Фильтр вч для акустики схема – Фильтр высокой частоты своими руками

Содержание

Методика создания акустических систем (часть №4)

08 Ноября 2006

Автор: А. Клячин

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. Например, если обеспечить форсаж на 1 дБ области Fc, настраивая АС с транзисторным усилителем, у которого почти нулевое выходное сопротивление, то при подключении этих акустических систем к ламповому усилителю (типовое выходное сопротивление ~2 Ом) от форсажа не останется и следа. АЧХ будет другой. 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 10-и Ваттный малоиндукционный (не более 4-8 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 2002 года).

В крайнем случае можно обойтись без измерений импеданса, если ограничить форсаж отдачи на частоте среза фильтра величиной 1 дБ. При этом условии импеданс вряд-ли упадет сильнее чем на 20%. 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. 6а и 6б.

Величину необходимого снижения отдачи НЧ-СЧ головки, выраженную в дБ обозначим символом N. Тогда:

, где Rд — среднее значение импеданса динамика.

Можете вместо расчетов воспользоваться следующей информацией:

Таблица 1







1 дБ~10% или изменение уровня в 1,1 раза;
2 дБ~25% или изменение уровня в 1,25 раза;
3 дБ~40% или изменение уровня в 1,4 раза;
4 дБ~60% или изменение уровня в 1,6 раза;
5 дБ~80% или изменение уровня в 1,8 раза;
6 дБ~100% или изменение уровня в 2 раза.

, где Vус — действующее значение напряжения на выходе усилителя. Vд — то же на динамике. Vд меньше, чем Vс, благодаря ослаблению сигнала резистором R1. Кроме того, N = Nвч — Nнч, где Nнч и Nвч уровень звукового давления развиваемый, соответственно, НЧ и ВЧ головками. Эти уровни — усредненные по полосам воспроизводимым НЧ и ВЧ головками. Естественно, Nнч и Nвч измеряются в дБ.

Пример быстрой оценки необходимой величины R1:

Для N = 1 дБ; R1 = Rд (1,1 — 1) = 0,1 Rд.

Для N = 2 дБ; R1 = Rд (1,25 — 1) = 0,25 Rд.

Для N = 6 дБ; R1 = Rд (2 — 1) = Rд.

Более конкретный пример:

Rд = 8 Ом, N = 4 дБ.

R1 = 8 Ом (1,6 — 1) = 4,8 Ом.

Как рассчитать мощность R1?

Пусть Рд — паспортная мощность НЧ-СЧ громкоговорителя, PR1 — допустимая мощность, рассеиваемая R1.Тогда:

Не следует затруднять отвод тепла от R1, то есть не надо обматывать его изолентой, заливать термоклеем и т. п.

Особенности предварительного расчета фильтра с R1:

Для схемы на Рис. 6б значения L1 и C1 рассчитываются на воображаемый динамик, суммарное сопротивление которого RΣ = R1 + Rд. При этом L1 получается больше, а C1 — меньше, чем у фильтра без R1.

Для схемы на Рис. 6а — все наоборот: введение в схему R1 требует уменьшения L1 и увеличения С1. Проще рассчитывать фильтр по схеме Рис 6б. Пользуйтесь именно этой схемой.

Дополнительная коррекция АЧХ при помощи резистора:

Если, для улучшения равномерности АЧХ, необходимо уменьшить подавление фильтром сигналов выше частоты среза, можно применить схему, приведенную на Рис. 7.

Применение R2 в этом случае приводит к уменьшению отдачи в Fс. Выше Fc отдача, напротив, растет по сравнению с фильтром без R2. Если необходимо восстановить близкую к исходной АЧХ (измеренной без R2), следует уменьшить L1 и увеличить C1 в одинаковой пропорции. На практике диапазон R2 находится в пределах: R2 ~= (0,1-1) * Rд.

Коррекция АЧХ:

Простейший случай: на достаточно равномерной характеристике имеется зона завышенной отдачи («презенс») в области средних частот. Можно применить корректор в виде резонансного контура (Рис. 8).

