În circuitele practice, amplificatorul operațional este acoperit de feedback negativ (NFB). Datorită deplasării de fază între semnalul de intrare și de ieșire al amplificatorului operațional (cu frecvența crescută într-un amplificator cu mai multe etape, această schimbare de fază crește) la unele frecvențe, feedback-ul poate deveni pozitiv. Dacă la aceste frecvențe câștigul amplificatorului este mai mare decât unitatea, atunci apar auto-oscilații la ieșirea circuitului. Pentru a elimina apariția acestor oscilații (autoexcitarea amplificatorului operațional), se folosesc circuite de corecție a frecvenței.
Să considerăm un amplificator acoperit de feedback de tensiune (Fig. 8.7). Să presupunem că circuitul folosește un amplificator operațional în trei trepte. Să-i determinăm câștigul. Vom considera că caracteristica de transfer a amplificatorului operațional este ideală, adică. U afară =K O U intrare . Apoi
unde - coeficient de feedback (adâncime). De aici:
.
Aici K=K 0 /(1+ LA 0 ) - câștigul amplificatorului în buclă închisă. Dacă valoarea Co. este grozav, atunci
Și 
,
adică practic nu depinde de câștigul amplificatorului operațional.
Să ne întoarcem acum la Fig. 8.7, b, c. Frecvența este marcată pe axa frecvenței f etc, la care defazarea dintre semnalele de ieșire și de intrare ajunge la 180°. Acum este ușor de determinat din grafic prezența condițiilor de excitație în circuit. Dacă linia K*= 1/ intersectează răspunsul în frecvență într-un punct corespunzător unei frecvențe mai mari f etc, atunci vor apărea false oscilații în circuit. În acest caz, defazarea de-a lungul circuitului de feedback atinge o valoare mai mare de 360°. În consecință, adâncimea feedback-ului negativ al amplificatorului este limitată de starea de stabilitate a amplificatorului operațional. În fig. 8.7, b sunt indicate limitele pentru modificarea posibilului câștig al amplificatorului, la care amplificatorul operațional nu este excitat (zona 1).
Cerința cel mai frecvent utilizată în practică pentru a asigura stabilitatea circuitului, corespunzătoare marjei de fază maximă posibilă în bucla OOS (cu aproximarea fazei acceptată la frecvență f sr2- 90°, de fapt 45°), este după cum urmează: drept K*= 1/ (dB) ar trebui să intersecteze segmentul de răspuns în frecvență cu o pantă de 20 dB/dec. În unele cazuri, o marjă de fază mai mică pentru auto-excitare poate fi suficientă, astfel încât în amplificatoarele cu feedback negativ este posibilă utilizarea unei părți a secțiunii cu o pantă de 40 dB/dec.
E 
Dacă este necesară implementarea unui amplificator cu feedback negativ, pentru care criteriul de stabilitate formulat nu este îndeplinit, atunci circuitele de corecție a frecvenței trebuie introduse în amplificator operațional. Acesta din urmă trebuie, în cel mai simplu caz, să modifice răspunsul în frecvență al amplificatorului operațional, astfel încât criteriul de stabilitate pentru LA*. Dacă circuitele de corecție sunt selectate în așa fel încât panta răspunsului în frecvența amplificatorului operațional rezultat să fie de 20 dB/dec și să treacă prin punctul de frecvență a câștigului unitar f T ,
atunci amplificatorul are un răspuns în frecvență complet corectat, care se numește optim.
Să ne uităm la câteva lanțuri de corecție. Un lanț corectiv de tip diferențiator (corecție pentru avans de fază) a devenit larg răspândit (Fig. 8.8). Particularitatea răspunsului în frecvență al acestui circuit este creșterea sa în domeniul de frecvență de la f 4 inainte de f 5 la o rată de 20 dB/dec.
Rol R1îndeplinește de obicei una dintre rezistențele interne ale amplificatorului operațional. Adesea și R1 implementat în interiorul amplificatorului operațional. Prin urmare, corecția de acest tip se reduce doar la conectarea unui condensator C1(uneori R2) la concluziile corespunzătoare.
Tip integrator de lanț corectiv 
a (corecția pentru decalajul de fază) este prezentată în Fig. 8.9. Răspunsul în frecvență Bode al acestui circuit în intervalul de frecvență de la f 6
inainte de f 7 scade cu o rată de -20 dB/dec. Rolul rezistenței R3 De regulă, rezistența de ieșire a etapei de corecție joacă un rol. Prin urmare, corecția de tip integrator în practică se reduce la conectarea unui circuit R4С2.
LA 
Cum sunt folosite lanțurile considerate pentru corectarea amplificatoarelor cu două trepte? În fig. 8.10 arată răspunsul inițial în frecvență al unui amplificator în două trepte, caracteristicile frecvenței (curbe 1
’
,
2
’
,
8
’
)
au folosit lanțuri corective (pentru ei LA<
0) și răspunsul în frecvență corectat corespunzător (curbe 1,
2, 3).
Figura arată că un lanț de corecție de tip diferențiator face posibilă efectuarea atât de corectare parțială, cât și de cea optimă a răspunsului în frecvență, în care scăderea răspunsului în frecvență în întreaga bandă de frecvență a amplificatorului operațional este de - 20 dB/dec (curba 2
în fig. 8.10, b).
În practică, o serie de alte lanțuri sunt folosite pentru a corecta răspunsul în frecvență al amplificatoarelor operaționale. Este important de remarcat faptul că pentru fiecare amplificator specific, manualele de referință recomandă propriul set de circuite RC conectate la pini speciali (punctele de înaltă impedanță ale circuitului). Aceste puncte sunt selectate astfel încât valorile elementelor circuitului de corecție să fie mici. Răspunsul în frecvență al amplificatoarelor moderne în două trepte este corectat folosind un circuit de corecție extern, în timp ce amplificatoarele cu trei trepte sunt de obicei corectate folosind două circuite.
O serie de amplificatoare operaționale au încorporate circuite de corecție a frecvenței, cel mai adesea implementate pe baza condensatoarelor MOS, formate în cristal simultan cu alte elemente de amplificare. Astfel de amplificatoare rămân stabile indiferent de cantitatea de feedback, ceea ce este avantajul lor incontestabil. (Simplifica proiectarea circuitelor bazate pe acestea). Cu toate acestea, amplificatoarele operaționale compensate intern au o lățime de bandă limitată și, prin urmare, nu profită pe deplin de proprietățile dinamice ale amplificatorului pentru LA*>>1 (în ele, corecția de frecvență este efectuată în cel mai rău caz, adică pt K*= 1).
Legăturile de canale de difuzare introduc distorsiuni de amplitudine-frecvență. Aceasta înseamnă că câștigul sau atenuarea lor este o funcție de frecvență și răspunsul în frecvență al câștigului nu este orizontal.
În multe dispozitive de difuzare, magnitudinea distorsiunilor de amplitudine-frecvență, manifestată ca o scădere a coeficientului de transmisie la frecvențe extreme, este redusă la o valoare normalizată prin construcția rațională a circuitului electric, selectarea valorilor elementelor sale și funcționarea. modul și utilizarea feedback-ului negativ. Dar caracteristicile de amplitudine-frecvență ale unor părți ale canalului de difuzare, liniile de conectare, dispozitivele de înregistrare și reproducere a sunetului, liniile de distanță lungă și liniile de difuzare prin fir nu au o secțiune orizontală. În aceste cazuri, distorsiunile de amplitudine-frecvență sunt reduse prin includerea unui circuit special în canalul de difuzare - contur de corecție CC.
Principii de ajustare
Răspuns amplitudine-frecvență QC ar trebui să fie astfel încât caracteristica generală amplitudine-frecvență a legăturii de distorsionare și. QCîntr-o bandă de frecvenţă dată de la fmax inainte de fmin era o linie orizontală. Deci, condiția pentru corectarea frecvenței legăturii de distorsionare:
unde si - respectiv, coeficientul de atenuare (transmisie) al legăturii de distorsionare și al circuitului de corecție.
