Поделки своими руками для авто, дачи и дома. Фильтр пищалки


Простые твитеры от старых сигналок или как сделать простой высокочастотный фильтр

Простые и мощные твитеры можно сделать из старых, ненужных сигнализаций, вернее колоколов-сирен и с наслаждением использовать их в автомобиле. И так, как это делать?

Берём сирену, Простые твитеры от старых сигналокразбираем её, убираем всё лишнее,как сделать простой высокочастотный фильтр всякие платы и оставляем одну пищалку-твитер. высокочастотный фильтр Простые твитеры Качество звучания,  которой будет в разы превосходить заводские.

А теперь я расскажу, как можно сделать простой и надежный высокочастотной фильтр для твитеров, которой будет срезать определенную частоту.

Мне давно не нравились заводские кроссоверы, так как они очень сильно срезают частоты, кстати и полезные тоже.

Для простого фильтра нам всего лишь понадобится конденсатор определенной ёмкости и сопротивление.

 как сделать простой фильтрКонденсатор можно взять из любой старой аппаратуры, напряжением больше 50 вольт, а вот ёмкость нужно подбирать под нужные нам частоты.

Например, конденсатор с ёмкостью 1 мкф  оставляет лишь только самые верхние частоты. С завода обычно ставят конденсаторы на 4,7 мкф ,но я рекомендую ставить на 10 мкф и резистор на 2 ома.  Подсоединяем их последовательно и фильтр готов.простой высокочастотный фильтр  как сделать фильтр

Кстати, с ёмкостью конденсаторов можно поиграться и найти для себя более подходящий к прослушиванию вариант.

Если у вас на большой громкости басы переполняют фронтальные динамики, то можно и на них поставить фильтр, который будет немного срезать низкие частоты. Например, поставить конденсатор ёмкостью 47 и более микрофарад, тут нужно смотреть в каждом конкретном случае.

Твитеры сделанные из сигнализации, можно также задекорировать для красоты заводскими решетками и наслаждаться любимой музыкой.сделанные из сигнализацией

xn--100--j4dau4ec0ao.xn--p1ai

Как подключить твитеры в автомобиле? Выбираем место,направление

В процессе установки новой акустической системы у владельца может возникнуть следующая задача — как подключить твитеры (пищалки), чтобы они работали качественно и без проблем? Суть вопроса в сложности устройства современных стереосистем. По этой причине на практике нередко бывают случаи, когда установленные пищалки либо работают с искажениями, либо не работают вообще. Придерживаясь правил установки, можно избежать возможных трудностей – процедура окажется максимально быстрой и простой.

Что такое твитер?

Современные твитеры являются разновидностью источников звука, задача которых заключается в воспроизведении высокочастотной составляющей. Поэтому их так и называют – высокочастотные динамики или пищалки. Следует заметить, что, имея компактные размеры и специфическое предназначение, пищалки легче установить, чем большие динамики. Они издают направленный звук, и их проще разместить для создания качественной детализации и точной прорисовки звукового ряда, которые сразу же почувствует слушатель.

В каких местах рекомендовано устанавливать высокочастотные динамики?

Производители рекомендуют много мест, в которых можно разместить высокочастотные динамики, чаще всего на уровне ушей. Другими словами, направить их как можно выше на слушателя. Но не все согласны с подобным мнением. Такая установка не всегда удобна. Она зависит от конкретных обстоятельств. И количество вариантов установки довольно-таки большое.

Например:

  • Уголки зеркал. В процессе поездки они не будет вызывать дополнительный дискомфорт. Притом красиво впишутся в интерьер транспортного средства;
  • Приборная панель. Монтаж можно выполнить даже с помощью двухстороннего скотча;
  • Подиумы. Здесь есть два варианта. Первый – поставить твитеры в штатный подиум (который идёт в комплекте с пищалкой), второй – изготовить подиум самостоятельно. Последний случай более сложен, но при этом гарантирует более качественный результат.

Куда лучше всего направлять твитеры?

Проектируя автозвук, можно выбрать один из двух вариантов:

  1. каждый твитер направляется на слушателя. То есть, правую пищалку направляют на водителя, левую – также на него;
  2. Диагональная установка. Другими словами, твитер справа направляется на левое сиденье, в то время как левый динамик – на правое.

Выбор того или иного варианта зависит от индивидуальных предпочтений владельца. Для начала можно направить вч динамики на себя, а потом попробовать диагональный способ. После тестирования владелец сам решит, нужно выбрать первый способ, либо отдать предпочтение второму.

Особенности подключения

Пищалка – это элемент стереосистемы, задачей которого является воспроизведение звука частотой от 3000 до 20 000 герц. Магнитола же выдаёт полный спектр частот, начиная от пяти герц и заканчивая 25 000 герцами.

Пищалка может качественно воспроизвести только автозвук, частота которого составляет минимум две тысячи герц. Если на неё подать более низкочастотный сигнал, он не будет воспроизводиться, а при достаточно большой мощности, на которую рассчитаны средне- и низкочастотные динамики, пищалка может выйти из строя. При этом о каком-либо качестве проигрывания не может быть и речи. Для долговечной и надежной работы пищалки следует избавиться от низкочастотных составляющих, которые присутствуют в общем спектре. То есть, сделать так, чтобы на неё попадал только рекомендованный диапазон рабочих частот.

Первым и самым простым способом отсечения низкочастотной составляющей является последовательная установка конденсатора. Он хорошо пропускает высокочастотную полосу частот, начиная от двух тысяч герц и более. И не пропускает частоты ниже 2000 Гц. По сути, это простейший фильтр, возможности которого ограничены.

Как правило, конденсатор уже присутствует в составе акустической системы, поэтому в дополнительном приобретении не нуждается. Подумать об его покупке следует в том случае, если владелец решил обзавестись бывшей в употреблении магнитолой, и не нашёл конденсатор в комплекте твитера. Выглядеть он может следующим образом:

  • Специальная коробочка, на которую подаётся сигнал и далее передается напрямую к пищалкам.
  • Конденсатор смонтирован на проводе.
  • Конденсатор встроен непосредственно в сам твитер.

Если вы не увидели ни одного из перечисленных вариантов, следует докупить конденсатор отдельно и установить своими руками. В радиомагазинах их ассортимент велик и многообразен.

Диапазон фильтруемых частот зависит от типа установленного конденсатора. Например, владелец может установить конденсатор, который будет ограничивать диапазон частот,подаваемых для колонок на уровне трех или четырех тысяч герц.

Обратите внимание! Чем выше частота сигнала, подаваемого на твитер, тем большей детализации звука можно добиться.

При наличии двухполосной системы можно сделать выбор в пользу среза от двух до четырех с половиной тысяч герц.

 Подключение

Подключение твитера выглядит следующим образом, он подключается на прямую к динамику который расположен у вас в двери плюс твитера подключается к плюсу динамика а минус к минусу, при этом конденсатор должен присоединяться к плюсу. Это практический совет для тех, кто не знает, как подключить твитеры без кроссовера.Альтернативный вариант подключения, это — использование кроссовера. В некоторых моделях акустических систем для авто он уже имеется в комплекте. Если отсутствует,можно приобрести его отдельно.

