Jump to content

Recommended Posts

Posted

Richard H. Small

Проектирование кроссоверной цепи постоянного напряжения

 

 

 

РИЧАРД  Х. СМОЛЛ

Факультет электротехники, Сиднейский университет, Сидней, Северная Шотландия, Австралия

 

 

 

Рассмотрение электроакустического поведения распространенных динамиков громкоговорителей приводит к тому, что общее требование к конструкции кроссоверной цепи - постоянная полная передача напряжения. Обычные пассивные цепи удовлетворяют этому требованию, только если крутизна среза ограничена 6 дБ на октаву. Активные кроссоверные цепи с более крутыми склонами среза могут также могут быть разработаны для выполнения этого требования, но такие цепи не обеспечивают быстрого переход от одного динамика к другому. Независимо от выбранной цепи, используемые динамики должны иметь полезный частотный диапазон, перекрывающийся примерно на четыре октавы.

ВВЕДЕНИЕ

Большинство высококачественных акустических систем, используемых сегодня, относятся к многодрайверному типу. Эти системы содержат два или более динамиков, каждый из которых предназначен для оптимальной работы в ограниченной части частотного диапазона системы. Одним из преимуществ такого подхода является то, что полезный диапазон частот системы может превышать диапазон частот наилучшего широкополосного динамика.

Во-вторых, путем разделения спектр сигнала между несколькими динамиками, можно уменьшить общие искажения модуляции [1] системы.

Важнейшей частью любой многодрайверной акустической системы является: кроссовер , также часто называемый разделительными  фильтрами. Эта схема отвечает за разделение воспроизводимого сигнала на два или более отдельных сигнала на основе частоты; каждый динамик получает определенный диапазон, для воспроизведения которого он предназначен.

В настоящее время широко используются две разновидности кроссоверных схем. Одна из них - пассивная цепь, которая полностью состоит из пассивных компонентов и подключается между одним усилителем мощности и набором динамиков {2], [3]. Другая - активная схема, или электронный кроссовер [4], который подключается перед набором усилителей мощности, по одному на каждый динамик.

Традиционные стандарты производительности кроссоверных схем основаны на простых электрических принципах, без учета электроакустических характеристик динамиков. Наиболее распространенным и знакомым критерием является критерий постоянной полной передачи мощности, который лежит в основе конструкций пассивных цепей с постоянным сопротивлением [5].

Общий критерий разделения электрического сигнала в системе с несколькими динамиками должен учитывать передаточные характеристики динамиков и механизм рекомбинации отдельных акустических выходов. Хотя конкретные передаточные характеристики драйверов зависят от их конструкции, одной важной особенностью, характерной для всех типов драйверов, является линейная стационарная зависимость амплитуды между напряжением питания и излучаемым звуковым давлением [6], [7]. Суммарная мощность двух динамиков, излучающих вместе, определяется путем суперпозиции, т.е. полное звуковое давление в любой точке является линейной суммой двух отдельно излучаемых звуковых давлений,учитывая разность фаз [8].

Чтобы упростить вывод общепринятого критерия эффективности работы схемы кроссовера, сделаны два предположения.

 Первое заключается в том, что динамики установлены так близко друг к другу, что длина пути к любой точке среды отличается менее чем на длину волны на частоте пересечения.

 

fig1.JPG

  • Like (+1) 1
Posted

 Второе - амплитудные и фазовые характеристики динамиков в зависимости от частоты идентичны, (хотя и не обязательно гладко) в области пересечения. Практическое значение этих предположений будет обсуждаться в ближайшее время.

ПЕРЕДАЧА ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Проблема проектирования кроссоверной схемы в простейшей форме показана на рис. 1. На рис. 1а один драйвер подключен к источнику напряжения; на рис. 1б два драйвера, идентичные первому, работают от одного источника напряжения через кроссовер. В выражениях передачи верхние черточки обозначают векторные величины, p - (синусоидальное) звуковое давление на фиксированном расстоянии от излучателя(ей), e - (синусоидальное) управляющее напряжение, k - константа чувствительности, а F(w) - амплитудная и фазовая характеристики указанных излучателей. На рис. 1c показано, что система рис. 1b будет излучать такое же звуковое давление, как и одиночный динамик рис. 1a, если кроссоверная цепь удовлетворяет условию, что векторная сумма отдельных передаточных функций напряжения равна единице.

Для общего случая кроссоверной цепи, имеющей полиномиальную форму и полярные графики этих функций.

низкочастотные и высокочастотные передаточные функции напряжения, определяемые Gl(s) и Gh(s), соответственно, требование заключается в том, чтобы

 Уравнение 1.

Подчеркнем, что уравнение (1) является векторной зависимостью. Сумма передаточных функций напряжения цепи должна быть равна единице по амплитуде и нулю по фазе для всех значений частоты. Это условие единства общей передачи напряжения было также выведено из соображений переходных процессов в более ранней работе Эшли [9]. На практике общая передача напряжения может иметь любую постоянную амплитуду. Хотя для удобства анализа будет использоваться единица, полученный критерий эффективности в дальнейшем будет называться передачей постоянного напряжения, а цепи, удовлетворяющие этому критерию,  кроссоверными цепями постоянного напряжения. При выводе формулы (1) предполагается два условия: что динамики установлены близко друг к другу и что они идентичны. Первое условие было сделано исключительно для упрощения вывода, это единственный способ обеспечить равномерное сложение выходов динамиков как для прямого, так и для отраженного звука во всей зоне прослушивания. Если используются большие расстояния между драйверами, то идеального решения проблемы проектирования кроссовера не существует; следовательно, любая попытка улучшить проектирование кроссоверной цепи должна сопровождаться усилиями по достижению предполагаемого близкого расстояния между драйверами.

На практике некоторое расстояние между драйверами неизбежно, и возникающая разница в длине пути вносит нежелательный фазовый сдвиг в акустическое дополнение выходов драйверов. Наиболее серьезные последствия возникают для сигналов одинаковой амплитуды и разности фаз почти 180°, поскольку сложение в этом случае очень чувствительно к небольшим дополнительным фазовым сдвигам. Поэтому любой выбор при проектировании кроссоверов  должен быть в пользу решения, которое дает наименьшую разницу фаз между выходами при сравнимых амплитудах.

Второе условие, на первый взгляд, ограничивает возможность использования полученного критерия эффективности, поскольку драйверы, используемые в системах с несколькими драйверами, редко бывают одинаковыми и часто совершенно разных типов. Однако это условие удовлетворительно выполняется многими практическими комбинациями драйверов, например, двумя прямыми излучателями, каждый из которых работает в своем поршневом диапазоне.

Если различия в передаточных характеристиках двух динамиков могут быть установлены и представлены простой моделью, можно разработать корректирующие цепи для использования с одним или обоими динамиками для получения требуемого сходства отклика. Разделительная цепь плюс эквалайзеры составляют правильную "кроссоверную цепь" для данного конкретного набора

fig1(1).JPG

  • Like (+1) 1
Posted

динамиков. Рассматривая проблему эквализации отдельно, можно спроектировать кроссоверы, имеющие универсальное применение. Если выбранный набор драйверов не может быть выровнен для использования с цепью постоянного напряжения, то эти драйверы не дадут идеальных результатов при любой конструкции цепи.

