Всем привет, продолжаю серию обзоров про самодельную акустику. Про динамики
начало тут. Сегодня о том, как не надо делать разделительный фильтр.
Что такое разделительный фильтр (для любителей англицизмов «кроссовер»)?
Это устройство, пропускающее определенные частотные составляющие в сигнале и ослабляющее остальные. Фильтр может быть реализован в виде аналоговой схемы (пассивные и активные фильтры), а также реализован программно или в виде цифрового устройства (цифровые фильтры).
Если в акустической системе больше одного динамика, то что бы динамики играли согласовано по своим частотным диапазонам, необходим фильтр, который даст динамику играть в своей полосе частот, в своей «зоне комфорта».
Но есть главная особенность. Фильтр для акустической системы
нельзя рассчитать, слишком много факторов будут влиять на конечную АЧХ акустики (параметры динамика, расположение их на корпусе, бафлстеп и пр.) Нужны измерения конкретных динамиков в конкретном корпусе. Конечно, это касается домашнего Hi Fi, а не low автозвука и поделок из отечественных динамиков в ящике для хранения картофеля.
Так как здесь все же сайт для
для обзоров товаров, заказанных в зарубежных интернет-магазинах
а не форум по звукотехнике, я расписывать все подробно не буду,
но очень рекомендую ознакомится с
этой статьей и данным разделом
форума.
Теперь посмотрим на то, что предлагают китайцы тем, кто все таки решился пойти по простому пути и поставить готовый фильтр.
Так как проект у меня ультрабюджетный, я выбрал самое дно рынка, самый дешевый и простой разделительный фильтр для двух полос.
Плата фильтра продается по одной.
Размеры платы и подключения:
Тут есть система перемычек:
- Без перемычек — «нормальный» режим.
- С1 перемычка — усиление высоких частот (ВЧ).
- С2 перемычка — усиление низких частот (НЧ).
- Обе перемычки — усиление всего и вся))
Внешний вид платы:
Клеммы: вход с усилителя, выход для НЧ динамика и выход для ВЧ динамика.
Так на вскидку, тут фильтр второго порядка (катушка+конденсатор) на НЧ и фильтр первого порядка на ВЧ (конденсатор).
Аттенюатор из резисторов отсутствует, если у Вас отличается чувствительность (громкость) динамиков, то это Ваши проблемы.
Примерно такую передаточную характеристику мы ждем от такого фильтра:
Но давайте рассмотрим подробнее, перевернув плату топология становится на свои места:
Это все же фильтр первого порядка на НЧ с сабсоник фильтром. Конденсатор тут стоит последовательно с катушкой. На ВЧ работают один либо пара конденсаторов.
Вот, собственно, и разница между НЧ фильтром второго порядка и первый порядок + сабсоник:
Сабсоник может быть полезен как раз для мелких динамиков, что бы низкие частоты не шли на динамик, не способный их воспроизвести.
Посмотрим теперь номиналы элементов:
Электролит 220 мкФ 50 В, пленка 1,5 мкФ 100 В 2 шт.
Индуктивность катушки я не смог определить, она очень мала.
Вот ее параметры: Ферритовый каркас 6 мм в диаметре 20 мм длиной, намотана 17 витков проводом 1 мм.
Измеренные графики работы этого фильтра:
По два графика — это работа перемычек.
Что же мы видим? Да то, что фильтр-то, нифига не фильтрует.
По НЧ индуктивность совсем не работает (зеленая линия), не заваливает АЧХ к середине (басовик будет играть весь диапазон), второй график (желтый) работа сабсоника. По ВЧ — обычный фильтр первого порядка. В принципе, все это плату можно заменить одним конденсатором 3,3 мкФ.
Результат (точнее отсутствие результата) вполне ожидаемо, фильтр по НЧ не работает, сэкономили на катушке. Но для моего проекта пойдет и этот)) Но, если задумаете делать много полосную систему, перечитайте еще раз эту
статью.
Продолжение следует.
Спасибо за просмотр. Удачных покупок!
«перевернув плату топология становится на свои места» — а где она (и смысл) были до переворота?
Схема неправильно срисована? Или автор такую придумал??
