Бесплатная техническая библиотека

Многополосная активная акустическая система

Справочник / Искусство аудио

 Комментарии к статье

Многополосные акустические системы обеспечивают высокое качество звучания благодаря тому, что каждый громкоговоритель специально предназначен для воспроизведения определенной полосы частот и соответственно оптимизирован. Чаще всего в многополосных акустических системах звуковой спектр разделяется на две или три полосы.

Для обеспечения горизонтальной результирующей АЧХ полосы частот, воспроизводимых каждым динамиком, должны перекрываться плавно, дополняя друг друга. Рассогласование между уровнями звукового давления по полосам и расширение зоны совместного действия динамиков приводят к искажениям АЧХ. Поэтому для правильного выбора важно знать зависимость звукового давления от частоты раздела между полосами (рис.1). Верхняя кривая соответствует розовому шуму, нижняя - современной музыке:

Рис.1

Например, для трехполосной системы мощностью 100 Вт с частотами раздела 400 Гц и 3 кГц мощность распределится следующим образом (при одинаковой чувствительности динамиков):

• НЧ-канал - 50 Вт;
• СЧ-канал - 35 Вт;
• ВЧ-канал - 15.

Для разделения полос можно использовать как пассивные, так и активные фильтры, но в настоящее время активные фильтры обходятся значительно дешевле высококачественных пассивных, в которых применяются катушки индуктивности без сердечника и неэлектролитические конденсаторы. Кроме того, у активных фильтров отсутствуют основные недостатки пассивных:

• потери мощности;
• увеличение выходного сопротивления (со стороны динамика) и связанное с этим ухудшение демпфирования;
• сложность расчета и настройки из-за частотной зависимости импеданса динамиков, необходимость применения компенсаторов Цобеля-Буше.

Однако активные фильтры можно использовать только с отдельными усилителями для каждой полосы частот, при этом удобно использовать монолитные интегральные усилители. В ряде случаев сложные фильтры не требуются и для разделения полос достаточно использовать простейшие RC-цепочки с крутизной спада АЧХ 6 дБ/октава. Прекрасные результаты достигаются благодаря тому, что такой фильтр свободен от фазовых и переходных искажений. Однако невысокое затухание простейших RC-фильтров требует применения динамиков, способных работать без искажений и за пределами полосы пропускания фильтра.

Рис.2

Изящное и не менее эффективное решение - фильтрующий усилитель (Power Filter)- предложено фирмой SGS-THOMSON. Предложенная схема объединяет усилитель мощности и фильтр второго (12 дБ/октава) или третьего порядка (18 дБ/октава). Работа схемы основана на том, что на сигнальном входе и входе обратной связи усилителя присутствуют два одинаковых синфазных напряжения, что и требуется для работы активного фильтра. Сопротивление со стороны входа ООС при этом обычно порядка 100 Ом, со стороны сигнального - очень высокое, что также способствует правильной работе схемы. Схемотехнически они подобны фильтрам Саллена - Ки. На рис.2 приведена схема фильтрующего усилителя ВЧ с частотой среза 900 Гц, реализующего фильтр Бесселя 3-го порядка.

На рис.3 приведена схема трехполосной активной акустической системы, построенной по предложенному принципу. Использованы фильтры Баттерворта 2-го порядка с частотами раздела 300 Гц и 3 кГц. СЧ-звено состоит из двух последовательно включенных фильтров ВЧ (R10R11C10C11) и НЧ (R12R13C12C13). В НЧ-звене использована косвенная разгрузка по току. Сигнал раскачки выходных транзисторов снимается с резисторов в цепи питания усилителя. При напряжении питания 36 В выходная мощность канала НЧ 25 Вт при КНИ=0,06% и 30 Вт при КНИ=0.5%.

Рис.3

Коэффициент усиления СЧ и ВЧ каналов выбран в соответствии с чувствительностью и импедансом распространенных динамических головок (чувствительность СЧ и ВЧ головок обычно на 3...4 дБ выше, чем НЧ). При необходимости настроить чувствительность полосовых усилителей можно регулировкой цепей ООС (R6, R15 и R22). Для предотвращения самовозбуждения не следует устанавливать усиление меньше 20 дБ, т.е. сопротивление этих резисторов не должно быть меньше 1 кОм. Как показала практика повторения этой схемы, сопротивление резисторов-датчиков тока R7 и R8 можно довести до 2,2 Ом. В результате за счет перераспределения мощности в сторону транзисторов несколько снижается нагрев микросхемы при больших уровнях сигнала.

