Настройка кроссовера АС
Звук аудиосистемы (далее системы) зависит от многих факторов и должен отвечать требованиям владельца. Кто занимается самостоятельным изготовлением компонентов системы, имеет возможность выполнения некоторых шагов по получению желаемого звучания. При самостоятельном изготовлении АС на базе пассивных кроссоверов доводка звучания системы выполняется изменением их параметров. Цель данной операции получить сбалансированное звучание конкретной системы.
Сбалансированное звучание не означает обеспечение плоской АЧХ.
Сбалансированное звучание – звук, который на удобных для слушателя уровнях громкости не имеет выраженных подъемов или завалов частот, тонально устраивающий слушателя, напоминающий реальные звуки, способный передать эмоции. Настройкой кроссовера иногда можно уменьшить влияние переотражений в конкретной комнате для прослушивания, уменьшить проявление стоящих волн или уплотнений баса. Настройкой кроссовера можно усилить эмоциональное воздействие звука системы или сделать его пресным, мониторным. Кроссовер – инструмент настройки и доводки звука, сродни настройки музыкального инструмента. Только настройкой кроссовера можно менять тональность звука всего слышимого диапазона.
Я люблю широкополосный звук.
Он отличается от многополосных систем, у которых три-четыре и более полос. Звук широкополосного динамика менее точный и тем самым более протяжный, более мелодичный, более певучий. Мне представляется, что он еще и ближе к натуральности, так как не дробит звук на части как в многополосной системе, воспроизводит его как единый источник. Такие дифирамбы широкополоснику не найдут отклика у поклонников современного подхода к многополосному звуку.
Не стану никого переубеждать.
Небольшое отклонение от темы настройки кроссовера. Если продолжить о звуке широкополосного, собственные ощущения таковы. Широкополосник может быть сильным источником звука. С ростом размера динамика, растет масштаб звуковых образов. Размер комнаты, где установлена система не стеснит звук большого динамика. Музыка далеко не всегда должна звучать как будто вы в первом ряду на рок концерте. Зато большой динамик монументально передаст драматические моменты музыки и на низкой громкости. Он делает это великолепно за счет большой площади излучения. Можно сказать о потере микро динамики за счет повышенной массы подвижной части. Такой эффект присутствует. Только большой размер обеспечивает больший реализм звука. Да, это компромисс и требуется собственный выбор какой звук вы хотите слушать. Не раз ловил себя на том, что у динамика малого размера слышно больше переходов звука, что звук меньшего динамика более яркий. Только переключая после этого музыку на АС с 15-ти дюймовым широкополосником, снова и снова возникает желание слушать именно его. Кто не имеет возможности провести такое сравнение, просто поверьте в высокий ресурс большого широкополосного динамика.
Здесь бы обратил внимание на выбор динамика для получения эмоционального звука. Будут иметь преимущества динамики с: малым ходом, мощным магнитом, низкой индуктивностью звуковой катушки, резонансной частотой 45-55Гц и запасом мощности. Есть мнение о преимуществе магнита Алнико перед другими типами магнитов. У меня таких предпочтений нет. Качество источника звука окажет доминирующее влияние, качество используемых кабелей – тоже важный фактор. Не могу уверенно сказать, что одного широкополосного динамика достаточно для всей полосы воспроизводимых частот. Когда в колонке установлен один динамик. Это вполне возможно при размерах 8-10дюймов. При большем размере диффузора ему сложнее достаточно хорошо передать высокие частоты и может возникнуть необходимость в установке дополнительного ВЧ динамика. В таком случае предпочитаю использование коаксиального динамика.
И снова кроссовер.
Для случая широкополосного динамика, работающего во всем диапазоне (до 20кГц) требуется использование корректирующего фильтра. Такой фильтр может быть выполнен в качестве вариантов L-R или L-R-C (см. приложенную схему). Индуктивность срезает излишнюю яркость на СЧ, сопротивление фиксирует средние частоты на выбранном уровне, а при необходимости конденсатор может выполнить подъем высоких частот на выбранном отрезке АЧХ. Если в АС используется коаксиальный динамик, или используется классическая двухполосная система – процедура немного меняется. Здесь присутствует разделительный кроссовер, который не только срезает выброс средних частот, но и согласует его совместную работу с ВЧ динамиком. Замечено, что корректировка АЧХ широкополосного динамика позволяет оптимизировать звучание АС, сбалансировать звук, сделать его солидным, не уступающим хайэндным системам. Все, как обычно, скрывается в мелочах.