Другие особенности

На сегодняшний день самым распространенным вариантом твитера является электродинамическая система. Конструктивно она состоит из корпуса, магнита, катушки с обмоткой, диафрагмы с мембраной и запитывающих проводов с клеммами. При подаче сигнала, в катушке протекает ток, образуется электромагнитное поле. Оно взаимодействует с магнитом, возникают механические колебания, которые передаются на диафрагму. Последняя создаёт акустические волны, слышен звук. Чтобы повысить эффективность звуковоспроизведения, мембрана имеет специфическую купольную форму.Автомобильные твитеры, как правило, используют шелковые мембраны. Для получения дополнительной жесткости мембрану пропитывают специальным составом. Шелк характеризуется возможностью более эффективно справляться с высокими нагрузками, температурными перепадами и сыростью.В наиболее дорогих твитерах мембрана изготовляется из тонкого алюминия или титана. Встретить подобное можно только на очень престижных акустических системах. В обычной аудиосистеме автомобиля они попадаются довольно редко.

Наиболее же дешевым вариантом является бумажная мембрана. Помимо того, что звучание хуже, чем в двух предыдущих случаях, такое оборудование имеет крайне малый срок эксплуатации. И это неудивительно, поскольку бумага не может обеспечить качественную работу твитера в условиях низкой температуры, повышенного уровня влажности и высокой нагрузки. Когда машина повышает обороты двигателя, может ощущаться посторонний звук.

Не забудьте, что настроить пищалку можно и с помощью магнитолы. Даже в самых дешевых моделях имеется возможность настройки высоких частот. В частности, модели среднего ценового диапазона имеют встроенный эквалайзер, значительно упрощающий задачу.

Видео как установить твитеры

caraudioinfo.ru

Конденсаторы для пищалок

.

Конденсаторы для пищалок

Речь идет о выборе конденсаторов для рупорных пищалок. Именно так ставят вопрос все новички. Или перефразируя это грамотнее. Подбор пассивного фильтра высоких частот первого порядка для рупорных пищалок.

Сперва давайте вспомним, для чего они нужна и как работают?

Кроссоверы (фильтры) нам нужны для того, чтобы отрезать лишние диапазоны частот звука от динамика, отдав ему необходимую для его нормальной работы полосу.

С сабами в этом плане страшного ничего нет. Даже если дать сабу всю полосу, то с ним ничего не случится. Зато когда мы говорим о пищалках любой конструкции, то для них кроссовер определит их жизнь, звук и долговечность.

Второй момент, который важно понимать: любой кроссовер НЕ ОБРЕЗАЕТ частоты резко. Если ваш фильтр высоких частот настроен, допустим, на 3кГц это не значит, что динамик резко замолчит ниже трех. Динамик будет петь и 2 и 1 кГц и 500 Гц и даже 20!

Весь вопрос в том, какой мощности сигнал придет к динамику на этих частотах и насколько сильно и быстро будет падать уровень громкости за пределами настройки кроссовера.

Этот момент определяется порядком среза кроссовера. 1й порядок (6дб/окт), 2й (12дб/окт) и т. д. Что значат эти дБ/окт?

Ну с Дб ваопросов не возникает. Дб-децибелы определяют уровень громкости (точнее уровень звукового давления) а окт. – это октава. Октава это диапазон частот располагающийся либо до вдвое большей частоты от текущей либо вдвое меньшей.

Объясню на примере:

Допустим у нас есть фильтр высоких частот 1го порядка на 1 кГц (1000гц). Такой фильтр пропускает к пищалке высокие частоты и режет низы. Так вот фильтр первого порядка (6дб/окт) это значит, что ниже 1кГц звук не пропадет, но громкость звука станет падать.

Если допустим у нас динамик пел с громкостью 100 децибелл на 1 килогерце, то ниже настройки фильтра на одну октаву (1000гц/2=500гц) на 500 герцах динамик будет петь на 6 децибел тише. А еще на октаву ниже (500/2=250 гц) уже на 12 децибелл тише, на 125гц на 18 дб тише и на 63 Гц на 24 дб тише и так далее.

Если бы мы резали динамик на той же частоте но 2м порядком (12дб/окт) то на 500 Гц мы бы потеряли 12дб, на 250гц 24 дб, на 125 Гц 36дб а на 63 Гц 48дб.Таким способом можно просчитать любой порядок фильтра на разных частотах.

Пример, конечно, чрезвычайно упрощенный и грубый. Скорость и равномерность затухания будет зависеть еще от 100500 факторов, но в принципе пример нужную нам суть отражает. Именно потому, что пищалка всегда будет петь и ниже частоты среза, крайне не рекомендуется делать срез вблизи их резонансной частоты ниже которой им работать становится крайне трудно. Это в лучшем случае снизит ее громкость в разы (вы просто не сможете навалить громкость на всю без искажений). В худшем пищалка умрет.

Следующий важный аспект этого дела напрочь разровняли в умах новичков таблички вот такого рода в интернете:

Конденсаторы для пищалок

Собственно таблички верные. Были бы… если б не один нюанс. Не бывает динамиков 4 ом, или 2 ом, или 8 ом. И не было никогда))

То что указано на динамике это не его сопротивление, это импеданс во первых, во вторых это МИНИМАЛЬНЫЙ импеданс который может иметь динамик при работе.

Этот критерий очень важен для стабильной работы усилителя без перегрузки. Но это вовсе не значит, что импеданс не может быть выше при работе динамика. Я больше скажу, он выше практически всегда, весь вопрос на сколько выше и когда (кстати можете померять мультиметром ваши 4х омные динамики. Там всегда будет меньше чуть 4х Ом. 3.7-3.8Ом именно потому что указан импеданс, а вы измеряете сопротивление)) ). Так вот импеданс динамика при воспроизведении звука зависит от кучи факторов, начиная от конструкции самого дина и заканчивая оформлением динамиков (а ведь рупорная пищалка это пищалка в офромлении РУПОР) и частоты. Вот последний фактор нам особенно интересен, когда мы говорим о ВЧ.

Если, допустим, взять две четырехомные пищалки и измерить их импеданс скажем на 5 килогерцах то запросто может получиться что у одной пищалки на этой частоте импеданс 5Ом а у другой 7. Потом согласно таблице выше, пытаемся их порезать на 5 килогерц кондером на 8 микрофарад. В итоге у нас первая порежется на 4 кГц, а вторая с этим же кондером порежется уже на 3кГц! Соответственно первая просто будет валить говнозвук, вторая начнет подгорать.

Для примера вот вам график зависимости импеданса системы от частоты (Z характеристика) для компонентной акустики:

Конденсаторы для пищалок

И вот табличка экспериментальных замеров:

Конденсаторы для пищалок

Какой вывод можно из этого сделать?

А вот такой: если читать все таблички подряд и не пользоваться головой то говнозвук и паленое железо это ваше уверенное будущее.