ОБЫЧНЫЙ ОТКЛИК СХЕМЫ

Способность обычных кроссоверов обеспечивать постоянную передачу напряжения определяется путем исследования характеристик передачи напряжения этих цепей. Поскольку обычные графики зависимости амплитуды от частоты не содержат важной информации о фазе, они

дополнены функциями передачи напряжения в полиномиальной форме и полярными графиками этих функций. Функции низких частот обозначаются Gl, а функции высоких частот - Gh. Форма этих функций упрощена путем принятия нормализованной частотной переменной sn = s/w0, w0 - номинальная частота кроссовера.

На рис. 2 представлены полиномиальные функции и графики для кроссоверных цепей первого порядка (6 дБ на октаву) с постоянным сопротивлением. Та же информация представлена на рис. 3 для цепей второго порядка (12 дБ на октаву) и на рис. 4 для цепей третьего порядка (18 дБ на октаву).

 

fig2.JPG

fig3.JPG

fig4.JPG

  • Like (+1) 1
Posted

Цепи с постоянным сопротивлением приводят к откликам Баттерворта (максимально плоским) для всех случаев.

Важной особенностью представленных пар полиномиальных функций является то, что во всех случаях,

Именно это свойство приводит к симметрии относительно частот кроссовера для пар графиков передачи и симметрия относительно реальной оси для пар полярных графиков.

Другой важной особенностью полиномиальных выражений является то, что числители состоят только из одного члена.

Эта особенность характерна для обычных активных кроссоверов.  Числитель с одним членом является результатом выбора наиболее простой и экономичной схемы, которая дает заданную крутизну среза. Это также является причиной неспособности обычных цепей высокого порядка обеспечить постоянную передачу напряжения, как можно показать путем сложения низкочастотной и высокочастотной функций передачи напряжения для каждой цепи для получения общего отклика. Только обычная конструкция первого порядка обеспечивает постоянную передачу напряжения. В конструкциях более высокого порядка нехватка числителя приводит к тому, что общий отклик не является единым.

Цепь второго порядка имеет ноль на кроссовере; цепь третьего порядка, хотя и имеет постоянную общую амплитуду, демонстрирует полное изменение фазы при переходе.

Отклики более высокого порядка, которые имеют более крутой срез традиционно желательны, поскольку более быстрое затухание за пределами полосы пропускания облегчает требования к полосе пропускания драйверов.

 Поэтому представляет интерес исследовать, можно ли получить крутые склоны среза при передаче постоянного напряжения, и изучить степень, в которой требования к производительности драйвера могут быть таким образом облегчены

ЦЕПИ С ПОСТОЯННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ ПЕРЕДАЧИ

Условием постоянной передачи напряжения является то, что полиномиальные функции передачи напряжения цепи в сумме равны единице, уравнение (1). Простейшим способом достижения этого является выбор полинома знаменателя, общего для обеих передаточных функций, а затем разделение членов полинома знаменателя между двумя числителями.

Порядок полинома знаменателя и распределение членов между числителями определяют наклоны среза двух передаточных функций.

Если требуются симметричные отклики с одинаковыми наклонами среза, то уравнение (2) также должно быть выполнено. Это достигается путем выбора полинома со знаменателем, имеющего

симметричные коэффициенты (c0 = cn, c1 = c n-1, и т.д.) и разделив эти коэффициенты поровну между двумя числителями. Влияние этих требований на полярные графики передаточных функций весьма интересно.

 Легко показать, что если выполняется уравнение (1), то полярные графики Gl и Gh, будут идентичны по форме и размеру (геометрическое условие конгруэнтности) и будут лежать в положениях так, что если один из них повернуть на 180° относительно точки +1/2, 0 в плоскости графика, то она совпадет с другой. Обратите внимание, что это условие выполняется на рис. 2, где два графика представляют собой одинаковые полукруги, но не на рис. 3 или Рис. 4,

Как видно из предыдущего раздела, условие, налагаемое (2) приводит к тому, что полярные графики передаточных функций симметричны друг другу относительно вещественной оси.

Таким образом, полярные графики симметричных функций постоянного напряжения должны иметь как конгруэнтные формы, так и симметрию по отношению друг к другу относительно реальной оси. Эти одновременные условия создают симметрию относительно линии Re = +1/2 для каждого графика функции.

fig4(1).JPG

fig5.JPG

fig6.JPG

  • Like (+1) 1
Posted

Асимметричные цепи

 

Взяв обычные хараактеристики НЧ части фильтра рис. 3 и 4, легко получить соответствующие характеристики ВЧ части, которые обеспечивают постоянную передачу напряжения, как из полиномиальных функций, так и из полярных графиков. Новые пары функций представлены на рис. 5 и 6. Обратите внимание на идентичные формы полярных графиков для каждой пары функций. В обоих случаях конечный наклон функции высоких частот составляет всего 6 дБ на октаву. Это обусловлено первоначальным выбором Gl, который выходит из точки +1,0 под углом -90° и, таким образом, вынуждает Gh выходить из начала координат под углом +90°.

Симметричные цепи

Второй порядок: Простейшие полиномиальные функции, удовлетворяющие уравнениям (1) и (2) и дающие отклики второго порядка (12 дБ на октаву), следующие

 

Для стабильности коэффициент «а» должен быть больше единицы. Фактический выбор a определяет величину пика в отклике и разность фаз на кроссовере.

Выбор a = 2+√ 3 дает |G(wo)| = 1.0, с разностью фаз 120° между двумя выходами и приблизительно 2 дБ пика в полосе пропускания каждого отклика. Графики этих функций приведены на рис. 7.

fig6(1).JPG

fig7.JPG

  • Like (+1) 1
Posted

Третий порядок: Простейшими удовлетворительными полиномами являются

Для стабильности “a” должно быть больше единицы, а “b” должно быть больше “a+1”: Если |G(w0)| снова выбрано равным единице, отношение между a и 6 фиксируется на a = (2-√ 3)(b--1). Затем можно найти значение “b” , которое будет достаточно высоким, чтобы пик отклика не превышал, скажем, 3 дБ. Функция Gl(sn) выше была исследована с помощью компьютера для различных комбинаций a и b.

Графики отклика для b = 21 и a = 5,36 показаны на рис. 8.

Общие соображения: Ограничение |G(wo)| на значением единицы не было произвольным. Этот выбор согласуется с желанием избежать разницы фаз при переходе почти в 180°, как объяснялось ранее. При:  wo, Re(G) = +1/2 для всех симметричных функций постоянного напряжения. Поэтому выбор |G(wo)| = 1 дает 2G = +-60°, или разность фаз 120° при переходе. |G(w0)| не может быть уменьшен намного ниже единицы без образования больших пиков в полосе пропускания.

Ограничение пика полосы пропускания также основано на рациональных критериях. (Форма полярных графиков показывает, что пик должен присутствовать во всех откликах цепи постоянного напряжения, кроме первого порядка). Если один драйвер имеет большой избыточный вход, передача постоянного напряжения требует, чтобы ко второму драйверу была приложена большая составляющая вне фазы. Таким образом, большие пики создают нежелательно большие разности фаз на частоте пика. Не менее важными факторами являются мощность усилителей и номинальная мощность драйверов, которые должны быть увеличены пропорционально количеству пиков.

fig7(1).JPG

  • Like (+1) 1
Posted

Особенности цепей постоянного напряжения

Проверка характеристик передачи напряжения различных рассмотренных цепей постоянного напряжения выявляет интересный факт: в каждом случае, асимметричном или симметричном, существует широкая область перекрытия на частоте

 

шкалы шириной около четырех октав между точками -12 дБ соответствующих пар функций. Это общее правило справедливо для всех исследованных откликов; его можно преодолеть, только допустив нежелательно большие пики или разность фаз. Таким образом, крутой наклон конечного среза не помогает существенно уменьшить область перекрытия, где оба динамика должны работать удовлетворительно и иметь близкие характеристики.