На частоте резонанса

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 L2 и C2 в зависимости от Fp и степени подавления N2 (в дБ) можно так:

Удобно воспользоваться таблицей 1. Нарисую ее по другому:














Изменение уровня, в дБОтносительное изменение уровня (Δ).
11,1
21,25
31,4
41,6
51,8
62
72,2
82,5
92,8
103,16
113,55
124

Пример. Необходимо подавить «презенс» с центральной частотой 1600 Гц. Импеданс громкоговорителя — 8 Ом. Степень подавления: 4 дБ.

Конкретная форма АЧХ громкоговорителя может потребовать более сложной коррекции. Примеры на Рис. 9.

Случай на Рис. 9а — самый простой. Легко подобрать параметры корректирующего контура, так как «презенс» имеет форму «зеркальную» возможной характеристике фильтра.

На Рис. 9б показан другой возможный вариант. Видно, что простейший контур позволяет «разменять» один большой «горб» на два маленьких с небольшим провалом АЧХ в придачу. В таких случаях нужно сначала увеличить L2 и уменьшить С2. Это расширит полосу подавления до нужных пределов. Затем следует зашунтировать контур резистором R3, как показано на Рис. 10. Величина R3 выбирается исходя из необходимой степени подавления сигнала, подаваемого на динамик в полосе, определяемой параметрами контура. R3 = Rд (Δ — 1)

 Пример: Надо подавить сигнал на 2 дБ. Динамик — 8 Ом. Обращаться к Таблице 1. R3 = 8 Ом (1,25 — 1) = 2 Ом.

Как в этом случае происходит коррекция, показано на Рис. 9в.

Для современных громкоговорителей довольно характерно сочетание двух проблем: «презенс» в области 1000-2000 Гц и некоторый избыток верхней середины. Возможный вид АЧХ показан на Рис. 11а.

Наиболее свободный от вредных «побочных» эффектов способ коррекции требует небольшого усложнения контура. Корректор показан на Рис. 12.

Резонанс контура L2, С2 нужен, как обычно, для подавления «презенса». Ниже Fp сигнал почти без потерь проходит на динамик через L2. Выше Fp сигнал идет через С2 и ослабляется резистором R4.

Оптимизируется корректор в несколько этапов. Так как введение R4 ослабляет резонанс контура L2,C2, то изначально следует выбрать L2 больше, а C2 меньше. Это обеспечит избыточное подавление на Fp, которое нормализуется после введения R4. R3 = Rд (Δ — 1), где «Δ» — величина подавления сигналов выше Fp. «Δ» выбирается в соответствии с избытком верхней середины, сверяясь с таблицей 1. Этапы коррекции условно проиллюстрированы на Рис. 11б.

В редких случаях требуется обратное воздействие на наклон АЧХ при помощи корректирующей цепи. Ясно, что для этого R4 должен переместиться в цепь L2. Схема на Рис. 13.

Проблемная АЧХ и ее коррекция для этого случая показана на Рис. 14.

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. 15.

 

При необходимости можно использовать фильтр второго порядка и корректирующий контур совместно. Варианты включения — на Рис. 16.

ри одинаковых номиналах элементов вариант а) обеспечивает большую отдачу на средних частотах и на частоте среза. 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. 17.

Рассмотрим фильтры для ВЧ динамиков.

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 (3-6 кГц) вполне допустим по результатам субъективных экспертиз. Возможный ход АЧХ ВЧ-динамика без фильтра, с фильтром и совместно с НЧ динамиком показан на Рис. 18.

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. 19

Часть №1

Часть №2

Часть №3

Часть №5

Часть №6

Часть №7 — заключительная

baseacoustica.ru

Пассивные фильтры для акустических систем

Пассивные фильтры для акустических систем

 

Немного о недостатках активной акустики.