Реально узнать частоту среза конденсатором и грамотно осуществить его подбор можно только имея на руках график зависимости импеданса от частоты для ваших динамиков либо сделать его самому в ваших условиях методом измерения.

Другой вопрос, что никому это нафиг не надо и всем гораздо проще не думая вкрячить кондер чтоб долбило по громче. Подавляющее большинство сторонники именно такого подхода, по этому давайте разберемся как в этом случае не накосячить и не запороть все.

Во первых нам нужны НЕПОЛЯРНЫЕ конденсаторы. Обычно они имеют вот такой вид или похожий:

Конденсаторы для пищалок

Вот такие электролитические кондеры использовать крайне не рекомендуется.

Конденсаторы для пищалок

Их отличие от первых в том, что они имеют полярность и работают адекватно в постоянном токе. Те что выше работают одинаково хорошо как в переменном так и в постоянном (а мы имеем дело именно с переменным). Китайцы очень любят ставить электролиты в дешевых системах отрезая ими пищалку. Отсюда вам бесплатный совет: просто заменив в своей дешевой акустике электролит на неполярный конденсатор той же емкости, вы можете сделать звук приятнее и интереснее)).

Стоят неполярные кондеры копейки. И тут снова вам совет. Барыги щас часто предлагают купить у них вместе с рупорными пищалками кондеры «спецом для звука и для этих пищей». У некоторых продавцов они стоят также копейки, а у некоторых цена кондера подрастает в разы! Возможно есть смысл воспользоваться их советом и услугами если вы не заморачиваетесь на таких тонкостях.

Остальным очень рекомендую заглянуть в радиомагазины и закупиться конденсаторами там. За те деньги, что вы у некоторых барыг бы отдали за пару, сможете набрать несколько пар кондеров в магазине. Более того, скажу, что именно так и нужно поступать в любом случае при постройке системы.

Очень рекомендую вам выписать из таблички выше номиналы всех рекомендуемых кондеров и купить каждого по паре.

Когда дело дойдет до настройке пищалок, вы подбором сможете на слух добиться нужного звука и при этом пищалки не будут перегружаться на высокой громкости.

Их перегруз, кстати, хорошо слышен. Пищалки начинают сильно песочить в уши, похрипывать и делать голоса неестественными. Я думаю многие читатели уже слышали такое у чотких пацанчиков с района.

Начинать подбор нужно ОТ МЕНЬШЕГО НОМИНАЛА КОНДЕСАТОРОВ К БОЛЬШЕМУ. Чем больше емкость конденсатора тем ниже он порежет вашу пищалку.

Номинал емкости конденсатора указан всегда на его корпусе, но иногда это сделано мудреным алгоритмом. Описывать я его не буду, он вам нафиг не нужен. Просто порекомендую попросить продавца в магазине разложить кондеры по разным кулечкам и подписать каждый.

Касаемо допустимого напряжения работы конденсаторов, то тут можно не париться. У неполярных кондеров напряжение допустимое измеряется порядками сотен вольт, и в вашей пищалке он будет работать с конским запасом по напряжению.

Остается упомянуть, что конденсатор необходимо устанавливать как можно ближе к пищалке. В идеале прям к демме подпаивать. При этом абсолютно не важно на какой из клемм будет висеть кондер. Хотя если начали вешать кондер на плюсовую клемму то вешайте на плюсовые и на всех остальных пищах.

Конденсаторы для пищалок

 

 

 

www.lowsound.ru

О бедной пищалке замолвите слово

Традиционно раздел полос СЧ и ВЧ (или мидбас-ВЧ) производят пассивными кроссоверами (разделительными фильтрами). Это особенно удобно при использовании готовых компонентных наборов. Однако, хотя характеристики кроссоверов и оптимизированы для данного комплекта, они не всегда удовлетворяют поставленной задаче.

Рост индуктивности звуковой катушки с частотой приводит к увеличению импеданса головки. Причем индуктивность эта у "среднестатистического" мидбаса составляет 0,3-0,5 мГн, и уже на частотах 2-3 кГц импеданс возрастает практически в два раза. Поэтому при расчете пассивных кроссоверов применяют два подхода: используют в расчетах реальное значение импеданса на частоте раздела или вводят цепи стабилизации импеданса (компенсаторы Цобеля). Об этом уже написано немало, поэтом не будем повторяться.

У пищалок стабилизирующие цепи обычно отсутствуют. При этом исходят из того, что рабочая полоса частот невелика (две-три октавы), а индуктивность незначительна (обычно менее 0,1 мГн). Вследствие этого рост импеданса невелик. В крайнем случае, увеличение импеданса компенсируют резистором сопротивлением 5-10 Ом, включенным параллельно пищалке.

Однако все не так просто, как кажется на первый взгляд, и даже такая скромная индуктивность приводит к любопытным последствиям. Проблема заключена в том, что пищалки работают совместно с фильтром ВЧ. Независимо от порядка в нем имеется емкость, включенная последовательно с пищалкой, и она образует с индуктивностью звуковой катушки колебательный контур. Частота резонанса контура оказывается в полосе рабочих частот пищалки, и на АЧХ возникает "горб", величина которого зависит от добротности этого контура. В результате неизбежна окраска звучания. В последнее время появилась немало моделей пищалок высокой чувствительности (92 дБ и выше), индуктивность которых достигает 0,25 мГн. Поэтому вопрос согласования пищалки с пассивным кроссовером приобретает особую остроту.

Для анализа использовалась среда моделирования Micro-Cap 6.0, но те же результаты можно получить и с помощью других программ (Electronic WorkBench, например). В качестве иллюстраций приведены только наиболее характерные случаи, остальные рекомендации даны в конце статьи в виде выводов. В расчетах использовалась упрощенная модель пищалки, учитывающая только ее индуктивность и активное сопротивление. Данное упрощение вполне допустимо, поскольку резонансный пик импеданса большинства современных пищалок невелик, а частота механического резонанса подвижной системы находится за пределами рабочей полосы частот. Учтем также, что АЧХ по звуковому давлению и АЧХ по электрическому напряжению - две большие разницы, как говорят в Одессе. 

Взаимодействие пищалки с кроссовером особенно хорошо заметно у фильтров первого порядка, характерных для недорогих моделей (рисунок 1):

Влияние индуктивности гловки на АЧХ разделительного фильтра 1 порядка

рисунок 1. Влияние индуктивности гловки на АЧХ разделительного фильтра 1 порядка

Видно, что даже при индуктивности 0,1 мГн имеется выраженный пик в области частот 7-10 кГц, придающий звучанию характерную "хрустальную" окраску. Увеличение индуктивности смещает резонансный пик в область более низких частот и увеличивает его добротность, что приводит к заметному "цыканью". Побочное следствие увеличение добротности, которое можно обратить на пользу - увеличение крутизны АЧХ. В области частоты раздела она близка к фильтрам 2 порядка, хотя на большом удалении возвращается к исходному для 1 порядка значению (6 дБ/октава).

