше, чем у 30ГДС, а ровно на столько хочется уменьшить уровень СЧ в родной схеме, чтобы он сровнялся с полкой НЧ. Что там орёт дедукция? Правильно. Фильтр рассчитали под 20ГДС-1-8, и в последний момент начали ставить вместо него 30ГДС-1-8, плюнув на необходимость изменений в фильтре. Ведь и так купят. Обалдеть просто.

И вот что тут присоветовать? Только одно: уменьшить уровень СЧ звена на 2 дБ и убрать пик 3 кГц, полезный для 20 ГДС, и вряд ли полезный для 30 ГДС, так как у него совсем другая АЧХ вследствие другой образующей диффузора. На большее без микрофонных измерений не решусь. Итак, увеличиваем гасящий резистор в СЧ звене до 6 Ом, отпаиваем конденсатор 2 мкФ, стоящий параллельно 4 мкФ, и припаиваем его в параллель к конденсатору 2,2 мкФ, стоящего последовательно с резистором 8,2 Ом. Параллельно ВЧ динамику ставим 16 Ом (если версия с 39 Ом). Получаем такое, без фазовращателя:

^Нажмите для увеличения^

Добавка на частоте раздела 5 кГц равна +5 дБ, что даёт основание предполагать удачную стыковку на живой АС в варианте с фазовращателем в ВЧ фильтре.

Детектив подошёл к завершению. По звучанию АС в стоке могу сказать, что они радуют низкими искажениями при повышенных уровнях громкости, что связано с высокими частотами разделов и высоким порядком фильтров в СЧ и ВЧ звеньях, что гарантирует малую амплитуду смещения их излучателей. Потенциал у АС – отличный. Рекомендую попробовать закрыть ФИ.

Автор: Николай

 

 

Источник

241, 8

Хорошо звучащие колонки при минимальных затратах

Построить хорошо звучащие колонки при минимальных затратах – мечта любого самодельщика. Именно поэтому статья Олега Салтыкова «Малогабаритный Громкоговоритель», вышедшая в журнале «Радио» в далёком 1977-м году, до сих пор не теряет актуальности. Конструкция горячо обсуждается на форумах, предлагается масса вариантов её улучшения. Один из них, прекрасно показавший себя на практике, мы сегодня и рассмотрим.

Со времени публикации в «Радио» той самой статьи с «Кубиками» Салтыкова (такое название закрепилось за этим проектом) и до недавнего времени, когда я сам занялся изготовлением и настройкой колонок, так и не удалось увидеть их реальную АЧХ. Есть тема по этой конструкции на vegalab.ru, но и там, в основном, либо отзывы владельцев о звучании, либо вопросы как применить тот или иной динамик вместо указанного.

И вот недавно я получил посылку с парой промышленных колонок 6АС-224, доработанных владельцем по мотивам «Кубиков». Кроме самих колонок, в посылке было множество разных динамиков, позволивших поэкспериментировать с их применением в этой конструкции.

Работа началась с измерения самих колонок без вмешательства. Исходный набор динамиков был такой: 6ГД-6 на НЧ, 2ГД-36 на ВЧ, а фильтры по схеме из того же журнала «Радио».

АЧХ колонок 6АС-224 на расстоянии 0,5 м по оси

Розовым цветом показана АЧХ НЧ-головки 6АС-224 в ближнем поле. Порт фазоинвертора – зеленым, суммарная характеристика — черным

АЧХ пищалки 6АС-224 в ближнем поле

Что же мы видим? 1. Выраженная неравномерность АЧХ, особенно наверху. Хорошего звука ожидать не стоит. 2. Нижняя граница в районе 60 — 70Гц с учетом работы порта фазоинвертора. Резонанс НЧ динамика 80 Гц, фазоинвертор настроен на 65 — 70 Гц.

