Вибираємо частоту зрізу

Вибираємо частоту зрізу.

Вибираємо частоту зрізу.

Один з обов'язкових етапів настроювання звучання в салоні автомобіля - підбір оптимального розподілу частот між всіма випромінюючими головками: НЧ, НЧ / СЧ, СЧ (якщо є) і ВЧ. Є два способи вирішення цієї проблеми. По-перше, перебудова, а часто і повна переробка штатного пасивного кросовера, по-друге - підключення динаміків до підсилювача, що працює в режимі многополосного посилення, так звані варіанти включення Bi-amp (двосмугове посилення) або Tri-amp (трисмуговий посилення).

Перший спосіб вимагає серйозних знань електроакустики і електротехніки, тому для самостійного застосування доступний тільки фахівцям і досвідченим Радіоелектронщики-любителям, а от другий хоча і вимагає більшого числа каналів посилення, доступний і менш підготовленому автолюбителю.

Тим більше що переважна більшість продаваних підсилювачів потужності спочатку забезпечені вбудованим активним кросовером. У багатьох моделей він настільки розвинений, що з успіхом і досить високою якістю дозволяє реалізувати багатосмугове включення АС з великим числом динаміків. Однак відсутність розвиненого кроссовера в підсилювачі або головному пристрої не зупиняє шанувальників цього методу озвучування салону, оскільки на ринку представлено безліч зовнішніх кросоверів, здатних вирішувати ці завдання.

Спочатку слід сказати, що стовідсотково універсальних рекомендацій ми вам не дамо, оскільки їх не існує. Взагалі, акустика - це область техніки, де експерименту і творчості відведена велика роль, і в цьому сенсі шанувальникам аудіотехніки пощастило. Але для проведення експерименту, щоб не вийшло, як у того божевільного професора - з вибухами і димом, - необхідно дотримуватися певних правил. Перше правило - не нашкодь, а про інших мова піде нижче.

Найбільше труднощів викликає включення СЧ-і (або) ВЧ-компонентів. І справа тут не тільки в тому, що саме ці діапазони несуть максимальне інформаційне навантаження, відповідаючи за формування стереоефекту, звукової сцени, а також значною мірою схильні до інтермодуляційних і гармонійним спотворень при неправильній установці частоти поділу, а й в тому, що від цієї частоти безпосередньо залежить і надійність роботи СЧ-і ВЧ-динаміків.

Є ще одна проблема, яку необхідно враховувати при установці частоти поділу для ВЧ-динаміка. Справа в тому, що після узгодження компонентів по воспроизводимому діапазону частот вам необхідно ще узгодити їх за рівнем і фазі. Останнє, як завжди, є каменем спотикання - начебто все зробив правильно, а звук "не той". Відомо, що фільтр першого порядку дасть зрушення фази на 90 °, другого - 180 ° (противофаза) і т.д. тому під час налаштування не полінуйтеся послухати динаміки з різною полярністю включення.

До діапазону частот 1500-3000 Гц людське вухо дуже відчутно, і для того, щоб передати його максимально добре і чисто, слід бути вкрай обережним. Зламати (розділити) звуковий діапазон на цій ділянці можна, але слід подумати, як потім правильно усунути наслідки неприємного звучання. З цієї точки зору більш зручна і безпечна для настройки - трехполосная акустична система, а використовуваний в ній СЧ-динамік дозволяє не тільки ефективно відтворювати діапазон від 200 до 7000 Гц, але і більш просто вирішити проблему побудови звукової сцени. У трьохполосних АС ВЧ-динамік включають на більш високих частотах - 3500-6000 Гц, тобто свідомо вище критичної смуги частот, а це дозволяє знизити (але не виключити) вимоги до фазового погодженням.

Перш ніж обговорити вибір частоти поділу СЧ- і НЧ-діапазонів, звернемося до конструктивних особливостей СЧ-динаміків. Останнім часом у інсталяторів дуже популярні СЧ-динаміки з купольної діафрагмою. У порівнянні з конусними СЧ-динаміками вони надають ширшу діаграму спрямованості і простіше в установці, оскільки не вимагають додаткового акустичного оформлення. Основний їх недолік - висока резонансна частота, що лежить в межах 450-800 Гц.

Проблема в тому, що чим вище нижня гранична частота смуги сигналів, що подаються на СЧ-динамік, тим менше повинно бути відстань між СЧ і НЧ-головками і тим критичніше, де саме стоїть і куди зорієнтований НЧ-динамік. Практика показує, що купольні СЧ-динаміки без особливих проблем з узгодженням можна включати з частотою поділу 500-600 Гц. Як бачите, для більшості продаваних примірників це досить критичний діапазон, тому, якщо ви зважилися на такий поділ, порядок розділення каналів повинен бути досить високим - наприклад, 4-й.

Слід додати, що останнім часом стали з'являтися купольні динаміки з резонансною частотою 300-350 Гц. Їх можна використовувати, починаючи з частоти 400 Гц, але поки вартість таких екземплярів досить висока.