Metodele de corectare a distorsiunilor amplitudine-frecvență din punct de vedere al metodelor tehnice și metodelor de calcul sunt apropiate de metodele de predistorsiune a frecvenței. Preaccentuarea frecvenței este distorsiunea artificială a spectrului unui semnal de difuzare pentru a îmbunătăți SNR. Preaccentuarea frecvenței este utilizată pe scară largă în canalele de difuzare, cum ar fi liniile principale, dispozitivele de înregistrare a sunetului și transmisiile radio cu modulație de frecvență.
Deoarece liniile trunk sunt incluse în canalul de difuzare în diferite combinații arbitrare, ele sunt considerate legături independente ale canalului. Nu este de dorit să se compenseze distorsiunile de amplitudine-frecvență introduse de linia trunchială în alte părți ale canalului - LU sau PU, deoarece în acest caz este imposibil să manevrezi amplificatoarele și linia trunchiului și să conectezi orice linie trunchială la orice amplificator. Fiecare SL trebuie ajustat, indiferent de alte link-uri din canal. Identitatea răspunsului în frecvență al liniilor corectate facilitează funcționarea acestora și redundanța reciprocă. Răspunsul în frecvență al SL corectat trebuie să se încadreze în șablon:
SL folosește metode fundamental diferite pentru ajustarea răspunsului în frecvență decât în liniile de difuzare cu fir. Datorită numărului mare de linii principale incluse secvenţial în canalul de difuzare, este necesară o precizie ridicată a corecţiei (vezi Tabelul 1).
Liniile de legătură sunt încărcate cu rezistență activă, a cărei valoare este proporțională cu modulul impedanței caracteristice a liniei. În aceste condiții, atenuarea SL crește monoton cu frecvența. Din punct de vedere fizic, acest fenomen poate fi explicat folosind un circuit echivalent.
Este valabil dacă lungimea liniei nu depășește un sfert din lungimea de undă a semnalului transmis, adică. cu o linie scurtă electric. Rezistența firelor de linie, împreună cu rezistența formată de rezistențele scurgerilor active și capacitive dintre firele de linie, și rezistența de sarcină formează un divizor de tensiune. Pe măsură ce frecvența crește, modulul crește și modulul scade. Prin urmare, coeficientul de transmisie al acestui circuit scade odată cu creșterea frecvenței, iar atenuarea crește.
Distorsiuni suplimentare de amplitudine-frecvență apar din cauza modificărilor rezistenței de intrare a liniei de conectare în domeniul de frecvență. Deoarece CL este sarcina LU, modificările rezistenței de intrare a CL duc la o modificare a căderii de tensiune pe rezistența internă a sursei de semnal de difuzare - LU. Dar cu o mică rezistență internă a LU, aceste distorsiuni sunt nesemnificative și nu sunt luate în considerare.
Pentru a corecta răspunsul în frecvență al SL, este utilizată o rețea specială cu patru porturi cu parametri concentrați - un circuit de corecție (CC). Atenuarea sa în intervalul de frecvență de funcționare ar trebui să se schimbe astfel încât atenuarea generală a SL și CC să nu depindă de frecvență. Presupunerea că atenuarea totală a SL și CC este egală cu suma atenuărilor și este valabilă numai în cazul în care impedanța de intrare a CC este constantă în intervalul de frecvență de funcționare și este egală cu rezistența de sarcină. În caz contrar, la conectarea CC la linia trunchială, sarcina pe linia trunchială se va modifica și atenuarea acesteia se va modifica.
CC ar trebui să introducă cea mai mare atenuare la cea mai joasă frecvență de operare. Până la frecvențe de 500-700 Hz, atenuarea ar trebui să rămână aproximativ constantă și apoi să scadă ușor la zero la cea mai mare frecvență de operare.Proprietățile fizice ale SL și CC sunt diferite; linia este o rețea cu patru terminale cu parametri distribuiți, CC este o rețea cu patru terminale cu parametrii concentrați. Prin urmare, este imposibil să se obțină compensarea completă a distorsiunilor de amplitudine-frecvență introduse de SL folosind CC.
Cu cât sunt luate mai multe puncte de pe axa frecvenței pentru care atenuarea QC ar trebui să coincidă cu atenuarea obținută din curba idealizată, cu atât schema QC este mai complexă.
CC trebuie să aibă un număr minim de elemente personalizabile (selectabile). La cea mai mare frecvență, atenuarea CC ar trebui să se apropie de zero. Pornirea CC nu ar trebui să schimbe caracteristica de frecvență a atenuării legăturii asociate cu acesta, în acest caz, SL, altfel corecția frecvenței se va transforma într-un proces complex și laborios de selecție empirică a elementelor CC. Când porniți un CC la sfârșitul unei linii, trebuie utilizat un CC cu o impedanță de intrare constantă, iar când porniți la începutul unui trunchi, utilizați o impedanță de ieșire minimă. Reducerea rezistenței de ieșire a CC este de asemenea de dorit atunci când CC este pornit la capătul liniei, deoarece aceasta reduce tensiunea de zgomot extern indusă pe circuitul de intrare al amplificatorului care urmează CC. Constanța impedanței de intrare este utilă și în cazurile în care CC este pornit înainte de LAN, deoarece acest lucru stabilizează modul LU.
Prin urmare, CC trebuie să aibă o impedanță de intrare constantă, o impedanță de ieșire minimă, o atenuare minimă la cea mai mare frecvență de operare și cel mai mic număr de elemente reglabile.
Scheme de bază QC:
Cea mai simplă rețea cu două terminale, conectată într-un circuit în serie cu sarcina sau în paralel cu sarcina, nu oferă o corecție bună, deoarece impedanța de intrare a unui astfel de CC depinde de frecvență și modifică cursul răspunsului în frecvență al linia.
Un circuit complet paralel are o impedanță de intrare constantă și o impedanță mare de ieșire care variază în funcție de frecvență. Un circuit în serie complet are o impedanță de intrare constantă și o impedanță de ieșire mică, care variază și în funcție de frecvență. Din acest motiv, un circuit în serie complet este cel mai potrivit pentru corecția SL. Circuitul T-bridge oferă o impedanță de intrare constantă, dar impedanța sa de ieșire este mai mare decât cea a unui circuit în serie completă. Prin urmare, este mai puțin potrivit pentru corectarea diabetului, deși se găsește destul de des în echipamentele standard.
Gradul de complexitate al rețelelor cu două terminale depinde de precizia corecției necesară. Dacă rețelele cu două terminale și c conțin fiecare câte două elemente și sunt formate dintr-o conexiune paralelă de rezistență activă și capacitate și o conexiune în serie de rezistență activă și inductanță, atunci caracteristica de atenuare calculată va coincide cu cea idealizată în două puncte - la (practic, în regiunea frecvenţelor inferioare) şi la. Dacă - sunt cu trei elemente, atunci se obține o potrivire la trei puncte. Cu cerințele tot mai mari pentru acuratețea corecției răspunsului în frecvență, CC nu este suficient. Apoi sunt utilizate două sau mai multe CC, iar CC suplimentare servesc la corectarea neuniformității răspunsului în frecvență rămas după introducerea primului CC.
Complicarea QC din motive economice nu este de dorit. Prin urmare, ele sunt de obicei limitate la condiția ca curbele de atenuare CC idealizate și calculate să coincidă în trei puncte, care sunt luate ca unul, și unul intermediar. Formulele de calcul sunt simplificate semnificativ dacă luăm ca punct intermediar frecvența la care atenuarea CC este egală cu jumătate din maxim.
Circuitele cu două terminale sunt sintetizate pe baza următoarelor considerații.