Для получения лучшего звука нужны опыт и возможности: измерительные приборы для оценки полученного результата. Этот случай наверняка. Что делать, когда есть только желание иметь отличный звук и готовность построить самостоятельно колонки. Практика показывает то, что приложив усилия для получения плоской АЧХ новых колонок, относительно конечно, такой звук не принимается душой. Далее отстройка производится поиском новых параметров кроссовера/ фильтра до получения эмоционального отклика. Такая работа могла занимать мучительно долгое время. На каком-то этапе я начал использовать катушки индуктивности, а секрет сбалансированного звука находится во многом в ней, с промежуточными отводами. С такой катушкой появляется возможность быстрого перебора возможных вариантов звука и быстрой оценки результата изменений. Можно задержаться для детального прослушивания, можно вернуться или пойти дальше по номиналам. Изготовить такую катушку сложнее и дороже, но в целом такой подход обеспечит быстрый выход на результат. А если номиналов достаточно, выход на результат может быть максимально оптимизирован. Т.е. получить звук, у которого бас, СЧ и ВЧ имеют уровни, при которых они не мешают друг другу и, в то же время, четко слышны, обеспечивают музыкальность, певучесть и эмоциональность.
Какое-то время назад заметил продукцию голландской компании ДуэляндКогерентАудио. Их продукция изготавливается вручную, точно и она соответствует максимальному уровню требований по качеству звука. Естественно, ценник нешуточный. Применительно к катушкам индуктивности – выбирают качественный эмальпровод, выполняют точный номинал и заливают катушку в тубе эпоксидным компаундом. Цель – фиксация витков катушки, что важно при повышенной громкости прослушивания музыки. Точность передачи ударов барабана становится выше. Этот эффект усиливается для случая катушки с промежуточными отводами, так как рыхлость катушки с отводами выше. Сейчас для себя и своих заказчиков я делаю именно такие катушки. Не игнорируйте эту возможность, особенно для случаев использования качественных динамиков. Для заливки применяйте эпоксидные компаунды с высокой жидкотекучестью для лучшего проникновения в межвитковое пространство. Такие компаунды имеют более длительный период сушки, но гарантируют наилучший результат.
На фото ниже моя очередная продукция: катушки индуктивности залитые черным компаундом. Одни катушки с фиксированным номиналом – для ВЧ, другие для ШП – разбиты пополам, каждая половина выполнена на пять номиналов, а в результате до 30-ти номиналов значений общей индуктивности. Также приложены две возможные схемы кроссовера и корректирующего фильтра.
Источник
Фильтры, они же активные кроссоверы все о них. Настройки и регулировки автомобильного усилителя подробно и в деталях
Важными элементами автомобильных усилителей являются кроссоверы и регулировки. Для чего они используются и что собой представляют, мы рассмотрим в данной статье.
Чтобы сразу все новички поняли о каких «крутилках» будем говорить пару ФОТО исключительно для наглядности, модели усилителей никакого значения не имеют, все что написано в этой статье справедливо для любого автомобильного усилителя.
1. Боковая панель моноблока MacAudio Fearless 1000D
2. Боковая панель Китайского 4-х канального усилителя PIONEER 78.4 
Практически все современные модели автомобильных усилителей оснащены кроссоверами. Кроссовер – специальное устройство, представленное активным фильтром (активный кто не знает потому что реализован схемотехнически на операционных усилителях ОУ, т.е микросхемах), с помощью которого в исходящем аудиосигнале можно выделить нужный диапазон частот для последующего усиления в точности сосредоточиться на главном, а все лишнее отсечь — вот главная задача кроссовера. После таких фильтров сигнал поступает на кнопки где выбирается режим работы Full / L.P.F / H.P.F сразу после кнопок сигнал идет либо дополнительно в предварительный усилитель либо сразу в оконечный усилитель мощности, единого решения нет потому как у каждого производителя своя схемотехника, после мощника сигнал идет уже непосредственно на акустику или же сабвуфер смотря что выступает в роли нагрузки.
Для простой аудиосистемы вполне достаточно усилителя с минимальным набором фильтров, которые необходимы для разделения высоких и низких частот. Не стоит также забывать и о возможном будущем обновлении аудиосистемы. Поэтому, если такая вероятность или возможность в будущем не исключается, то лучше приобрести усилитель с дополнительным набором фильтров.
