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:

▪ Горбатого могила исправит

▪ Пассивные регуляторы тембра

▪ Тонкомпенсация

Смотрите другие статьи раздела Искусство аудио.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Цифровые комиксы для незрячих 15.11.2024 Южнокорейские компании Webtoon Entertainment и Dot Inc. запустили совместный проект, который может произвести революцию в сфере развлечений для людей с нарушениями зрения. Они приступили к тестированию цифровых комиксов с тактильной обратной связью, предназначенных для незрячих и слабовидящих пользователей. Это значительный шаг в сторону инклюзивности, позволяющий погрузиться в мир комиксов, используя осязание вместо зрения. Webtoon Entertainment - крупный игрок в индустрии цифровых комиксов, создающий и распространяющий популярные вебкомиксы по всему миру. Dot Inc., в свою очередь, специализируется на инновационных технологиях для людей с нарушениями зрения. Их сотрудничество основано на понимании, что комиксы набирают популярность и становятся все более доступными, поэтому важно адаптировать их для всех читателей. По словам Мисук Го, менеджера сообщества Dot Inc., которая сама имеет нарушение зрения, этот проект направлен на то, чтобы расширить доступность комиксов. Основой технологии является специальный планшет Dot Pad, разработанный Dot Inc. Этот тактильный дисплей оснащен 320 ячейками, способными отображать изображения, диаграммы и текст в формате Брайля. В режиме реального времени Dot Pad преобразует визуальные элементы комиксов в тактильные данные, которые можно "читать" пальцами. Устройство легко синхронизируется с мобильными телефонами и ноутбуками через Bluetooth, что делает его доступным и удобным для пользователей по всему миру. На данном этапе проект проходит тестирование, и Webtoon уже представила два первых комикса, адаптированных для Dot Pad. Это популярные произведения: Клетки Юми автора Ли Донг Геона и Хуки Мириам Бонастре Тур. Обе работы получили тактильные версии, которые теперь доступны бесплатно для пользователей Dot Pad по всему миру. Руководитель Webtoon в США Дэвид С. Ли отметил, что одна из целей компании - обеспечить доступность вебкомиксов для всех поклонников, и этот проект - важный шаг в этом направлении. Он также добавил, что компания рада работать с Dot Inc., поскольку обе компании разделяют общие ценности, стремясь к инклюзивности. Инициативу поддержал и Институт Брайля в Лос-Анджелесе, который на протяжении многих лет развивает доступность знаний и культурных ресурсов для незрячих и слабовидящих. Моника Э. Мариани, инструктор по шрифту Брайля, с энтузиазмом отнеслась к новому проекту, отметив, что это позволит незрячим посетителям библиотек ощутить мир комиксов через прикосновения. Она подчеркнула, что тактильные комиксы дают незрячим людям уникальный способ познавать истории и образы через осязание. Этот проект представляет собой одну из первых попыток адаптировать комиксы для людей с нарушениями зрения, и уже сейчас он привлек внимание общественности. Успешная реализация подобных идей в будущем может открыть путь для широкого использования тактильных комиксов и других мультимедийных материалов, предоставляя людям с ограничениями по зрению доступ к полноценному культурному и информационному пространству.

Другие интересные новости:

▪ Впервые робот-полицейский арестовал подозреваемого

▪ Умной дом Huawei

▪ Двойной независимый аналоговый NLAST9431

▪ Атточасы, способные измерить временные параметры движения электронов

▪ Молекулярная память работает при комнатной температуре

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заводские технологии на дому. Подборка статей

▪ статья Жа Жа Габор. Знаменитые афоризмы

▪ статья Как мы засыпаем? Подробный ответ

▪ статья Обжигальщик роликовой печи. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Монтаж наружных электропроводок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Источник бесперебойного питания ВМ1061 с переключаемым выходным напряжением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026