АЧХ пищалки 2ГД-36 с фильтром от «Кубиков» просто чудовищная. На слух это подтвердилось, звук ужасен. Вместо ВЧ полочки какие-то зубы дракона. С этим набором всё ясно.

Но в той же посылке я нашел пару запечатанных новеньких пищалок Visaton TW70. Я с ними хорошо знаком, это удачные и недорогие бумажные, с приятным звуком динамики. Вот и узнаем, пригодятся ли они взамен жутковатых 2ГД-36. А пользуясь счастливым случаем, сравним их с нашими 2ГД-36, для чего из кучи наших пищал я отобрал лучшую, перебрав гору откровенно кривого барахла.

АЧХ лучшего экземпляра 2ГД-36, отобранного из кучи барахла

Сравнение АЧХ 2ГД-36 и Visaton TW70

АЧХ Visaton TW70 при 30º вне оси

Резонанс у TW70 в районе 2 кГц, значит, с 3 — 4 кГц можно её стыковать с нашим мидом (что и получилось дальше). АЧХ достаточно спокойная, протяженная и без резких изломов. У всех наших 2ГД-36 есть провал на 10 кГц, а как мы знаем, эта частота весьма важна для достоверного звучания.

Там живут все реально слышимые звуки на верхнем крае диапазона, и потери на 10 кГц недопустимы — звук на высоких частотах стухнет и лишится серебра.

В этом плане Визатон оказался удачнее. К тому же у него есть пичок на верхнем крае, килогерцах на 13, за счет чего получается красивый акцент на всех щёточках-тарелочках и звенелочках, но не ярко выраженный, в пределах нормы. Итак, выбираем в пищалки Visaton TW70.

В посылке также оказались ранее незнакомые мне басовички с непривычно мощным магнитом, блестящим куполом-пыльником и маркированные буквами БРЗ — Бердский Радиозавод. На корзине размытая надпись 25ГДН… и ещё что-то. Позже выяснилось, что это 25 ГДН3-4 — нашел в сети ролики с прекрасной лекцией о них, измерениями и теплыми отзывами, как о шедевре нашего радиопрома. С чем сам искренне согласен, динамик превосходен по АЧХ, иным параметрам и звуку.

Итак, оценим характеристики НЧ-динамика при прямом включении и с катушкой фильтра.

Характеристики 25ГДН3-4 в ящике от 6АС-224 без фильтра по оси на расстоянии 0,5 м

Сначала рассмотрим характеристику в верхней части графика. Там два резонансных горба на кривой импеданса, это резонансы динамика на воздухе (48 Гц), его резонанс в ящике с закрытым портом фазоинвертора (70 Гц) и участок АЧХ в районе нижнего среза. Эти данные позволят прикинуть добротность Qtc.

Видно, что на 70 Гц спад отдачи относительно полки (она у нас идёт по уровню 120 дБ) составил минус 7 дБ, это соответствует полной добротности в ящике порядка 0,45. Соответственно, добротность самого динамика примерно 0,35, т.е. идеальна для фазоинверторного оформления.

Переходим к АЧХ, снятой на дистанции полуметра на оси басовичка. Видим чуть сваленную влево полочку, плавный монотонный спад с небольшим пиком в районе 5 кГц (это «работа» пылезащитного колпачка) и спокойный спад выше по частоте. Звучание динамика тоже порадовало, чистое, спокойное, без крика. И это напрямую, без фильтра.

Определившись с выбором динамиков, я, как обычно, выбросил прибывшие незнакомые фильтры (с ними успеем разобраться) и быстренько спаял макет собственных, простых двухполосных. Так у меня за годы как-то само собою сложилось, и после всех попыток сочинить что-то более крутое, обычно возвращаюсь к привычному варианту.

4-омному динамику 25ГДН3-4 для выравнивания АЧХ потребовалась катушка 0,68 мГн. Сразу оговорюсь, что есть и редкий 8-омный басовик 25ГДН3-8, он устанавливался в колонках Вега 15АС110. Если использовать его, то катушка понадобится вдвое большей индуктивности, 1,5 мГн.