 

 

В общем случае симметричных цепей каждый динамик должен быть рассчитан на работу на две октавы ниже номинальной частоты кроссовера - на обоих концах своего диапазона для среднечастотного динамика. В четырехоктавном диапазоне перекрытия характеристики динамиков должны быть близки или должны быть сделаны такими с помощью эквалайзеров.

Если необходимо быстро отключить один из динамиков из-за неконтролируемой неравномерности отклика, это можно сделать, используя несимметричную цепь. Но в этом случае другой динамик должен иметь нормальный отклик на три октавы или более за пределами номинальной частоты кроссовера.

РЕАЛИЗАЦИЯ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Учитывая полиномиальные выражения для желаемого отклика, такие как в предыдущем разделе, цепевые схемы могут быть разработаны с использованием методов синтеза схем [10], [11]. Например, симметричный отклик второго порядка на рис. 7 требует низкочастотной функции Gl(sn) = (1+asn)/(1+asn+as²+Sn³). его функция может быть преобразована в

 

Таким образом, одним из способов синтеза цепевой функции является каскадное соединение полочной цепи с другой цепью, дающей демпфированную пару полюсов, как показано в верхней части рис. 9.

Дополнительная функция высоких частот может быть аналогичным образом сгенерирована каскадной полочной цепью и фильтром высоких частот второго порядка. Однако, если низкочастотная характеристика может быть получена с единичным коэффициентом усиления на низких частотах, то высокочастотная характеристика может быть получена просто с помощью разностного усилителя, подключенного между входом и выходом низкочастотной схемы [12]. Это возможно благодаря свойству постоянного напряжения, уравнение (1). Если низкочастотная характеристика реализована с чистой инверсией фазы, как на рис. 9, то для восстановления высокочастотной характеристики можно использовать суммирующий усилитель, как показано в нижней части рисунка [9, с. 243].

Описанные методы синтеза применимы ко всем функциям, рассмотренным ранее. Все полиномы могут быть разбиты на коэффициенты полиномов первого и второго порядка, а функции отклика затем могут быть синтезированы каскадно с использованием методов из [10] и [11]. Активные цепи первого порядка тривиальны. В простейшем синтезе используются две взаимодополняющие пассивные RC-цепи, при необходимости с буферными усилителями для устранения ошибок нагрузки.

 

Оконечные пассивные цепи

fig8.JPG

fig9.JPG

fig9(1).JPG

Posted

Оконечные пассивные цепи

Ранее было показано, что только разновидность первого порядка

обычных пассивных цепей демонстрирует постоянную передачу напряжения. Отклики постоянного напряжения более высокого порядка не могут быть получены с помощью пассивных цепей, оконеченных драйвером, из-за характера требуемых нулей передаточной функции.

Подходящие пассивные цепи первого порядка представлены на рис. 10. Эффективная работа таких цепей зависит от правильной резистивной заделки, которая, как часто предполагается, обеспечивается динамиками громкоговорителей. На самом деле это предположение обычно неверно и может привести к крайне нежелательным реакциям системы (см. следующий раздел).

Там, где можно обеспечить резистивное согласование, последовательная цепь рис. 10b по своей сути является преимуществом, поскольку допуски в значениях компонентов, как в кроссоверной цепи, так и в согласовании, не влияют на общую реакцию цепи по напряжению. Поскольку динамики подключены последовательно через выход усилителя, сумма напряжений на звуковых катушках всегда должна быть равна управляющему напряжению.

СОГЛАСОВАНИЕ СХЕМЫ И ЭКВАЛИЗАЦИЯ ДРАЙВЕРА

 

Рисунок 11a представляет собой график зависимости импеданса звуковой катушки от частоты для типичного динамика с подвижной катушкой. Пик на частоте 55 Гц вызван механическим резонансом подвижной системы, а возрастающая характеристика выше 2 кГц - самоиндукцией звуковой катушки. Этот драйвер похож на постоянное сопротивление только в ограниченном диапазоне частот 150-1000 Гц.

Окончание кроссоверной цепи постоянного сопротивления с нерезистивными драйверами имеет два эффекта на работу системы: во-первых, импеданс, подаваемый на усилитель, не является резистивным и может нарушить стабильность или реакцию усилителя; во-вторых, может измениться вольтамперная характеристика цепи. )

Что касается импеданса, подаваемого на усилитель, то наиболее распространенной проблемой является снижение нагрузки на цепи кроссовера со стороны динамика (из-за основного резонанса твитера или большой индуктивности звуковой катушки НЧ-динамика) на частоте, когда в цепи кроссовера возникает последовательный резонанс.

 

 

 

 

Последовательный резонанс может возникнуть в последовательной цепи первого порядка и во всех пассивных цепях более высокого порядка. Результатом является необычно низкое входное сопротивление цепи при резонансе, что может вызвать перегрузку и искажения в усилителе или неприятный звон в переходной характеристике системы [13], [14].

fig10.JPG

fig11.JPG

Posted

Отклик напряжения цепи изменяется всякий раз, когда импеданс нагрузки отклоняется от расчетного значения вблизи кроссовера или в полосе пропускания каждого динамика. (В полосе пропускания передача напряжения всегда близка к единице и не чувствительна к изменениям нагрузки).

Обе трудности часто могут быть преодолены с помощью простых эквалайзеров импеданса, размещенных на клеммах звуковой катушки динамика и настроенных таким образом, чтобы кроссоверная цепь имела почти постоянную резистивную нагрузку.

Уравнивание индуктивности звуковой катушки, например, достигается с помощью последовательной RC-цепи.

Если индуктивность звуковой катушки и постоянное сопротивление равны Le и Re соответственно, то необходимые компоненты эквалайзера Req = Re, и Ceq = Le/Re² Сопротивление нагрузки цепи в этом случае равно Re.

На рис. 11b показана эквализация, достигнутая на динамике рис. 11a с помощью такой цепи. Потери в Le делают выравнивание несколько неточным, но изменения импеданса составляют менее 1 дБ.

Электродинамические драйверы, предназначенные для низкочастотного использования, обычно имеют большие значения индуктивности звуковой катушки, чем драйверы, предназначенные для высокочастотного использования. Если частота кроссовера не может быть ниже частоты, на которой импеданс звуковой катушки НЧ-динамика начинает расти, выравнивание импедансов динамиков для поддержания правильной реакции напряжения цепи может не привести к правильному акустическому отклику системы при кроссовере.

Это происходит потому, что движение диффузора динамика является результатом силы, развиваемой током в звуковой катушке; различные значения индуктивности звуковой катушки, таким образом, создают амплитудные и фазовые различия в характеристиках напряжения на подвижке динамиков.

