Методика создания акустических систем (часть №4)
Расчет кроссовера для акустики своими силами
СХЕМА САМОДЕЛЬНОЙ ДВУХПОЛОСНОЙ АС С УНЧ
Как любителями звука обычно проектируется многополосная акустическая система? Сложив все это вместе и получив какой — то результат , одни остаются им довольны , а другие начинают задаваться вопросом: Действительно , каков вывод! В прошлом я сам рассчитывал акустические оформления и кроссоверы по формулам. Получалось , но не ахти как. Все дело в том , что я не 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 фазо частотную 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 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. 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 и используем размеры излучающих поверхностей для мидвуфера — мм , а для твитера — Среди двухполосных систем с использованием 4. На первом графике изображена АФЧХ системы , на втором — внеосевые АЧХ. Так как акустические центры излучателей находятся на некотором расстоянии друг от друга , между ними для звуковых волн существует временная разница , следовательно можно говорить о различии их акустических фаз. Выровнять фазовую характеристику можно двумя методами: 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. Зато что происходит с внеосевыми АЧХ! С таким фильтром твитер без каких — либо преград работает в области частоты резонанса а она находится достаточно низко — Гц. Мидвуфер же практически без ослабления воспроизводит всю полосу частот. Смотрим , что будет , если добавить реальные АФЧХ головок. Совместная работа головок обеспечивается в диапазоне 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. 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. 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. Для используемого в примерах мидвуфера диаметр диафрагмы составляет 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 4 А 28 при измерении на оси и с отклонением от оси на 45 градусов. 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. Предлагаю посмотреть на изображения ниже и самому ответить на этот вопрос. Иначе вместо того , что можно было бы получить: Сирвутис Алексей Ромасович Lexus. Ваш e-mail не будет опубликован. Непростой расчет кроссоверов акустических систем Как любителями звука обычно проектируется многополосная акустическая система? Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.
Если Вы обнаружите минимумы импеданса около 3 Ом, не расстраивайтесь. Некоторые модели АС известных фирм имеют минимум до 2,6 Ом. Одна — две модели даже 2 Ом! С другой стороны, ничего хорошего в таких "провалах" импеданса нет. Усилители перегреваются, работая на такую нагрузку, если Вы слушаете музыку громко. Растут искажения усилителя в области минимумов сопротивления акустической системы. Для ламповых триодных усилителей особенно опасны минимумы в области низких и средне-низких частот. При этом если импеданс падает ниже 3 Ом, возможен выход из строя выходных ламп. Выходные пентоды в таких случаях не ломаются. Важно помнить, что выходное сопротивление усилителя участвует в настройке фильтра акустической системы. Для повторения характеристики, достигнутой с транзисторным усилителем, в случае работы с ламповым аппаратом, придется создать другой фильтр. Слушатель, способный к развитию собственной личности, со-временем приходит к пониманию ценности хороших ламповых усилителей. По этой причине я обычно настраиваю АС с ламповым усилителем, а при подключении к транзисторному усилителю последовательно с АС ставлю и Ваттный малоиндукционный не более uН резистор сопротивлением 2 Ом. Если Вы обладаете транзисторным усилителем, но не исключаете возможность приобретения в будущем ламповой техники, то подключайте при настройке и последующей эксплуатации Ваши АС к выходу усилителя через вышеуказанные резисторы. Тогда, при переходе на ламповый усилитель, не потребуется настраивать АС заново, достаточно подключиться к нему напрямую, без резисторов. Для тех, кто не может раздобыть генератор, рекомендую