АЧХ 25ГДН3-4 с катушкой Mundorf 0,68 мГн

Виден красивый пологий спад с маленьким пичком на 1 кгц. Как раз этот участок отвечает за презенс и живость голоса, супер! А выше, на 2 — 3 кГц, как раз спад, полезный для комфортности звучания.

Обратите внимание на поведение динамиков в ящике с учетом порта фазоинвертора. Срез басовика начинается с 60 — 65 Гц, инвертор протягивает отдачу герц до 50 уверенно, да и на слух бас превосходен. Можно не трогать и не достраивать.

Чтобы сделать фильтр для Визатона TW70 не понадобилось много времени, набор деталей типовой.

Чуть убавил отдачу с помощью гасящего сопротивления на 3 Ома последовательно с пищалкой. И суммарная АЧХ сложилась в итоговую.

Финальный вариант «Кубика» от Александра Бокарева

Сквозь суммарную характеристику типа «черный забор» просматриваются раздельные АЧХ по полосам.

Жутковатая схема на картинке вверху позже будет облагорожена и выложена отдельно.

Предположим, что в нашем распоряжении не оказалось таких шикарных динамиков, о которых рассказано выше, а имеются те же самые из «Кубиков», 10 ГД-34-80 и 2ГД-36. Можно ли здесь что-то улучшить?

Для начала рассмотрим вариант колонки с оригинальными «Кубиками» от Олега Салтыкова. В ящике установлены эти динамики, ещё раз посмотрим на исходную АЧХ.

АЧХ колонок 6АС-224 на расстоянии 0,5 м по оси

АЧХ пищалки 2гд-36 с моим фильтром

Здесь уже ВЧ-фильтр мной подправлен, сглажен выброс на 5 кГц до общего уровня. Для этого схему я переделал на 2-й порядок, оставив входную ёмкость 2 мкФ (подойдёт и 1,5 мкФ) и добавив катушку на 0,3 мГн. В паре с 10ГД-34 и фильтром НЧ от Олега Салтыкова зазвучало неплохо. Кстати, в его схеме есть загадочный резистор на 22 Ома, включенный параллельно динамику. На самом деле этот резистор в сочетании с емкостью на 10 мкФ образует особую цепочку Цобеля, облагораживающую звучание на нижних частотах. Она формирует благозвучный многоступенчатый срез АЧХ и, как следствие, отменное звучание всей колонки в целом. Басовичок с этим фильтром можно слушать даже без пищалки, он удивительно музыкален. Автор угадал и выстроил все верные нотки в звучании этого фильтра.

Поэтому несмотря на уже рабочую схему моего макета, на роль НЧ-фильтра был безоговорочно выбран авторский вариант Салтыкова.

И вот что в итоге получилось:

АЧХ «Кубика» Александра Бокарева, версия от 14 02 2020

Привожу три рабочих варианта фильтров для колонок по мотивам Кубиков. Кто-то найдет для себя свой. Они все звучат в пределах своих возможностей, но достаточно тщательно выведены в звук и отслушаны придирчиво.

А вот как выглядят «Кубики» изнутри и снаружи.

Успеха и вам. Ваш АБ.

поделиться

Реконструкция акустической системы S-30 — WERT I HI-FI AUDIO

Добрый день!

Речь пойдет о реконструкции или модернизации полочных акустических колонок «Radiotehnika S-30».

Пропустим, наверное, половину событий, связанных с усилением корпуса, но отметим, что:

— внутри корпуса стоят дополнительные усиления;

— корпус проклеен и герметизирован;

— удалены ненужные «звенящие» детали;

— фанерный корпус «состарен» и покрашен.

