Зачем нужен фильтр частот?
Активный и пассивный кроссовер для акустики.
Расчет кроссовера для акустики.
В каких случаях кроссовер вам совершенно не понадобится.
Зачем нужен фильтр частот?
Кроссовер для акустики — это фильтр, ограничивающий работу динамика в определенных частотах. Для чего это нужно? — Поясняю: динамики подразделяются на несколько типов — низкочастотные — сабвуферы (20-250Гц), среднечастотные или мидбасы (100Гц-4кГц) и высокачастотные — твитеры (4кГц — 8кГц). Они собраны таким образом, чтобы качественно воспроизводить именно ту частоту, для которой они предназнчены. Но, без фильтра, динамик будет играть всё, что на него подаётся. От этого качество звучания станет ужасным. Представьте — сабвуфер, огромный динамик, тянет средней частоты звуки. А если это еще и на большой громкости? Приятного мало. Более того, таким макаром можно просто вывести из строя динамики. Особенно чувствительные высокочастотные твитеры, которые просто сгорят от воспроизведения звуков средних частот.
Активный и пассивный кроссовер для акустики.
Итак, в необходимости кроссовера или фильтра частот, мы уже убедились, теперь осталось решить, каким он должен быть, и какой кроссовер для акустики купить. Кроссоверы для акустики подразделяются на актиные и пассивные, прямо как сабвуферы, только по другому принципу. Пассивным кроссовером для акустики является устройство, не требующее дополнительного питания, так как питается от системы, тем самым образуя небольшой сдвиг по фазе. Устанавливается по схеме после усилителя, непосредственно перед динамиками, поэтому, пассивный фильтр должен быть достаточно качественным, чтобы выдерживать нагрузки, исходящие от уилителя! Легко и беззаботно подключается к системе, хорош для обработки сигнала твитеров и мидов, но, при этом, не позволяет провести тонкую настройку фильтрации. В частности, он не может создать достаточную крутизну среза (крутизна среза — сила фильтации частот. Любой фильтр, после указанного значения, обрезает частоты постепенно, позволяя динамику воспроизводить их, но с постепенно убывающей мощностью. Обычно, убывание мощности восроизведения частот, то есть крутизна среза, указывается в значениях дБ/окт (децибел на октаву). Чем круче сделать срез, тем тоньше можно настроить разделение частот между динамиками. Самого крутого среза позволяют добиться внешние процессоры фильтрации частот — но это уже другая история.). Пассивные фильтры, так как не имеют возможности настраивать крутизну среза, подразделяются на 4 типа, в каждом из которых крутизна среза уже предустановлена.
Активный кроссовер дороже пассивного — обусловлено это несколько иным принципом фильтрации, более сложной схемой, позволяющей, в итоге, приспособить на его корпус крутилки, отвечающие не только за значение частоты среза, но и за его крутизну. То есть, позволяют произвести более точную настройку фильтрации частот. Активные кроссоверы для акустики нуждаются в подключении к внешенму источнику питания. Так как активный кроссовер требует отдельного питания, в схеме он должен находиться перед усилителем. Вернее, усилителями, так как каждую отфильтрованную полосу от активного фильтра следует подключать к отдельному усилителю (например, отдельный усилитель для сабвуфера и отдельный для мид и твитера).
Расчет кроссовера для акустики.
Расчет (настройка) кроссовера для акустики для кажой акустической системы производится индивидуально, зависят параметры настройки фильтра и от количества компонентов системы, и от их характеристик и даже от производителя. Но, есть базовые правила расчета, опираясь на котрые вы сможете настроить звук в своей системе. Вот они:
При этом: HPF — отсечение нижних границ частот воспроизводимых компонентом; LPF — отсечение верхних границ частот воспроизводимых компонентом. Провалов в воспроизведении частот не будет, так как границы фильтрации при данной крутизне среза установлены оптимально. При изменении значения крутизны среза (допустим, на 18Дб/окт), значения фильтрации частот необходимо будет регулировать.
В каких случаях кроссовер вам совершенно не понадобится.
Фильтр необходим всегда, но от внешнего кроссовера можно отказаться, если в головном устройстве (магнитоле) уже имеется фильтр частот (чаще всего это активный). В моделях, хоть как-то нацеленных на использование хорошей акустики он всегда присутствует. В моделях магнитол, созданных специально для автозвука всегда стоит качественный фильтр, а то и процессор, для выставления частот, прекрасный многополосный эквалайзер и гибкие настройки крутизны среза. Так же фильтры частот находятся и в усилителе, но никогда не полагайтесь только на фильтр в усилителе, ибо даже в не самых дешевых моделях усилителей они часто бывают не очень высокого качества. Так же вам не нужен кроссовер, если в Вашем автомобиле установлена коаксиальная или широкополосная акустика.