Акустические системы с активными фильтрами, описанные в соседней ветке, как и все активные АС, имеют существенный недостаток: они могут использоваться только с тем усилителем и активными фильтрами, для которых они сконструированы.
Как выяснилось в процессе эксплуатации, это не единственный недостаток активных АС. Не считая очевидных: четыре канала усилителя, четыре акустических кабеля, есть и другие. Отсутствие пассивных фильтров перед динамиками способствует тому, что низкочастотный фон слышен в ВЧ динамике, а шумы слышны в НЧ динамике – чего в пассивной акустике быть не может. Тот же эффект происходит и с искажениями. Если подключить в качестве НЧ звена усилитель, имеющий даже не высокий уровень гармонических искажений, то все эти искажения идут прямо на НЧ динамик без ослабления, как если бы это было в случае с пассивными фильтрами. В результате создается ощущение, что НЧ полоса частично перекрывает ВЧ полосу. Создание каких-либо оттенков звучания, наклона на АЧХ, подъема или провала («английский звук») при помощи активных фильтров связано с увеличением числа усилительных каскадов. Характер различий звучания динамиков при работе с пассивными фильтрами и напрямую от усилителя наводит меня на мысль о том, что динамики (особенно высокочастотные) разрабатываются в расчете на применение источника сигнала с ненулевым выходным сопротивлением. Требования к операционным усилителям для использования в активных фильтрах достаточно высоки. В результате: звучание самих динамиков, акустических кабелей, усилителей мощности, операционных усилителей, а так же собранных на них фильтров со своей АЧХ, звучание пассивных компонентов фильтров (особенно конденсаторов) превращает активную акустику в трудно настраиваемую систему. Особенный смысл создания активных АС имеет тогда, когда имеющиеся динамики не выше среднего уровня качества, усилители мощности на ИМС, и все это расположено в самой акустической системе, а частота раздела выбрана выше 5 кГц. Особенно подходит эта схема для применения в студийных мониторах.

Пассивные фильтры.

Собственно сам расчет фильтров носит приблизительный характер и может быть произведен в любой программе.
Использование в программах симулирования электронных схем достаточно точных электромеханических моделей динамиков ни к чему, кроме пустой траты времени, не приводит.
Итак, здесь можно пойти двумя путями изготовления фильтров: рассчитать фильтры и изготовить катушки и собрать батареи из конденсаторов. Проще рассчитывать, но много затрат труда на изготовление катушек из провода, качество которого – какое попадется. Но если аккуратно мотать катушки виток к витку, то точность изготовления получается высокой. А вот батареи конденсаторов должны быть составлены обязательно из однотипных конденсаторов.
Второй путь – использование стандартных катушек заводского изготовления фирм MUNDORF или VISATON (у последней меньше выбор номиналов и максимальный диаметр провода намотки 1,3 мм). Здесь придется потратить больше времени на расчеты и на точность настройки путем подбора некоторых компонентов.
В первом и третьем рассмотренных фильтрах – первый путь, во втором фильтре – второй путь.

В первом рассматриваемом фильтре (рис.1), для динамиков:
ВЧ: SEAS h2189 27TDFC, резонансная частота 550 Гц, мягкий купол с охлаждением катушки ферромагнитной жидкостью, чувствительность 91 дБ, мощность 90 ватт при работе с фильтром 2 порядка с частоты 3500 Гц, стоимость 38 евро/шт.
НЧ: SEAS H548 P17RCY/P, резонансная частота 36 Гц, мощность 75 Ватт, пиковая 250 ватт, чувствительность 91 дБ, полипропиленовый диффузор, стоимость 62 евро/шт.
Эта пара динамиков позволила создать акустику с чувствительностью около 91 дБ – достаточно высокий уровень громкости обеспечивался даже с гибридным лампово-полупроводниковым усилителем мощностью около 25 ватт. При этом на высоких частотах звук имеет отчетливый, даже чуть суховатый характер (поэтому выбраны проходные конденсаторы VISATON MKP, имеющие мягкий характер звучания), а выбранный 3 порядок фильтра позволяет сохранить чистое неискаженное звучание даже на экстремальных уровнях громкости (АС испытывалась на мощности более 90 ватт). На низких частотах звучание имеет быстрый, рельефный характер, чему способствует легкий диффузор весом всего в 10 грамм. Соотношение параметров динамика позволило создать очень басистую АС в корпусе объемом около 12 литров (физический) и настройкой фазоинвертора 57 Гц.
Частота раздела фильтров выбрана около 4 кГц (верхняя граница рекомендуемого фирмой SEAS диапазона для этого динамика), так как НЧ динамик работает до столь высокой частоты без искажений – проверено. Плавный, без выбросов, скат АЧХ низкочастотного динамика в сторону высоких частот позволил обойтись фильтром первого порядка в НЧ звене фильтра. Высокая частота раздела позволяет легче согласовать динамики, без ювелирной подстройки фильтров.
При использовании данного комплекта динамиков оказалось предпочтительным использование проходных конденсаторов в ВЧ звене фильтра VISATON MKP, как более мягко звучащих (но менее отчетливо, но в данном случае это не слышно). В случае использования других типов элементов потребуется некоторая перестройка фильтров.
Для любителей более мягкого и ровного звучания на ВЧ (но менее живого и естественного) в эту схему фильтров можно добавить цепь Цобеля параллельно ВЧ динамику из резистора 6,2 Ом типа МЛТ-2 и конденсатора 1,2 мкФ типа MKP, исключив из схемы два последовательно включенных резистора по 18 Ом около ВЧ динамика.