 

 

Нам необходимо:

— подобрать парные динамики;

— срезать выпирающие средние частоты от «10ГД-34»;

— выбрать тип конденсаторов;

— разобраться с катушками;

— поставить аттенюатор ВЧ на три положения;

— выполнить измерения «до и после»;

 

Как бы сделано все, кроме замеров. Приступаем к этому моменту. И чтобы это сбылось надо решить еще пару серьезных задач. Успеть бы за пару дней.

Ну, вот замеры сделаны.

То, что высокие задираются, так в этом усилитель виноват аппаратно (и микрофон «шумит»). То, что на графике правда приближена, так это да. Разделительные фильтры были собраны, а результат был измерен и отслушан. Низы не мерились. Места нет.

На слух низов, конечно, умотаться. Мешают немного. Комната помогает.

  

Отсюда родилась новая идея прикрутить к колонке аттенюатор на средние частоты. Приподнять.

 

 

Модернизация S-30. Часть 2.

 

Добрый день!

Попалась схемка:

Мы с автором шли разными дорогами, Но результат получился примерно одинаковый.

Смотрим цепочку НЧ – динамика.

Фильтр второго порядка, L1=0,77мГ, С1=10мкФ, R1=22 Ом.

R1 – параллельное динамику сопротивление.

Мы сделали фильтр первого порядка. С1 отсутствует, L1=0,78мГ. R1 отсутствует. У нас немного разные динамики.

Мы динамики не меняли и остановились на тех, что были установлены в «S-30», т.е. «10ГД-34» и «3ГД-2».

Смотрим цепочку ВЧ – динамика.

Фильтр третьего порядка у автора, у нас — фильтр первого порядка, C2=1,75мкФ, L2 и С3 отсутствуют,

Параллельное динамику ВЧ сопротивление R3=27 Ом. И еще добавим последовательное динамику ВЧ сопротивление R2 с переключателем на 2, 5 и 10 Ом.

 

Если немного посидеть и порисовать, то мудреную заводскую схему кроссовера «S-30» можно нарисовать классически.

 L1.1.1 и С2 – это «пробка», полосно-заградительный фильтр. Мы его не делали. Посчитать цепочку для себя можете в «JBL SpeakerShop».

Цепочки R1, R2, С1 – похоже это входные согласующие цепи. Все же это необходимость при серийном производстве. 

 

Модернизация S-30. Часть 3.

 

Записали небольшое видео на тему фильтра. Можете посмотреть, если интересно.

 

 

У нас остался один корпус от S-30 с ВЧ головкой. Ящик лежит без дела, а выбрасывать жалко. Привычка – вторая натура. 

Демонтировали «пищалку» из корпуса, закрыли отверстие небольшим обрезком фанеры. А для ВЧ головки изготовили рупор. А в качестве альтернативы динамика «10ГД-34»  решили попробовать динамик Alphard HWC4-8MA300  в столь небольшом объеме, который не очень-то подходил по габаритам.

Резонанс у данного динамика повыше. Да, нам без разницы. «Пробку» мы не ставим. Динамик дешевый широкополосный до невозможности, очень резвый. Можно установить в любой посылочный ящик  и будет играть.  Замеры параметров T/S давали нам Vas=9,8 литра. Все проходит. Отверстие прорезано. Динамик установлен. Заднее окно закрыто куском фанеры. Если нет желания делать рупор, то можно попробовать в отверстие от ФИ поставить «РТ-25С» или что-то металлическое от «Alphard». А пока новоиспеченная колонка с отдельным рупором пошла на наладку.

Вариант созданной трехполосной колонки можно посмотреть в магазине. Пусконаладка почти закончена. Результат немного позже. Напомним только, что усилитель НЧ все тот же:  Item Tale 3 Ultra. Усилитель НЧ «Мед» («WHH») собран по рекомендациям автора, в аналоговом варианте регулирования тембра и громкости, хотя  рассматривался вариант цифрового с пультом ДУ.