Электролитические конденсаторы должны иметь рабочее напряжение не ниже 50В. Мощность роезисторов компенсирующих цепочек должна быть 2 Вт.Защитные диоды VD1-VD6 - любые кремниевые с допустимым обратным напряжением не менее 50В и прямым током не менее 1А, например КД243. Выходные транзисторы VT1 и VT2 можно заменить традиционной комплементарной парой КТ816/817 или КТ818/819. Можно также использовать более современную пару КТ864/865. Транзисторы должны быть с одинаковыми буквенными индексами. Взамен tdA2030A можно использовать функциональный аналог отечественного производства - К174УН19А (коэффициент гармоник при этом возрастет до 0.1...0.5%). При использовании этой микросхемы для повышения надежности напряжение питания следует снизить до 30...32 В, что практически не скажется на выходной мощности. При монтаже необходимо учитывать, что корпус микросхемы соединен с выводом 3.

Для дальнейшего улучшения качества звучания стоит оказаться от оксидных разделительных конденсаторов большой емкости на выходе усилителя и перейти к двухполярному питанию. Вариант схемы для этого случая приведен на следующем рисунке. Конденсаторы C1,C4,C14,C21 лучше использовать неполярные. Остальные рекомендации по замене деталей м монтажу остаются в силе.

Рис.4

Возможны два основных варианта конструктивного оформления. В первом варианте полосовые усилители встраиваются в АС и используется отдельный предусилитель. При входном сопротивлении АС всего 600 Ом характеристики соединительного кабеля влиять на сигнал не будут. А вот предусилитель требуется с достаточно мощным выходом, способный работать на нагрузку сопротивлением 600 Ом. Его можно выполнить на ОУ с "параллельным" выходным каскадом или на мощном ОУ К157УД1.

Для подключения активной АС в этом варианте пригоден любой экранированный кабель или даже витая пара без экрана,если длина будет до 2-3 м. Не следует только прокладывать сигнальный и силовой кабели рядом и параллельно.

Во втором варианте используются пассивные АС и полный трехполосный усилитель. Недостаток состоит в том, что к каждой АС придется прокладывать три пары проводов. В этом варианте можно увеличить входные сопротивления полосовых усилителей до 10 кОм, что позволит использовать распространенные схемы предусилителей.

Нестабилизированное напряжение питания для двухполярного варианта +-18 вольт при токе нагрузки не менее 2А (на канал). Трансформатор должен давать напряжения 2х16.5 вольт (обмотка с отводом от середины). Фильтр выпрямителя - минимум 2х22000мкф при общем блоке питания для всех усилителей и 2х10000 мкф - при отдельных для каждого канала.

Можно установить отдельный БП в каждой АС или использовать общий блок питания, а развести постоянное напряжение. Такой вариант тоже годится, но емкости фильтра придется разделить на две части и одну из них установить в АС, чтобы исключить влияние сопротивления проводов питания.

Публикация: www.bluesmobile.com/shikhman

 Рекомендуем интересные статьи раздела Искусство аудио:

▪ Развитие систем объемного звучания - от монофонии к 3D

▪ Запись музыки с компьютера на магнитофон

▪ О пользе фантомов

Смотрите другие статьи раздела Искусство аудио.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Превышение границ ядерного синтеза 19.01.2026

Разработка технологий термоядерного синтеза считается одной из самых амбициозных задач современной физики. Создание стабильной плазмы высокой плотности позволяет приблизиться к источнику практически неограниченной и чистой энергии. Китайские ученые сделали значительный шаг в этом направлении, превысив ранее считавшиеся недостижимыми границы плотности плазмы в экспериментальном токамаке EAST. Команда из Института физики Академии наук Китая в Хэфее, работающая над программой Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), представила свою разработку "искусственное солнце". Показана плотность плазмы, которая превышает эмпирические пределы, наблюдавшиеся в предыдущих экспериментах. Ядерный синтез возникает, когда два атомных ядра сливаются в одно более тяжелое, выделяя огромные количества энергии. Для этого топливо необходимо разогреть до сверхплотной плазмы с температурой порядка 150 миллионов кельвинов. Главной проблемой является сильное отталкивание одинаково заряженных ядер ...>>