Второй фильтр (рис.2) для следующих динамиков:
ВЧ: Scan-Speak D2905/9500, резонансная частота 550 Гц, шелковый купол, охлаждение катушки ферромагнитной жидкостью, мощность 150 ватт (при использовании ФВЧ 2 порядка на 2500Гц), стоимость 122 евро/шт.
НЧ: SEAS H648 G17REX/P, углеволоконный диффузор, чувствительность 88,5 дБ, мощность 100 ватт, стоимость 82 евро/шт.
Акустика на этой паре динамиков имеет более чистый характер звучания на ВЧ и НЧ, звуковой образ на ВЧ точный и воздушный, но без заострения внимания на микродеталях музыки. Диффузор НЧ тяжелый – 16 грамм, и жесткий. Поэтому его звучание очень схоже с динамиками с диффузорами 200 и более миллиметров – оно глубокое и чистое, но чистоту эту можно обнаружить тогда, когда знаешь где искать — это кристально чистый диапазон от 300 до 1000 Гц.
Данная схема фильтра примечательна тем, что все компоненты фильтра – стандартные, без затрат труда и времени можно сделать фильтры за 15 минут. Но сделано это не в ущерб качеству, без каких- либо компромиссов. Динамики, как и большинство компонентов фильтра: конденсаторы M-CAP, катушки с воздушным сердечником MUNDORF, металлопленочные резисторы типа RM MR10 есть в Аркаде (http://www.arkada.com). Конденсаторы VISATON MKP – в AV-центре (http://www.avc.ru) . В НЧ звене можно также использовать конденсаторы MUNDORF, но это чуть дороже и они имеют большие габариты (если это существенно),
так как MUNDORF для уменьшения индуктивности имеют аксиальную конструкцию. Резисторы – обязательно металлопленочные, можно (из экономии?) собрать из параллельных МЛТ-2. В ВЧ звене проходной конденсатор должен быть обязательно MCAP MUNDORF с их точным детальным звучанием, так как мутность VISATON MKP на этом ВЧ динамике слышна, а их мягкость звучания здесь не требуется для динамика Scan-Speak D2905/9500.

Третий фильтр для динамиков:
ВЧ: SEAS h2189 27TDFC, выше описанный,
НЧ: SEAS H602 P17REX/P, полипропиленовый диффузор, мощность 100 ватт, чувствительность 89 дБ.
Этот фильтр представляет собой модификацию первого из вышеописанных мною фильтров, только для другого НЧ динамика. Этот динамик мощнее, он имеет меньшую чувствительность, и, хотя у него так же полипропиленовый диффузор, но уже имеющий вес 14,5 грамм, а его звучание ближе к H648, чем к H548.
Корпуса АС второго и третьего вариантов имеют внутренний объем около 10 литров, щелевой фазоинвертор с выходом на заднюю панель рассчитан на частоту 44 Гц.
При расчете щелевого фазоинвертора следует учесть, что при равной длине с цилиндрическим, его настройка получится ниже по частоте на 14% (проверено экспериментально, АС стояла на тумбочке).

ВВЕРХ, в раздел «АКУСТИКА»

akotov.narod.ru

Активный фильтр для трехканальной АС

Ценителям Hi-Fi известно, что трудно создать хорошие громкоговорители на базе широкополосных головок, которые передавали бы одинаково качественно всю слышимую область звуковых частот (от 20 Гц до 20 кГц). Как «на слух», так и с помощью точных анализаторов нетрудно установить, что наилучшее качество звука достигается, если указанную область частот разбить минимум на три части, и озвучивание каждой их них поручить отдельному динамику.