Пришло время. Эксперименты — это хорошо, но проектирование акустики — очень непростое занятие, требующее массу времени, знаний и материальных средств. На ум пришли следующие мысли. Мы можем с уверенностью сказать, что многие советские колонки не нуждаются в доработке. Правильнее сказать, что в этом нет особого смысла, особенно в колонках высшего класса. Инженеры сделали все, что могли. И сделали это весьма неплохо. Многие колонки из СССР, которые нам удалось послушать обладали хорошим тональным балансом и не утомляли от прослушивания музыки. Конечно, у многих акустических систем АЧХ далека от совершенства, но звучание было сбалансированным. Музыка как бы «отрывалась» от динамиков. Конечно, время берет свое. Колонки морально устарели, подвесы износились, появились щели в корпусе, высохли электролитические конденсаторы (Radiotehnika «S-70»). Желательно, а точнее, просто необходимо следить за  состоянием акустики. Советуем беречь экземпляры под заводскими пломбами (к примеру, в S-30 на пломбе указаны буквы «RRR») от каких-либо настроек, модернизаций. Приобретая винтажные колонки со вмешательствами, в которых было допущено смещение заводской настройки, у Вас может сложиться неправильное мнение об акустике из СССР. Скорее всего, оно будет крайне неправильным и негативным. Покупая винтажную технику, зачастую требуется выполнить ее квалифицированное обслуживание, и скорее всего, ремонт. Необходимо проверить соответствие динамиков и пассивных фильтров оригинальной схеме. В акустике «S-30», скорее всего, потребуется заменить подводящие провода в динамиках «10ГД-34», поролоновый порт фазоинвертора (ФИ) на аналогичный новый, а также пролить изнутри стыки клеем ПВА развалившегося от времени корпуса. Проверить состояние подстроечного резистора и при необходимости заменить с учетом его настройки.

В заключении добавим, что всю акустику «Radiotehnika» проектировали далеко не глупые инженеры. Из «кривых» динамических головок «выжимали» максимум, благодаря разработке грамотно спроектированных пассивных акустических фильтров. Не стоит тратить время на модернизацию данных колонок. Не обладая музыкальным вкусом, опытом и знаниями, измерительным стендом, Вы точно сделаете только хуже. Будут зря потрачены средства и драгоценное время. Акустика «S-30» и «S-30B» рекомендуется больше для быстрой музыки (рок, металл и электроника). Последние претендовали на класс «Hi-Fi». Конечно, реальные измерения АЧХ показывают, что неравномерность +/- 4 дБ немного далека от истины, зато тональный баланс хорошо выверен. Поэтому акустику S-30 можно и нужно рекомендовать для прослушивания музыки при сравнительно ограниченном бюджете. Из недостатков «S-30» и «S-30B»  можно выделить возраст, изменение фазы, устаревший внешний вид. В колонках S-30A немного приятнее слушать классику, вокал и джаз, несмотря на бОльшую неравномерность АЧХ и наличие двух «полок».

Наш вариант фильтра отлично подойдет для любителей джазовой, классической и спокойной музыки. Имеется сходство с фильтром от акустики S-30A, однако, разработанный нами пассивный акустический фильтр чуть посложнее и в нем реализована регулировка уровня ВЧ диапазона посредством аттенюатора. Переделанные нами колонки проданы одному счастливому обладателю пару лет тому назад.

Кому интересно, также может потратить несколько минут свободного времени на просмотр видеоматериала, посвященному акустике S-30.

 

 

Всем удачи и добра!

Wer.

Two Way Active Audio Crossover Filter

Существуют различные типы громкоговорителей, такие как твитеры, среднечастотные динамики, сабвуферы и низкочастотные динамики, которые могут воспроизводить голос только в своих конкретных частотных диапазонах. В устройстве воспроизведения аудио все аудиосигналы разделяются на разные полосы и подаются на громкоговоритель соответствующего типа. На твитеры обычно подаются частоты выше 5 кГц, на среднечастотные динамики подаются частоты в диапазоне от 300 Гц до 5 кГц, на сабвуферы — от 300 Гц до 40 Гц, а на низкочастотные динамики — частоты ниже 40 Гц.