Одним из удовлетворительных решений этой проблемы является изменение конструкции пассивной цепи с включением индуктивности звуковой катушки НЧ-динамика, как было предложено [5, с. 108]. При этом необходимо использовать параллельную цепь, а расчетное значение индуктивности кроссовера уменьшается на величину индуктивности звуковой катушки. Это решение, не требующее эквалайзера импеданса, ограничено случаями, когда индуктивность звуковой катушки меньше требуемой индуктивности кроссовера; также оно не может быть использовано с динамиками, которые имеют специальную обработку диффузора для компенсации влияния индуктивности звуковой катушки.

В системе с активным кроссовером вышеуказанное условие рассматривается как общая проблема выравнивания отклика. Задержка , вызванное большей индуктивностью звуковой катушки, выравнивается с помощью комплементарной опережающей цепи в усилителе.  Обычные неравномерности отклика динамика, если они не слишком серьезны, могут также могут быть исправлены эквалайзерами, установленными в усилителях

[15].

Особая проблема эквализации возникает, когда драйвер с прямым излучатель сочетается с рупорным или электростатическим излучателем.

Проблема заключается в том, что движение мембраны прямого излучателя управляется массой. в то время как у других типов регулируется сопротивлением. Результатом является постоянная разность фаз в 90° между двумя передаточными характеристиками [16]. Эта постоянная разность фаз не может быть точно выровнена, хотя приблизительные цепи могут быть могут быть разработаны для уменьшения системных амплитудных ошибок в области перекрытия.

Posted

МНОЖЕСТВЕННЫЕ КРОССОВЕРЫ

На основе принципов одиночного кроссовера, разработанных ранее, можно создать несколько кроссоверных цепей, демонстрирующих общую постоянную передачу напряжения. Критерием проектирования n-полосной кроссоверной цепи, имеющей функции передачи напряжения G1, G2…Gn является то, что векторная сумма всех функций передачи равна единице, т.е.,

Уравнение (3) может быть выполнено путем простого каскадирования цепей (активных или пассивных), удовлетворяющих уравнению (1).

Для пассивных цепей первого порядка с постоянным сопротивлением метод заключается в замене резистивной нагрузки на одном или каждом выходе первой цепи другой цепью, имеющей собственную резистивную нагрузку. На рисунке 12 показана трехполосная пассивная цепь с использованием двух каскадных однопереходных цепей последовательного типа. Показанная конфигурация обеспечивает минимальные потери (только один индуктор) последовательно с НЧ-динамиком.

 

Обе цепи влияют на выход второй, обеспечивая полосно-пропускающий отклик для среднечастотного динамика и дополнительное снижение низкочастотной отдачи для твитера. Этот "дополнительное снижение" является естественным результатом постоянного передачи напряжения в цепи. Четырехполосные па- сивные кроссоверные цепи легко разрабатываются путем расширения вышеописанной техники.

 

Рисунок 13 иллюстрирует один из многих возможных способов

создания четырехполосной активной кроссоверной цепи путем каскадирования. В данном конкретном подходе используются только три фильтра низких частот. Постоянная передача напряжения обеспечивается за счет техники восстановления разностного усилителя; следовательно, фильтры могут быть любой выбранной конструкции, если только полученные отклики высоких частот подходят для используемых динамиков.

fig11(1).JPG

fig12.JPG

fig13.JPG

  • Like (+1) 1
Posted

ТЕСТИРОВАНИЕ КРОССОВЕРНЫХ ЦЕПЕЙ

 

Любая готовая конструкция кроссоверной цепи может быть проверена на передачу постоянного напряжения достаточно простыми средствами. Такие испытания могут служить либо для оценки работы существующей цепи, либо для помощи в настройке новой цепи.существующей цепи или для помощи в настройке новой цепи.спроектированной.

Активные цепи и пассивные параллельные цепи обычно имеют клемму, общую для всех выходов. В этом случае простое дело подключить различные выходы к суммирующей цепи или суммирующему усилителю. Чувствительным тестом является применение входной сигнал квадратной волны и наблюдать суммарный выход цепи на выходе цепи с помощью осциллографа. Частота квадратной волны настраивается вблизи каждого кроссовера по очереди.Этот тест быстро выявляет любое отклонение от постоянного передачи напряжения.

Постоянную передачу напряжения можно также проверить с помощью синусоидальных волн. Осциллограф с горизонтальным входом и аналогичные вертикальный и горизонтальный усилители могут быть использованы для отображения зависимости выходного сигнала от входного и, таким образом, для одновременной амплитуду и фазу.

Нагрузка, подаваемая на усилитель пассивными цепями, также может быть проверена простым способом. Метод заключается в том, чтобы привести цепь, с ее нагрузкой драйвера, от источника высокого сопротивления источника и наблюдать напряжение на входе цепи

[13, с. 26]. Источником высокого сопротивления может быть либо генератор с высоким выходным сопротивлением, либо усилитель громкоговорителя, имеющий резистор, включенный последовательно с его выходом. Синусоидальный преобразователь может быть использован для получения графика зависимости импеданса от частоты, в то время как преобразователь квадратных волн с индикацией на выходе осциллографа очень чувствительно выявляет любое сопротивление чувствительно выявит любые нарушения импеданса.

ФИЗИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДРАЙВЕРОВ

Как было сказано ранее, очень желательно, чтобы драйверы были установлены вплотную друг к другу, чтобы длина пути от каждого динамика к слушателям или к отражающим поверхностям были равны на максимально возможной площади. Идеальное условие приближается только в некоторых коаксиальных конструкциях, которые обеспечивают почти копланарное расположение звуковых катушек. Это решение недоступно для трех- и четырехполосных систем, использующих отдельные динамики; для этих систем необходимо использовать компромиссный метод монтажа.

В системах с прямым излучателем почти всегда необходимо устанавливать все динамики на одной перегородке, что приводит к тому, что излучающие поверхности более или менее компланарны. Расстояние между динамиками определяют разницу в длине пути в различных направлениях. Поскольку допустимая разница в длине пути связана с длиной волны сигнала, расстояние между динамиками более важно для более высоких частот кроссовера.

Если динамики установлены в вертикальной линии с более высокочастотные в верхних позициях, звуковое сложение будет достаточно равномерным в горизонтальной плоскости на уровне верхних динамиков. Это зона которую обычно занимают слушатели.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Проектирование кроссоверных цепей неразрывно связано с проблемой монтажа драйверов.

Для идеальных условий монтажа перекрестные цепи постоянного напряжения обеспечивают точное решение. Наиболее интересной особенностью этих цепей является неизменно широкая область перекрытия. Отклик в области перекрытия должен тщательно учитывать при выборе и установке динамиков для многодрайверной акустической системы.

Для систем с неизбежно большим расстоянием между динамиками, идеальной конструкции кроссовера не существует. Интуиция подсказывает, однако, особенно если учитывается реверберация помещения.в этом случае цепи с постоянной передачей мощности (постоянным сопротивлением) обеспечат наилучшие результаты в среднем.

Наиболее желательной кроссоверной цепью для общего использования представляется простая цепь  первого порядка. Эта цепь обеспечивает как постоянную передачу напряжения, так и постоянную передачу мощности, наименьший фазовый разброс из всех а также экономичность и простоту конструкции.

REFERENCES

 

1. P. W. Klipsch, “Modulation Distortion in Loud-

speakers,” J. Audio Eng. Soc. 17, 194 (1969).

 

2. J. K. Hilliard, “Loudspeaker Dividing Networks,”

Electronics 14, 26 (January 1941),

 

3. E. J. Jordan, Loudspeakers (Focal Press, London,

1963), ch. 8.

