Фильтры акустических систем

       Если Вы решили остановиться на широкополосной (однополосной) системе, то используя специальный динамик и правильное акустическое оформление, можно достичь неплохих результатов без каких-либо дополнительных усилий.
       Двух- трёх- и более-полосные системы требуют, кроме динамиков и акустического оформления, ещё разделительного фильтра, элементами которого служат катушки, конденсаторы и в редких случаях резисторы, поскольку любой динамик воспроизводит довольно широкий звуковой диапазон, который чаще всего значительно шире, чем тот, который планируется на него подавать, а ВЧ динамики без фильтра ещё и выходят из строя.
       Конденсаторы не должны быть электролитическими (для СЧ и ВЧ обязательно), и иметь максимальное напряжение не менее 160V для конденсаторов ВЧ и СЧ и не менее 63V для НЧ. Катушки должны быть намотаны без применения магнитных сердечников, особенно для СЧ/ВЧ раздела, допускаются ферритовые (не стальные) сердечники для частот раздела ниже 200Hz. Но все элементы, так или иначе, искажают сигнал на пути от усилителя к громкоговорителю, поэтому не стоит слишком увлекаться обилием различных, даже очень дорогих компонентов.
       Катушку индуктивности можно представить как последовательно соединённые индуктивность и сопротивление, которые никак не зависят друг от друга, и по разному влияют на полосу пропускания фильтра. Индуктивность катушки рассчитывается по формулам, а сопротивление всегда лишнее, но поскольку ещё не научились использовать для катушек провода со сверхпроводимостью, то необходимо для последовательного соединения применять катушки с сопротивлением не более 10% от сопротивления динамика, для параллельного сопротивление может достигать 20%.
       Как известно, катушка индуктивности пропускает все частоты ниже определённой частоты и, соответственно, не пропускает все те, которые выше, то есть является фильтром нижних частот первого порядка, у конденсатора всё наоборот. Под определённой частотой понимается частота, где ослабление сигнала на выходе фильтра -3dB или в 2 раза, так как на этой частоте работает соседний динамик тоже в 2 раза тише, если, конечно подключен через фильтр. В случае совпадения фаз в этой точке получится идеальный фильтр, но к сожалению, идеал невозможен.
       Для двухполосной системы, на частоте раздела 2÷5kHz мид-басовый динамик обычно имеет спад звукового давления обусловленный влиянием индуктивности катушки и массы диффузора, поэтому чаще всего достаточно одной катушки, хотя иногда можно обойтись вообще без фильтра. В тех случаях, когда эффективный диапазон динамика превышает требуемый, особенно это бывает когда выше частоты раздела имеется подъём или горб на частотной характеристике, тогда фильтра первого порядка недостаточно и к катушке необходимо добавить конденсатор чтобы получился фильтр второго порядка.
       Если низкочастотный динамик можно подключить напрямую и с ним ничего не случится, то высокочастотный динамик необходимо подключать через фильтр, иначе придётся копить деньги на ремонт или на новый динамик. Всё дело в том, что подводимая к акустике мощность на реальном музыкальном сигнале растёт с понижением частоты примерно на 6dB/октаву, и применение только одного конденсатора (т. е. фильтра 1-го порядка) не даёт спада мощности, а так как мощности разных октав складываются, то ремонт отдаляется до ближайшей вечеринки, поэтому чаще всего необходим фильтр второго порядка, а при особо отвязных гостях — третьего.
       Но сильно увлекаться не стоит, необходимо учитывать фазовые искажения вносимыме элементами фильтра, если одна катушка или один конденсатор поворачивают фазу на 90°, то вместе они уже крутят её на 180°. Есть некоторые способы компенсировать фазовые искажения, но рассчитать их более-менее точно без помощи компьютерных программ нельзя, а без специальных измерений нельзя проверить. Несколько удивляет то, что до сих пор встречаются отдельные граждане, которые выбирают параметры, исчисляющиеся несколькими знаками после запятой, а в акустику ставят детали ±10% и считают на глазок, используя сомнительные параметры написанные в рекламных целях или намеренные при помощи левых программ работающих по алгоритмам неизвестных авторов.
       При расчётах фильтров необходимо учитывать реальное сопротивление нагрузки, которое невозможно рассчитать точнее 10÷15%, но можно измерить. Самый простой способ — это подать на динамик синусоидальный сигнал необходимой частоты, амплитудой несколько вольт, замерить ток и по закону Ома сосчитать сопротивление, причём динамик должен находится в том акустическом оформлении, где и будет потом использоваться. Затем поменять частоту и снова замерить. Получится частотная характеристика полного электрического сопротивления. При точных замерах и расчётах и при использовании юстированных приборов можно говорить о точности в единицы процентов.
       Очевидно, что при каких-то катушке и конденсаторе для конкретного динамика получится определённая частота, меняя соотношение катушки и конденсатора можно менять форму частотной характеристики фильтра не меняя частоты среза. В случае ФНЧ первого порядка с крутизной среза 6dB/октаву, если добавить ёмкость близкую к нулю, крутизна среза будет как у фильтра первого порядка, да он и будет фактически им, хотя при увеличении ёмкости он постепенно станет фильтром второго порядка. Потом (при дальнейшем увеличении ёмкости) фильтр станет называться именем Линквитца-Рейли, потом Бесселя, потом Баттерворта, потом Чебышева, потом ... его знает кем ещё. Между ними нет каких-то принципиальных отличий просто необходимо применять оптимальные элементы, а как при этом назовут это сочетание элементов лучше выбросить из головы.
       Немного о проводах. Вы когда-нибудь пробовали замерить сопротивление акустического кабеля? Конечно — получилось очень мало. А попробуйте подключить к обоим концам его по вольтметру, с одной стороны постоянное напряжение примерно 20 V, а с другой резистор 4 Ohm. По разнице в показаниях вольтметров Вы сможете посчитать потери, которые составят 10-20%. Чем мощнее сигнал, тем больше процент потерь, соответственно, уменьшается амплитуда мощных сигналов, т.е. третья гармоника, которая как раз и является самой неприятной на слух. По такой же схеме искажают сигнал резисторы. Чем тоньше жилки из которых состоит кабель, и чем их больше, тем лучше, особенно если медь чистая и покрыта серебром, так как считается, что ток течёт по поверхности проводника. В то же время другие специалисты придерживаются мнения, что лучше кабель с моножилой, поэтому каждый может выбрать себе наиболее подходящее решение.

        Распродажа