În regiunea frecvențelor inferioare, rezistențele trebuie să fie pur active. La cea mai mare frecvență calculată, ar trebui să dispară și să se apropie de infinit. Acest lucru se poate realiza prin realizarea lui sub forma unei serii și sub forma unui circuit oscilator paralel. Frecvențele de rezonanță ale circuitelor trebuie să fie egale și să coincidă cu cea mai mare frecvență a domeniului de funcționare. Atenuarea navei spațiale în regiunea frecvențelor inferioare este determinată de relația și:
Panta răspunsului în frecvență al atenuării CC crește odată cu creșterea raportului și, în consecință, crește frecvența de jumătate de atenuare. Pierderile în circuitele oscilatorii reduc acuratețea corecției la frecvențe mai mari. Prin urmare, inductoarele ar trebui să aibă cea mai mică rezistență activă posibilă. Condensatorii trebuie să aibă pierderi dielectrice scăzute.
Aproape orice sistem audio poate fi făcut să se joace mai bine. Și asta îmi place să fac, fie că este stereo sau multicanal, fie că este făcut pentru muzică sau pentru film. Principiile de bază ale îmbunătățirii sunetului sunt o căutare amănunțită a blocajelor. Toată lumea știe că componentele trebuie să se potrivească între ele, dar adesea uită că pot fi făcute erori în timpul instalării.
Pentru a găsi probleme, ar trebui să utilizați instrumente de măsurare speciale sau produse software - REW, ARTA și altele. Din fericire, sunt destule pe piață – create de pasionați și distribuite gratuit. De obicei lucrez cu programul REW și un microfon USB Umic-1 sau folosesc corectorul de cameră crossover Trinnov ST2 de la sistemul stereo de acasă. Acesta din urmă este convenabil deoarece arată rezultatele în grafice vizuale și vă permite să controlați nu numai caracteristicile standard (răspuns în frecvență și răspuns la fază), ci și așa-numitele măsurători „anecoice” ale răspunsului în frecvență, răspuns la impuls, întârziere de grup timpul și timpul de răspuns al camerei în funcție de frecvență. Studierea și compararea datelor obținute ajută la identificarea defectelor sistemului și la schițarea modalităților de îmbunătățire a acestuia.
Influența camerei
Poate că ar trebui să începem cu un grafic orientativ, care combină curbele de răspuns în frecvență ale sistemului, ținând cont de răspunsul camerei (culoarea liliac) și așa-numitul. măsurători „anecoice”, în care influența încăperii este eliminată din considerare pe cât posibil. Vă rugăm să rețineți că prețul diviziunii este de 5 dB, iar diferența medie între răspunsul în frecvență al sunetului direct și răspunsul general în frecvență este de aproximativ 6 dB în intervalul de frecvență joasă/medie - aceasta este influența camerei asupra sunet. Acestea. această cameră practic dublează presiunea sonoră de la difuzoare și face acest lucru cu o oarecare întârziere. Camera aleasă pentru a fi luată în considerare este standard: 24 mp, covor pe podea, canapea moale, câteva fotolii, plăci din spumă de polistiren pe tavan - asta este toată absorbția fonică.
Iată cum arată răspunsul aceleiași încăperi (reacția la un impuls) în timp:
Verticală - frecvență, orizontală - timp în milisecunde, culoarea indică amplitudinea în dB Aceasta arată răspunsul camerei la un singur impuls. Când muzica se termină, camera continuă să se joace singură. Graficul arată că decaderea basului durează mai mult de 0,6 secunde!
Ca urmare, devine clar că camera afectează sunetul sistemului, iar ascultătorul va observa acest lucru atât în compoziția sunetului în sine (reflexii timpurii), cât și ca efect de ecou. Auzul nostru este conceput astfel încât să nu percepem întotdeauna influența camerei ca interferență. În mod subconștient, o persoană încearcă să determine unde se află și, de obicei, face acest lucru prin sunetele de reverberație care însoțesc orice sunet din cameră. Probabil că această abilitate a fost moștenită de la strămoșii noștri îndepărtați care au trăit în peșteri.
Acasă, se dovedește că ascultătorul percepe ca și când două spații în același timp: camera în care se află și camera în care a fost efectuată înregistrarea (sau o imitație de spațiu cu reverberație artificială adăugată în studio). În general, o astfel de „despărțire” duce la disconfort, deci este mai bine, desigur, să excludem această dualitate, adică. pentru a se concentra pe dispersia sau absorbția sunetului în tratamentul acustic al unei încăperi. Asta dacă vorbim despre o cameră pentru ascultarea muzicii. Mai devreme am scris că este corect doar să faci muting acolo. Dar asta se referă deja la tratamentul acustic, așa că voi reveni la subiectul articolului - corecția electronică a camerei.
Analogic și digital
Pentru sistemele stereo, prezența unui procesor audio este foarte rară. Rădăcinile acestui fenomen cresc din dogma principală audiofilă - „cea mai scurtă cale posibilă”, care implică un set minim de elemente în sistem - doar cele mai necesare. La urma urmei, nu numai controalele de ton, ci chiar și controlul volumului sunt adesea eliminate din tract! Și, în același timp, uită că o astfel de cale audiofilă (ca, într-adevăr, oricare alta) necesită o cameră acustică specială pentru ascultare. Pentru astfel de încăperi, există standarde care normalizează timpul de dezintegrare a sunetului la un nivel de -60 dB (parametru acustic RT60). Cu toate acestea, acest lucru va necesita investiții suplimentare - spațiu liber, o cameră separată etc. Prin urmare, cel mai adesea, tratamentul acustic este complet absent sau redus la minimum: covor pe podea, mobilier tapițat, perdele și mult mai rar - difuzoare în zonele primelor reflexii. În acest caz, corecția camerei va fi deosebit de utilă pentru depanare, în special în domeniul de frecvență joasă.
Fanii sunetului analogic de cea mai înaltă clasă pot încerca să găsească filtre parametrice analogice de studio pe piața secundară sau să comande dispozitivul de la specialiști - practic nu a mai rămas producție modernă de astfel de echipamente.
Este mult mai ușor să utilizați tehnologia digitală, mai ales că aici există o gamă largă de opțiuni: de la un computer cu un program, procesoare de studio - la dispozitive special concepute pentru corectarea camerei (cum ar fi DEQX, Trinnov, MiniDSP, DSPeaker și altele) pentru toate gusturile si buget. Uneori, astfel de procesoare au capacități suplimentare, cum ar fi playere de rețea, crossover-uri încorporate și diverse „amplificatoare” de sunet. Și, în sfârșit, receptoarele AV moderne și procesoarele de sunet multicanal sunt aproape întotdeauna echipate cu algoritmi de corecție a camerei, cei mai populari fiind Dirac și Audyssey cu capabilități de reglare manuală și filtre parametrice. Soluțiile mai scumpe pot folosi algoritmi Trinnov și, de exemplu, kitul JBL Synthesis include imediat procesoare de studio BBS cu software original. Apropo, procesoarele audio digitale sunt adesea echipate cu intrări analogice.
Șase pași pentru un sunet mai bun
Acum să răspundem la întrebarea: ce anume poate (și ar trebui) să fie ajustat într-un sistem de reproducere a sunetului de acasă?
1. În primul rând, aș pune rezonanțe pronunțate în cameră; ele interferează cel mai mult cu ascultarea, deoarece nu sunt niciodată percepute ca o parte organică a sunetului, existând separat de acesta, iar acest „zâmbit” constant al camerei pe același ton rapid. obosește ascultătorul. Iată cum arată o rezonanță tipică a camerei pe graficul răspunsului în frecvență al sistemului înainte și după corectarea acestuia (grafice de sus și de jos, respectiv):
La o frecvență de 45 Hz, amplitudinea rezonanței camerei ajunge la 20 dB! Puteți scăpa de acest zumzet „decupând” vârful rezonant cu un egalizator parametric.
Un egalizator parametric reglează nivelul sunetului la o anumită frecvență, iar lățimea acestei benzi de frecvență (factor de calitate) poate fi determinată, spre deosebire de egalizatorul „grafic” mai simplu, care are o grilă de frecvență fixă și benzi de reglare. Egalizatorul de „o treime de octava”, folosit pe scară largă, după cum sugerează și numele, are un factor Q de 1/3 de octavă, în timp ce la frecvențe joase vârfurile de rezonanță din cameră au un factor Q tipic de 1/10 până la 1/12 octavă. Cu alte cuvinte, un egalizator de a treia octava nu va fi potrivit pentru rezolvarea problemelor tipice.
