Навіщо потрібні розділові фільтри в ас - основи акустики
В теорії ідеальне джерело звуку - точковий, а вже максимально наближений до нього широкосмуговий має цілий ряд недоліків, серед яких перше місце займають його значні розміри. На жаль, практично неможливо створити широкосмуговий гучномовець, здатний відтворити досить широку смугу частот при рівній АЧХ, що задовольняє хоча б застарілому стандарту Hi-Fi Din 45500. Крім того, причин доручити відтворення різних діапазонів спеціалізованим випромінювачам більш ніж достатньо, перерахуємо лише деякі з них:
- З підвищенням робочої частоти випромінювач значних розмірів ставати більш спрямованим і завжди має велику нерівномірність АЧХ в області високих частот
Здавалося б, не буває правила без винятків, але в даному випадку навіть виключення - такі нетрадиційні випромінювачі як електростатичні або, наприклад, плазмові - мають свої недоліки.
На настройку розділення каналів (кросовер) витрачається левова частка часу при проектуванні і виготовленні АС. Після попередніх розрахунків, численних експериментів і подальших коригувань кінцевий результат настройки виглядає таким чином:
- Створити максимально рівну АЧХ, рівний тональний баланс. Як в самих поддиапазонах випромінювачів, так і в області стикування кожного з них один з одним, незважаючи на велику нерівномірність АЧХ випромінювачів.
- Максимально звузити зону спільного випромінювання НЧ / СЧ / ВЧ-випромінювачів. В області спільної роботи різницю фаз головок близька до нуля і головки мають схожу діаграму спрямованості. Це необхідно, щоб при відхиленні від осі акустичної системи на частоті розділу не виникало провалів на АЧХ і не спотворюється тональний баланс.
- Випромінювачі повинні працювати в оптимальному режимі, тобто среднечастотний випромінювач не перевантажується низькочастотними складовими, а твіттер середньочастотними.
- Забезпечити розвантаження ВЧ-випромінювачів від відтворення частот, на яких твітер випромінює звукові коливання зі значними спотвореннями і може згоріти або просто вийти з ладу при підведенні навіть звичайної експлуатаційної потужності. Слід зауважити, що ВЧ-випромінювач повинен працювати на частотах в два рази перевищують частоту його власного резонансу. Ну а в самих фільтрах варто було б знижувати звуковий тиск на частоті резонансу випромінювача на 20 дБ, але зазвичай знижують тільки на 12 дБ.
- Досягти такої частоти стикування ВЧ і СЧ-випромінювачів, при якій вони будуть мати однакові кутові характеристики по горизонталі в межах +/- 30 градусів.
- Щоб уникнути частоти стикування поддиапазонов в 2,5 кГц і розташування зони спільного випромінювання в діапазоні від 2 - 3,5 кГц, домогтися максимально низької частоти розділу.
- Імпеданс АС по можливості постійний, щоб підсилювача було комфортно працювати.
- Порядок фільтра, крутизна і область розділу підібрані таким чином, що слух не локалізує область розділу смуг.
Згідно вищепереліченого, далеко не повного, списку принципів конструювання розділових фільтрів вибираються порядки ФВЧ і ФНЧ. Якщо АЧХ і інші характеристики динаміків дозволяють, слід застосовувати фільтри максимально низьких порядків. Але насправді ж, з метою економії (бюджетна акустика) для ВЧ-випромінювача найчастіше використовують фільтри першого порядку, а СЧ-випромінювач і зовсім залишається без фільтра, і лише іноді при підборі спеціально сконструйованих СЧ-і ВЧ-випромінювачів деяким виробникам, навіть при використанні фільтрів першого порядку, вдається досягти хорошої якості звуку.
Отже, якщо ви хочете зменшити зону спільного випромінювання гучномовців один з одним (наприклад, твітера і вуфера), ліквідувати <грязь> і надійно захистити ВЧ-випромінювач при роботі на максимально низьких частотах, встановлюйте гарне програмне забезпечення (Visaton. linearX і т.д.) і проектують фільтри по конкретним вимірами, щоб їх порядки відповідали використовуваним випромінювачам.