Тогда неудивительно, что все расчёты идут лесом…
Генератор, работающий непосредственно на ёмкость 220 мкФ.
Это пять.
Если правильная акустика играет не так «круто» как ваша, значит у вас звук подкручен, а в оригинальной записи, музыканты так сказать недоиграли, или плохо записаны.
.и вроде электролит в фильтре нч не приветствуется.
Для получения такой частоты в схеме должна присутствовать индуктивность более 1 мГн.
Во вторых, фильтр-сабсоник д.б. хотя бы 2-го порядка. Обычно он собирается на операционном усилителе.
Электролитический конденсатор, катушка индуктивности на магнитопроводе — это плохо.
А уж первый порядок на ВЧ это совсем плохо — спад всего 6 дб/окт. Резонанс всё равно будет «играть», как следствие — грязный звук и низкая неискаженная мощность. Если с режектором на частоту резонанса — худо-бедно жить можно, но проще 3 порядок сделать, деталей столько же.
Есть БТ модуль с аптх, всё в нём норм, кроме постоянного белого шума (мои догадки что подлые китаёзы выставили коэфф. предусилиения на максимум -дабы получить на выходе бОльшую мощность.)
Спросите у китайца под какие динамики сделан этот кроссовер и покупайте пару в том же магазине.
По катушкам фильтров НЧ в колонки вспомнилось: достались нам с приятелем как то фильтры от концертных колонок (гр. Земляне с ними выступала). Ну и погоняв их на обычных динамиках (оригиналов нам разумеется не дали) они нам понравились, решили повторить. Катушки там были без ферритового сердечника — просто пластик диаметром примерно 80мм сечение провода 1,5 мм. Но нужно же было и узнать — сколько витков. Одну катушку размотали — 300 витков оказалось, а вот обратно мотать замучились. Хоть и укладывали «виток к витку» как до этого было, но звук всё одно сильно отличался от оригинальной заводской намотки.
Смешно.Наверное индуктивность не кошерная стала.Надо было 20 витков домотать до «того» звука.:) «Нет хлопцы не Земляне вы а Песняры.»©
Зачем вам добротность в катушке БЕЗ сердечника?
Она элементарно рассчитывается и хорошо совпадает.Но ЗАЧЕМ?
P.S. а катушку действительно раза 3 тогда перематывали — видимо укладка первого витка нового слоя не совсем аккуратно получалась (переход со слоя на слой). Но приборы там были абсолютно не нужны — даже те кому медведь на ухо наступил прекрасно слышали разницу между двумя катушками.
Ага -щаз! И направление илехтронов в безвоздушных проводах.Про 20 витков это был стёб а про Землян это древний анекдот.
Чистейшае адиофилия!
Не пытаться измерить индуктивность катушки имея прибор???? И гадая что там отличается? Нуууу это уметь надо!
Тем самым мостовым прибором РЛЦ всё отлично измерялось.И у меня измеренная индуктивность катушек на ТОМ мосту идеально совпадала с расчётной по программе после ИЗГОТОВЛЕНИЯ и намотки гнутым бу проводом-всё ровняется прямыми руками (была такая книжечка готовых программ для радиолюбителей) калькулятора Б3-34 после намотки катушек.Также достаточно точно удавалось и рассчитать число витков по параметрам катушки.
Если уж вы его, прибор освоить не смогли-то у вас была чистая рукастая адиофелия.
Как вижу эти китайские «фильтры» с электролитами и мини дросселями-так на ржачь пробивает.
Я брал готовые пром катушки с проводом 1,5мм от реле, контакторов и трансформаторов 3х фазных.Но они весят более 1 кг и размеры с пол литровую банку.Лишний провод отматывал до нужной индуктивности.
Мотать тоже не проблема.Клеим из картона катушку и мотаем руками толстый провод до заполнения.Катушку естественно предварительно рассчитываем по заданной индуктивности, частоте и диаметру провода.
А конденсаторы бумажные или полипропиленовые.
Если катушка не совпадает по параметрам при измерении, значит расчёт и-или формулы или частота измерения прибора или прибор неправильные.Аналогично и с RLC фильтром.