Cu toate acestea, egalizatoarele parametrice au și dezavantajul lor - eliminăm din sunetul direct nota la care camera este „excitată”. Dar până la urmă, încă mai auzim această notă după ce se reflectă de pe pereți, rezonează și este readusă la volumul inițial. Din cauza acestei întârzieri, se crede că este mai bine să nu faceți deloc corecția electronică a camerei. Cu toate acestea, cum altfel putem elimina vârful răspunsului în frecvență prezentat mai sus la 45 herți? Este nerealist să construiești absorbante acustice de această dimensiune. Prin urmare, alegem cel mai mic dintre cele două rele. Este demn de remarcat faptul că algoritmul Trinnov pentru suprimarea rezonanțelor de joasă frecvență folosește tehnici speciale, cum ar fi suprimarea reflexiilor primare folosind impulsuri generate care sunt furnizate în antifază poziției de ascultare și controlul amplitudinii prin deplasarea fazei unuia dintre difuzoare în joasă. -gama de frecventa.
2. Pe locul doi în ceea ce privește influența nedorită se află reflexiile de la suprafețele din apropiere, așa-numitele. Efectul SBIR (Speaker Boundary Interference Response). În am descris deja acest efect, care duce la scăderi profunde și creșteri ale răspunsului în frecvență al sistemului. Spre deosebire de rezonanța camerei, efectul SBIR vine cu întârziere minimă, astfel încât poate fi reglat electronic fără efecte nedorite asupra sunetului. Pentru aceasta, sunt utilizate diferite tipuri de procesoare de sunet: acestea vă permit să formați răspunsul în frecvență al sistemului, inclusiv filtre parametrice cu o singură avertizare - vârfurile de sunet cauzate de efectul SBIR sunt ușor de reglat, dar cu scăderi situația este diferită. Este posibil să „trageți” frecvența dacă numai fiecare element al sistemului (preamplificator, amplificator de putere, difuzoare) permite ca această parte cea mai amplificată a semnalului să fie transmisă fără distorsiuni. Sistemul trebuie să aibă o rezervă de suprasarcină pentru o astfel de corectare. Prin urmare, de regulă, pentru a corecta „scăderile” răspunsului în frecvență, nu se utilizează amplificarea mai mare de 6 dB. Și dacă „scăderea” a crescut mai adânc cu -10 sau -20 dB, este mai bine să nu o corectați deloc, altfel va avea doar un efect negativ.
3. Al treilea punct va fi corectarea marginilor intervalului de frecvență. În acest caz, schimbăm semnalul direct, astfel încât să putem folosi orice algoritm dintre cei disponibili în sistem. Este relativ ușor să extindeți ușor gama de frecvență joasă a sistemului (dacă există o marjă de suprasarcină), dar în domeniul de frecvență înaltă este mai bine să nu atingeți nimic: limita superioară este determinată de parametrii fizici ai difuzoarele, iar o încercare de corectare nu va face decât să crească distorsiunea.
4. În continuare, trebuie să corectați defectele răspunsului în frecvență al sistemului însuși - de obicei, aceasta este împerecherea crossover-urilor în difuzor și rezonanțe ale acestuia. Gama de frecvență medie/înaltă poate fi ajustată folosind aceleași egalizatoare parametrice, dar acest lucru trebuie făcut cu atenție pentru a nu dăuna sunetului - nu mai mult de două sau trei filtre pe interval și în niciun caz filtrele nu trebuie să se intersecteze la același nivel. frecvență, pentru că o „înclinare” în faza care va strica sunetul. Pentru o corecție mai precisă, este mai bine să folosiți procesoare care pot controla răspunsul în frecvență fără a schimba faza semnalului.
5. Al cincilea punct este corectarea echilibrului tonal ținând cont de influența camerei. Aici filtrele parametrice nu mai sunt potrivite; trebuie să utilizați un procesor care vă permite să setați panta necesară a răspunsului în frecvență și frecvența de la care începe această pantă. Această funcționalitate se găsește chiar și în receptoarele și procesoarele ieftine (așa-numitul „control parametric al tonului”), dar pentru o calitate maximă aș sfătui să folosiți procesoare de sunet speciale care provin din audio profesional, care au mai multe tipuri de egalizare. Imaginea de mai jos arată forma tipică a curbei țintă (forma răspunsului în frecvență la poziția de ascultare la care ar trebui să depuneți eforturi) în majoritatea cazurilor. În funcție de cameră și de tratamentul acustic al acesteia, amplificarea de joasă frecvență și declinarea de înaltă frecvență pot varia. Unele modele de difuzoare vă permit să setați declinul/creșterea răspunsului în frecvență în regiunea de frecvență medie/înaltă folosind controale sau comutatoare speciale; acestea ar trebui, de asemenea, utilizate pentru a corecta echilibrul tonal.
6. În cele din urmă, majoritatea procesoarelor de corecție a camerei vă permit să împărțiți cu precizie spectrul în benzi - așa-numitele. "crossover activ" Poate fi folosit pentru a crea o conexiune multiamp, atunci când filtrele pasive sunt excluse din sistemul de difuzoare, iar semnalul împărțit în benzi de frecvență este alimentat la amplificatoare separate, câte unul pentru fiecare difuzor. Vedem adesea această implementare în audio profesional: aceasta vă permite să îmbunătățiți semnificativ calitatea sunetului difuzoarelor și să le reglați mai bine la caracteristicile camerei. Este clar că această metodă necesită creșterea numărului de canale de amplificare.
Împreună
Cele mai bune rezultate se obțin în condițiile în care tratamentul acustic al camerei este completat de corecția electronică a camerei la frecvențe joase, unde tratamentul acustic este pur și simplu ineficient. La rândul său, corecția electronică a intervalelor de frecvență medie/înaltă poate introduce distorsiuni nedorite în sunet și invers, procesarea acustică nu va necesita investiții mari.
Procesoarele digitale de corecție a camerei pot îmbunătăți considerabil calitatea sunetului dacă folosiți crossover-uri active împreună cu ele și construiți un sistem multi-amping.
Fiecare radioamator care a construit măcar o dată singur sisteme acustice (AS) știe că nici execuția exactă a proiectului și recomandările autorilor de proiectare nu duc întotdeauna la rezultatul dorit. În ciuda complexității sau pur și simplu imposibilității de a evalua calitatea difuzoarelor de casă acasă, cu excepția „după ureche”, autorii design-urilor nu oferă adesea nici metode de evaluare a proiectelor lor, nici recomandări pentru utilizarea lor (plasarea și conectarea difuzoarelor) . Se întâmplă că, după repetarea următoarei „capodopera”, când bucuria de a termina lucrările la ea dispare, începe o perioadă de evaluări și concluzii dureroase. Entuziasmul și euforia de moment lasă adesea loc aproape dezamăgirii. Într-adevăr, este dificil să cauți motive pentru performanța nesatisfăcătoare într-un design finit când „totul a fost făcut așa cum ar trebui să fie”. Sau poate că designul este bun, dar amplificatorul „nu este așa” sau altceva... Sună cunoscut?
Căutați în reviste de radio amatori din trecut articole despre proiectarea sistemelor acustice. Autorii respectați și-au creat versiunile aproape orbește, fără a ține cont de fizica transformărilor electromecanice și de acustica ca atare. Fără îndoială, o serie de modele de boxe de casă, metode de modificare a difuzoarelor industriale și capete dinamice au succes și merită atenție. Multe modele au devenit o „școală” bună pentru iubitorii de reproducere a sunetului de înaltă calitate în procesul ciclic nesfârșit de creare sau refacere a difuzoarelor conform principiului: „Este pe cale să devină foarte bun...”. Dar, rețineți că autorii și-au comparat evoluțiile (maximum) cu desenele industriale ale fabricilor AS ale fabricilor din fosta URSS. Ar trebui să încerce să-și compare proiectele cu produsele unor companii precum BOSE sau JBL...
