Бесплатная техническая библиотека

Кроссовер и цена

Справочник / Искусство аудио

 Комментарии к статье

Давно известно, что незначительное изменение частот раздела полос НЧ и СЧ в трехполосной системе может оказывать заметное влияние на звучание. В разных участках диапазона слышимых частот человеческий слух использует разные способы определения направления на источник звука. В интересующем нас диапазоне средних частот преобладает фазовый механизм восприятия, основанный на разности расстояний между источником звука и ушами. Границы этого диапазона (от 350 до 1700 Гц) определяются размерами головы человека (а точнее - расстоянием между ушными раковинами). Впрочем, для нас сейчас важно то, что в этот критический диапазон попадают как частоты раздела полос НЧ и СЧ в трехполосной системе, так и их "окрестности".

Поскольку кроссовер не в состоянии обеспечить идеальное разделение полос, существует зона совместного действия, в которой одновременно звучат оба динамика. Фазовые сдвиги между воспроизводимыми ими сигналами оказывают существенное влияние на формирование сцены. Возникающая в этом диапазоне сумма сигналов может улучшать фокусировку стереообраза, а может и размывать сцену. Фазовые искажения высококачественной системы должны быть минимальными, но это только одна сторона проблемы, дающая пищу для рассуждений о музыкальности фильтров различных типов.. Важен не только вносимый фильтром абсолютный фазовый сдвиг, гораздо важнее относительный сдвиг между полосами частот на выходе фильтров. Но об этом далее.

 Фазовый сдвиг и крутизна спада амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) за пределами полосы пропускания фильтра определяются его порядком и составляют 90 градусов и 6 дБ/октава на каждый порядок. То есть фильтр первого порядка обеспечивает затухание 6дБ/октава при полном фазовом сдвиге 90 градусов, фильтр второго порядка - 180 градусов и 12 дБ/октава и так далее. На частоте среза затухание фильтра составляет 3 дБ, а фазовый сдвиг - половину от полного (т.е. 45 градусов для фильтра 1 порядка и 90 - для второго). От типа фильтра зависит только плавность изгиба частотной характеристики в области частоты среза и суммарная АЧХ системы, а также фазовые характеристики.

В промышленных конструкциях активных кроссоверов наибольшее распространение получили построенные на повторителях фильтры Баттерворта, Бесселя и Саллена-Ки. Как правило, используются фильтры второго порядка. Каждый из перечисленных типов имеет свои достоинства и недостатки. 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.

Самое интересное (как и было обещано) заключается не в частотных и не в фазовых характеристиках, а в относительном фазовом сдвиге сигналов между выходами ФВЧ и ФНЧ. Для фильтров второго порядка он близок к 180 градусам во всей полосе частот, но сохраняется постоянным он только для фильтра Баттерворта. Для фильтров Бесселя и Саллена-Ки вблизи частоты раздела фазовый сдвиг уменьшается. Результат моделирования "идеальных" фильтров второго порядка с частотой раздела 400 Гц представлен на рисунке 2.

 Получившийся "горб" на фазовой характеристике указывает на то, что разность фаз в области частоты раздела достаточно резко изменяется, соответственно может меняться и локализация кажущегося источника звука. Такая же картина будет наблюдаться при изменении частоты среза одного из фильтров, что иногда применяется при настройке суммарной АЧХ системы. Фаза излученного динамической головкой сигнала имеет мало общего с фазой поданного на нее напряжения (индивидуальна для каждого типа головки), но искажения такого рода в кроссовере желательно минимизировать.

Любой фильтр (и активный, и пассивный) использует реактивные элементы - емкости и индуктивности, поэтому вносит в сигнал фазовые и временные искажения. Фильтры НЧ (Low Pass) вносят в сигнал запаздывание и отставание по фазе, которое можно в определенной мере скорректировать фазовращателем. При использовании фильтра Бесселя второго порядка в сочетании с таким фазовым корректором можно получить фильтр с абсолютно линейной фазовой характеристикой. Что же касается ФВЧ (High Pass), то они формируют фазовое опережение, которое принципиально невозможно состыковать с имеющимся ФНЧ.

