Показать сообщение отдельно
Старый 16.09.2005, 17:40   #3
2func
Аццкий модер
 
Регистрация: 06.07.2005
Возраст: 38
Город: Москва, Лобня
Регион: 77, 97, 99, 177
Машина: 2000\Hyundai\Sonata4
Сообщений: 1,682
2func will become famous soon enough
По умолчанию

Кроссовер - это устройство, осуществляющее частотное разделение
сигналов. Высокочастотный ("high pass") кроссовер пропускает сигналы
с частотой выше определенной без изменения, сигналы более низких
частот проходят через него с ослаблением, величина которого зависит
от крутизны амплитудно-частотной характеристики кроссовера.
Низкочастотный ("low pass") кроссовер наоборот, пропускает низкие
частоты и подавляет высокие. Полосовой ("band pass") кроссовер - это
фильтр, пропускающий сигналы в определенном диапазоне частот и
ослабляющий сигнал за его пределами. Существуют пассивные и активные
кроссоверы. В пассивных используются исключительно пассивные (не
требующие источника питания) компоненты - в основном конденсаторы и
катушки индуктивности, иногда резисторы. Активным кроссоверам
требуется источник питания. Пассивные кроссоверы обычно включаются
между усилителем и динамиками, в то время как активные - между
головным устройством и усилителем. Иметтся также несколько пассивных
кроссоверов, предназначенных для включения между головным устройством
и усилителем, но частота среза таких устройств (известная также как
точка перегиба, "crossover point" - определение см.ниже) зависит от
входного сопротивления усилителя, которое меняется от одной модели к
другой.
Для применения кроссоверов много причин. Одна из них - отфильтровать
самые низкие частоты в случае использования относительно небольших
динамиков. Другая - разделить сигнал в многополосных
громкоговорителях так, чтобы "бухальник" получил басы,
среднечастотник - средние частоты, а "пищалка" - верхние.
Кроссоверы характеризуются порядком и частотой среза. Порядок
кроссовера показывает крутизну спадающего участка характеристики.
Кроссовер первого порядка "заваливает" сигнал на 6dB/октава (т.е. при
изменении частоты вдвое мощность изменяется в четыре раза). Кроссовер
второго порядка имеет крутизну 12dB/октава, третьего порядка -
18dB/октава и так далее. Точка перегиба (частота среза АЧХ) - это
частота, на которой ослабление сигнала достигает -3dB. Таким образом,
для кроссовера первого порядка с частотой среза 200Hz ослабление
сигнала будет -3dB на 200Hz, -9dB на 100Hz, -15dB на 50Hz, и т.д.
Следует отметить, что крутизна скатов АЧХ, приведенная выше -
приближенная.
Очень важно сопротивление нагрузки пассивного кроссовера. Кроссовер,
рассчитанный для динамика сопротивлением 4 Ом при работе с динамиком
другого сопротивления будет иметь другую частоту среза. В кроссоверах
второго и более высоких порядков использование нерасчетной нагрузки
увеличит неравномерность АЧХ. Не делайте этого.

Активный или пассивный кроссовер.Активные кроссоверы значительно
эффективнее пассивных. Типичная потеря мощности - 0,5dB. Потери при
использовании активных кроссоверов намного меньше (если они есть вообще),
но их можно легко компенсировать регуляторами чувствительности усилителя.
Некоторые активные кроссоверы позволяют также плавно подстраивать не только
частоту среза, но и крутизну спада АЧХ. Например, можно настроить ВЧ
кроссовер на частоту 112.3Hz при крутизне 18dB/октава.
Однако у активных кроссоверов есть и недостатки. Активный кроссовер
существенно дороже аналогичного по параметрам пассивного кроссовера.
В том случае, если активный кроссовер имеет раздельные выходы для
каждой полосы частот, необходимо использовать отдельные усилители для
каждой полосы. В конце концов, поскольку активный кроссовер по
определению использует активные компоненты, он вносит в систему
дополнительный шум, тогда как при использовании пассивного кроссовера
этого не происходжит.
Многие находят удобным совместное использование активных и пассивных
кроссоверов. Часто отдельный усилитель выделяется для сабвуфера,
чтобы подвести к нему максимально возможную мощность. Другой
усилитель используется для среднечастотников и пищалок. В такой схеме
активный кроссовер используется только для разделения частот между
уилителем сабвуфера и усилителем широкополосного сигнала. Пассивный
кроссовер на выходе последнего используется для разделения частот
между динамиками (в данном случае - между среднечастотником и
пищалкой). Итак, если Вы можете потратить деньги на активный кроссовер и
отдельные усилители, возиться с установкой (а, возможно, и с шумом) -
ставьте активный. Если же средства ограничены и можно найти пассивный
кроссовер с требуемыми характеристиками - ставьте пассивный.

Высокочастотный фильтр первого порядка - это конденсатор, включаемый
последовательно с динамиком. Низкочастотный фильтр первого порядка - это
индуктивность, включенная последовательно с динамиком. При изменении
включения они меняются ролями: конденсатор, включенный параллельно динамику -
низкочастотный фильтр, индуктивность, включенная параллельно динамику -
высокочастотный фильтр. Однако в фильтрах первого порядка такое включение
не применяется, поскольку в таком случае произойдет короткое замыкание по
переменному току на частотах выше или ниже частоты среза соответственно.