Введение шунтирующего резистора позволяет "приручить" горб на АЧХ, так что на кроссовер можно возложить и некоторые функции эквалайзера. Если шунт сделать на основе переменного резистора (или набора резисторов с переключателем), то можно проводить даже оперативную регулировку АЧХ в пределах 6-10 дБ. (рисунок 2):

Влияние шунта на АЧХ разделительного фильтра 1 порядка

рисунок 2. Влияние шунта на АЧХ разделительного фильтра 1 порядка

Однако фильтры первого порядка обеспечивают слишком малое затухание за пределами рабочей полосы, поэтому пригодны только при небольшой подводимой мощности или достаточно высокой частоте раздела (7-10 кГц). Поэтому в большинстве серьезных конструкций используют фильтры более высоких порядков, от второго до четвертого. 

Рассмотрим возможности воздействия на АЧХ для фильтров второго порядка, как самых распространенных. Для наглядности использована модель с большой индуктивностью. Те же результаты получаются и с традиционными пищалками, только параметры фильтров и степень воздействия на АЧХ будут другими. Для пищалок с малой индуктивностью шунт не обязателен. Первый способ - изменение добротности фильтра при неизменной частоте раздела за счет соотношения емкости и индуктивности фильтра (рисунок 3):

Влияние добротности разделительного фильтра 2 порядка на АЧХ

рисунок 3. Влияние добротности разделительного фильтра 2 порядка на АЧХ

Одновременное изменение емкости и индуктивности в кроссовере затруднено, поэтому данный метод для оперативной регулировки неудобен. Однако он незаменим в тех случаях, когда необходимая степень коррекции известна заранее, на этапе проектирования.

Второй способ - регулировка добротности при помощи шунта (аналогично рассмотренному ранее способу для фильтра первого порядка). Исходная добротность разделительного фильтра при этом выбирается высокой (рисунок 4):

Влияние шунта на АЧХ разделительного фильтра 2 порядка

рисунок 4. Влияние шунта на АЧХ разделительного фильтра 2 порядка

Третий способ - введение резистора последовательно с пищалкой. Особенно удобен этот способ для пищалок индуктивностью свыше 100 мГн. В этом случае суммарный импеданс цепи "резистор-пищалка" в процессе регулирования изменяется незначительно, поэтому уровень сигнала практически не изменяется (рисунок 5):

Влияние последовательного резистора на АЧХ фильтра 2 порядка

рисунок 5. Влияние последовательного резистора на АЧХ фильтра 2 порядка

Выводы

    • Стабилизирующие цепи не обязательны только для пищалок малой индуктивности (менее 0,05 мГн).
    • Для пищалок с индуктивностью звуковой катушки 0,05-0,1 мГн наиболее выгодны параллельные стабилизирующие цепи (шунты).
    • Для пищалок с индуктивностью звуковой катушки более 0,1 мГн можно использовать как параллельные, так и последовательные стабилизирующие цепи.
    • Изменение сопротивления стабилизирующей цепи позволяет воздействовать на АЧХ.
    • Для фильтров 1 порядка изменение параметров стабилизирующей цепи оказывает заметное влияние на частоту среза и параметры "горба". У фильтров 2 порядка частота среза определяется параметрами его элементов и зависит от индуктивности головки и параметров стабилизирующей цепи в меньшей степени.
    • Величина резонансного "горба", вызванного индуктивностью пищалки, находится в прямой зависимости от сопротивления шунта и в обратной зависимости от сопротивления последовательного резистора.
    • Величина резонансного "горба" в области частоты среза находится в прямой зависимости от добротности фильтра.
    • Добротность фильтра пропорциональна результирующему сопротивлению нагрузки (ВЧ головки с учетом сопротивления стабилизирующей цепи).
    • Фильтр повышенной добротности можно рассчитывать по стандартной методике, но на сниженное в 2-3 раза относительно номинального сопротивление нагрузки.

Предложенные способы регулирования АЧХ применимы и к фильтрам более высоких порядков, но, поскольку число "степеней свободы" там возрастает, дать конкретные рекомендации в этом случае затруднительно. Пример изменения АЧХ фильтра третьего порядка за счет шунтирующего резистора приведен на рисунке 6:

Влияние шунта на АЧХ фильтра 3 порядка

рисунок 6. Влияние шунта на АЧХ фильтра 3 порядка

Видно, что АЧХ приобретает различный вид, что заметно влияет на тембр звучания. Кстати, лет 20 назад многие "домашние" трех-четырех полосные АС имели переключаемые АЧХ "normal/crystal/chirp" ("гладкий-хрустальный-чирикающий"). Это достигалось изменением уровня полос СЧ и ВЧ.

Переключаемые аттенюаторы используются в составе многих кроссоверов, причем по отношению к пищалке их можно рассматривать как комбинацию последовательных и параллельных стабилизирующих цепей. Воздействие их на результирующую АЧХ предсказать достаточно сложно, в этом случае удобнее прибегнуть к моделированию.

схема и АЧХ фильтра третьего порядка

рисунок 7. схема и АЧХ фильтра третьего порядка

На рисунке 7 приведена схема и АЧХ фильтра третьего порядка, разработанного автором для пищалок Prology RX-20s и EX-20s. В конструкции использованы конденсаторы К73-17 (2,2 мкФ, 63 В) и самодельные катушки индуктивности. Для снижения активного сопротивления они намотаны на ферритовых кольцах. Тип сердечника неизвестен: наружный диаметр 15 мм, магнитная проницаемость порядка 1000-2000. Поэтому подгонка индуктивности велась по прибору Ф-4320. Каждая катушка содержит 13 витков изолированного провода диаметром 1 мм.

Качество звучания оказалось не в пример выше исходного, а регулирование АЧХ вполне соответствовало поставленной задаче. Однако следует отметить, что фильтр получился проблемным: входной импеданс имеет резко выраженный минимум, и возможно срабатывание защиты усилителя.

 

 Анатолий Шихатов

E-mail:  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.Сайт: http://www.bluesmobil.com/shikhman/