 

4. N. H. Crowhurst, “Electronic Crossover Design,”

Audio 44, 19 (September 1960).

 

5. N. H. Crowhurst, “The Basic Design of Constant

Resistance Crossovers,” Audio Eng. 37, 21 (October

1953).

 

6. L. L. Beranek, Acoustics (McGraw-Hill, New York,

1954), p. 188.

 

7. J. E. Benson, “Theory and Design of Loudspeaker

Ene LOSUTCs Proc. IREE Australia 30,°269 (September

1969).

 

8. A. H. Davis, Modern Acoustics (G. Bell and Sons,

London, 1934), p. 6.

 

9. J. R. Ashley, “On the Transient Response of Ideal

Crossover Networks,” J. Audio Eng. Soc. 10, 241 (1962).

 

10. R. P. Sallen and E. L. Key, “A Practical Method

of Designing RC Active Filters,” JRE Trans. Circuit

Theory CTY-2, 74 (1955).

 

11. N. Balabanian and B. Patel, “Active Realization of

Complex Zeros,” IEEE Trans. Circuit Theory CT-10, 299

(1963).

 

12. R. M. Mitchell, “Transient Performance of Loud-

speaker Dividing Networks,” Audio 48, 24 (January

1964).

 

13. V. Brociner, “Problems of Matching Speakers to

Solid-State Amplifiers,” Electron. World 77, 23 (January

1967).

 

JOURNAL OF THE AUDIO ENGINEERING SOCIETY

 

  • Like (+1) 1
  • Thanks (+1) 1
Posted

Одно время интерес к последовательным фильтрам пробудил Ричард Смолл (тот самый, который вместе с Невиллом Тилем определил важные электромеханические параметры акустических излучателей). На рубеже 60-х и 70-х годов он сделал доклад об этих фильтрах на сессии Audio Engineering Society (Общества аудиоинженеров). Доклад назывался "Constant-Voltage Crossover Network Design". В нём показано, что в последовательном фильтре сумма напряжения на двух полосовых динамических головках будет всегда равна входному, т. е. напряжению на выходе усилителя; это - основное свойство последовательных фильтров. Кроме того, для таких фильтров первого порядка (и только для них!) ФЧХ всех звеньев взаимно дополняющие, что обеспечивает минимальные искажения АЧХ, уменьшает интерференцию и улучшает локализацию КИЗ. Последовательные фильтры более высокого порядка этого достоинства лишены (а других и не имеют), поэтому практически не применяются. Впрочем, при соответствующем выборе номиналов фильтра первого порядка можно увеличить крутизну спада АЧХ вблизи частоты среза до 9...12 дБ на октаву (рис. 2), но ценой снижения входного сопротивления на частоте разделения [1].

Ещё одно, практически не упоминаемое (но от этого не менее важное) достоинство последовательных фильтров - отсутствие влияния собственной индуктивности звуковых катушек (ЗК) на частоту разделения и суммарную АЧХ. 

Последний штрих - импеданс нагрузки. Согласно канонам расчёта последовательных фильтров, динамические головки должны быть с одинаковым импедансом. Подразумевается, что и отдача у них тоже одинаковая - в противном случае согласующие цепи изменят импеданс. Однако эти ограничения - кажущиеся, если при расчётах для каждого элемента использовать своё значение импеданса: НЧ-головки - для конденсатора, ВЧ-головки - для индуктивности. Получившийся фильтр может иметь непривычные сочетания номиналов, но работать будет не хуже. 

Подведём итоги. Последовательный фильтр не чувствителен к реальному импедансу нагрузки и может применяться в случае различного номинального сопротивления головок. В некоторых случаях он может соперничать по эффективности с классическими фильтрами второго порядка при вдвое меньшем числе деталей. Наконец, даже довольно широкая зона совместного действия головок не ухудшает локализацию КИЗ благодаря постоянному сдвигу фаз между полосами. Поэтому последовательный фильтр идеален для применения с коаксиальными головками, но будет не менее полезен и в случае классических двухполосных АС.

pic2.jpg

  • Like (+1) 3
Posted
37 минут назад, Сергей А сказал:

И еще -

Если источник аналог,  то думаю использование цифровых фильтров сомнительно. Также при 3-х 4- х полосах стерео понадобится к примеру, 3-4 стерео или 6-8 моно  ламповых усилителей ? :)) 

 

Posted

Все не так. Просто 6 усилителей на микросхемах , простенькие. 
Затем сведение фильтров разрабатываемых ак. систем с помощью ПО. Затем , перенос полученных частот среза и порядков фильтров , а также делителей в разрабатываемый пассивный фильтр.  Это позволит упростить и удешевить этих фильтров разработку и построение. 
Достаточно легко можно будет освоить. 
Также можно проверить уже рассчитанные фильтры. 

 

435396CF-32BE-4BAD-86BB-B590A53ED42E.png

  • Круто (+1) 1
Posted
30 минут назад, Сергей А сказал:


Затем сведение фильтров разрабатываемых ак. систем с помощью ПО. Затем , перенос полученных частот среза и порядков фильтров , а также делителей в разрабатываемый пассивный фильтр.  Это позволит упростить и удешевить этих фильтров разработку и построение. 
Достаточно легко можно будет освоить. 
Также можно проверить уже рассчитанные фильтры. 

 

Вроде рассчитывать нужно только две частоты раздела при 3 полоске и одну при 2 полоске.. 

Это ПО предполагает и измерит станцию с микрофронами итп? 

Я хотел переделать существующую АС с параллельного на послед фильтр, как говорят дающий более слитное звучание.

Posted

Я  это ПО не видел , как и сам прибор. Микрофона там нет. Это просто замена фильтрам. Можно сразу на слух делать :)

Подаешь сигнал на вход , задаешь параметры фильтров , усилители все с одинаковым Ку. 
Далее согласуешь , меняешь . И так далее. Получаешь в результате значения применимые к обычным фильтрам. Порядок , частота среза , делитель , не знаю насчет добротности . В любом случае это отличная вещь. Добавить всего 6 ТДАшек на 3-5 Вт. 
 

  • Like (+1) 1
  • Круто (+1) 1
Posted

Вот более практичная статья - есть расчеты удобные и указанна ошибка и правильная коммутация в кроссовере (рис.12):

https://cxem.net/sound/dinamics/dinamic116.php?ysclid=lbojwe7dz17262195

Переделывал другу 3-х полоску АС на квази-второй порядок последовательные фильтры , все довольны ))

 

  • Like (+1) 1
Posted
8 hours ago, sova said:

МНОЖЕСТВЕННЫЕ КРОССОВЕРЫ

..  ..  ..

Рисунок 13 иллюстрирует один из многих возможных способов создания четырехполосной активной кроссоверной цепи путем каскадирования. В данном конкретном подходе используются только три фильтра низких частот..

SOVA, большое спасибо, с интересом почитал ПДФ в оригинале, перевод ваш вполне качественный.

Я именно на такой фильтр переделал трёхполоски Ямахи. Вместо расчётов пользовался моделированием  в VituixCAD, туда можно загрузить таблицы хар-к динамиков, а отсутствующие прога может сконвертировать из графиков. Метод оч.наглядного тыка, результаты сразу же, после прослушивания корректировка потребовалась минимальная.

  • Like (+1) 2
Posted
47 минут назад, Shef сказал:

Я именно на такой фильтр переделал трёхполоски Ямахи. 