Резонансна частота СЧ-динаміків з конусним дифузором лежить в межах 100-300 Гц, що дозволяє використовувати їх, починаючи з частоти 200 Гц (на практиці частіше використовується 300-400 Гц) і з фільтром невисокого порядку, при цьому НЧ / СЧ-динамік повністю звільняється від необхідності працювати в СЧ-діапазоні. Відтворення без поділу між динаміками сигналів з частотами від 300-400 Гц до 5000-6000 Гц дає можливість домогтися приємного, високоякісного звучання.

Поступово ми добралися до НЧ-діапазону. Сучасні СЧ / НЧ-динаміки дозволяють ефективно працювати в смузі частот від 40 до 5000 Гц. Верхня межа його робочого діапазону частот визначається тим, звідки починає працювати високочастотник (в 2-смугової АС) або СЧ-динамік (в 3-смугової АС).

Багатьох хвилює питання: чи варто обмежувати його діапазон частот знизу? Що ж, давайте розберемося. Резонансна частота сучасних НЧ / СЧ-динаміків типорозміру 16 см лежить в межах 50-80 Гц і завдяки високій рухливості звукової котушки ці динаміки не настільки критичні до роботи на частотах нижче резонансної. Проте відтворення частот нижче резонансної вимагає від нього певних зусиль, що призводить до зниження віддачі в діапазоні 90-200 Гц, а в двосмугових системах ще і якості передачі СЧ-діапазону. Оскільки основна енергія ударів бас-бочки доводиться на діапазон частот від 100 до 150 Гц, то перше, що ви втрачаєте, чітко виражений панч (punch - удар). Обмежуючи знизу за допомогою ФВЧ діапазон відтворюваних НЧ-головкою сигналів на 60-80 Гц, ви не тільки дозволите їй працювати набагато чистіше, але і отримаєте більш гучне звучання, іншими словами - кращу віддачу.

Відтворення сигналів з частотами нижче 60-80 Гц краще покласти на окремий динамік - сабвуфер. Але пам'ятайте, що звуковий діапазон нижче 60 Гц в автомобілі не локалізується, а значить, місце установки сабвуфера не настільки істотно. Якщо ви це умова виконали, а звук сабвуфера все одно локалізується, то в першу чергу необхідно збільшити порядок ФНЧ. Не слід також нехтувати і фільтром придушення інфранизьких частот (Subsonic, або ФІНЧ). Не забувайте, що у сабвуфера теж є своя резонансна частота і, відсікаючи частоти, що лежать нижче неї, ви домагаєтеся комфортного звучання і надійної роботи сабвуфера. Як показує практика, гонитва за глибокими басами істотно здорожує вартість сабвуфера. Повірте, якщо зібрана вами звукова система з гарною якістю відтворює звуковий діапазон від 50 до 16 000 Гц, цього цілком достатньо, щоб комфортно слухати музику в автомобілі.

Способи сполучення головок.

Досить часто виникає питання: чи слід мати однаковий порядок фільтрів НЧ і ВЧ? Зовсім не обов'язково, і навіть зовсім не обов'язково. Наприклад, якщо ви встановили двухполосную фронтальну АС з великим розноситься динаміків, то щоб компенсувати провали ЧХ на частоті поділу, НЧ / СЧ-головку часто включають з фільтром меншого порядку. Більш того, навіть не обов'язково, щоб частоти зрізів ФВЧ і ФНЧ збігалися.

Так що якщо і працює в car audio правило переходу кількості в якість, то підтверджується воно тільки щодо вартості окремих компонентів і людино-років, що визначають досвід і майстерність установника, який змусить систему розкрити свій звуковий потенціал.

1.Разделітельний фільтр (кросовер, або crossover) - пристрій, який здійснює частотне розділення сигналів. Не буде помилкою сказати, що кросовер - це пристрій, що складається з набору фільтрів нижніх частот (Low Pass, або ФНЧ), верхніх частот (Hi Pass, або ФВЧ) і смугасто-проникного (Band Pass, або ППФ).

2.Фільтр нижніх частот (ФНЧ) з широкосмугового звукового сигналу виділяє спектральні складові, що лежать нижче частоти зрізу, і придушує всі інші. Фільтр верхніх частот (ФВЧ) виділяє спектральні складові, що лежать вище частоти зрізу, і придушує інші, а смугасто-проникний фільтр (ППФ) з усього спектра сигналу виділяє вузьку смугу частот.

3.Все фільтри характеризуються порядком і частотою зрізу. Частота зрізу - це частота, на якій рівень сигналу, що придушується стає на 3 дБ менше, ніж рівень сигналу, що пропускається. Про порядок фільтра можна судити по крутості характеристики загасання: чим вище порядок, тим сильніше загасання залежить від частоти.

4.Фільтр першого порядку має крутизну характеристики загасання 6 дБ / окт, другого - 12, третього - 18, а четвертого - 24 дБ / окт. Наприклад, якщо ми включаємо НЧ-головку з ФНЧ першого порядку з частотою зрізу 100 Гц, то приходить на неї сигнал з частотою 200 Гц буде менше за рівнем на 6 дБ (тобто в 2 рази), другого порядку - на 12 дБ (в 4 рази), а четвертого - на 24 дБ (в 16 разів).