instalator.ru

О бедной пищалке замолвите слово

http://www.bluesmobil.com/shikhman/arts/xe.htm О БЕДНОЙ ПИЩАЛКЕ ЗАМОЛВИТЕ СЛОВО

    Традиционно раздел полос СЧ и ВЧ (или мидбас-ВЧ) производят пассивными кроссоверами (разделительными фильтрами). Это особенно удобно при использовании готовых компонентных наборов. Однако, хотя характеристики кроссоверов и оптимизированы для данного комплекта, они не всегда удовлетворяют поставленной задаче.     Рост индуктивности звуковой катушки с частотой приводит к увеличению импеданса головки. Причем индуктивность эта у "среднестатистического" мидбаса составляет 0,3-0,5 мГн, и уже на частотах 2-3 кГц импеданс возрастает практически в два раза. Поэтому при расчете пассивных кроссоверов применяют два подхода: используют в расчетах реальное значение импеданса на частоте раздела или вводят цепи стабилизации импеданса (компенсаторы Цобеля). Об этом уже написано немало, поэтом не будем повторяться.     У пищалок стабилизирующие цепи обычно отсутствуют. При этом исходят из того, что рабочая полоса частот невелика (две-три октавы), а индуктивность незначительна (обычно менее 0,1 мГн). Вследствие этого рост импеданса невелик. В крайнем случае, увеличение импеданса компенсируют резистором сопротивлением 5-10 Ом, включенным параллельно пищалке.     Однако все не так просто, как кажется на первый взгляд, и даже такая скромная индуктивность приводит к любопытным последствиям. Проблема заключена в том, что пищалки работают совместно с фильтром ВЧ. Независимо от порядка в нем имеется емкость, включенная последовательно с пищалкой, и она образует с индуктивностью звуковой катушки колебательный контур. Частота резонанса контура оказывается в полосе рабочих частот пищалки, и на АЧХ возникает "горб", величина которого зависит от добротности этого контура. В результате неизбежна окраска звучания. В последнее время появилась немало моделей пищалок высокой чувствительности (92 дБ и выше), индуктивность которых достигает 0,25 мГн. Поэтому вопрос согласования пищалки с пассивным кроссовером приобретает особую остроту.     Для анализа использовалась среда моделирования Micro-Cap 6.0, но те же результаты можно получить и с помощью других программ (Electronic WorkBench, например). В качестве иллюстраций приведены только наиболее характерные случаи, остальные рекомендации даны в конце статьи в виде выводов. В расчетах использовалась упрощенная модель пищалки, учитывающая только ее индуктивность и активное сопротивление. Данное упрощение вполне допустимо, поскольку резонансный пик импеданса большинства современных пищалок невелик, а частота механического резонанса подвижной системы находится за пределами рабочей полосы частот. Учтем также, что АЧХ по звуковому давлению и АЧХ по электрическому напряжению - две большие разницы, как говорят в Одессе.     Взаимодействие пищалки с кроссовером особенно хорошо заметно у фильтров первого порядка, характерных для недорогих моделей (рисунок 1):

рисунок 1

    Видно, что даже при индуктивности 0,1 мГн имеется выраженный пик в области частот 7-10 кГц, придающий звучанию характерную "хрустальную" окраску. Увеличение индуктивности смещает резонансный пик в область более низких частот и увеличивает его добротность, что приводит к заметному "цыканью". Побочное следствие увеличение добротности, которое можно обратить на пользу - увеличение крутизны АЧХ. В области частоты раздела она близка к фильтрам 2 порядка, хотя на большом удалении возвращается к исходному для 1 порядка значению (6 дБ/октава).     Введение шунтирующего резистора позволяет "приручить" горб на АЧХ, так что на кроссовер можно возложить и некоторые функции эквалайзера. Если шунт сделать на основе переменного резистора (или набора резисторов с переключателем), то можно проводить даже оперативную регулировку АЧХ в пределах 6-10 дБ. (рисунок 2):

рисунок 2

    Однако фильтры первого порядка обеспечивают слишком малое затухание за пределами рабочей полосы, поэтому пригодны только при небольшой подводимой мощности или достаточно высокой частоте раздела (7-10 кГц). Поэтому в большинстве серьезных конструкций используют фильтры более высоких порядков, от второго до четвертого.     Рассмотрим возможности воздействия на АЧХ для фильтров второго порядка, как самых распространенных. Для наглядности использована модель с большой индуктивностью. Те же результаты получаются и с традиционными пищалками, только параметры фильтров и степень воздействия на АЧХ будут другими. Для пищалок с малой индуктивностью шунт не обязателен.     Первый способ - изменение добротности фильтра при неизменной частоте раздела за счет соотношения емкости и индуктивности фильтра (рисунок 3):

рисунок 3

    Одновременное изменение емкости и индуктивности в кроссовере затруднено, поэтому данный метод для оперативной регулировки неудобен. Однако он незаменим в тех случаях, когда необходимая степень коррекции известна заранее, на этапе проектирования.     Второй способ - регулировка добротности при помощи шунта (аналогично рассмотренному ранее способу для фильтра первого порядка). Исходная добротность разделительного фильтра при этом выбирается высокой (рисунок 4):

рисунок 4

    Третий способ - введение резистора последовательно с пищалкой. Особенно удобен этот способ для пищалок индуктивностью свыше 100 мГн. В этом случае суммарный импеданс цепи "резистор-пищалка" в процессе регулирования изменяется незначительно, поэтому уровень сигнала практически не изменяется (рисунок 5):

рисунок 5

Выводы

  • Стабилизирующие цепи не обязательны только для пищалок малой индуктивности (менее 0,05 мГн).
  • Для пищалок с индуктивностью звуковой катушки 0,05-0,1 мГн наиболее выгодны параллельные стабилизирующие цепи (шунты).
  • Для пищалок с индуктивностью звуковой катушки более 0,1 мГн можно использовать как параллельные, так и последовательные стабилизирующие цепи.
  • Изменение сопротивления стабилизирующей цепи позволяет воздействовать на АЧХ.
  • Для фильтров 1 порядка изменение параметров стабилизирующей цепи оказывает заметное влияние на частоту среза и параметры "горба". У фильтров 2 порядка частота среза определяется параметрами его элементов и зависит от индуктивности головки и параметров стабилизирующей цепи в меньшей степени.
  • Величина резонансного "горба", вызванного индуктивностью пищалки, находится в прямой зависимости от сопротивления шунта и в обратной зависимости от сопротивления последовательного резистора.
  • Величина резонансного "горба" в области частоты среза находится в прямой зависимости от добротности фильтра.
  • Добротность фильтра пропорциональна результирующему сопротивлению нагрузки (ВЧ головки с учетом сопротивления стабилизирующей цепи).
  • Фильтр повышенной добротности можно рассчитывать по стандартной методике, но на сниженное в 2-3 раза относительно номинального сопротивление нагрузки.

    Предложенные способы регулирования АЧХ применимы и к фильтрам более высоких порядков, но, поскольку число "степеней свободы" там возрастает, дать конкретные рекомендации в этом случае затруднительно. Пример изменения АЧХ фильтра третьего порядка за счет шунтирующего резистора приведен на рисунке 6:

рисунок 6

    Видно, что АЧХ приобретает различный вид, что заметно влияет на тембр звучания. Кстати, лет 20 назад многие "домашние" трех-четырех полосные АС имели переключаемые АЧХ "normal/crystal/chirp" ("гладкий-хрустальный-чирикающий"). Это достигалось изменением уровня полос СЧ и ВЧ.     Переключаемые аттенюаторы используются в составе многих кроссоверов, причем по отношению к пищалке их можно рассматривать как комбинацию последовательных и параллельных стабилизирующих цепей. Воздействие их на результирующую АЧХ предсказать достаточно сложно, в этом случае удобнее прибегнуть к моделированию.