И каков слышимый результат?

Posted

Не могу сказать что результат какой-то невероятный.. у этих Ямах штатно СЧ и ВЧ в параллель, ну вот так они сочли правильным. Один из ВЧ оказался дохлый, поэтому решено было переделать. Предпочтение по закупке динамиков было чтоб наиболее подходили по посадочным, и только потом всё остальное. Разумеется, оригинальные фильтры к ним не подошли. Сначала я пробовал обычные фильтры, считал и слушал, но всё было не то.
Потом, поставив софт, понял в чём "не то": НЧ у них довольно своебразный по хар-кам, и очень упорно хочет быть шириком.
Что-то удобоваримое удалось склепать только на именно таком фильтре, "отобрав" у НЧ его шириковские замашки. Если б я такое расчитывал/паял/слушал разные варианты на это ушёл бы год. А с софтом - несколько дней.
Колонки по размеру, скажем, "крупный полочник", звук без чудес. Главное, что удалось выжать - это сбалансированный звук. Я когда их в офис привёз и включил, мой коллега (с муз школой), в первый же раз ухи навострил и говорит: это ты ГДЕ такие колонки взял? Я грю: на (местном) Авито купил.  :smile-06:  На сл.день смотрю: а он в обед ямаховские колонки на "авито" просматривает..

[перед вывозом в оффис]

My_Yamahas.jpg

  • Like (+1) 1
Posted
5 часов назад, qa7 сказал:

Вот более практичная статья - есть расчеты удобные и указанна ошибка и правильная коммутация в кроссовере (рис.12):

https://cxem.net/sound/dinamics/dinamic116.php?ysclid=lbojwe7dz17262195

Переделывал другу 3-х полоску АС на квази-второй порядок последовательные фильтры , все довольны ))

 

В статье смешались кони, люди ....

Какая-то безумная компиляция исходных статей с текущими версиями  сознания. :)

  • Круто (+1) 1
Posted
3 часа назад, Сергей А сказал:

В статье смешались кони, люди ....

Какая-то безумная компиляция исходных статей с текущими версиями  сознания. :)

Да нормально там все с "конями и людями" )) -пару часов посчитать и пересчитать ( порывшись в тумбочке на предмет С и L деталей), послушать и сделать итерацию по частотам раздела для 3 полоски, послушать и сделать еще итерация по гейну в 1-2 полосах делителем в оных.

Или продолжим думать, что ОНИ одинаковые (схемы токов) и...  класть кондер в БП набок и впаивать в плату на длинными ножками (намек на прошлое)? :

dinamic116-15.png

На свой ух добавлю к Shef (история аналогичная, только с JVC )):

1) Последовательные фильтры хорошо сшивают по фазе соседние полосы

2) даже рядом с АС три полосы звучат слитно, нет перетекания снизу-вверх от ВЧ-СЧ-НЧ (типа точечный излучатель, простите за образ))

3) к  пунктам1 и 2   - при неразумном расстоянии между ВЧ, СЧ и МИД излучателями (как в автомобиле) последовательные фильтры хорошо их "сшивают" в целое (опять простите за грех в автопрошлом )))

 