Однако в этом случае можно воспользоваться для формирования сигнала полосы высших частот фильтром дополнительной функции (ФДФ). Выходной сигнал такого фильтра получается путем вычитания из входного сигнала его части, прошедшей через ФНЧ. Очевидно, что в этом случае происходит компенсация фазовых искажений и разность фаз сигналов на выходе ФНЧ и ФДФ сохраняется постоянной во всей полосе частот. Однако у фильтров дополнительной функции есть существенный недостаток - крутизна спада АЧХ составляет только 6 дБ/октава, что может иногда оказаться недостаточным. Кстати говоря, по такой схеме выполняют кроссоверы с синхронной регулировкой частоты раздела смежных полос. Регулируется только частота среза ФНЧ, а полоса ВЧ синхронно изменяется за счет использования фильтра дополнительной функции.

Для перестройки частоты среза в активном фильтре необходимо синхронно изменять величины частотозадающих звеньев. Для плавной регулировки частоты среза используют потенциометры. Нетрудно подсчитать, что для перестройки фильтра второго порядка требуется четырехсекционный потенциометр (для двух каналов). С целью удешевления в последнее время в бюджетных моделях усилителей все чаще используют упрощенные фильтры второго порядка, в которых перестраивается по частоте только одно звено. Такие фильтры нельзя отнести к какому-либо конкретному типу, потому что "идеологически выдержанный" фильтр получается только в одном из крайних положений регулятора.

Наконец, в басовом звене встроенных кроссоверов некоторых усилителей используются ФВЧ переменной добротности, позволяющие получить подъем АЧХ в районе частоты среза до 10 дБ. Такое решение позволяет исключить отдельный каскад бас-бустера, но одновременно вносит значительные фазовые искажения. В данном случае это вполне допустимо, потому что на частоте 30...40 Гц сдвиг фазы на слух не воспринимается.

Однако в диапазоне средних частот, где работает фазовый механизм локализации источника сигнала, для лучшего построения фронтальной сцены желательно использовать фазолинейные фильтры. Это исключит "размытость" сцены и повысит точность локализации кажущихся источников сигнала, особенно при пространственно разнесенных НЧ и СЧ излучателях.

Публикация: www.bluesmobil.com/shikhman

 Рекомендуем интересные статьи раздела Искусство аудио:

▪ Этот загадочный господин Хай Энд

▪ Мичуринцы CAR AUDIO

▪ Выбор правильного калибра

Смотрите другие статьи раздела Искусство аудио.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива LG с ее смартфонами уличили во лжи 15.04.2012 В Южной Корее разразился скандал из-за обмана, которым на протяжении года занималась компания LG, пытаясь привлечь новых покупателей несуществующими характеристиками смартфона. В спецификациях Optimus 2X, опубликованных на сайте компании, было указано, что смартфон оснащен ксеноновой вспышкой, хотя на самом деле у аппарата с момента начала выпуска и по сегодняшний день была обычная светодиодная. Ксеноновые вспышки, которые чаще встречаются у цифровых камер, дают возможность получить более качественный снимок, но ввиду ряда веских причин производители смартфонов предпочитают светодиодные вспышки ксеноновым. Дело в том, что ксеноновые вспышки занимают больше места в аппарате, они дороже и их нельзя использовать при видеосъемке из-за непродолжительного периода автономной работы в связи с более высоким, чем у светодиодных вспышек, энергопотреблением, что приводит к быстрой разрядке батареи. Несмотря на то, что LG принесла извинения и дала обещание, что подобное больше не повторится, многие покупатели Optimus 2X требуют компенсации, утверждая, что приобрели аппарат руководствуясь рекламой, которая ввела их в заблуждение. На текущий момент в Южной Корее продано боле 400 тысяч смартфонов LG Optimus 2X.

Другие интересные новости:

▪ В Европе USB Type-C стал стандартным зарядным разъемом для смартфонов

▪ Подводная лодка на литий-ионных батареях

▪ Apple MacBook

▪ Самая маленькая лупа видит связи между атомами

▪ Огромные сенсорные дисплеи Microsoft

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Демпинг - фактор мифы и реальность. Искусство аудио

▪ В чем заключалась уникальность развития культуры ХIХ в.? Подробный ответ

▪ статья Гелениум. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Радиоприемник рыболова-любителя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Неуязвимые ленты. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025