Obiecția față de cumpărarea de boxe importate în categoriile de preț inferioară și mijlocie este următoarea: „Cine ți-a spus că un astfel de difuzor în camera ta de zi va suna și nu va emite sunete dulci?” Motive precum: „Oricum nu poți face asta” nu sunt convingătoare. Desigur, există exemple de acustică de marcă care sunt incomparabile în design și sunet, dar costul lor (ca toate know-how-ul) este foarte mare.
Chiar și acum, când există posibilitatea reală de a folosi capete dinamice moderne de înaltă calitate, descrierile difuzoarelor de casă (deja pe o bază de elemente noi) continuă să fie întâlnite, moștenind erorile de design din anii precedenți. Se pare că în varietatea actuală de alegere a materialului sursă, putem doar să calculăm și să construim în mod competent corpul difuzorului (cutie). De fapt, nu doar volumul difuzorului este indicatorul determinant al calității. Uneori nici un cabinet calculat corect din punctul de vedere al unui răspuns uniform în frecvență nu sună. Prin reducerea principalului dezavantaj al capetelor dinamice existente - neuniformitatea semnificativă a răspunsului în frecvență în intervalul de frecvență medie-înaltă, acestea nu vor fi cu mult inferioare unei treimi bune din cele importate și este posibil să construiți un sistem de difuzoare pe ele care va satisface ascultătorul cu discernământ.
Întreaga frumusețe a procesului de creare personală a difuzoarelor constă în libertatea de a alege un design și de a obține rezultatul dorit indiferent (sau aproape independent) de costuri, ceea ce nu poate fi atins în producția de masă. Aceasta înseamnă că a existat și rămâne un punct în a încerca să vă extindeți cunoștințele și să o luați de la capăt. În ciuda faptului că în acest material nu este dat designul specific al sistemului acustic, unele aspecte ale funcționării secțiunii de joasă frecvență a sistemului de difuzoare sunt prezentate din punct de vedere practic și sunt disponibile pentru repetare sau analiză independentă cu precizie suficientă.
Primul. Acustica camerei, sau mai simplu spus, camera de zi, este departe de a fi perfecta. Dacă nu puteți îmbunătăți acustica camerei conform tuturor regulilor (proporțiile „raportului de aur 0,618: 1: 1,618”, utilizarea rezonabilă a materialelor care absorb sunetul, alegerea plasării difuzoarelor, alegerea punctului de ascultare etc.), atunci chiar ar trebui să te uiți la un mini-complex și să te calmezi. Altfel, să mergem mai departe. Pe de o parte, fiecare cameră sună diferit chiar și după efectuarea tuturor modificărilor rezonabile ale mediului. Pe de altă parte, fiecare dintre noi cunoaște trăsăturile casei noastre; suntem obișnuiți cu colorarea „casnică” a sunetelor. Creierul nostru începe subconștient să transforme ceea ce auzim în culoarea sa originală. Prin urmare, ceea ce trebuie cu adevărat să încercați să faceți în cameră este să minimizați undele staționare, să aduceți nivelul de reverberație la un nivel acceptabil, să eliminați sau să amortizați obiectele (suprafețe) care rezonează și să creați zona de ascultare corectă.
Al doilea. Apariția noilor surse de sunet bazate pe tehnologii digitale, precum video Hi-Fi (cu înregistrare audio FM), casetofone, PC-uri (MPEG), CD-uri și mini-discuri, impune noi cerințe pentru difuzoare: uniformitate crescută a frecvenței de fază și caracteristici amplitudine-frecvență, gamă dinamică largă, distorsiune minimă de intermodulație. Natura distorsiunilor din difuzoare este determinată de fizica procesului de reproducere a sunetului și este atât de multifațetă încât toate tipurile de distorsiuni pot fi cu greu eliminate în practică. Cu toate acestea, unele dintre ele sunt bine studiate în lumea radioamatorilor și, prin urmare, pot fi controlate în timpul procesului de proiectare. Regula principală ar trebui să fie aceasta: fiecare tip de distorsiune este redus individual și cu atenție.
Al treilea. Costul muncii. În orice caz, costul materialelor și componentelor cheltuite pentru realizarea unui difuzor bun „acasă” va fi disproporționat mai mic decât costul difuzorului pe care l-ați achiziționa dacă ar exista o astfel de oportunitate. Aceasta înseamnă că investirea cunoștințelor tale în design, care se numește „pentru tine”, este foarte profitabilă.
Ultimul lucru. Atunci când achiziționați o boxă de marcă, nimeni altul decât producătorul nu vă va oferi recomandări cu privire la amplasarea acesteia și „ajustarea” adecvată pentru o situație specifică. Aceste informații nu sunt disponibile nici de la vânzători, nici pe internet - doar opinii subiective ale „expertilor” din aceleași magazine. Cu excepția unor modele de difuzoare, care sunt însoțite de imprimări ale răspunsului în frecvență măsurat și al coeficientului armonic în banda de frecvență de funcționare, suntem forțați să cumpărăm aproape orice acustică de marcă conform principiului „pig in a poke”.
Începem cu alegerea capetelor dinamice. Acest lucru va determina tipul de difuzor, și anume, un design cu două sau trei căi. Din experiență, pot spune că construirea unui difuzor cu trei căi acasă este foarte dificilă. Costurile de cercetare și experimentare sunt dublate în comparație cu un difuzor cu două căi. Încercați să selectați capete dinamice pentru difuzoarele cu două căi pe baza puterii lor acustice (puterea nominală ținând cont de sensibilitate) LF-MF la MF-HF ca 1,5...3,0 la 1,0. Suprapunerea intervalelor de frecvență ale capetelor trebuie să fie de cel puțin 2 octave (de 4 ori), altfel nu va fi posibilă asigurarea unei potriviri precise și tranziții netede ale caracteristicilor de fază-frecvență ale capetelor în regiunea de frecvență de încrucișare a filtrului. Este recomandabil să folosiți filtre de separare de ordinul 2 pentru frecvențe joase și de ordinul trei pentru capete HF. Aceste cerințe aparent banale sunt de fapt dificil de îndeplinit, dar mai ușor decât să faci același lucru pentru un difuzor cu trei căi.
Cu cât Ff este mai mic, cu atât este mai apropiată similitudinea răspunsului în frecvență. La o frecvență joasă Fph, se observă de asemenea distorsiuni de fază mai mici și un timp de întârziere de grup mai scurt al radiației difuzorului la frecvențe joase (Fig. 1-4).