найти тестовый CD с дорожками, содержащими испытательные сигналы для оценки АЧХ. При этом Вы не сможете плавно менять частоту испытательного сигнала и пропустите точку самого глубокого падения импеданса в области его спада. Тем не менее, даже приблизительная оценка частотной характеристики импеданса будет полезна. Для ориентировочной оценки псевдошумовые сигналы в треть-октавных полосах даже удобнее, чем синусоидальные. Такие сигналы есть на тестовом CD журнала "Салон AV" 07 от года. В крайнем случае можно обойтись без измерений импеданса, если ограничить форсаж отдачи на частоте среза фильтра величиной 1 дБ. Например, для 4-х Омной АС это соответствует минимуму в 3,2 Ом, что допустимо. Учтите, что "поймать" параметры элементов фильтра, нужные для желаемой коррекции АЧХ, Вам придется самостоятельно. Предварительный расчет пробных фильтров нужен чтобы изначально не промахнуться "на километр". В простой фильтр НЧ-СЧ головки можно добавлять резисторы для некоторых манипуляций с АЧХ, которые могут потребоваться при настройке Ваших АС. Если средний уровень звукового давления этого динамика выше соответствующего параметра ВЧ головки, необходимо включить последовательно с динамиком резистор. Варианты включения — на Рис. Величину необходимого снижения отдачи НЧ-СЧ головки, выраженную в дБ обозначим символом N. V д - то же на динамике. V д меньше, чем V с , благодаря ослаблению сигнала резистором R 1. Эти уровни - усредненные по полосам воспроизводимым НЧ и ВЧ головками. Естественно, N нч и N вч измеряются в дБ. Пусть Р д - паспортная мощность НЧ-СЧ громкоговорителя, PR 1 - допустимая мощность, рассеиваемая R 1. Не следует затруднять отвод тепла от R 1 , то есть не надо обматывать его изолентой, заливать термоклеем и т. Для схемы на Рис. При этом L 1 получается больше, а C 1 — меньше, чем у фильтра без R 1. Проще рассчитывать фильтр по схеме Рис 6б. Пользуйтесь именно этой схемой. Если, для улучшения равномерности АЧХ, необходимо уменьшить подавление фильтром сигналов выше частоты среза, можно применить схему, приведенную на Рис. Применение R 2 в этом случае приводит к уменьшению отдачи в F с. Выше F c отдача, напротив, растет по сравнению с фильтром без R 2. Если необходимо восстановить близкую к исходной АЧХ измеренной без R 2 , следует уменьшить L 1 и увеличить C 1 в одинаковой пропорции. На практике диапазон R 2 находится в пределах: Можно применить корректор в виде резонансного контура Рис. Контур имеет некоторое значение импеданса, в соответствии с величиной которого сигнал на динамике ослабляется. Вне частоты резонанса ослабление уменьшается, таким образом, контур может избирательно подавлять "презенс". Ориентировочно рассчитать, значения L 2 и C 2 в зависимости от F p и степени подавления N 2 в дБ можно так:. Необходимо подавить "презенс" с центральной частотой Гц. Импеданс громкоговорителя - 8 Ом. Конкретная форма АЧХ громкоговорителя может потребовать более сложной коррекции. Легко подобрать параметры корректирующего контура, так как "презенс" имеет форму "зеркальную" возможной характеристике фильтра. Видно, что простейший контур позволяет "разменять" один большой "горб" на два маленьких с небольшим провалом АЧХ в придачу. В таких случаях нужно сначала увеличить L 2 и уменьшить С 2. Это расширит полосу подавления до нужных пределов. Затем следует зашунтировать контур резистором R 3 , как показано на Рис. Величина R3 выбирается исходя из необходимой степени подавления сигнала, подаваемого на динамик в полосе, определяемой параметрами контура. Надо подавить сигнал на 2 дБ. Динамик - 8 Ом. Обращаться к Таблице 1. Для современных громкоговорителей довольно характерно сочетание двух проблем: Возможный вид АЧХ показан на Рис. Наиболее свободный от вредных "побочных" эффектов способ коррекции требует небольшого усложнения контура. Корректор показан на Рис. Резонанс контура L 2 , С 2 нужен, как обычно, для подавления "презенса". Ниже Fp сигнал почти без потерь проходит на динамик через L 2. Выше F p сигнал