Весь спектр слышимого голоса простирается примерно от 20 Гц до 20 кГц, и не существует конструкции громкоговорителя, которая могла бы воспроизводить все эти частоты с одинаковым эффектом. Низкочастотные динамики предназначены для воспроизведения дозвуковых звуков (ниже 20 Гц), а существуют музыкальные инструменты, которые могут воспроизводить частоты выше 18 кГц. Для воспроизведения всех этих звуков в разные типы громкоговорителей подается их собственная полоса частот, извлеченная из музыки.

Схемы фильтров, используемые на выходе аудиоустройства, которые отфильтровывает разные полосы частот и использует их для управления громкоговорителями разных типов, которые называются Audio Crossover Circuits . Трехполосные перекрестные цепи очень распространены на выходной стороне аудиоустройств, которые отфильтровывают полосы частот для твитеров, среднечастотных динамиков и сабвуферов. В этом учебном пособии обсуждается конструкция и реализация схемы двустороннего аудио кроссовера с использованием активных фильтров для качественной фильтрации.

Рис. 1: Схема фильтра двухполосного активного аудио кроссовера на макетной плате

 

Цепи двухполосного кроссовера аудио используются для раздельного управления среднечастотными динамиками и сабвуферами. На среднечастотные динамики подаются частоты в диапазоне от 300 Гц до 5 кГц, а на сабвуферы — от 300 Гц до 40 Гц. Так как музыкальный звук обычно имеет максимальную частоту от 5 до 8 кГц, для управления среднечастотными динамиками достаточно фильтра верхних частот с частотой среза около 300 Гц. Басовые ритмы песен появляются в диапазоне сабвуфера, и можно использовать полосовой фильтр, чтобы отделить эти частоты от всего аудиосигнала. Двухполосную кроссоверную схему можно рассматривать как комбинацию HPF (фильтр высоких частот) и BPF (полосовой фильтр), как показано на следующей блок-схеме;

 

Рис. 2. Блок-схема схемы двухполосного фильтра кроссовера с активным аудиосигналом улучшить качество фильтров. Опять же, для HPF используется фильтр на основе активной синтетической катушки индуктивности, чтобы избежать громоздкой катушки индуктивности в цепи. BPF разработан на основе фильтра MFB для качественной, но простой схемы.

Основная концепция схемы Synthetic Inductor заключается в использовании конденсатора и инвертировании его свойств, чтобы он вел себя как индуктор. Преимущества этой схемы по сравнению с реальными индукторами заключаются в очень низком внутреннем сопротивлении, легком изменении значения индуктивности в широких пределах, возможности проектирования высококачественных цепей фильтров и т. д. Принципиальная схема цепи синтетического индуктора приведена ниже;

 

Рис. 3: Принципиальная схема и эквивалентная схема синтетического индуктора

 

Здесь свойство конденсатора «C» в приведенной выше схеме было инвертировано с помощью схемы операционного усилителя с единичным коэффициентом усиления. Значение индуктивности зависит также от номиналов резисторов R1, R2 и конденсатора С. Индуктивность цепи синтетического индуктора определяется следующим уравнением;

L = R1 * R2 * C

Фильтр высокой частоты может быть реализован с использованием последовательно соединенных конденсатора и синтетического индуктора, в котором один конец индуктора заземлен, вход подается со свободного конца конденсатор и отфильтрованный выход берутся из точки, где конденсатор и катушка индуктивности соединены последовательно. Принципиальная схема и эквивалентная схема фильтра верхних частот на основе синтетического индуктора приведены на следующей диаграмме;

 

Рис. 4. Принципиальная схема и эквивалентная схема фильтра верхних частот на основе синтетического индуктора

 

Схема содержит последовательно включенный конденсатор «Cf», который образует фильтр верхних частот со схемой синтетического индуктора. Если индуктивность синтетического индуктора равна, скажем, «L», то полоса пропускания фильтра высоких частот начинается с частоты, определяемой следующим уравнением;

 

Большинство звуковых частот, кроме низких частот, появляются выше средней частоты 700 Гц, поэтому фильтр верхних частот рассчитан на частоту среза 700 Гц.