Комбинация из последовательной индуктивности и параллельного конденсатора
образует низкочастотный фильтр второго порядка, соответственно,
последовательная емкость и параллельная индуктивность - высокочастотный
фильтр второго порядка.

Для вычисления номиналов конденсаторов и индуктивностей фильтра первого
порядка необходимо знать номинальное полное электрическое сопротивление
(импеданс) динамика (R, Ом) и частоту раздела (F, Гц). Необходимая емкость
C=1/(2*PI*F*Z) (Ф), индуктивность L=Z/(2*PI*F) (Гн). Вычисленные значения
округляются до ближайших стандартных номиналов. Например, для динамика
сопротивлением 4 Ом и частоты раздела 200 Гц емкость равна 200 мкФ,
индуктивность 3,2 мГн.



Высокочастотный фильтр второго порядка - Для фильтра
второго порядка необходимо прежде всего выбрать тип фильтра.
Для фильтра Линквитца-Рили (Linkwitz-Riley) частоты раздела НЧ и ВЧ фильтров,
на которых затухание составляет 3dB, совпадают и результирующая АЧХ
сопряженных НЧ и ВЧ звеньев акустической системы будет гладкой. Для фильтров
Баттерворта и Бесселя на частоте раздела имеется пик, несколько меньший в
случае использования фильтра Бесселя.
Для фильтра второго порядка емкости и индуктивности вычисляются по тем же
формулам, что и для фильтра первого порядка и затем корректируются :
для фильтра Линквитца-Рили C'=C/2, L'=L*2 ; для фильтра
Баттерворта C'=C/sqr(2), L'=L*sqr(2); для фильтра Бесселя C'=C/sqr(3),
L'=L*sqr(3) (sqr - квадратный корень)


Учтите, что вносимый фильтром фазовый сдвиг увеличивается на 90 градусов
с каждым порядком. Фильтр второго порядка поворачивает фазу сигнала на
180 градусов и это можно учесть простой переменой полярности подключения
динамика. Для фильтров других порядков необходимо поэкспериментировать с
полярностью подключения динамиков для достижения наибольшей выразительности
звучания.

Обратим внимание также на тот факт, что при проектировании пассивных
разделительных фильтров в расчетах используется импеданс головок, величина
которого не постоянна и зависит от частоты. Таким образом, работа фильтра
будет отличаться от расчетной. Чтобы обойти эту проблему, используется
стабилизирующая цепь, известная также как схема Цобеля (Zobel). Она
представляет собой последовательную RC-цепочку, подключенную параллельно
динамику. Номиналы элементов R1=Re*1.25 ; C1=Lces/Re^2. (См. 4.1 -
Параметры Тейла-Смолла)

Код:
  
                  ________                __ 
         +  o----|        |----o-----o + |  | / 
   вход          | фильтр |    R1        |  |/ 
                 |        |    C1        |  |\ 
         -  o----|________|----o-----o - |__| \
Конечно, можно обойтись и без этой цепи, если знать импеданс динамика в
зоне работы фильтра и соответствующим образом учесть его в расчетах.
Но она совершенно необходима при использовании готовых кроссоверов.

5.14 Как самостоятельно изготовить пассивные разделительные фильтры ? [AS]

Конденсаторы должны быть биполярными с рабочим напряжением не ниже, чем
пиковое напряжение сигнала при максимальной выходной мощности. К примеру,
пиковое напряжение усилителя мощностью 100 Вт на нагрузке 4 Ом составляет 20 В.
Простоты ради можно использовать конденсаторы с рабочим напряжением 50 вольт.
Биполярный конденсатор можно в крайнем случае заменить двумя полярными вдвое
большей емкости, включенными встречно-последовательно (+ к +), однако такая
замена может привести к ухудшению звучания.

Для уменьшения потерь катушки индуктивности должны иметь низкое активное
сопротивление - не более 0,1-0,2 Ом. С той же целью их наматывают без
магнитопровода на пластмассовых каркасах или применяют бескаркасную намотку.
В этом случае витки катушки фиксируют клеем или компаундом.

Оптимальная конструкция получается, если внутренний диаметр обмотки вдвое
больше высоты катушки, а наружный диаметр вдвое больше внутреннего.

При расчете задаемся индуктивностью катушки L(мкГн) и активным сопротивлением
R (Ом).

высота катушки (мм)

H= sqr(8,66*L/R)

число витков

N=19,88*sqr(L/H)

диаметр провода без изоляции (мм)

d=0,84*H/sqr(N)

длина провода (м)

l=187,3*sqr(L*H)

(sqr - квадратный корень)

Диаметр провода округляем до ближайшего стандартного. Окончательно
индуктивность следует подогнать путем отматывания витков.
__________________
Инсталяция Hyundai Sonata 4
Прогресс [##########] - 100%
Intel 865 GVHZ, Celeron 2.0 FSB 400, Samsung 512, Seagate SATA 100 Gb, Slim Combodrive Sony, Creative Sound Blaster X-Fi Extreme Audio, Magnat the Rock 4, SPL II 2-400, JBL 10" (subwoofer) JBL GTO 1002, Xenarc 700 IDT, Opus PSU 150W Centrafuse 1.47
2func вне форума