  • Like (+1) 1

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
  • Клубы

  • Сообщения

    • По вкусу не получится: резьба не метрическая.   
    • такие есть , новые , без использования , десятка полтора есть наверно , не помню , сколько продал , железяки контактные можно выкрутить , там внутри мелкий шестигранник , а вкрутить винты по вкусу - 1000р.шт.
    • Классика не стареет, она становится винтажем. Закон Ома вообще из 1827 года, а до сих пор работает. В звуке физика не меняется: поток электронов в вакууме подчиняется всё тем же законам, что и 100 лет назад. Так что эти основы ещё и нас с вами переживут :)
    • Какая свежая информация, ажно 55-й год!    Скоро сто лет минет...
    • ВЛИЯНИЕ КАТОДНОГО КОНДЕНСАТОРА НА ДВУХТАКТНЫЙ ВЫХОДНОЙ КАСКАД  Роберт М. Митчелл (Robert M. Mitchell)  Ввиду того факта, что в некоторых усилителях используется шунтирующий конденсатор параллельно катодному резистору в двухтактном выходном каскаде, а в некоторых нет, выводы, сделанные в данной статье, должны представлять значительный интерес. Обратите внимание, однако, что эти выводы относятся только к усилителям класса А, в то время как большинство современных усилителей спроектированы так, чтобы работать с заходом в область класса АВ. В связи с неослабевающим интересом к аудиосхемам и их проектированию, для аудиоинженера стало целесообразным заново изучить некоторые процедуры, которые ранее принимались в основном как должное. Среди этих процедур — использование шунтирующего конденсатора в двухтактном выходном каскаде класса А. Назначение этого конденсатора кажется достаточно очевидным, тем не менее инженер постоянно находит схемы без этого компонента и столь же часто находит схемы с ним. Чтобы сделать этот вопрос еще более запутанным, он может прочитать предостережение одного автора о том, что его использование абсолютно необходимо, и утверждение другого — что его использования следует специально избегать.  Ввиду такой двусмысленности мнений было сочтено, что проверка этих различий была бы интересной. Результаты, которые не всегда совпадают с ожидаемыми, представлены в этой статье вместе с некоторой оценкой полученного исхода. Характер данного исследования потребовал изучения некоторых эффектов методов балансировки в выходном каскаде, и результаты этого этапа работы также представлены здесь¹.  Проблема  Сторонники работы с зашунтированным катодом утверждают, помимо прочего, что поскольку составляющие гармоник четного порядка, возникающие в выходном каскаде, по необходимости проходят через общий катодный резистор, они, следовательно, появляются между сеткой и катодом обеих ламп, вводятся таким образом в виде сигнала и появляются на выходе. Хотя совершенно верно, что эти составляющие четных гармоник действительно появляются в виде падения напряжения от каждой сетки к общему катоду, верно также и то, что, поскольку они появляются как синфазные входные сигналы на каждой сетке, они взаимно уничтожаются в двухтактном каскаде.  Другое и более серьезное обвинение заключается в том, что составляющие искажений четного порядка всех видов, проходящие через катодный резистор, могут перекрестно модулироваться с входным напряжением и, таким образом, привносить дополнительные составляющие интермодуляционных искажений, которые, не обязательно будучи в фазе друг с другом, могут появляться на выходе.  В качестве представителя другой («незашунтированной») школы мысли Уильямсон заявляет (Wireless World, май 1947 г.): «Особенностью этого устройства является то, что лампы работают с общим незашунтированным катодным резистором смещения, что помогает сохранять баланс каскада в динамических условиях», и в выпуске за август 1949 года: «Благодаря использованию общих незашунтированных резисторов для двухтактных каскадов, усилитель в значительной степени самобалансируется по сигналу...»  Итак, перед нами два противоположных взгляда на предмет и причины, выдвигаемые каждым из них их соответствующими сторонниками. Хотя выдвигаемые причины кажутся разными, резонно предположить, что снижение искажений также является эффектом, желаемым Уильямсоном, поскольку это один из результатов сбалансированного каскада. Первоначальный подход  На рисунке 1 показана базовая двухтактная выходная схема с обозначенными сигнальными напряжениями и рассматриваемым шунтирующим конденсатором 𝐶𝑘, включенным последовательно с переключателем, который позволяет вводить его или удалять по желанию в ходе измерений. Следует отметить, что это обычный тип двухтактной схемы, и все последующее обсуждение ограничивается этой схемой и не обязательно применимо к «однотактному» типу или двухтактному типу с «последовательным питанием по постоянному току».  В качестве реальных усилителей, использованных в тесте, выступали усилители UTC W-10 Williamson, поскольку они почти в точности соответствуют схеме Уильямсона (см. рис. 2). Первые тесты  Первые проведенные измерения были измерениями суммарного коэффициента гармоник (THD) с использованием измерителя шума и искажений General Radio типа 1932-A и генератора с низким уровнем искажений. Частота входного сигнала составляла 50 Гц, а измерения проводились на уровнях мощности от 4 Вт до перегрузки. Эти первоначальные тесты были проведены на усилителе, использующем лампы 5881 в выходном каскаде, и дали очень стабильные результаты.  Добавление шунтирующего конденсатора всегда увеличивало искажения, независимо от уровня мощности. Увеличение было очень незначительным, но тем не менее весьма определенным. Суммарные искажения были малы, поэтому их стало очень трудно измерить, тем более что искажения самого генератора были того же порядка величины, что и искажения усилителя. Из-за этого было решено измерить характеристики без обратной связи. Это изменение, конечно, увеличило бы искажения, но не повлияло бы на действие конденсатора. Результаты этого теста были аналогичными: искажения увеличивались при использовании конденсатора (см. рис. 3).  Эти результаты получались неизменно после многочисленных проверок и перепроверок, в том числе тестов на более высоких частотах (500 и 2000 Гц). Было построено несколько кривых, и данные уже собирались для оформления статьи, когда было решено заменить выходные лампы на другой тип и посмотреть, будет ли какая-либо разница.  Соответственно, была установлена пара ламп 1614, и тесты были проведены повторно. Результаты оказались настолько полным изменением тенденции, насколько это можно было представить! Почти каждый тест показывал более низкие искажения с конденсатором в схеме. Типичное измерение показано на рис. 4. Ввиду таких противоречивых результатов было решено провести повторные измерения с как можно большим количеством различных типов ламп и усилителей. В результате был выработан график испытаний, изложенный ниже.  Четыре разных серийных усилителя с лампами 1614 были проверены на суммарный коэффициент гармоник с помощью измерителя искажений.  Те же четыре усилителя были проверены на отдельные составляющие гармонических искажений с помощью анализатора волн.  Измерения по пункту (2) проводились при различных степенях дисбаланса токов.  Один усилитель был проверен с четырьмя различными комплектами выходных ламп, все из которых являются напрямую взаимозаменяемыми в UTC W-10. Эти четыре комплекта включали две пары 1614 и по одной паре KT66 и 5881.  Усилитель из пункта (4) был проверен на интермодуляционные искажения с тремя упомянутыми выше типами ламп.  Усилитель из пункта (4) был исследован на переходные искажения методом прямоугольных импульсов при различных степенях дисбаланса токов.  Все измерения проводились с шунтирующим конденсатором емкостью 100 мкФ, включаемым и выключаемым из схемы, а сравнения производились точка за точкой по методу А-Б. Были приняты меры для того, чтобы переходные помехи во время подключения или отключения конденсатора не включались в регистрируемые данные.  Результаты  Исход измерений гармонических искажений по пункту (1) оказался весьма неубедительным на низких частотах. Добавление конденсатора либо уменьшало, либо увеличивало искажения в зависимости от того, какой тип лампы использовался, и даже различалось у ламп одного и того же типа. Однако на более высоких частотах добавление конденсатора совершенно стабильно увеличивало искажения.  Эта двусмысленность результатов указала на необходимость более точного анализа, поэтому следующим шагом стало измерение отдельных гармонических составляющих на анализаторе волн. Была выбрана основная частота 50 Гц, а вторая и третья гармоники проверялись при токах выходных ламп, отрегулированных для создания следующих четырех условий:  Минимальный несбалансированный ток. Минимальная 3-я гармоника на выходе. Максимальный несбалансированный ток в одном направлении. Максимальный несбалансированный ток в противоположном направлении.  Опять же, результаты были неопределенными: разные типы ламп или разные лампы одного типа давали разные результаты, и какого-либо преобладания результатов в ту или иную сторону не наблюдалось. На рисунке 5 показано графическое сравнение результатов этого теста для двух конкретных пар выходных ламп.  Интересным и довольно неожиданным открытием стало то, что конденсатор вызывал большее относительное изменение искажений, чем ближе система была к балансу, причем наибольшие различия в двух условиях имели место, когда токи были отрегулированы для получения минимума третьей гармоники. Это четко показано на рис. 5.  Было также обнаружено, что условие для минимума третьей гармоники возникает очень близко к условию для минимума второй гармоники, настолько близко, что они практически совпадали.  