P.S. а вот фразу «провод в них реально хороший» увы не понял: провод как провод, ничего особенного. На первичных обмотках тр-ров такого добра море, а вот толстый провод 1,5мм только на вторичках у них искать но витков может и не хватить.
Рис.1 это то, что у Вас при попытке намотки вручную неизбежно получится, и басы будут но «как из задницы». На рисунке 2 — машинная намотка, но уложить так витки руками БЕЗ выравнивания винтовой поверхности почти нереально. Так что остается только рисунок 3 про который Вы не написали ни слова. «Внавалку» как Вы советуете катушки не мотают.
P.S. именно из-за этого «песняры» 3 раза катушку и мотали, но хотя бы поняли в отличии от Вас из-за чего)))
Капитан Очевидный прочитал инструкцию лохматого 50-60 года из учебника? Узнали много нового?
Ну именно ТАК руками я и мотал.Да все так мотали у кого руки не.
Если вас смущает дребезг витков катушки от мощщи звука в 250вт уложенных кривыми руками то потом любителями обмотка пропитывалась воском или эпоксидкой.
Ну я то лично мотал из кривого БУ провода и ровнял его руками протяжкой, а песнярам на станке делали на заводе.
Вы индуктивность не в состоянии то были измерить с добротностью при наличии прибора! Это УМЕТЬ надо или учиться! На точность измерительных мостов надо уметь жаловаться, и молоток вам в руки.
Что-то из мистики, окультой науки, возможно…
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D1%82%D0%B5%D0%BD
Берём DSP проц, Выставляем задержки, настраиваем срезы, эквалайзер, можно сураунды, бас бусты. Там много чего есть интересного. Дорого? Не так оно и дорого, зато результатов много.
Сейчас в звуке можно забыть про серьёзные расчёты. Главное нарисовать правильно проект и всё учесть, все хотелки. Всё упирается в деньги и знания современной номенклатуры.
Проще и дешевле самому фильтр сделать. Конденсатор на пищалку, будет лучше обозреваемого фильтра.
Как-то все более габаритное было )) и правильное
И то, пищалка до 3000Гц иногда прослушивалась на тестовом треке
И вообще — вот и не мучайтесь. В наше время фильтры в колонках — дурной тон. Всё решается аппаратно в усилителе или даже на уровне источника сигнала — настроил свою ALSA (Advanced Linux Sound Architecture) и всё. Это же не дискретный огород городить.
Считать в УЧЕБНЫХ целях вы могли что угодно, даже на куркуляторах. А результат в железе приборами проверяли?? То-то и оно.
Считали вы фильтры, наверняка, радиочастотные при неизменном импедансе как источника, так и нагрузки. А вот динамики — это не резисторы, а электроМЕХАНИЧЕСКИЕ приборы с жуткой неравномерностью и нелинейностью. Их точные параметры неизвестны никому, у советских динамиков был разброс плюс-минус километр (но вот писать «отечественных динамиков в ящике для хранения картофеля» нехорошо, большинству современных, особенно китайских, до них, как до Луны). И кроме того, фильтры должны быть не просто под динамики, а динамики в конкретном акустическом оформлении.
Так что в словах «Фильтр для акустической системы нельзя рассчитать» немало истины.
Расчитать можно, результат при этом будет точным, я этого добился, но требуются предварительные измерения, кое-какие навыки и т. п.
Обозреваемые «фильтры» без кавычек называть нельзя. Достаточно того, что в нём нет катушек, на схеме указан 1миллиГенри, по факту раз в 100 меньше. И фильтры расчитывают, собирают и подгоняют под конкретные динамики в конкретном корпусе, а не наоборот. Поэтому покупать фильтр, а потом искать под него первые попавшиеся динамики — пустая затея.
***
Обзор вполне добросовестный, вывод правильный.
Радостно видеть программу ARTA. Но сами измерения сомнительны. Измерять без динамиков или даже нагружая на резисторы — нет смысла.
В симулянте схемы нарисованы неверно, данные катушки в симулянте неверные. Так что прогресс налицо, но до совершенства очень далеко.
Лучшее враг хорошего, тут сайт пользовательских обзоров, а не научный совет.