Кроссовер для акустики – это тот элемент, который позволяет отрегулировать звучание динамиков, разделить и выровнять частотные диапазоны. Его можно купить, попросить кого-нибудь поставить, но чаще всего на это тратиться желания не возникает. Уж лучше установить новую акустическую систему полностью, создать самую настоящую звуковую сцену. Это несложно, правда, стоит дорого.
Что такое кроссовер?
Кроссовер для аккустики
Многим хочется накопить много денег и заняться комплексным тюнингом своей машины. Мечта эта соблазняет, бесспорно. Если появилась возможность, надо действовать. Однако эта мечта редко сбывается. Есть другие потребности. Не до музыки. Пока нужная сумма на все дополнения и трансформации накопится, машина может взять и перестать ездить. Насущные проблемы надо решать своевременно. Если на улице зима – пора менять резину. Если у динамиков разное звучание – пора его откорректировать. Надеяться выиграть миллион, миллиард, триллион похвально. Главное – соответствовать действительности.
Кроссовер для акустики своими руками – это реально или нет? Многие люди утверждают, что собрать его самостоятельно проще, чем кажется. И это намного дешевле, плюс – это интересный процесс. Надо лишь захотеть это сделать, поставить себе цель, вникнуть в суть вопроса, разобраться, объективно оценить свои возможности. На первый взгляд кроссовер для акустики своими руками собрать сложно. Но это лишь на первый взгляд.
Ещё одно препятствие – внешний вид салона не хочется испортить. Как быть: рискнуть выполнить такую работу самостоятельно или отказаться от мечты? Безусловно, это сложный выбор, дилемма. С другой стороны, уж что-что, а внешний вид салона всегда подправят на СТО.
Когда именно нужен данный элемент
Хорошая акустика может не дополняться кроссовером вовсе. Почему? Потому что частотный диапазон поступающего в динамики звука гармоничен. Сами динамики и другие элементы способствуют этому. Тем не менее и хорошая акустическая система, которая дорого стоит, иногда не удовлетворяет своим звучанием. Музыкальный слух – не порок. Стоит ли страдать из-за врождённой биологической особенности? Производитель не обязан ориентироваться на категорию граждан с музыкальным слухом, чуткими рецепторами.
Акустика без кроссовера не функциональна в некоторых случаях. Что это такое: скрипы, посторонние шумы, искажение голоса? Хороший тренажер для слуха и укрепления нервной системы? Позаботиться о себе важно. Производители порой предлагают человеку сделать это самостоятельно.
Музыка – это много звуков, которые обладают разным частотным диапазоном. Какие-то человек слышит, какие-то нет. Одни ему нравятся, другие не нравятся. Приглушать определённые частоты, наоборот, подчёркивать, делать их громкими или совсем незаметными – для этого был изобретён кроссовер. Акустика будет радовать, служить человеку по-настоящему, если добавить этот элемент.
Если с первого раза не получилось
Даже если первая попытка найти нужные материалы, инструменты не увенчается успехом, стоит отложить свою идею на потом, но не прощаться с ней. Это действительно легко – взять и смастерить кроссовер. Поможет в этом схема кроссовера для акустики и фото прибора в деталях. С ней легко разобраться, понять, что это такое в принципе, получить наглядное представление, принять решение, опираясь на факты.
На этих фото чётко видно, что нет в приборе ничего страшного. Он прост, как 5 копеек. Справится и девушка, и мужчина, которые посещали уроки физики в школе, учились старательно. Впрочем, можно купить уже готовый, заводской кроссовер, или доверить тюнинг, модернизацию акустической системы авто профессионалам. Просто это стоит денег.
Виды кроссовера
Какие кроссоверы вообще бывают? Их не так уж и много:
- активный;
- пассивный;
- однополосный;
- двухполосный;
- трёхполосный.
Схема каждого из видов будет содержать разные элементы. Пассивный кроссовер состоит из катушек, реле и конденсаторов. Его схема более простая. В нём нет плат, микросхем и сделать его своими руками проще, чем активный. Схема установки также у них разная.