рисунок 7

    На рисунке 7 приведена схема и АЧХ фильтра третьего порядка, разработанного автором для пищалок Prology RX-20s и EX-20s. В конструкции использованы конденсаторы К73-17 (2,2 мкФ, 63 В) и самодельные катушки индуктивности. Для снижения активного сопротивления они намотаны на ферритовых кольцах. Тип сердечника неизвестен: наружный диаметр 15 мм, магнитная проницаемость порядка 1000-2000. Поэтому подгонка индуктивности велась по прибору Ф-4320. Каждая катушка содержит 13 витков изолированного провода диаметром 1 мм.     Качество звучания оказалось не в пример выше исходного, а регулирование АЧХ вполне соответствовало поставленной задаче. Однако следует отметить, что фильтр получился проблемным: входной импеданс имеет резко выраженный минимум, и возможно срабатывание защиты усилителя.

^

    Идея применения лампы накаливания в цепи высокочастотного излучателя в многополосной автомобильной системе появилась после продолжительной борьбы с подавлением чувствительности ВЧ головок другими доступными методами. Все они были основаны на применении сопротивлений.

    Первая схема кроссовера ВЧ звена выглядела классически (рис.1):

рис.1

рис.2

рис.3

    После непродолжительного прослушивания музыкальных композиций я пришел к выводу, что на повышенном уровне громкости уровень звукового давления ВЧ преобладал над остальными частотами в такой мере, что возникал дискомфорт. Приходилось либо пользоваться регуляторам тембра, либо просто выключать музыку. По своей натуре, я ни того, ни другого не хотел, поэтому включился в борьбу за "комфортный" звук.

    Первым делом в кроссовере появилось сопротивление, включенное последовательно с динамиком (рис.2). Конденсатор пришлось подобрать заново, потому что сопротивление нагрузки изменилось и частота среза вместе с ним. Звуковое давление было снижено.

    Но "комфортность" достигнута не была. Появился обратный эффект. На повышенных уровнях громкости ВЧ составляющих было в меру, но при уменьшении громкости рука сама тянулась к регуляторам тембра.

    Пришлось испробовать другой вариант регулирования звукового давления - шунтирование головки сопротивлением 10-30 Ом (рис.3). Такой метод иногда используется. Чем меньше номинал шунтирующего сопротивления, тем больше подавление.

    Но картина получилась несколько иная, чем было задумано. В основном подавляется резонансный "горб", а общее изменение уровня незначительное. Воздействие на АЧХ - тоже неплохо, но основная задача так и не была решена. Без регуляторов тембра ничего не получалось.

    Последовательные и параллельные резисторы или цепи в данном случае называют диссипаторами. (dissipate означает рассеивать). Они не только рассеивают мощность, но и поглощают продукты интермодуляционных искажений в динамике. Так что влияние их на характер звучания особенно должно быть заметно в недорогих пищалках (Ред.)

    Регулировка тембра по своей сути - это увеличение или снижение звукового давления в определенной полосе частот, зависящей от конкретной модели головного устройства. Возможности регулировки у всех разные: на одних аппаратах их хватило бы, на других нет. Еще есть мнение, что использование встроенных регуляторов тембра ухудшает звучание системы по причине коррекции АЧХ головного устройства и дополнительных фазовых искажений.     Кроме того, существуют ограничения по применяемой схеме установки акустики. При использовании двухполосного фронта, когда полоса регулировки практически полностью совпадает с зоной работы ВЧ головки, регулировка звукового давления регулятором тембра не столь критична. Но в системах, имеющих три полосы, такая регулировка не может дать желаемого эффекта, так как при ее использовании будет искажаться частотная характеристика СЧ головки, часть рабочей полосы которой обязательно попадает в зону регулировки тембра ВЧ.     Как выход из положения, в этих случаях оправдано применение эквалайзера с достаточным числом полос регулирования. Применение простого 7-9 полосного эквалайзера может не дать желаемого эффекта. Более развитые эквалайзеры уже стоят значительных денег, что резко, можно даже сказать - полностью исключает их применение в большинстве любительских установок. Хотя, если рассматривать систему в целом, применение многополосного эквалайзера позволит сократить время при полной настройке всей системы. Но речь сейчас идет не об этом.

рис.4

    Возникла идея - использовать для ограничения уровня ВЧ-составляющих при большой громкости лампы накаливания. При нагреве сопротивление спирали увеличится и мощность будет ограничена. В кроссоверах для защиты от перегрузки иногда используют барретеры - те же лампы, но наполненные водородом. Водород способствует быстрому восстановлению низкого сопротивления нити. При этом за счет резкого изменения сопротивления будет нарушена динамика воспроизведения высоких частот. Если же использовать обычную лампу - произойдет плавная компрессия высокочастотного диапазона. Нить накаливания имеет тепловую инерцию, зависящую от ее массы. Чем мощнее лампа, тем больше тепловая инерция.

    Применение лампочки в роли диссипатора первоначально было промоделировано на компьютере с помощью программы MicroCap. Схема кроссовера приняла следующий вид (рис.4):

рис.5

рис.6. Схема с последовательным сопротивлением. Эта же схема была использована для моделирования работы кроссовера с лампочкой.

рис.7. Схема с шунтирующим сопротивлением.

рис.8

    Была смоделирована схема кроссовера, головка была заменена эквивалентной схемой (для учета влияния индуктивности самой головки). Затем были получены графики АЧХ для всех рассмотренных выше вариантов.

    Результаты моделирования АЧХ приведены на графике (рис.8): На малой громкости сопротивление лампочки составляет порядка 0,5 Ома. АЧХ кроссовера на этом участке практически совпадает с АЧХ кроссовера без сопротивлений.

    Из графиков АЧХ видно, что снижение давления на - 3 дБ для всех кривых происходит примерно на одной частоте. Для варианта с шунтирующим сопротивлением был изменен номинал конденсатора, так как частота среза при рассматриваемом номинале ушла вверх.

  • Кривая 1 - АЧХ кроссовера без сопротивлений.
  • Кривая 2 - АЧХ кроссовера с последовательным сопротивлением 1,2 Ома.
  • Кривая 3 - АЧХ кроссовера с шунтирующим сопротивлением 16 Ом и конденсатором
  • 3,5 мкФ.
  • Кривая 4 - АЧХ кроссовера с лампочкой. Сопротивление лампы в результате нагрева спирали принято 4 Ом.
  • Кривая 5 - АЧХ кроссовера с лампочкой. Сопротивление лампы в результате нагрева спирали принято 6 Ом.

    После "теоретической части" перешел к практике. Нужно было измерить сопротивление ламп при разном напряжении. Задавая реостатом различный ток, замерял напряжение на лампе, силу тока и вычислял сопротивление по закону Ома. Для трех типов ламп получились следующие результаты (рис. 9-11):

На графиках отмечено значение напряжения, при котором начинается слабый накал центра спирали.