В тырнетах видел тривиальную форму расчёта фильтра: даёшь две точки отсечения, а он показывает, какие катушки и кондеры ставить. Схема тоже элементарная.
На мой взгляд, всё это пижонство вокруг акустики гроша выеденого не стоит — хотя бы потому, что ни у кого из этих нищебродов нет тех динамиков, ради которых стоило бы рвать задницу с настройками. Про слух тоже молчу.
Берём динамик, микрофон, ПК. Строим АЧХ, которая пусть даже в грубом приближении, но даёт нужные диапазоны. По ним рассчитываем фильтр — вуаля! Единственная сложность — это ОГРОМНЫЕ, редкие и дорогие кондеры. Строим систему, слушаем почти идеальный (на данных колонках) звук. Кому мало — пусть идут живьём в консерваторию.
Например у НЧ динамика в зависимости от внутреннего объёма и конструкции корпуса колонки изменяется резонансная частота, добротность.Но не так значительно, как хотелось бы.
В остальном всё верно.
Кондёры НЕ редкие и НЕ дорогие, это очередной меломанский миф о проводах.Обычные МБМ или пластик.Самое дорогое это настоящий дроссель на большую индуктивность, без сердечника и нужным сечение меди.А не это мимими копеечное.
Всё рассчитывается НО колонки делают из чего попало материал не стабилен.С другой стороны никто не мешает подобрать параметры фильтра потом переменным резистором и заменой конденсаторов.Так сказать индивидуальная настройка.
Кстати динамики в СССР были относительно стабильны по параметрам а вот кАлонки! делали от фонаря из того что было на складе сегодня.С нарушением технологии-это же столярка! а не электроника. И столяр на заводе вечно бухой.Ха-ха-ха.
Я точно не помню, может и индуктивность — проблема. :) Что знаю, что среди 5-копеечных деталей таковых нет — нужно заказывать дорогие компоненты. Хотя как «дорогие»… для хорошего звука это копейки (по ср. с любым готовым брэндом).
Для маленьких колонок 15мм нормально а для больших это уже тонко.
«Фирменные спец» конденсаторы для звука это уже аудифилия и не лечится."— нужно заказывать дорогие компоненты"-ааа ну да-ну да и вакуумный медный направленный провод.
У меня 3 таких колонки от комплекта ДК, все одинаково устроены.
Вот только не ясно ЧТО это за динамик СЧ или ВЧ?
Потому что на ВЧ обычно ставят С=3-6,8 мкф.
А тут 68 или запятую стёрли???
Первая — обрезать низ, чтобы на динамик не поступал не воспроизводимый им диапазон частот. НЧ большой мощности может повредить динамик. А то крутанет некто тембры и громкость…
Второе (возможно, это опосредованная функция) — этот конденсатор защищает колонку от попадания на нее постоянного тока в случае выхода из строя усилителя или иных катаклизмов и таким образом спасает её от повреждения. Упадут провода, например, на клеммы аккумулятора, и… а так ничего не случится.
Могут еще понадобится гасящие сопротивления, если звук динамика выпирает, все от динамиков зависит.
Мид. динамик частоту до 12000 тяжело будет вытянуть. Хотя разные динамики бывают.
Для себя бы я бы лучше последовательный классический фильтр он легче в настройке (частота раздела исходя из динамиков). Настройка только в необходимости приглушить выпирающий динамик, обычно пищалку.
Параллельный фильтр учитывающий особенности каждого динамика очень сложно настроить. Трех полосную систему переделал фильтр амфитоны 25ас-027, не надеялся что получится, звук не хуже чем в качественных, импортных колонках. Родной фильтр мягко сказать что безобразен, средняя частота на пищалку попадала. А настройка свелась только уменьшить выпирающие средние и высокие частоты, относительно низко частотной головки. Фильтр вынес наружу и подбирал сопротивления, слушая звук.
Двух полосную систему еще проще сделать.
Этот рисунок для примера, в нем Нч — 4 Ома, Вч — 8 Ом.
Высокочастотную головку последовательно нужно приглушить сопротивлением 2-10 Ом, 5-15 ват, в зависимости от динамика и фильтр настроен.