В соответствии с этим разбиением частот динамики называют высоко-, средне- и низкочастотными. На практике разбиение частот осуществляется двумя способами. Первый, наиболее распространенный, состоит в том, что используются пассивные фильтры из элементов L, С и R. Громкоговоритель имеет три фильтра, с которыми соединяются соответствующие звукоизлучатели.

Это решение далеко не идеальное, несмотря на всю его популярность. Пассивные цепи обуславливают потери мощности, к тому же, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) возле частоты среза получается весьма пологой. Поэтому происходит излучение сигналов соседних диапазонов частот, что вызывает искажения, не говоря уже о размерах LC-элементов фильтра, особых требованиях к материалам и пр.

При другом, более корректном решении, с помощью фильтров с крутыми АЧХ разделяются диапазоны, соответствующие высоко-, средне- и низкочастотной звуковым областям, после чего сигналы каждого диапазона усиливаются отдельным УМЗЧ, к выходу которого подключается соответствующий громкоговоритель. Отсюда становится понятно, почему такое решение редко применяется производителями звуковых колонок — три канала УМЗЧ стоят существенно дороже, нежели пассивный фильтр.

Но тем кто превыше всего ценит качество звуковоспроизведения, следует непременно обратить внимание на предлагаемую схему поскольку, самостоятельно изготовив УМЗЧ и фильтр мы достигнем значительной экономии и еще более значительного улучшения качества звучания. При формировании диапазонов высоких, средних и низких частот очень важно достичь линеиного хода фаз.

Для чего это нужно? Дело в том что первоначальная звуковая картина после разделения на частотные полосы, их усиления и воспроизведения должна остаться в ушах слушателя единым целым. Если фазо-частотная характеристика системы звуковоспроизведения не тождественна звуковые волны излучаемые громкоговорителями, могут гасить либо усиливать друг друга, что приводит к значительным искажениям.

Схема на рис.1 имеет линейный ход фаз во всех трех фильтрах. В ней необходимо намного больше операционных усилителей чем потребовалось бы при применении фильтров высокого порядка. К счастью, параметры операционных усилителей не связаны жесткими ограничениями, поэтому можно использовать недорогие ОУ широкого применения.

Из схемы видно, что фильтры состоят из одинаковых каскадов. Входной сигнал поступает на IC1 а, где происходит регулировка уровня с помощью триммера Р4. С выхода IC1 а сигнал разветвляется. Один путь ведет к фильтру высокой частоты. Он образован из четырех фильтров первого порядка C4-R2, C5-R3 C6-R5 и C7-R6, разделенных усилителями IC2a, IC2b, IC2c и IC2d, включенными повторителями. На выходе этого фильтра выделяется диапазон высоких частот, регулируемый потенциометром Р1.

Второй путь сигнала с выхода 1С 1а проходит через всепропускающие фильтры на 1С1Ь и 1С1с, время задержки которых такое же как у фильтра ВЧ. Эти два сигнала вычитаются в каскаде на IC1 d. На его выходе получаем точно такой же сигнал что и на входе но у него отсутствует область высоких частот. Теперь с этим сигналом поступаем так же, как с сигналом на выходе 1С 1а.

Легко видеть, что следующие каскады фильтра имеют ту же конструкцию, что и предыдущие, с той разницей, что у них другие номиналы составляющих элементов фильтра. Оно и понятно, поскольку теперь нужно пропустить диапазон средних частот. В соответствии с этим на выходе IC3d получаем диапазон средних частот, регулируемый с помощью Р2.

Этот диапазон вычитателем на 1С4с’выводим» из сигнала всепропускающего фильтра на 1С4а и 1С4Ь. На выходе 1С4с получаем сигнал НЧ, регулируемый с помощью РЗ. Сюда подключается инвертирующий каскад на IC4d, завершающий обращение фаз. В результате получаем парафазный выход НЧ. Это может быть необходимо для того, чтобы скорректировать фазу излучаемого низкочастотным громкоговорителем сигнала (вследствие его физических размеров).

На рис.2 приведены передаточные характеристики построенных фильтров. Особых пояснений к рисунку не требуется, поскольку характеристики говорят сами за себя. В интересах наилучшего приближения к показанным характеристикам очень важно как можно точнее определить номиналы RC-элементов. Если есть возможность, советую подобрать номиналы элементов с учетом отклонений их значений.