Например, когда токи были отрегулированы на минимальный дисбаланс или минимальную третью гармонику, добавление конденсатора вызывало изменения порядка двух-четырех раз. Однако, когда токи были сильно разбалансированы, добавление конденсатора вызывало изменения порядка всего 10 процентов или менее, хотя составляющие искажений, конечно, были намного больше. Было также обнаружено, что условие минимального несбалансированного тока обычно не являлось условием минимальных гармонических искажений. Это не удивительно, поскольку тот факт, что две лампы находятся в статическом балансе (режим постоянного тока), не означает, что они также сбалансированы динамически (режим переменного тока). Назначение балансировочного устройства в усилителе «Уильямсон» состоит в первую очередь в том, чтобы минимизировать несбалансированный постоянный ток в первичной обмотке выходного трансформатора и тем самым расширить низкочастотную характеристику, одновременно уменьшая насыщение сердечника. Интермодуляционные искажения  Следующим шагом было измерение интермодуляционных искажений усилителя, и поскольку использованный метод измерения не является наиболее широко применяемым, краткое обсуждение этой методики будет представлять интерес.  Интермодуляционные искажения возникают, когда две или более частоты взаимодействуют таким образом, что создают частотные составляющие, пропорциональные произведению входных частот. Одним из результатов такой связи является создание частот равных сумме и разности двух входных частот, или одной входной частоты и гармоник другой и т. д. Это действие лежит в основе нашей обычной системы амплитудной модуляции, где создание таких боковых полос является необходимой особенностью процесса. В обычно используемом (и наиболее знакомом) методе интермодуляционных тестов высокочастотный тон (несущая) модулируется низкочастотным тоном, а результирующие боковые полосы детектируются и измеряются соответствующей схемой.  Хотя этот метод является отличным показателем нелинейности, который обычно хорошо согласуется со слуховыми тестами, было обнаружено, что другой метод давал результаты, которые иногда, казалось, согласовались еще ближе. Этот второй метод измерения интермодуляционных искажений также использует тот факт, что возникают разностные частоты. В данном методе, обычно называемом методом CCIF, на тестируемое устройство подаются два высокочастотных тона равной амплитуды, разделенные по частоте на фиксированную величину. Выходной сигнал измеряется анализатором волн, настроенным на одну из частот искажений, таких как 𝑓2−𝑓1, 2𝑓1−𝑓2 или 2𝑓2−𝑓1, а напряжение искажений выражается в процентах от суммы двух входных напряжений. На рисунке 6 показаны два типа интермодуляции в графической форме. Одной из примечательных особенностей типа CCIF является расположение составляющей разностной частоты 𝑓1−𝑓2. Поскольку эта составляющая так сильно удалена от двух входных частот, сигнал меньше стремится маскировать искажение, как это могло бы быть в методе SMPTE или в методе CCIF для составляющих 2𝑓1−𝑓2 и 2𝑓2−𝑓1. Этот разностный тон особенно неприятен, когда он попадает в область максимальной чувствительности уха (от 400 до 5000 Гц), и заметен в количествах, составляющих всего доли процента. Однако необходимо указать, что из-за различия в методах выражения процентов в этих двух методах эквивалентные проценты не указывают на эквивалентные степени нелинейности. Значения SMPTE кажутся относительно высокими, в то время как значения CCIF кажутся относительно низкими для одной и той же нелинейности.  При использовании метода измерения CCIF обычно применяются две процедуры. Первая состоит в том, чтобы выбрать две фиксированные входные частоты и измерять искажения по мере изменения выходной мощности. Вторая — выбрать фиксированный уровень выходной мощности и одновременно изменять две входные частоты, поддерживая постоянную разностную частоту. Первое выполняется довольно легко, тогда как второе требует либо специального генератора, такого как General Radio 1303-A, либо двух генераторов, откалиброванных с достаточной точностью, чтобы разность можно было легко определить по настройкам шкал. Серийный генератор в лабораториях UTC представляет собой генератор декадного типа с точностью до четырех знаков и, следовательно, идеально подходит для любого подобного применения.  Два таких генератора используются с простой схемой смесителя-потенциометра, показанной на рис. 7, чтобы обеспечить управление частотой и выходом любого из генераторов и общим выходным напряжением. Изолирующие резистивные цепи предотвращают любое взаимодействие и последующую интермодуляцию между двумя генераторами.  Интермодуляционные тесты CCIF были выполнены с использованием обоих упомянутых выше методов. Когда искажения измерялись как функция уровня мощности, принимались во внимание следующие соотношения: поскольку задействованы две частоты, создается сложная (несинусоидальная) волна, и поэтому показания обычного лампового вольтметра не имеют силы при определении уровня мощности по привычной формуле 𝑃=𝐸2/𝑅. Кроме того, поскольку одна волна накладывается на другую, пиковое значение двух волн может достигать величины, равной алгебраической сумме отдельных волн, в результате чего перегрузка для двух частот может произойти, когда каждая из них составляет лишь половину амплитуды, требуемой для перегрузки одной частотой (см. рис. 8). Поскольку каждая волна составляет лишь половину максимальной амплитуды, она может производить только одну четверть мощности одиночной волны максимальной амплитуды. Мощность, доступная от двух таких волн без какой-либо возможности перегрузки, составляет, следовательно, лишь половину мощности, доступной от одночастотной волны. Кривые для интермодуляционных тестов CCIF откалиброваны в терминах вольт, считанных по звуковому ламповому вольтметру. В соответствии с вышеизложенным, максимальный уровень мощности эквивалентен показанию выходного напряжения около 9,3 В на этих кривых.  Кривые на рис. 9 были получены путем поддержания указанных входных частот постоянными, изменения входного напряжения вплоть до перегрузки и выше и измерения разностной частоты первого порядка. Использовались лампы 1614, а разностная частота составляла 400 Гц. Обратите внимание, что хотя разница в искажениях невелика, они почти всегда ниже, когда катодный резистор зашунтирован. Такие же результаты были получены с лампами 5881 и KT-66.  Кривые на рис. 10 были получены путем поддержания входных напряжений постоянными и изменения входных частот. Это было сделано для трех разностных частот, что обеспечило значительную величину перекрытия диапазонов, как показано на рисунке. Использовались лампы KT-66. Снова видно, что конденсатор дает небольшое, но определенное улучшение. (Обратите внимание, что каждая разностная частота имеет отдельные ординаты искажений на рис. 10).  В качестве заключительной проверки наблюдалась реакция усилителя на прямоугольные импульсы (меандр) при различных величинах дисбаланса токов. При несбалансированных токах до 10 мА в любом направлении не было никакой заметной разницы в форме выходного сигнала при добавлении или удалении конденсатора на частотах от 20 до 20 000 Гц. На низких частотах наблюдалось заметное округление задних фронтов, когда дисбаланс превышал 10 мА (см. рис. 11). Эти результаты были получены с любым из трех типов выходных ламп.  Из вышеперечисленных экспериментов выделяется как минимум один любопытный результат: в усилителе класса А использование шунтирующего конденсатора параллельно выходному катоду обычно снижает интермодуляционные искажения, хотя оно может как уменьшать, так и увеличивать гармонические искажения. Решение о том, использовать или нет такой конденсатор, зависит главным образом от величины искажений. Если они очень малы, то его можно смело оставить без него, без какой-либо возможной слышимой разницы. Если они умеренно низкие, то использование шунтирующего конденсатора целесообразно.  Все вышеперечисленное относится только к усилителю класса А. В случае усилителя класса АВ шунтирующий конденсатор абсолютно необходим, если усилитель должен работать в современных рамках стандартов высокой верности воспроизведения (high fidelity).  Audio-1955-Nov.pdf
    • Золотые слова. А то пока мы тут выпендриваемся, нам наденут деревянный макинтош - и в нашем доме заиграет музыка... но мы её уже не услышим :)
    • Куплю конденсаторы 33000, 22000, 4700, 2200, 470, 220 мкФ, 50-71 В известных брендов.
    • Именно так! Ну или просто монетки 10р накерните - засверлите. Выровняйте, чтобы совсем не шелохнулись при попытке покачать. И если пол у Вас прочный, то разницу в сфокусированности, атаке и пр. услышите определённо. Грязного бухтения на НЧ станет меньше, что некоторые принимают за "пропал бас". Можно сверху на АС для усиления "эффекта" временно положить груз. Если разницы не будет, то просто забудьте о сказанном и слушайте музыку )))
    • Шипы у меня есть, применять их в квартире не хочу, иначе полам придёт кирдык.  Если только с выемкой в центре шайбы под них подлаживать?
    • Не всегда это из экономии делается. Иногда это может быть частью внутреннего отношения, определённых убеждений, идеологии, и требований интерьера. Неоднократно с этим встречался в жизни.  Вспомни как звучат крошечные ProAc Responce 2, к примеру, на нормальных засыпных Target или Solidsteel хотя бы, в сравнении с установкой куда попало. Те же напольные 2.5 не обязательно будут лучше. Да и шипы не зря придуманы под АС, а не резиновые ножки. В общем для меня лично ответ очевиден, хотя многие могут и не заморачиваться на этом.
    • Дело не в качестве кодеков, а в возможности их использования с нашими панельками. Очевидно (вероятно) что мои экземпляры не умеют принимать продвинутые кодеки. Тебе видать повезло, по крайней мере с LHDC V5
    • Не знаю как ! (Я вообще в блютусах не разбираюсь) Вероятно у нас с тобой разные версии блютуса в самих панельках. Ну и , всё-таки, LHDC это не LDAC , и тем более не АрtХ.
    • После землетресения снесли ветхие здания столовой и медчасти ... С 1957 года завод начал производство полупроводников ... 1965 году было принято решение прекратить выпуск радиолам и перейти полностью на производство полупроводников...
  • Forum Statistics

    • Total Topics
      10.8k
    • Total Posts
      114.9k
×
×
  • Create New...