Количество полос определяется количеством полос в акустике, соответствует. Трёхполосные кроссоверы необходимо подключать к трёхполосным акустическим системам. Двухполосная акустическая система и трёхполосные кроссоверы, к примеру, — понятия несовместимые. Так что, если в машине установлена двухполосная акустика, ничего другого не останется, кроме как заменить её или же установить трёхполосные кроссоверы. Двухполосная акустика и однополосные кроссоверы – тоже плохое сочетание. Трёхполосные системы и однополосный кроссовер – аналогично. Здесь властвует правило комплементарности. А вот активный или пассивный кроссовер нужен – можно выбирать, не задумываясь особо.
Пассивный кроссовер заставит систему работает хорошо, хотя есть у него ряд недостатков. Считается, что акустика с пассивным кроссовером работать на все 100% не будет. И это действительно так, ведь активный кроссовер для акустики мощнее. С другой стороны нужны достаточно глубокие познания в области физики, для того чтобы собрать активный кроссовер своими руками.
Кажется, что пришло время выбирать, чего хочется больше: чтобы акустика работала в полную силу или, чтобы звучание было приемлемым. На самом деле это не совсем верно. Даже активный кроссовер реально собрать своими руками, просто сразу может не получиться. Как принято говорить в таких случаях, терпение и труд всё перетрут.
Пассивный кроссовер служит меньше по времени. Так что, стоит задуматься, взвесить все за и против, перед тем, как приступить к работе.
Что такое расчёт кроссовера
Схема кроссовера может всё же заставить отказаться от самостоятельного сбора детали. Но даже схема не заставит отказаться от перспективы самостоятельной установки купленного кроссовера. Это модернизация из категории элементарных. Почему бы и нет? Расчёт кроссовера для акустики – главная проблема. Проще всего воспользоваться калькулятором в режиме онлайн. Расчёт будет довольно-таки верным, хотя есть вероятность погрешностей и результат может не удовлетворить. Автомобильная акустическая система будет издавать всё тот же шум, а не музыку. В чём подвох?
Если попробовать выполнить расчёт без калькулятора, всё станет на свои места. Но не в том смысле, что автомобильная акустическая система начнёт сразу, как по волшебству хорошо работать. Становится понятно, что нужен индивидуальный подход и настройка кроссовера.
О динамиках известно, что у них есть частота, мощность и сопротивление. Значения индивидуальны, зависят от торговой марки, модели. Расчёт кроссовера – это знание сопротивления и частоты. Вот только работает это в теории. На практике человек сталкивается с такой проблемой, как нестабильность значения сопротивления. Сопротивление — это не константа. Меняется частота, меняется и сопротивление. Поэтому нужно знать, хотя бы, в каком диапазоне автомобильная акустическая система работает, среднее арифметическое. Для этого нужны специальные приборы. Иначе никак не узнать эти величины. Ожидания не должны быть завышенными.
Расчет кроссовера для акустики75
Расчет кроссовера для акустики, как известно, очень важная операция. На свете не существует идеальных акустических систем, способных воспроизводить частотный диапазон полностью.
И тогда на помощь приходят отдельные участки спектра динамиков. К примеру, если надо воспроизводить НЧ, применяют сабвуфер, а чтобы воспроизвести ВЧ, устанавливают мидбасы.
Когда все эти динамики вместе взятые начинают играть, то может произойти путаница перед поступлением на тот или иной излучатель. По этой причине и необходим бывает активный или пассивный кроссовер для акустики.
В этой статье мы узнаем, для чего нужен расчет фильтра, рассмотрим пассивные кроссоверы, узнаем как они строятся на катушках индуктивности и конденсаторах.
Расчет кроссовера
Кроссоверы для акустики авто самодельные
Чтобы подключить 2-полосную(см.Акустическая двухполосная система и ее преимущества) или другую акустику с большим количеством полос к 1 каналу усилителя или ГУ, нужно некое отдельное устройство, разделяющее сигнал. При этом оно должно выделять для каждой полосы свои частоты. Именно такие устройства и называются фильтрами или кроссоверами.
Примечание. В комплекте с компонентной акустикой, как правило, уже идет пассивный кроссовер. Его готовил производитель и он рассчитан уже изначально.
Но что делать, если нужно разделить частоты по иной схеме (к примеру, если комплект акустики собран из отдельных компонентов)?
В этом случае речь идет о расчете кроссовера.Отметим сразу, что рассчитать кроссовер совершенно не сложно и даже можно самостоятельно изготовить его.
