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:

▪ Когда колонок больше, чем каналов

▪ Фильтры не по правилам

▪ Моноблоки или компоненты?

Смотрите другие статьи раздела Искусство аудио.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Чип питается от света, тепла и вибрации 17.07.2012 Чип способен одновременно извлекать энергию из света, тепла и вибрации. Датчики с такими чипами никогда не потребуют наличия внутреннего источника энергии - батарейки или аккумулятора - и смогут работать вечно. Ученые из Массачусетского технологического института совершили важный шаг к появлению датчиков без внутренних источников энергии - батареек и аккумуляторов, - сообщает Physorg. Глава кафедры института по электротехнике и вычислительной технике Сурав Бандиопадхай (Saurav Bandyopadhyay) создал чип, способный "черпать" энергию из окружающей среды: света, тепла и вибрации. Ранее исследования в этом направлении уже проводились. Коллега ученого Ананта Чандракасан (Anantha Chandrakasan) научился брать электрическую энергию из трех различных источников по-отдельности: света, тепла и вибрации. В новой работе ученый объединил возможность брать энергию из указанных источников в одной микросхеме, а также повысил эффективность питания. Созданный чип может брать энергию от перемещения частей тела человека, например, при его ходьбе, или от разницы температур в человеческом теле. Датчики с такими чипами могут использоваться для съема параметров организма и работать бесконечное время. В свою очередь, датчики, установленные на автомобильных и железнодорожных мостах, которые информируют службы о состоянии конструкции, могут брать энергию от вибрации, образующейся вследствие прохождения по мосту транспорта. Основная сложность, по словам разработчика, заключалась в создании электрической схемы чипа, которая бы смогла обрабатывать сразу несколько источников, отличающихся разной мощностью. Как правило, эта проблема решается простым автоматическим выбором того источника, который дает максимальную мощность. По словам Бандиопадхая, такой подход менее эффективен, потому что энергия оставшихся источников в это время расходуется впустую. "Вместо этого мы научились получать энергию от всех источников разом", - комментирует ученый. Сделано это было с помощью конденсаторов, которые накапливают заряд от других источников тогда, когда питание осуществляется от основного. Второй задачей стала минимизация энергии, которую схема потребляет сама. Обычно питание осуществляется через аккумулятор или конденсатор повышенной емкости. Энергия поступает к ним, а только затем - к основной цепи. Бандиопадхай заставил схему работать напрямую от источника энергии. По его словам, это существенно подняло эффективность.

Другие интересные новости:

▪ Морской ветрогенератор GE Haliade-X

▪ Процессор на 2D-транзисторах из дисульфида молибдена

▪ Растворимая электроника

▪ Стекла очищаются сами

▪ Глобальное потепление особенно сильно ударит по США

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПУЭ. Подборка статей

▪ статья Капля на кордодроме. Советы моделисту

▪ статья Сколько времени нужно дельфину, чтобы обновить верхний слой кожи? Подробный ответ

▪ статья Пастернак армянский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Малогабаритная приемо-передающая антенна диапазона 27 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электроискровой карандаш. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026