Head 6GD-2, Qts(5=0.62, Fр=31 Hz, Vas=241 l, SPL=92.3 dB/W*m. Date calculate pentru diferite modele acustice: 1. Boxe cu bass reflex, volum optim 550 litri, Fph=20 Hz 2. Difuzoare cu bass reflex, volum 32 litri, Fph=25 Hz 3. Difuzoare de tip închis, volum optim 386 litri 4. Difuzoare de tip închis, volum 32 litri Nivelul 108 dB este asigurat de capul în o bandă largă de frecvență de 300- 2000 Hz la puterea nominală de intrare b W. Dimensiunile calculate ale FI sunt următoarele: Pentru difuzoare cu un volum de 550 litri - diametru 15 cm, lungime 7 cm Pentru difuzoare cu un volum de 32 litri - diametru 5 cm, lungime 24 cm În urma experimentelor cu capete dinamice reale, a fost posibilă derivarea unei formule aproximative care să poată fi utilizată pentru a calcula, cu o precizie de 10-15%, FI optim (minim posibil) frecvența de acordare (Ffi min) pentru un anumit cap de frecvență joasă. În caz contrar, acesta este un criteriu pentru determinarea frecvenței, pornind de la care un anumit cap dinamic (în difuzoarele cu FI) este capabil să asigure presiunea acustică maximă nu mai mică decât la mediu. frecvențe atunci când îi este furnizată puterea electrică nominală: Ffi min=0,8/SQRT(Dg*sqrt(Ng)) * SPL/Xmax, unde Ng este numărul de capete similare Dg instalate în carcasa difuzorului - diametrul difuzorului (în centru a ondulatiei), cm SPL - - sensibilitatea capului dB/W*m Xmax - deplasarea maxima a difuzorului (pe o parte), cm. Principalul lucru este ca frecventa Ffi min, sub care presiunea acustica maxima creata de cap începe scăderea bruscă, practic nu depinde nici de volumul carcasei, nici de frecvența de rezonanță naturală a capului. Astfel, nu are sens să se calculeze o carcasă cu un FI reglat la o frecvență sub Ffi min - nu veți putea obține un răspuns acustic acceptabil de la un driver de joasă frecvență într-un cabinet de difuzoare chiar și cu un volum foarte mare, deși răspunsul în frecvență al difuzorului poate fi optim. Exemple: 10GD-34 (25GDN-1-4): Ffi min = 0,8/sqrt10,5 * 84/0,6 = 35 Hz (98dB) 6GD-2: Ffi min = 0,8/sqrt21 * 91, 4/0,5 = 32 Hz (104 dB) 10GD-30 (20GDN-1-4): Ffi min = 0,8/sqrt16,7 * 86/0,8 = 21 Hz (98 dB) 30GD-2 (75GDN -1-4): Ffi min = 0,8/ sqrt21 * 86/0,8 = 19 Hz (105 dB)
Te întrebi: „Este acesta secretul basului profund?” . Acestea sunt frecvențe reale de reglare FI, până la care capetele indicate pot furniza o presiune acustică proporțională cu presiunea la frecvențe medii la puterea nominală de intrare. Atunci totul este simplu: 1. Dacă capul are propria frecvență de rezonanță nu mai mică de Ffi min și factor de calitate Qts = 0,3...0,5, atunci nu ezitați să calculați carcasa cu FI folosind o metodă binecunoscută. Ca rezultat, veți obține un difuzor optim cu un răspuns în frecvență plat, fără a aplica corecție PA suplimentară. 2. Dacă capul are propria frecvență de rezonanță nu mai mică de Ffi min și factor de calitate Qts = 0,6...1,5, atunci există șansa de a crea un difuzor de orice volum acceptabil cu un FI reglat la frecvența Ffi min. În acest caz, un răspuns lin în frecvență al difuzorului poate fi obținut numai folosind corecția corespunzătoare a răspunsului în frecvență al PA (corector Linkwitz - vezi mai jos). 3. Dacă capul are propria frecvență de rezonanță Fр< 0,85*Fфи min, то можно подумать об установке в АС двух или более однотипных головок, а дальше по варианту 1 или 2 или вовсе отказаться от применения этого типа головок в низкочастотном звене Вашей АС. Иные способы «заставить» низкочастотную головку работать на все 100% заключаются в построении двух-, трехобъемных АС с размещением НЧ головки внутри корпуса с излучением через порт (порты) ФИ. Подобную АС действительно сложно рассчитать в домашних условиях. Немного о конструкциях фазоииверторов. Стандартная конструкция трубчатого ФИ должна удовлетворять следующим условиям: жесткость и отсутствие резонансных призвуков в материале трубы, диаметр отверстия (трубы) ФИ следует выбирать не меньше 1/4 диаметра диффузора низкочастотной головки. Поскольку ФИ как и динамическая головка является источником звуковых колебаний, труба ФИ не должна создавать никаких дополнительных призвуков. Постучите карандашом по стенке трубы ФИ. Если она «звенит», то обклейте внешнюю поверхность трубы ФИ в один слой резиной, линолеумом и/или обмотайте пластырем, изоляционной лентой (не скотчем) в 5-6 слоев. Отверстие ФИ на лицевой панели АС необходимо разместить не ближе 10-15 см от края низкочастотной головки. В принципе, выход ФИ можно разместить на любой боковой или задней стенке корпуса АС. Только в том случае, если АС будет установлена в пространстве между мебельными секциями или вплотную к стене или к другим предметам, ограничивающим излучение сбоку или сзади - отверстие ФИ обязательно располагают на лицевой панели. При расчете длины трубы ФИ исходят из того, что внутренний край трубы должен отстоять, по крайней мере, на расстояние ее диаметра от внутренней поверхности противоположной стенки корпуса АС. Если это условие не выполняется, то производят перерасчет ФИ с меньшим диаметром. Вместо одного ФИ можно применить два с внутренним диаметром 0,71 от рассчитанного одного АИ. Полезно также скруглить торцы труб. Наполнение корпуса АС звукопоглотителем - по желанию, исключая область ФИ, но не более 15 г/литр. Еще один вид искажений, влияющий на качество звучания любой АС - это потери дифракции звуковых воли. Этот тип искажений проявляется в частотной области 100-800 Гц и представляет собой плавное уменьшение акустического давления, создаваемого АС, ниже определенной частоты. Несмотря на то, что этот вид искажений хорошо известен, его описание в нашей радиолюбительской литературе было подано неверно, видимо при первых переводах зарубежных статей на русский язык. Этот вид искажений нам объяснялся как «Искажения АЧХ различных форм корпусов АС» . Тем не менее, при размещении АС «в стенке» искажения дифракции могут быть малыми при любой форме корпуса. На самом деле, когда оклеивают внутреннюю поверхность стенок АС звукопоглощающим материалом можно сделать внутреннюю поверхность АС почти сферической. Изменится ли, в принципе, поведение АХ такой АС? - нет. Суть вот в чем. На низких частотах длина волны, излучаемая АС гораздо больше физических размеров самой АС, поэтому звуковые волны огибают корпус АС, т.е. излучаются в пространство 2пи (вокруг). На высоких частотах, где длина излучаемой волны меньше размера передней панели АС, излучение возможно только вперед, т.е. в полупространство . Таким образом, при неизменной электрической мощности, подводимой к АС, и при горизонтальной АХ динамической головки (а в области 200-500 Гц редкие экземпляры НЧ головок имеют аномалии), начиная с некоторой частоты АХ системы по оси излучения возрастает до уровня +6 дБ. Наиболее плавное поведение АХ наблюдается при отсутствии острых внешних граней в конструкции АС (рис.5). В случае стандартного корпуса АХ искажений дифракции имеет локальные минимумы и максимумы, но с увеличением частоты отдача АС по оси излучения все равно повышается в 2 раза (рис.б). Средняя частота (Гц), на которой отдача АС (в идеале) повышается на 3 дБ может быть рассчитана в Гц по следующей эмпирической формуле: Fd=115/W, где W-ширина передней панели АС в метрах. Величина искажений, обусловленная потерями дифракции +6 дБ имеет место быть только при размещении АС в свободном пространстве, коим жилая комната не является. Низкочастотные звуковые волны, огибающие АС, в какой-то мере отражаются от стены, около которой обычно устанавливают АС и приходят к слушателю. Таким образом, реально измеренное значение потерь составляет 3-4 дБ. О существовании искажений дифракции можно убедиться по АХ промышленных АС, приводимых изготовителями (рис.7-9):
Este destul de simplu să compensați aceste distorsiuni AX prin includerea celui mai simplu lanț de corecție R4C4R5 în calea de reproducere a sunetului dintre preamplificator și amplificatorul de putere (Fig. 10). După ce am ales raportul de rezistență R4 = R5/2 (valoarea de corecție este de aproximativ 3,5 dB) și valorile acestora în kOhm, determinăm capacitatea C4 în μF folosind formula: C4 = 130/(R5*Fd).