 

Рис. 5: Принципиальная схема фильтра верхних частот, предназначенного для ограничения частоты

 

Фильтры MFB очень часто используются в цепях из-за того, что они обеспечивают разумную производительность при самой простой схеме. Они могут быть спроектированы так, чтобы получить узкую полосу пропускания и высокий коэффициент усиления. Они подходят для разработки полосовых фильтров, поскольку полоса пропускания, средняя частота могут быть легко отрегулированы или изменены. Эти схемы имеют усилитель с более чем одной обратной связью, отсюда и название. 9Принципиальная схема 0007 полосы пропускания MFB с использованием одного резистора и конденсаторной обратной связи приведена ниже;

 

Рис. 6: Принципиальная схема полосового пропускания MFB с обратной связью с одним резистором и конденсатором

Уравнения, связывающие значения компонентов с коэффициентом усиления, добротностью, шириной полосы и средней частотой, приведены ниже;

Поскольку этот фильтр будет использоваться для управления громкоговорителем, необходимо добавить буферную схему на выходе полосового фильтра MBF, который будет управлять громкоговорителем, не влияя на характеристики фильтра. Буфер также можно легко сделать с помощью другого операционного усилителя. Был разработан полосовой фильтр MFB с Fm = 70, Q = 15, Am = 100, полная схема которого приведена ниже;

 

Рис. 7. Принципиальная схема полосового фильтра MBF с буферной цепью соедините вход обеих схем вместе и подайте звук на эту общую точку входа обеих схем. Полная принципиальная схема аудио кроссовера приведена ниже;

 

 

Рис. 8: Принципиальная схема двухполосного фильтра кроссовера с активным аудио

 

Аудиовход подается с ПК, и отфильтрованный звук в этом эксперименте демонстрируется на видео с использованием обычной гарнитуры, поскольку Динамики гарнитуры предназначены для качественного воспроизведения как высоких частот, так и низких частот.

Видео:

В рубрике: Схема

 

Обзор фильтров в перекрестной сети

В электронике фильтры играют важную роль во многих распространенных приложениях, таких как аудиоэлектроника, радиосвязь и источники питания. Мы используем фильтры, чтобы блокировать или пропускать определенный диапазон частот. Фильтры могут быть как пассивными, так и активными. Мы обычно делим фильтры на четыре основных типа в зависимости от того, какие частотные составляющие входного сигнала они передают в выходной сигнал. Четыре типа фильтров: фильтры нижних частот, фильтры верхних частот, полосовые и режекторные.

В этой статье мы более подробно рассмотрим полосовые фильтры и сосредоточимся на их применении в кроссоверных сетях громкоговорителей стереосистем или корпусов громкоговорителей, которые можно найти в наших домах. Отдельные громкоговорители имеют разную эффективность для разных частотных диапазонов. Например, низкочастотный динамик, который представляет собой динамик большого диаметра, обычно имеет большую эффективность для низких частот или басовых тонов, чем для высокочастотных сигналов.

Поэтому нам нужны фильтры для направления сигналов на соответствующие динамики в корпусе громкоговорителя. Использование фильтров нижних частот, полосовых фильтров и фильтров верхних частот предотвращает попадание сигналов определенного частотного диапазона на конкретный динамик в зависимости от назначенных частот для каждого динамика.

