Расчет последовательных фильтров для акустических систем
Расчет последовательного фильтра (кроссовера) необходим для корректного разделения частот в 2-полосной акустической системе. Ниже приведены формулы для расчета индуктивности (L) и емкости (C) для фильтров 1-го, 2-го и 3-го порядков. Данные основаны на классических методиках из справочника «Полупроводниковые приемно-усилительные устройства» (1981 г.).
Для начала рассмотрим фильтры для 2-х полосной системы разных порядков. Помните: без должных акустических измерений (измерений микрофоном) у Вас мало что получится, да и посмотреть то, что получилось – не выйдет. Так что заранее запаситесь измерительным комплексом, благо в наши дни это не так уж и сложно. Для понимания принципов работы фильтров полезно изучить примеры на практике, например, расчет универсального фильтра для АС 50 АС-106 «Вега».
Для удобства восприятия основные параметры, используемые в расчетах:
- Индуктивность: L [мГн]
- Емкость: C [мкФ]
- Сопротивление: R [Ом]
- Частота разделения: fгр [Гц]
Расчет фильтра 1-го порядка
Расчет последовательного фильтра для 2-х полосной акустической системы первого порядка, рис. 1:
C1=2,1∙(112000/(fгр∙R)) L1=0,47∙(224∙R/fгр)
Расчет фильтра 2-го порядка
Расчет последовательного фильтра для 2-х полосной акустической системы второго порядка, рис. 2:
C2=2,1∙(112000/(fгр∙R)) L2=1,41∙(224∙R/fгр)
C3=0,7∙(112000/(fгр∙R)) L3=0,47∙(224∙R/fгр)
Расчет фильтра 3-го порядка
Расчет последовательного фильтра для 2-х полосной акустической системы третьего порядка, рис. 3:
C4=2,1∙(112000/(fгр∙R)) L4=1,41∙(224∙R/fгр)
C5=1,41∙(112000/(fгр∙R)) L5=0,47∙(224∙R/fгр)
C6=0,7∙(112000/(fгр∙R)) L6=0,707∙(224∙R/fгр)
Расчет фильтра для 3-х полосной системы
Теперь рассмотрим последовательный фильтр для 3-х полосной акустической системы второго порядка, рис. 4:
Для двух пар фильтров с последовательным соединением входов значение емкости и индуктивности вычисляется по формулам:
С1=(225∙103/fгр)∙R L1=113∙R/fгр
Частота раздела fгр1 является частотой раздела между НЧ и СЧ динамиками, а частота fгр2 – между СЧ и ВЧ соответственно. Формулы для расчета рассчитывают фильтры для более низкой частоты разделения fгр1 и к выходу одного из них (фильтра низких частот) присоединяют низкочастотную головку громкоговорителя. Вторую пару фильтров L1’C1’ присоединяют к фильтру верхних частот первой ступени, пропускающему сигналы с частотами выше fгр1. Эту пару фильтров рассчитывают по тем же формулам, что и первую, но для более высокой частоты разделения fгр2. Таким образом пара фильтров L1’C1’ делит интервал частот, находящийся выше первой частоты fгр1, на две полосы с частотой разделения между ними fгр2.
Последовательное включение двух пар фильтров представляет интерес лишь в том смысле, что при этом значения емкостей и индуктивностей другие, соответственно конденсаторы и катушки будет легче купить и изготовить. Если вы планируете доработку существующих колонок, например, доработка фильтров колонок 35 АС-018 с родными динамиками, эти формулы помогут оптимизировать разделение частот.
Существует еще несколько разновидностей 3-х полосных АС. Одна из них заключается в подключении дополнительной головки через последовательный резонансный контур. Эта головка может компенсировать провалы (не более чем на 8 – 10 дБ) в частотной характеристике 2-х полосной системы. Иногда небольшое увеличение звуковой отдачи в области средних частот, создаваемое дополнительной головкой, значительно улучшает качество звуковоспроизведения, лучше распознаются отдельные инструменты оркестра.
Для тех, кто интересуется схемотехникой звуковых устройств, может быть полезен материал о предусилителе для конденсаторного микрофона от А.Б..
Статья специально подготовлена для сайта
Автор: LDS
Комментарии (1)