идет через С 2 и ослабляется резистором R 4. Оптимизируется корректор в несколько этапов. Так как введение R 4 ослабляет резонанс контура L 2 ,C 2 , то изначально следует выбрать L 2 больше, а C 2 меньше. Это обеспечит избыточное подавление на F p , которое нормализуется после введения R 4. Этапы коррекции условно проиллюстрированы на Рис. В редких случаях требуется обратное воздействие на наклон АЧХ при помощи корректирующей цепи. Ясно, что для этого R 4 должен переместиться в цепь L 2. При опредленном сочетании величин L2, C2 и R4 корректор может не иметь особенного подавления на Fp. Пример, когда необходимо именно такая коррекция, показан на Рис. При необходимости можно использовать фильтр второго порядка и корректирующий контур совместно. Варианты включения - на Рис. В принципе, подбором значений элементов можно почти уровнять АЧХ АС для обоих вариантов фильтра. По некоторым причинам, о которых долго говорить, советую чаще применять вариант а. Иногда очень выраженный "презенс" требует применения варианта б. Совместная работа фильтра и корректора проиллюстрирована на Рис. Для ВЧ головок гораздо чаще, чем для НЧ динамиков, применим фильтр первого порядка, то есть просто конденсатор включенный последовательно с громкоговорителем. То, что такой простой фильтр вносит ощутимый наклон в АЧХ динамика, не так пагубно влияет на звучание, как в случае НЧ динамика. Во-первых, нередко этот наклон частично компенсируется плавным комплементарным взаимодополняющим наклоном АЧХ НЧ динамика в той же частотной области. Во-вторых, некоторый "провал" в области нижнего верха кГц вполне допустим по результатам субъективных экспертиз. Возможный ход АЧХ ВЧ-динамика без фильтра, с фильтром и совместно с НЧ динамиком показан на Рис. Не следует бояться экспериментов с подключением ВЧ динамика в противофазе с НЧ громкоговорителем. Иногда это один из немногих способов добиться хорошего звучания. Наиболее вероятные результаты перемены полярности ВЧ головки показаны на Рис. Регистрация Вход через соц. Новости Акустика Энциклопедия История Расчет Изготовление Доработка Автоакустика Дополнительно Усилители Фотогалерея Программы и литература. Можете вместо расчетов воспользоваться следующей информацией: Пример быстрой оценки необходимой величины R1: Что бы вы хотели почитать? Отстань от меня, я красная шапочка. Самое читаемые статьи Расчет фазоинвертора. Cабвуфер своими руками на 75 ГДН. Акустическая система на динамиках Visaton. Изготовление сабфувера на динамике Mystery. Новости 22 Января Первый в мире bluetooth-граммофон. Gramovox — bluetooth-граммофон, работающий на одной зарядке 15 часов. Устройство оснащено металлическим горном, Уникальная акустическая система Xcellon DWSB удивит вас танцем воды и световым шоу. Две колонки, питающиеся от USB портов, Вот в очередной раз обновили сайт. Работ было много сделано в короткий срок, так что возможны разные баги на сайте. Внешний вид акустики Dome, состоящей из двух сателлитов и сабфуфера, весьма привлекательный за счет геодизайна. Акустика из переработанной бумаги. Эко меломаны будут обожать TAU акустику за их экологический состав. Сделаны из переработанных материалов, составляющих акустической Заметки 25 Января Виды систем для кондиционирования помещений. Универсальная форма для любого дизайна. Наушники monster - стильные и качественные изделия для меломанов. Последние комментарии Сложно выбрать акустики, черт! Конечно кабель влияет ну звук! Это очевидно для те Яплакалъ, столько трудов ради шмистаря говняного Подробнее Помогите с размером трубы для настрой Читайте также Акустическое оформление Зачем нужны разделительные фильтры в АС Расчет фазоинвертора Принципы размещения АС в жилых помещениях. О басах и корпусах рукопись Тяжелые ящики для легких басов. Статьи Поиск Карта сайта Контакты Заметки Проект студии ПаЛыЧа.
Арбитражный суд образец искового заявления
Проведение теста на алкоголь
История финляндии в составе россии
Угловые узоры для оформления текста
Как измерить температуру щенку