Например, в звене фильтра можно включить резистор с сопротивлением ниже номинального значения и конденсатор с емкостью большей номинального значения, чтобы постоянная времени τ=RC как можно меньше отклонялась от рассчитанной.

Схема размещена на односторонней печатной плате, чертеж которой приведен на рис.3, а схема расположения элементов — на рис.4. Рисунок схемы — не слишком «замысловатый», кроме того, печатные дорожки достаточно «жирные», поэтому ее можно легко изготовить в любительских условиях.

Перед началом сборки освещаем плату ярким светом и проверяем, нет ли на ней разрывов или замыканий дорожек, вызванных дефектами изготовления. Согласно схеме установки деталей (рис.4) последовательно припаиваем резисторы, конденсаторы, панельки для установки ИМС в зависимости от их высоты, начиная с самых низких. Сопротивление резисторов рекомендуется проверять омметром, а не идентифицировать по их цветовой маркировке.

После сборки и тщательной проверки монтажа подаем на плату напряжения питания (±12 В) Измеряем постоянный уровень на выходах операционных усилителей. Он везде должен быть близким к 0. Отклонение от этого свидетельствует о дефекте панельки или ИМС. Лучше всего проверить работу платы с помощью звукового генератора и осциллографа, контролируя передачу сигнала во всем диапазоне частот.

Находящиеся на плате подстроенные резисторы (триммеры) обеспечивают настройку чувствительности и уровня сигнала при наладке. Их использование в процессе эксплуатации не требуется (достаточно органов управления усилителя). На рис.5 показана структурная схема звукового тракта с использованием данного активного фильтра. Сразу возникает вопрос: какова должна быть мощность оконечных каскадов (УМЗЧ)? Целесообразно выбрать пропорцию 2:1:1, те. если взять усилитель низких частот мощностью 100 Вт, для средних и высоких частот будет достаточно УМЗЧ по 50 Вт.

www.radiochipi.ru

Активные фильтра, динамики, провода, питание и всякая «мелочь» для автоаудио.: Активныe двухполосные.

Активный двухполосный фильтр второго порядка.

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:

http://www.vegalab.ru/forum/showthread.php/15547

 Вот такая получилась схема:

 

Вот такая получиласьАЧХ фильтра:

 Вот такая плата вставленная в корпус от БП компа:

Плата со стороны дорожек:



Как видно по схеме в обратных цепях я поставил переменные резисторы 1 кОм и 10 кОм.
Вот результаты их влияния на АЧХ:

 При подсоединении к усилителю, так как на выходе фильтра фаза между ВЧ и НЧ повернута на 180 градусов (не стал ставить еще один инверсный каскад), надо или НЧ или ВЧ (обычно ВЧ) подсоединить к выходу усилителя с обратной полярностью.

Примечания:
Фильтр шумит примерно на уровне 1000 дБ, и если работать с низким входным уровнем сигнала (при этом усилитель придется ставить на усиление ближе к максимум), то становится слышен шум из ВЧ динамиков. Поэтому на фильтр лучше подавать сигнал 4-6 вольт RMS (вот собственно почему перед выходными ОУ я поставил делитель 10 и 10 кОм.)

Вот пожалуй и всё.

 

Блок фильтров для аудио системы.

Для завершения инсталляции аудио системы потребовался блок фильтров с регуляторами громкости.
Сбылась мечта «идиота», чтобы регуляторы громкости поставить именно перед усилителями мощности так, как это обычно делается в домашке, причем еще и раздельно по каждому каналу.

Начало доработок аппаратуры для этой аудиосистемы здесь:
http://halin-kvd.blogspot.com/2013/12/mcintosh-mx4000-mcintosh-mcd4000.html
Про усилители здесь:
http://halin-kvdam.blogspot.com/2014/01/mcintosh-mc420m.html

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.

Halin Mazda

halin-af.blogspot.com

Фильтр для вч динамика схема

В качественной аудиосистеме основная роль отводится акустическим системам стерео- или многоканального типа.

Поиск данных по Вашему запросу:

Фильтр для вч динамика схема

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Благодаря им электрические импульсы преобразуются в звуки акустического диапазона разной частоты. Кому-то важно чистое и максимально приближенное к оригиналу звучание музыкальных инструментов, а для кого-то на первом месте стоит голос вокалиста, актеров фильма или преподавателя из обучающих видеокурсов.