• Если у Вас дорогая автомагнитола элитного класса, скорее всего в ней имеется встроенный аудио процессор, так называемые процессорные головные устройства (магнитолы). Они с легкостью могут полностью заменить кроссовер, самостоятельно выполняя функции фильтрации аудио сигналов. В таком случае вполне подойдет усилитель без кроссовера т.е с прямым трактом кстати такие усилители очень приятно звучат. Усилители разного типа с одинаковым набором фильтров могут отличаться друг от друга по качеству звучания из-за применения разного качества комплектующих, а также удобству настройки. Это объясняется разными возможностями кроссовера на практике.
• Большинство недорогих усилителей имеют кроссоверы со встроенным заводским значением частоты среза, т.е уже внутри по схемотехнике «выставлена» фиксированная частота обычно производители ее выбирают 80 Гц и нифига)) Вы с ней не сделаете то есть не измените. Более дорогие модели позволяют самостоятельно регулировать данный параметр что в принципе намного лучше Вы сами можете подстроить фильтр непосредственно под свои конкретные компоненты системы и добиться лучшей отдачи в звуке. Такие усилители более предпочтительны и удобные в использовании, поскольку позволяют выбрать нужную частоту среза.
• Еще один важный параметр для кроссовера – крутизна затухания. Величина измеряется в дБ/окт. Минимальное значение характеристики среди допустимых, которое позволяет получить хороший звук, составляет 12/24 дБ/окт. Возможность для настраивания данного параметра также имеется в современных моделях усилителей. Более крутое значение спада устраняет эффект центра звучания баса сзади салона автомобиля. Это позволяет построить высокое качество звучания и получить полноценную звуковую сцену во всем диапазоне допустимых частот. Давайте рассмотрим более подробно:
Допустим, кроссовер имеет частоту среза равную 1000 Гц. Это означает, что один из его фильтров срезает все частоты ниже 1000 Гц и пропускает только частоты выше 1000 Гц. Такой фильтр называют high-pass фильтром. Другой фильтр, пропускающий частоты ниже 1000 Гц называется low-pass. Графически работа этого кроссовера представлена на рисунке слева. Точка пересечения двух кривых есть частота среза кроссовера равная 1000 Гц. В трехполосных кроссоверах присутствует еще и среднечастотный фильтр (band-pass), который пропускает только средний диапазон частот (приблизительно от 600 Гц до 5000 Гц.) На рисунке справа изображена частотная характеристика трехполосного кроссовера.
Порядок чувствительности — это отношение интенсивности выходного сигнала (dB) кроссовера к частоте входного сигнала при условии, что интенсивность входного сигнала постоянна. Обычно чувствительность (крутизну среза) характеризуют как отношение dB/octave. В силу многих математических причин чувствительность кроссоверов всегда кратна 6 децибелам на октаву (6 dB/octave). Кроссовер первого порядка имеет чувствительность 6 dB/octave. Кроссовер второго порядка имеет чувствительность 12 dB/octave, третьего порядка — 18 dB/octave, и чувствительность кроссоверов четвертого порядка равна 24 dB на октаву.
Рассмотрим low-pass фильтр третьего порядка с частотой среза равной 100 Гц. Этот кроссовер пропустит только частоты ниже 100 Гц, а частоты выше 100 Гц срежет. Срезание частот будет происходить следующим образом: все частоты выше 100 Гц будут терять на выходе из фильтра свою интенсивность кратно 18 dB в зависимости от октавы, в которую они входят. То есть, частота в 200 Гц (первая октава выше частоты среза) потеряет свою интенсивность на 18 Дб, интенсивность частоты в 400 Гц (вторая октава) упадет 36 Гц, а третья октава (800 Гц) ослабеет на 54 Дб. И так далее, все последующие октавы будут ослабевать кратно 18 Дб. Менее чувствительный low-pass фильтр первого порядка с частотой среза в 100 Гц будет делать тоже самое, только ненужные октавы будут ослабевать не на 18 Дб, а на 6 Дб. Как видим, фильтры, из которых состоят кроссоверы, не могут сразу срезать ненужные частоты, а делают это постепенно, с разной чувствительностью в зависимости от своего порядка. Ниже на картинках графики как это работает на практике в действии.