Результаты

    После внесении изменений в схему своего кроссовера приступил к прослушиванию. Напомню, что "комфортность" звучания определялась на слух. Использование RTA анализатора при проведении не предполагалось по причине отсутствия оного даже в масштабах города. Только на слух. Если при продолжительном прослушивании не возникает желания воспользоваться регулировками тембра, или выключить источник "раздражения", то я считаю, что цель достигнута.     В моей системе установка лампочек от фонарей освещения салона, как мне кажется, дала ожидаемый эффект. Пропал эффект "подсвистывания", и отпала необходимость пользоваться регуляторами тембра при увеличении или уменьшении громкости.^

     Во многих современных инсталляциях применяют двойной комплект пищалок. Причина - возросшие требования к качеству звучания. Расширение диаграммы направленности двойного излучателя позволяет упростить настройку звуковой сцены, снижена возможность перегрузки пищалок при больших уровнях громкости. Внешняя привлекательность тоже играет не последнюю роль, особенно в выставочных работах.      Еще один аргумент в пользу такого решения возникает при поканальном усилении. Известное противоречие между неравномерным распределением энергии музыкального сигнала по спектру и равной мощностью каналов усилителя элегантно разрешается при последовательном включении пищалок. В этом случае максимальная выходная мощность "пищалочных" каналов усилителя уменьшается вдвое по сравнению с обычной нагрузкой, что позволяет полнее использовать его динамический диапазон и снизить искажения.      Однако все сказанное выше подразумевает использование совершенно одинаковых пищалок. Возможен и другой вариант - с разными пищалками, воспроизводящими отдельные диапазоны частот. Истоки этого решения надо искать в домашних акустических системах четвертьвековой давности. Воспроизведение всего диапазона частот выше 3-5 кГц одной пищалкой было тогда достаточно сложной задачей, поэтому он был разделен. Полосу от 3-5 до 10-12 кГц воспроизводил обычный для тех лет диффузорный высокочастотник небольшого размера, а все, что выше - купольный или ленточный рупорный супертвиттер. По мере развития технологий это решение из массовой домашней аппаратуры ушло, но имеет все шансы вернуться в автомобильную.      Проблема воспроизведения всего высокочастотного диапазона одной пищалкой решена давно, но хорошая широкополосная пищалка - нежное и недешевое изделие. По крайней мере, в нижнем и среднем диапазоне цен ни одна конструкция и материал купола пока что не могут одновременно удовлетворить всем требованиям, по большей части противоречивым. Необходима высокая жесткость, малая масса, хорошее внутреннее демпфирование. Поэтому для массовых изделий итоги неутешительны:

  • Текстильный купол обеспечивает прекрасную проработку верхней середины и детальность звучания, но на верхнем краю диапазона звучание обычно приглушено (завал АЧХ).
  • Металлический купол обеспечивает великолепное воспроизведение высокочастотного участка диапазона. Однако низкочастотный участок диапазона не всегда воспроизводится адекватно, звучание нередко окрашено резонансами самого купола (эффект камертона).
  • Полимерный или металлизированный купол обеспечивает достаточно широкий диапазон частот, но, как правило, со значительной неравномерностью АЧХ и диаграммы направленности. Вследствие этого звучание может принимать различную окраску.

Вывод: достоинства разных материалов надо объединять, а недостатки - компенсировать. В качестве объекта исследования выступили пищалки:

  • Prology RX-20s (шелковый купол, индуктивность 0,22 мГн)
  • Prology CX-25 (майларовый купол с металлизацией, индуктивность 0,03 мГн)

     Прослушивание показало, что шелковой пищалке при всей детальности звучания недостает "воздуха", а майларовая пищалка прекрасно "цыкает", но при работе с фильтром первого порядка обладает пронзительным "голосом". Очевидно, что при соответствующем выборе частоты раздела они составили бы прекрасную пару.      В целях упрощения конструкции и облегчения условий работы усилителя выгоднее всего применять фильтры первого порядка. Они создают минимальные фазовые искажения, чем выгодно отличаются от других конструкций. Однако фильтры первого порядка обеспечивают слишком малое затухание за пределами рабочей полосы, поэтому пригодны только при небольшой подводимой мощности или достаточно высокой частоте раздела (7-10 кГц). Поэтому в большинстве серьезных конструкций используют фильтры более высоких порядков, от второго до четвертого.      В данном случае было решено применить фильтр квазивторого порядка, использующий индуктивность звуковой катушки. Чувствительность пищалок оказалось практически одинаковой, а индуктивность отличалась почти на порядок. Это заметно упростило конструкцию пассивного кроссовера, поскольку индуктивность звуковой катушки вошла в схему.      Идея была навеяна статьей "О бедной пищалке замолвите слово" ("Мастер 12вольт" № 47). В ней было рассмотрено взаимодействие кроссовера и пищалки, а также методы воздействия на результирующую АЧХ. При работе с пассивным фильтром ВЧ индуктивность звуковой катушки образует с емкостью фильтра колебательный контур, частота его резонанса оказывается в полосе рабочих частот пищалки. В результате на АЧХ возникает "горб", величина которого зависит от добротности этого контура. Результатом этого может быть окраска звучания и другие артефакты. Однако в ряде случаев эти явления можно обратить на пользу.

рисунок 1

     При разработке кроссовера использовалась среда моделирования Micro-Cap 6.0, но те же результаты можно получить и с помощью других программ (Electronic WorkBench, например). В расчетах использовалась упрощенная модель динамической головки, учитывающая только ее индуктивность и активное сопротивление (рисунок 1). Данное упрощение вполне допустимо, поскольку резонансный пик импеданса большинства современных пищалок невелик, а частота механического резонанса подвижной системы находится за пределами рабочей полосы частот.      В результате получилась следующая схема (рисунок 2).

рисунок 2

     Конденсатор C1 определяет нижнюю границу диапазона воспроизводимых частот всей системы. Индуктивность звуковой катушки BA1 участвует в формировании АЧХ. В области частоты раздела крутизна АЧХ близка к фильтрам 2 порядка, хотя на большом удалении возвращается к исходному для 1 порядка значению (6 дБ/октава). Верхняя граница диапазона для BA1 формируется акустически. Поскольку отдача шелковой пищалки на частотах выше 11 кГц заметно снижается, вводить дополнительное затухание сигнала нет смысла. В то же время индуктивность звуковой катушки и конденсатор C2 образуют режекторный контур (фильтр-пробку) на частоту порядка 5 кГц. Подавление этой области частот устранило "пронзительное" звучание майларовой пищалки, сохранив за ней воспроизведение только высокочастотного участка диапазона.      АЧХ кроссовера по напряжению приведена на рисунке 3.