Кроссоверы для акустики на авто Пионер профессиональные
Ниже приводится инструкция о том, как рассчитать кроссовер:
- Скачиваем специальную программу. Это может быть Crossover Elements Calculator на компьютер;
Специальная программа для расчета кроссовера Crossover Elements Calculator
- Вводим сопротивления низкочастотного и высокочастотного динамиков. Сопротивление – это номинальное значение сопротивления акустики, выражаемое в Ом. Как правило, средним значением является 4 Ом;
- Вводим частоту раздела кроссовера. Здесь полезно будет знать, что частоту надо вводить в Гц, но ни в коем случае не в кГц.
Примечание. Если кроссовер второго порядка, то надо еще ввести тип кроссовера.
- Получить ожидаемый результат можно, нажав на кнопку расчета.
Кроме того, надо знать следующее:
- Емкость конденсаторов, а вернее их значение вводится в Фарадах;
- Индуктивность рассчитывается в Генри (mH).
Схема расчета фильтра выглядит примерно так:
Как рассчитать фильтр
Фильтры разного порядка
Чтобы ясно понимать схему расчета кроссовера(см.Самодельные кроссоверы для акустики и их предназначение), нужно понимать разницу между фильтрами разного порядка. Об этом и пойдет речь ниже.
Примечание. Существуют несколько порядков кроссовера. В данном случае порядок означает параметр кроссовера, который характеризует его способность ослаблять не нужные частотные сигналы.
Первый порядок
Схема 2-х полосного кроссовера этого порядка выглядит следующим образом:
2-полосный кроссовер 1-го порядка
По схеме видно, что ФНЧ или фильтр низких частот построен на катушке индуктивности, а фильтр высоких частот – на конденсаторе.
Примечание. Такой выбор компонентов не случаен, так как сопротивление катушки индуктивности повышается прямо пропорционально увеличению частоты. А вот что касается конденсатора, то здесь обратно пропорционально. Получается, что такая катушка отлично пропускает НЧ, а конденсатор отвечает за пропуск ВЧ. Все просто и оригинально.
Фильтр частот по схеме 1-го порядка
Следует также знать, что кроссоверы первого порядка, а вернее их номинал, зависит от выбранной частоты разделения и величины сопротивления колонки. Проектируя ФНЧ, надо в первую очередь обратить внимание на частоту среза НЧ и СЧ динамиков(см.Как выбрать динамики для автомагнитолы своими силами).
А вот проектируя ФВЧ, надо аналогичным образом поступить уже с ВЧ.
Пассивный кроссовер
Что такое в акустике кроссовер
Наиболее доступной на сегодня считается именно пассивная фильтрация, так как она сравнительно проста в реализации. С другой стороны, не все так просто.
Речь идет о следующих недостатках:
- Согласовать параметры и значение фильтров с характеристиками излучателей колонок очень сложная штука;
- В процессе эксплуатации может наблюдаться нестабильность параметров акустической системы. К примеру, если повысится сопротивление звуковой катушки при нагреве. В связи с этим значительно ухудшится достигнутое в процессе разработки согласование;
- Фильтр, обладая внутренним сопротивлением, забирает некоторую часть выходной мощности усилителя. Одновременно с этим ухудшается демпфирование, а это сказывается на качестве звучания и четкости передачи нижнего регистра.
Что такое кроссовер в акустике
Как известно, на сегодняшний день самыми распространенными акустическими системами считаются 2-х компонентные варианты.
В них фильтр разделяет звуковой сигнал на два диапазона:
- Первый диапазон предназначается исключительно для низких и средних частот. В данном случае используется кроссовер для нижних частот или ФНЧ;
- Второй диапазон предназначен для ВЧ. Здесь уже используется другой фильтр ФВЧ.
Примечание. Вариантов реализации фильтра может быть несколько, но он все должно отвечать определенным канонам.
Ниже приводится список требований, которым обязательно должен соответствовать кроссовер:
- Фильтр не должен оказывать влияния на частотный спектр и волну выходящего аудиосигнала;
- Должен создавать для усилителя, независимую от частоты нагрузку активного характера;
- Должен суметь обеспечивать вместе с акустическими системами формирование диаграммы направленности. Это должно быть реализовано так, чтобы до слушателя доходило максимум излучения.
Кроссовер АС очень важен
Из статьи мы узнали, как проводится расчет кроссовера акустических систем своими руками. В процессе работ будет полезно также изучить схемы, посмотреть видео обзор и фото – материалы.
Если научиться самостоятельно рассчитывать фильтр, платить за услуги специалистам не придется. Таким образом, цена операции сводится к минимуму, ведь надо только приложить немного терпения и уделить некоторое время изучению.