Exemplu de calcul: 1. Lățimea panoului frontal al difuzorului: 25 cm 2. Determinați frecvența Fd = 115/0,25 = 460 Hz 3. Selectați R5 = 4,7 kOhm, R4 = 4,7/2 = 2,4 kOhm 4. Determinați C4= 130/(4,7*460)=0,062 µF (62 nf) Trebuie remarcat faptul că distorsiunile de pierdere prin difracție pot fi compensate o dată pentru totdeauna pentru anumite difuzoare (sau similare ca dimensiune), după care existența oricărei corecții Pur și simplu nu puteți tine minte. După aplicarea unei astfel de corecții unor vorbitori, aceștia din urmă pot începe să „mormăie”. Este destul de normal, pentru că... factorul de calitate rezultat al majorității difuzoarelor de volum mic construite pe capete LF obișnuite este evident mai mare de 0,71. Fiecare iubitor de reproducere a sunetului de înaltă calitate ar putea observa că atunci când plasează difuzoare pe suporturi cu o înălțime de 0,4...0,7 metri, mai ales dacă sunt îndepărtate și de perete cu 0,3...0,6 metri, nivelul de ieșire al difuzoarele scade vizibil pe LF. În acest caz, creșteți intuitiv nivelul semnalului la frecvențe joase folosind controlul de ton +3...+5 dB și ce observați? Așa este - un sunet mai „adevărat” și, poate, un sunet „în plină expansiune”. Controlul tonului amplificatorului de joasă frecvență în acest caz reduce distorsiunea difracției undelor sonore. Apropo, o astfel de plasare a difuzoarelor de-a lungul peretelui lung al camerei este cea mai optimă din punctul de vedere al minimizării influenței acusticii camerei asupra răspunsului în frecvență al difuzoarelor.
Acum imaginați-vă caracteristicile difuzoarelor prezentate în figurile 7-9, dacă designerii acestor boxe „casnice” s-au ocupat de compensarea acestui tip de distorsiune cu filtre pasive. AS „Corvette” și „Vega” ar „mormăi”, dar „Estonia” nu. Apropo, primul este realizat într-o carcasă închisă, „Estonia” și „Vega” - cu AI reglat la 40-45 Hz. O analiză a caracteristicilor acestor difuzoare arată că: 15AC-111 „Vega” - datorită factorului de înaltă calitate al capului de joasă frecvență utilizat în difuzoare, caracteristicile caracteristicilor difuzoarelor cresc cu 2-3 dB la o frecventa de 80-90 Hz (factorul de calitate al difuzorului este de 1,3). În orice caz, se observă „mormăitul” și este necesară corectarea AC cu filtre active. Utilizarea unui AI reglat la 40 Hz este aproape de cea optimă (35 Hz), dar nu trebuie folosită pentru a corecta AC, ci într-un scop complet diferit - pentru a asigura puterea acustică maximă a capului de joasă frecvență. 35AC-021 „Estonia” este practic cel mai fin AX, dar setarea AI la o frecvență de 45 Hz nu permite utilizarea întregului potențial al capului woofer-ului. Ar fi benefic să creșteți volumul carcasei cu 15-20% și să reduceți frecvența de reglare AI la 21-27 Hz. 75AC-001 „Corvette” - nu are o scădere la o frecvență de 180 Hz cu 3 dB, ci o creștere la o frecvență de 90-95 Hz cu 3 dB, cauzată de factorul Q rezultat al difuzorului, egal cu 1,3 -1,4 datorită volumului mic al carcasei. Puterea acustică a difuzoarelor la frecvențe joase este asigurată doar de un cap de frecvență joasă de înaltă calitate 100GDN-3. Este recomandabil să folosiți AI și un corector AX. Astfel, dacă factorul de calitate rezultat al AC este 1,1...2, i.e. pe AX-ul difuzoarelor se înregistrează o creștere de +1...6 dB în regiunea 60-110 Hz (semne evidente de „mormăi”), iar volumul difuzoarelor este de cel puțin 2-3 ori mai mic decât volumul echivalent al capului de joasă frecvență Vas, adică are sens să se aplice corecția AX pe filtrele active conform Circuitului de transformare Linkwitz, un exemplu de circuit este prezentat în Fig. 10 (excluzând R4C4R5).
Simultan cu corecția AX, circuitul asigură corecția locală a fazei semnalului în regiunea sub frecvența de rezonanță, ceea ce reduce distorsiunile de fază ale difuzoarelor. Caracteristicile de răspuns AX și de fază ale corectorului sunt prezentate în Fig. 11 și fig. 12. Caracteristicile sunt calculate pentru un factor Q al unui difuzor de 32 de litri egal cu 1,8 la o frecvență de 98 Hz pentru a obține un răspuns acustic orizontal în ceea ce privește presiunea sonoră de la 500 la 32 Hz (-3 dB) cu un Q rezultat factor egal cu 0,71 (cap woofer 6GD-2, Qts=0,62, Fр=31 Hz). Răspunsul de amplitudine al corectorului are o creștere de 12 dB pe octava în regiunea de frecvență joasă pentru a compensa natura similară a scăderii amplitudinii difuzorului închis. Dar tocmai la aceste frecvențe capacitatea de supraîncărcare a unui difuzor închis este scăzută. Prin urmare, este optim să folosiți o astfel de corecție AX pentru difuzoarele cu AI reglată la frecvența Ffi min. Determinarea acestui lucru pentru un sistem de difuzoare finit (sau în construcție) este destul de simplă. În primul rând, închidem și sigilăm orificiul bass reflex și măsurăm modulul de rezistență al capului de joasă frecvență în carcasa difuzorului închis. Pe baza valorii maxime a modulului de rezistență, determinăm frecvența de rezonanță a capului de frecvență joasă Fs din carcasa difuzorului. Apoi deschidem gaura AI și măsurăm din nou modulul de rezistență al capului. Determinăm frecvența de rezonanță a AI Ff prin modulul minim de rezistență. De obicei, la frecvențe peste și sub minimul găsit, modulul de rezistență al capului are vârfuri pronunțate. Dacă Ff este mai mare sau egal cu Fs, atunci AI AC este configurat incorect în orice caz. Dacă Fph este mai mare decât Ffi min, atunci creșteți lungimea conductei AI proporțional cu pătratul scăderii dorite a Fph și reglați AI la frecvența Ffi min. În cazul în care o conductă AI de lungime calculată nu poate fi instalată fizic în carcasa AC, se folosește o conductă de diametru mai mic. Există o părere că instalarea unui alt AI în sistemul de difuzoare, similar celui existent, reduce frecvența de reglare AI. Această părere este greșită. De fapt, frecvența de reglare a AI crește de 2 ori sqrt, reducând simultan viteza aerului din interiorul AI, ceea ce este util în unele cazuri (în plus, o țeavă cu diametru mai mic este mai rigidă). Cu alte cuvinte, instalarea a două IA identice este echivalentă cu utilizarea unui AI de aceeași lungime cu un diametru interior sqrt de 2 ori mai mare decât diametrul țevii unuia dintre AI ale perechii. Acum este necesar să se determine factorul de calitate rezultat al capului wooferului la frecvența Fs în difuzoarele cu AI reglat la frecvența Ffi min. Acasă, este aproape imposibil să faci acest lucru măsurând direct răspunsul în frecvență al difuzoarelor prin presiunea sonoră. Este mult mai ușor și mai precis să obțineți valoarea Q a difuzorului prin calcul pe un PC folosind software specializat. Cu toate acestea, orice metodă de modelare matematică necesită până la 10-30 de parametri cunoscuți ai unui cap dinamic specific, care, din nou, sunt greu de măsurat acasă. Propun o metodă foarte simplă pentru determinarea factorului de calitate al difuzoarelor cu o precizie de aproximativ 10-15%, care va necesita în plus orice microfon electret (IEC-3) și un preamplificator pentru acesta cu un răspuns în frecvență plat de la 10 la 10.000 Hz. Reînchideți și sigilați orificiul FI AS (dacă există). După aceasta, microfonul este plasat în imediata apropiere a 2-5 mm de difuzorul capului de joasă frecvență la o distanță de 2/3 din raza difuzorului de centrul acestuia. Un voltmetru AC este conectat la ieșirea amplificatorului microfonului și un semnal de la generatorul AF este furnizat către cap (prin intermediul unui PA cu un răspuns în frecvență plat). Puterea furnizată capului nu trebuie să depășească 0,1-0,5 W. Prin schimbarea frecvenței generatorului de la 500 la 20 Hz, se construiește răspunsul în frecvență al difuzorului. Asigurați-vă că există o „cocoașă” în regiunea Fs și o scădere a răspunsului în frecvență cu o pantă de 12 dB/octavă sub această frecvență. Găsiți raportul dintre tensiunea maximă de ieșire la o frecvență apropiată sau puțin mai mare decât Fs și tensiunea de ieșire la o frecvență de 500 Hz. Valoarea rezultată este la pătrat. Rezultatul va fi egal cu valoarea factorului de calitate al AC cu FI. Adepții oricăror metode de reducere a factorului de calitate al unui cap de frecvență joasă (PAS, impedanța negativă de ieșire a PA etc.) în această etapă pot selecta cantitatea de material absorbant sunet din carcasa unui difuzor închis (design PAS). , valoarea lui Rout PA) până când se obține valoarea dorită a factorului Q. Când se utilizează o cantitate semnificativă de material fonoabsorbant, dar nu mai mult de 15...23 g/litru, se recomandă „organizarea” unui spațiu liber de 3-5 litri folosind un cadru de sârmă între FI și low- cap de frecvență. Pentru cei care pot calcula sau determina factorul de calitate al unui driver de joasă frecvență (cu parametri măsurați cunoscuți) instalat într-un anumit cabinet de boxe, sunt de preferat metodele standard existente. Rezultatele măsurătorilor factorului de calitate și frecvenței de rezonanță a capului într-un difuzor închis (Fs) pot fi utilizate pentru a selecta ratingurile corectorului (Fig. 10) numai pentru cazul în care FI este reglat la frecvența Ffi min, la de cel puțin 2 ori mai mică decât frecvența Fs. Să începem să determinăm evaluările etapei de corecție RC. Amplificatorul operațional recomandat este 157UD2 (pentru versiunea stereo a corectorului, circuitul de corecție a amplificatorului operațional este pentru câștig unitar). Deoarece calculul elementelor corectoare este destul de complicat, rezultatele calculului computerizat al valorilor RC sunt prezentate în tabelul 1 pentru diferite valori ale factorului Q al difuzorului și frecvența Fs=80 Hz. La alte valori ale frecvenței Fs, capacitățile condensatoarelor sunt pur și simplu recalculate folosind formula: C1"= 80 C1/P"z.