• Настройка активного кроссовера. Самое важное в настройке кроссовера — это правильный выбор частоты среза. Если мы имеем трех полосный активный кроссовер, то значит перед нами стоит задача в определении двух точек (частот) среза. Первая точка определяет частоту среза для сабвуфера (low-pass) и начало средне частотного диапазона для мидвуфера (high-pass). Вторая точка определяет частоту окончания среднего диапазона (low-pass) и отправную частоту высокочастотного диапазона для твитера (high-pass). Самое главное, при установке частот среза кроссовера помнить о частотных характеристиках динамика и не в коем случае не нагружать динамик частотами, которые не входят в его рабочий диапазон. К примеру, если сабвуфер немного гремит или издает гул (неприятный резонанс корпуса автомобиля) значит он перегружен нежелательными для него средними частотами (выше 100 Гц). Перенесите частоту среза (low-pass) на отметку 75 Гц и/или установите, если возможно, чувствительность на 18 Дб или 24 Дб на октаву. Напомню, что увеличение порядка чувствительности кроссовера (величина dB/octave) более качественно срезает ненужные частоты, не давая им просачиваться через фильтр. Порядок чувствительности high-pass фильтров для мидвуфера можно оставить на 12 Дб/октава (для «мягких» среднечастотных динамиков). Подобная настройка активного кроссовера называется асимметричной. В этой таблице приведены начальные величины частот среза для различных типов динамиков при настройке активных кроссоверов.
• В случае отсутствия на головном устройстве линейных выходов, полезным может стать наличие выходов на усилителе. Наибольшую гибкость имеют выходы, принимающие отфильтрованные сигналы. Примером устройства с данными характеристиками является двухканальный усилитель FP Dual Monitor высшего класса из серии Focal Power. Данная модель имеет встроенный цифро-аналоговый преобразователь (DAC) и современный сверхмощный цифровой аудио процессор.
• Одним из фильтров, которые используются в усилителях, является ФИНЧ (фильтр инфранизких частот). Он же известен как сабсоник Subsonic и особо полезен при наличии фазоинверторного сабвуфера. Предназначение ФИНЧа – удаление сверхнизких частот, которые совершенно бесполезны при воспроизведении музыки, во первых мы их не слышим от природы, во вторых это позволяет защитить динамик от чрезмерных колебаний диффузора и не дает израсходовать лишнюю мощность усилителя, продлевая срок его эксплуатации. Данный фильтр обычно отделяют от кроссовера и считают его самостоятельным компонентом аудиосистемы, но он практически ничем не отличается от других фильтров.
Естественно, кроссоверы отличаются друг от друга не только удобством использования и техническими возможностями, но и качеством. Усилители Hi-end класса существенно «выигрывают» по отношению к усилителям бюджетного варианта по качеству элементной базы, участию в процессе прохождения звукового сигнала, технике расположения схемы секций кроссовера. Ярким примером устройств элитного класса со встроенным кроссовером высококачественной реализации являются усилители Audison (модельный ряд Thesis TH). Данные усилители имеют широкие возможности настройки всех доступных параметров, способны устранять искажения при прохождении звукового сигнала.
Регулировки — еще один важный элемент автомобильных усилителей. Они бывают нескольких видов: Level, Full, Bass Boost, Low (High) Frequency, Subsonic, 4/3/2ch. Рассмотрим более конкретно каждый из них:
• Level – используется для согласования уровня чувствительности усилителя с автомагнитолой (громкость звучания).
• Фильтр Bass Boost (Bass EQ) — используется для усиления и корректирования низких частот (басов). Простые модели имеют встроенный переключатель частот с единичным значением уровня усиления (чаще всего +18 Дб). У более сложных моделей специальный регулятор позволяет плавно изменять уровень усиления.
• Фильтр типа High Frequency используется для выравнивания высоких частот. Диапазон частот, что находится ниже требуемого для фильтра значения, воспроизводится с помощью саба.
• Регулировка Low Frequency производит корректировку уровня низких частот. Диапазон частот, которые выше заданного значения отсекается и воспроизводится акустической системой автомобиля, т.е вашими колонками.
• Функция Full — используется для работы на широкополосный сигнал, еще его называют как звук в полную полосу.
• Фильтр Subsonic – используется для корректирования инфранизких частот воспроизведения. Это дает возможность предотвратить механические неисправности сабвуфера.
• Переключатель 4/3/2ch используется в 4-х канальных усилителях. Дает возможность переводить режим работы на 2, 3 или 4 канала в случае необходимости.
Источник