На рис. 1 ниже представлена ​​схема трехполосной системы с пассивным кроссовером. Он содержит динамики, а именно НЧ-динамик, СЧ-динамик (Squawker) и Твитер. Низкочастотный динамик наиболее эффективен в диапазоне от 0 Гц до 630 Гц, средний диапазон работает в диапазоне от 630 Гц до 8 кГц, а твитер — в диапазоне от 8 кГц и выше.

В эту перекрестную сеть входит спектр аудиосигнала, который обычно находится в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Фильтр нижних частот пропускает частоты от 0 до 630 Гц на низкочастотный динамик. Посередине полосовой фильтр пропускает полосу частот от 630 Гц до 8 кГц. Фильтр высоких частот пропускает любые частоты 8 кГц и выше на твитер.

Кривые частотной характеристики 

Кривые частотной характеристики для трех различных фильтров показаны ниже. Рисунок 2 (а) иллюстрирует кривую отклика для фильтра нижних частот, который начинается с частоты 0 Гц по оси X, с полосой пропускания 0 – 630 Гц. В точке 630 Гц выход достигает значения, равного 70,7% от максимального значения выхода на более низких частотах. Эта точка называется точкой отсечки или критической частотой (fc).

В ФВЧ – рисунок 2(б) кривая АЧХ не имеет отклика на низких частотах, но на частоте 8 кГц имеем отклик выше 70,7% от максимального значения. Этот отклик является выходным сигналом или полосой пропускания фильтра верхних частот.

В центре кроссовера находится полосовой фильтр – рисунок 2 (c), который спроектирован так, чтобы иметь очень острую, определенную частотную характеристику. Полосовой фильтр эквивалентен сочетанию фильтра нижних частот и фильтра верхних частот. Частота среза (fc) секции верхних частот становится нижней границей частоты в полосе пропускания f1. Верхняя частота в полосе пропускания f2 является результатом частоты среза в секции нижних частот. Полоса пропускания или пропускная способность — это разница между точками f2 и f1. В этом случае f1 рассчитана на 630 Гц, а f2 — на 8 кГц.

Итак, имеется три отдельных фильтра с тремя отдельными откликами, и фильтры направляют соответствующие частоты на соответствующие динамики. В зависимости от конструкции и назначения полосового фильтра полоса пропускания может быть очень широкой или очень узкой. В целом, кроссоверная сеть представляет собой совокупный отклик трех фильтров.

Мы надеемся, что это было полезно для вас как техника или студента, приступающего к работе. Если у вас есть какие-либо вопросы о программах Electronics или Electromechanical Technician, вы можете связаться с одним из наших консультантов по программе по бесплатному телефону 1-888-553-5333 или по электронной почте [email protected].

Комментарии

Аудиофильтры — типичные частоты среза

Спасибо за очень объективную и четкую информацию.

В ответ на Audio Filters — Типичные частоты среза от TONI/LUIZ MR F… (не проверено)

Phase

Отправлено Mark Lucitt (не проверено) в понедельник, 12.09.2022 — 09:22

Следует упомянуть об изменении фазы в кроссовере. Каждый из фильтров LP и HP первого порядка вносит 45-градусное фазовое изменение, но компенсирует друг друга, потому что один положительный, а другой отрицательный. Средний диапазон будет иметь некоторое фазовое изменение, и обычно это компромисс, чтобы получить более крутые срезы октавных частот.

В ответ на Phase от Mark Lucitt (не проверено)

общий обзор полосового фильтра

Опубликовано Iris в Вт, 13.09.2022 — 16:26

В этой статье мы рассмотрели общий обзор полосового фильтра и не рассмотрели фазовую характеристику фильтров, поскольку это содержание может потребоваться обсудить исключительно отдельно. Если вы хотите получить более глубокое представление о соотношении фаз и отклике в активных фильтрах, вот несколько ссылок:

https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/phase-response-in-active-filters-2.html

https://www.analog.com/en/analog-dialogue /articles/phase-relations-in-active-filters.html

 

режекторный фильтр твитера | diyAudio

Перейти к последнему

бвбелломо
Участник

#1