Насколько важна акустическая система?

Она является базой для всей аудиосистемы.

Предпочтительней начинать подбор подходящей аудиосистемы именно с акустики.

Причем для каждого будут стоять в приоритете разные варианты оборудования. На выбор влияют такие факторы, как “заточенность” такой системы под те жанры, которые по нраву будущему владельцу и ценовая категория.

Любителям максимально точного звука подойдут акустические системы hi-fi.
Несмотря на мифы, далеко не каждая дорогая аудиотехника показывает упомянутые возможности.

В случае, когда на первом месте стоит эксклюзив, рынок аудиосистем предоставляет фанатам высококачественного звука аудиоаппаратуру класса Hi-End.

Справка! High End – это термин маркетологов, указывающий на элитность программного и аппаратного обеспечения, позволяющего усилить звук. Соответственно, цена на подобные аудиосистемы не пугает только ярых фанатов музыки или любителей несерийной звуковой аппаратуры, обладающих хорошим финансовым состоянием.

Типы акустических систем

Существует несколько категорий акустических систем, каждая из которых способна удовлетворить определенные запросы покупателя. По базовым отличиям выделяют 5 базовых классификационных групп.

  • Принцип установки аппаратуры. Акустические системы делятся на напольные и полочные в зависимости от размера. Первые предпочтительны для крупных помещений, таких как кинотеатры. Использование их дома для телевизора или компьютера нерентабельно. Оптимальнее использовать полочные колонки.
  • Количество динамиков. Иначе это называется делением по количеству полос звука. Производитель может включать от 1 до 7 динамиков. Наиболее оптимальный по бюджету вариант – 3 динамика, где одна полоса отвечает за низкие частоты, другая за средние и третья за верхние.
  • Наличие или отсутствие усилителя звука в колонках. В первом случае они называются активными, во втором – пассивными. Гораздо чаще встречаются пассивные варианты. Они предпочтительнее для аудиофилов за счет разделительного фильтра и, соответственно, более высокого качества звука за счет разделения частот.
  • По конструкции динамики различаются на планарные, динамические, электростатические и прочие типы, а в некоторых случаях аппаратура не попадает ни под одну категорию.
  • Оформлением. У колонок может быть закрытый или открытый корпус, хорошим дополнением будет фазоинвентор – труба в колонке, настроенная на определенную частоту и усиливающая звуки в ее пределах. Благодаря такому отверстию воспроизводятся более низкие частоты, чем у обычной аппаратуры. Если трубу изгибать внутри корпуса, увеличивая ее длину, мощность и диапазон воспроизводимых низких частот, получатся колонки с акустическим лабиринтом. Они более дорогие и требуют большей точности при изготовлении.

Области использования акустических систем

Первая и основная сфера применения – домашнее пользование.

Сюда включается потребность в качественном звуке для более полного погружения в видеоигры, мощность и сила звука для просмотра телевизора, чистота и приближенность к оригинальному звучанию для любителей музыки различных жанров.

Любителям качественной музыки в автомобиле рекомендуется приобретать многополосные аудиосистемы.

Причем для лучшего звучания в передней части машины располагаются высокочастотные и среднечасттные элементы Car-системы. Низкочастотным колонкам отводится задняя часто авто.

Концертные варианты акустических систем призваны не только обеспечить доступ звука в любую точку обширного помещения или зала, но и удовлетворить требования многих слушателей к качеству звучания. Наиболее распространенные наборы аудиотехники для концертов включают в себя мониторы для передачи нюансов звука, фронтальные громкоговорители, дающие прямой звук с высокой плотностью, центральные громкоговорители для передачи вокала.

Фильтр для вч динамика схема

Отдельная категория – студии звукозаписи. Для них предпочтительны студийные мониторы, которые способны воспроизвести звук со всеми его плюсами и минусами, что способствует, в конечном итоге, созданию более чистого и достоверного по своему звучанию трека.

Вне зависимости от того, где будет использоваться акустическая система, рекомендуется предварительно определить критерии, по которым будет происходить отбор подходящей аппаратуры.

С их помощью удастся получить аппаратуру, которая максимально сможет приблизить вас к звуку вашей мечты.

«][wpmfc_s

all-audio.pro