Игровые наушники HyperX 19.01.2026

Современные технологии меняют не только сами игры, но и способы взаимодействия с ними. На выставке были представлены новые игровые наушники, разработанные компаниями HyperX и Neurable, которые отслеживают мозговую активность игрока и помогают улучшать концентрацию и результаты во время игрового процесса. Гарнитура оснащена встроенными датчиками, считывающими сигналы мозга. Эти датчики полностью интегрированы в наушники, поэтому для использования не требуется отдельный шлем или дополнительное оборудование. Внешне устройство выглядит как обычная игровая гарнитура, что делает его привычным и удобным для геймеров. Во время игры система анализирует уровень внимания и усталости, определяя, насколько игрок сосредоточен или переутомлен. Все данные выводятся в режиме реального времени, предоставляя пользователю обратную связь о собственном состоянии. Важно отметить, что наушники не управляют игрой мыслями. Их задача - информировать игрока о концентрации и давать подсказки, которые помо ...>>

Роботизированные кроссовки Sidekick 18.01.2026

Американский стартап Dephy представил инновационные кроссовки Sidekick с электроприводом, которые работают как дополнительная икроножная мышца, помогая пользователю быстрее перемещаться и меньше уставать. Sidekick представляет собой сочетание обуви и мини-экзоскелета, встроенного в область косточки. За счет электропривода кроссовки поддерживают движение стопы и усиливают сокращение икроножных мышц, снижая нагрузку на ноги. Это позволяет ходить дольше и с меньшей усталостью, особенно при длительных прогулках или активной работе на ногах. В отличие от многих носимых устройств, для работы Sidekick не требуется установка приложений или индивидуальная калибровка. Кроссовки автоматически подстраиваются под шаг и особенности движения владельца, обеспечивая комфорт и простоту использования с первого надевания. Комплект включает в себя сам экзоскелет на косточку и пару кроссовок, доступных в белом и черном цвете. Устройство питается от аккумуляторов, что делает его автономным и готовым ...>>

Случайная новость из Архива Влажные тропики выделяют больше углерода, чем поглощают 08.10.2017 Районы промышленной вырубки лесов хорошо видны на спутниковых снимках. Гораздо сложнее разглядеть места, где лес еще стоит, но из-за деятельности человека стал реже. Эколог Алессандро Баччини (Alessandro Baccini) и его коллеги из Бостонского университета нашли способ оценить плотность леса по спутниковым фотографиям, откалибровав орбитальные лидары NASA и написав алгоритм, который сравнивает фотографии одних и тех же участков леса, сделанные в разные годы, и оценивает плотность растительности или массу углеродсодержащей материи. По оценкам команды Баччини, тропические леса выделяют в атмосферу 862 миллиона тонн углерода ежегодно: это больше, чем эмиссия всех автомобилей в США за тот же период. При этом поглощается только 436 миллионов тонн. На 70% в этом дисбалансе виновато ухудшение качества леса, на 30 - промышленная вырубка деревьев. Больше половины всего углерода, попадающего в атмосферу, дают леса Южной Америки, включая джунгли Амазонки. Еще четверть дают леса тропической Африки, азиатские - около 16%. Специалист по земным экосистемам Джошуа Фишер (Joshua Fisher) из Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния, отмечает, что выводы Баччини не соответствуют данным атмосферных исследований: судя по последним, тропические леса до сих пор фиксируют больше углерода, чем выделяют. Возможно, ошибка Баччини в том, что он учел только наземную биомассу и забыл про то, что углерод, поглощаемый растениями, идет и на рост корней. Но даже если подсчеты Баччини неверны, исследование ценно тем, что привлекает внимание к ухудшению качества леса - проблеме не менее серьезной, чем вырубка лесов.

Другие интересные новости:

▪ Тренировка мозга приводит к образованию новых нервных клеток

▪ Двадцать дюймов органики

▪ Побит рекорд миниатюрного человекоподобного робота

▪ Процессорная архитектура LoongArch

▪ Общение с собаками повышает иммунитет

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоприем. Подборка статей

▪ статья Сгибание жести. Советы моделисту

▪ статья Что такое солнечная активность? Подробный ответ

▪ статья Работа с газонокосилкой. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Выключатель вентилятора с таймером. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Растаявший узел. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026