Capacitatele condensatoarelor C2 și C3 sunt calculate în același mod. Puteți lăsa capacitățile condensatoarelor neschimbate și recalculați rezistențele B1-VZ în același mod. Singura limitare este că rezistența rezistorului B2 nu trebuie să fie mai mică de 2 kOhm, deoarece este sarcina principală a amplificatorului operațional la frecvențe înalte. Când corectorul este pornit în fața PA (în fața blocului de timbru), răspunsul real în frecvență al sistemului în ceea ce privește presiunea sonoră va fi orizontal cu o toleranță de ±2 dB la frecvența de operare inferioară (indicată în tabelul, sub rezerva Ffi min< F(-ЗдБ)), а эквивалентная добротность АС равна 0,71. Номиналы RC необходимо подобрать с точностью 1%. При значениях добротности АС, равной 1,6 и выше (4-5-6-7 строки таблицы 1), корректор имеет значительный подъем АЧХ на частотах 30-20 Гц (13-16-20-24 дБ). Для предотвращения явной перегрузки УМ и АС реальным сигналом, снимаемым с выхода корректора, на входе УМ (или темброблока) желательно применить ФВЧ первого порядка с частотой среза 30-35 Гц. Это можно сделать заменой (или установкой) конденсатора на входе УМ, емкость которого в нФ рассчитывается по формуле 5000/Ввх., где Rвх. - входное сопротивление УМ (или темброблока), кОм. Звучание АС, АЧХ которой скорректирована двумя указанными способами, Вас не просто порадует - поразит. Вы наконец-то ощутите полное отсутствие окраски звука в НЧ диапазоне - «бубнения» не станет как такового. Регулировка тембров усилителя по НЧ будет наконец-то работать как ей и положено-эффективно. Совершенно достаточной окажется глубина регулировки тембра по НЧ ±3-5 дБ. Отдача по звуковому давлению на нижней рабочей частоте АС будет максимально возможной для примененной низкочастотной динамической головки.
Modelarea și măsurarea directă a caracteristicilor capetelor și difuzoarelor (pentru confirmarea rezultatelor calculului) au fost efectuate folosind un PC multimedia Intel Pentium III clasa cu o placă de sunet calibrată (răspuns în frecvență 15...17000 Hz ±0,2 dB). Au fost utilizate diverse programe software distribuite gratuit, inclusiv versiuni demo ale programelor de la JBL, Blaupunkt și Peerless (emulatoare de generator de semnal, contoare de răspuns în frecvență pentru zgomot „alb”, analizoare de spectru de 1/2-1/12 octavă pentru zgomot „roz”, programe pentru calculați parametrii difuzoarelor închise, difuzoarelor cu FI, etc.) Setările software-ului setează rezoluția frecvenței la mai puțin de 0,3 Hz. În plus, am folosit: un PA de 60 W cu o ușoară distorsiune în intervalul 10-40000 Hz și un microfon electret (complet cu un preamplificator) cu un răspuns în frecvență cunoscut în intervalul 30-15000 Hz ±1,0 dB.
Corectitudinea concluziilor a fost verificată experimental după cum urmează. Achizitionat „ocazional” difuzoare închise „Bifrons” (Ungaria, Budapesta, planta „BEA6”, 1975, volum 36 litri, carcasă din lemn masiv multistrat umplut cu vată de 12 g/litru, instalate 9 (!) capete de tip bandă largă BEA6 HX-125-8 cu o putere nominală de 12 W fiecare și o frecvență de rezonanță de 68-71 Hz, Qts = 1,02...1,08) a reprodus perfect muzica clasică și jazz. De îndată ce a venit să asculte muzică rock sau electronică modernă, difuzoarele și-au „pierdut” imediat pozițiile (aceasta este la 108 W de putere nominală și o sensibilitate de 88 dB/W*m). Măsurarea parametrilor capetelor HX-125-8 și modelarea difuzoarelor pe un PC a arătat toate dezavantajele designului din fabrică. Cu un design închis, aceste difuzoare nu au putut să producă nici măcar puterea pe care o dezvoltă 10MAS-1 la o frecvență de 60 Hz (scăderea răspunsului în frecvență a început la o frecvență de 110 Hz). Înlocuirea uneia dintre cele 9 difuzoare cu un FI (vezi foto) setat la 38 Hz a dat rezultate uimitoare. Difuzoarele au început să sune. Compararea rezultatelor măsurării răspunsului în frecvență al difuzoarelor înainte și după modificare (răspunsul în frecvență practic nu s-a schimbat) nu este la fel de importantă ca schimbarea naturii sunetului difuzoarelor - acestea au devenit „omnivore”. Chiar și pe înregistrările orchestrelor de cameră și ale corurilor, a apărut o aerisire, profunzime și claritate inexistente anterior. În plus, răspunsul în frecvență al sistemului în regiunea 35-200 Hz a fost corectat de filtrul activ descris, pornit la intrarea PA. Datorită corectării răspunsului în frecvență și, cel mai important, răspunsului de fază, difuzoarele au început să reproducă registrul de bas cu o fidelitate cu adevărat ridicată. În descrierea sunetului difuzorului, a devenit posibil să se utilizeze epitete precum „corectitudine”, „elasticitate”, „putere”, „emoționalitate”. De exemplu, când redau sunetul unui elicopter care se apropie în albumul „The Wall” de Pink Floyd, totul în cameră a început să vibreze. Acest lucru a fost făcut de un cinstit de 10 W la frecvențe de la 40 Hz. După aceste îmbunătățiri, difuzoarele și-au luat locul de drept „de frunte” în sistemul home theater (crede-mă, subwoofer-ul a devenit irelevant).
Atenţie! Dacă puterea maximă de ieșire a PA dvs. depășește puterea nominală a capului difuzorului de joasă frecvență de trei sau mai multe ori, vă recomand să protejați difuzorul de suprasarcină cu o siguranță pentru curent, care poate fi calculată folosind formula: 1=2^ (Pnom/Rg), unde Pnom este puterea nominală a capetelor LF, Rg - rezistența capului la curent continuu.