рисунок 3

     Качество звучания оказалось не в пример выше исходного, а кроссовер в силу своей предельной простоты не представлял проблем для усилителя. В процессе проверки и отладки был использован усилитель музыкального центра, в окончательном варианте для пищалок использована пара каналов встроенного усилителя магнитолы. Вторая пара каналов работает на мидбас.      В конструкции использованы отечественные конденсаторы К73-17. Монтаж - навесной, в разрыв проводов. Элементы зафиксированы термоусадочной трубкой. Провода и элементы кроссовера закреплены под торпедо клейкой лентой. Поскольку конструкция содержит минимум деталей, такое упрощение вполне оправдано.^

    Компонентные акустические системы получили в car audio широкое распространение, причем с появлением бюджетных комплектов область их применения заметно расширилась. Удобство компоновки, легкость настройки звуковой сцены снискали им заслуженную популярность. Однако в некоторых случаях удобнее использовать коаксиальные динамики. Причин может быть много: сложность косметической интеграции компонентных систем или дополнительных пищалок, желание сохранить исходный вид салона, нестандартный размер и т.д. В некоторых случаях заменить штатные коаксиалы другими динамиками вообще невозможно без кардинальной переделки посадочных мест из-за специфических размеров или особенностей конструкции. Что же делать в этом случае? Постараться выжать максимум из имеющегося "сырья".     Чаще всего коаксиальные динамики установлены в торпедо и работают в акустическом оформлении "открытый корпус". Вследствие акустического короткого замыкания воспроизведение частот ниже 200-300 Гц значительно ослаблено независимо от размера диффузора и частотной характеристики самого излучателя. Все попытки воспроизвести хоть какое-то подобие баса без доработки штатного места лишены смысла. Поэтому будем рассматривать коаксиал в торпедо исключительно как СЧ-ВЧ излучатель, и исследуем, как можно улучшить его характеристики в этой роли.

Три источника и три составные части (не марксизма, конечно, а коаксиала):

  • Основной излучатель
  • Дополнительный излучатель
  • Кроссовер
    Основной излучатель массовых конструкций снабжен диффузором из полипропилена различных модификаций, а в штатных коаксиалах он нередко бумажный. С точки зрения качества звучания последний вариант предпочтительнее. Почему - понятно: плавный переход из поршневого режима работы в зонный, отсутствие призвуков, малая масса, достаточно высокая верхняя граница частотного диапазона (7-10 кГц).     Если обратиться к статистике, то большинство коаксиалов "торпедного" калибра (10-13 см) снабжены одним дополнительным излучателем. Чаще всего это пищалка с текстильным или пластиковым куполом диаметром 13-18 мм, иногда металлизированным. Собственная частота резонанса таких излучателей 1,5-3 кГц, это запомним на будущее.     Кроссовер большинства коаксиалов работает только с пищалкой и образован единственным конденсатором емкостью 3,3-4,7 мкФ, чаще всего - электролитическим. Таким образом, это простейший фильтр первого порядка с частотой среза 6-9 кГц, поэтому подавление внеполосных сигналов недостаточное, возможна перегрузка пищалки. Следствие - "поросячий визг" и заметные резонансные призвуки.

С чего начать

    Итак, первый и самый очевидный путь повышения качества звучания - заменить оксидный конденсатор в кроссовере более приличным, а заодно и пересмотреть его номинал. Если основной излучатель бумажный, то он уверенно отыгрывает диапазон средних частот, и помощь пищалки требуется лишь на высокочастотном участке диапазона. В таком случае емкость конденсатора можно снизить вплоть до 2 мкФ, это сдвинет максимальную отдачу в область частот выше 10 кГц. Как отмечалось в свое время ("О бедной пищалке замолвите слово" - "Мастер 12вольт" № 47), электрический резонанс емкости фильтра с индуктивностью звуковой катушки пищалки формирует небольшой горб на АЧХ, вот его мы и "задвинем" наверх, чтобы улучшить отдачу в этом диапазоне частот. Повышение частоты раздела повысит и перегрузочную способность пищалки, это позволит без риска подводить к динамикам более высокую мощность.     Теперь займемся основным излучателем. Поскольку в коаксиалах не используют склонные к внутренним резонансам "жесткие" диффузоры, то переход из поршневого режима работы в зонный происходит плавно. Поэтому дополнительно ограничивать полосу частот сверху не требуется.     Рост индуктивности звуковой катушки с частотой приводит к увеличению импеданса головки. Причем индуктивность эта у "среднестатистического" коаксиала составляет 0,2-0,4 мГн, и уже на частотах 2-3 кГц импеданс возрастает практически в два раза. Обстоятельство неприятное, но в нашем случае и его можно обратить на пользу.     В случае компонентной акустики в кроссовере обычно имеется стабилизатор импеданса в виде RC-цепи, подключенной параллельно динамику. В ряде работ показано, что для среднечастотных головок удобнее оказывается включение последовательного резистора (диссипатора). При таком подключении головка питается уже не от источника напряжения, а от источника тока, поэтому происходит не только стабилизация импеданса в широком диапазоне частот, но и значительное снижение интермодуляционных искажений, особенно заметное при использовании недорогих широкополосных и среднечастотных головок.     Практика показывает, что достаточно установить резистор с сопротивлением, приблизительно равным 0,5-1 номинального импеданса головки. Для частоты раздела выше 300 Гц мощность рассеяния резистора должна равняться 15-20% номинальной мощности головки. Следует также учитывать снижение отдачи и ухудшение демпфирования, но мы договорились не рассматривать низкочастотную область.     Теперь посмотрим, к чему приведет включение резистора последовательно с коаксиальной головкой. Для моделирования, как обычно, используем среду MicroCap и простую модель динамической головки со средними для коаксиалов значениями Re и Le.

    Что же получилось в итоге? На частотной характеристике основного излучателя появился плавный подъем в области 3-10 кГц величиной около 3 дБ. Величина подъема определяется индуктивностью звуковой катушки и сопротивлением добавочного резистора. В зависимости от характеристик динамика это или компенсирует завал АЧХ, или прибавит детальности звучания. Завал АЧХ выше 10 кГц - влияние режекторного контура, образованного емкостью фильтра и индуктивностью пищалки. На артефакты в области выше 15 кГц можно не обращать внимания, на этом участке наложится еще естественный спад АЧХ динамика. Таким образом, почти без усилий у нас появилось некоторое подобие кроссовера для основной головки. Благодаря индуктивности основного излучателя характеристики кроссовера пищалки тоже изменились. Несмотря на очевидный первый порядок, крутизна спада АЧХ достигает 9 дб/октава.     Это плюсы. Теперь минусы. Ухудшенное демпфирование может привести к некоторому "бубнению" в области частоты резонанса основного динамика (100-150 Гц). Но, поскольку чувствительность снизилась примерно на 6 дБ, о подключении доработанного коаксиала к встроенному усилителю головного устройства, скорее всего, придется забыть. А раз так - во внешнем усилителе найдется активный кроссовер, чтобы ограничить снизу рабочую полосу частот.     В порядке эксперимента доработке были подвергнуты несколько коаксиальных динамиков разных марок:

  • AUDAX (штатные Renault)
  • Prology PX-1022
  • JBL P-452
    Во всех случаях было отмечено "просветленное" звучание среднечастотного диапазона, исчезла "сиплость" пищалки при большой подводимой мощности, улучшился общий тональный баланс. Даже грубые AUDAX с тяжелыми картонными диффузорами и отвратительными пищалками - и те обрели второе дыхание.

Стр.

auto-ally.ru