Szűrők - Auto Sound News

A probléma a frekvencia jelek szétválasztása a fejében a hangszórók érintett sok szakember sokáig. Körülbelül hatvan éve.
Először izgatott akusztikai mérnökök a
de a probléma él és jól van.
Ma megpróbáljuk nagyon röviden, de nem felületesen, hogy megismertesse az olvasót az alapvető rendelkezéseket az elmélet és a gyakorlat építési többsávos hangszóró, természetesen, ahol a hangsúly a kérdések autóipari audio berendezés.

Egy szerencsés kevesen tudják, milyen kedves, szelíd, hazai, természetes hangzás különbözött a régi, a legjobb - a háború előtt, a német hangszórók könnyű papír membrán nagy. Ugyanakkor a vágy, hogy maximalizálja a hang közelebb áll a valósághoz, nevezetesen, hogy elérje az AFC egyenletességének szélesebb sávban, hozzon létre egy nagy hangerőn és ugyanabban az időben, ha lehetséges, hogy csökkentsék a hangszóró mérete vezetett fokozatos indulás a hagyományok és lefektetett elvek során az ezüst kora electro, és megy a törekvés az aranyborjút objektív technikai indikátorok. Mit objektív hátrányainak egyedi oldalsáv rendszerek kénytelen fejlesztők keresni vagyonát terén frekvencia osztás? Röviden (! Ígéret), a fő oka egy kicsit:
Először. Diffúzor vagy egy dugattyú feje, amely képes mozgás, vagyis a mozgás egésze csak egy bizonyos frekvencia tartományban. Ha a frekvencia eléri bizonyos értéket - a diffúzor felszínén rugalmas hullámokat jelennek képesek megszervezni az interferencia mintázat. Dugattyú-szerű mozgalom, amely azon a tényen alapul, hogy minden számítás a fej paraméterek megáll. A legtöbb alacsony frekvenciájú fej ez a frekvencia tartományban van néhány száz Hz. Szélessávú és közepes fej fenn tudja tartani a karakter a diffúzor ingadozása egység kilohertzet gyakorisága, néhány közülük, és kompozit kerámia diffúzor - 5-8 kHz. A magasabb frekvenciákon, benne a munka csak kupolás átalakítók: középkategóriás szolgáltatási köre több száz Hz-től 10 kHz-es és a teljes hossza a diffúzor dome fejek próbálja mozgatni a dugattyút. A tüdőszövet, kompozit vagy fém kupolák
RF fej a hangfrekvenciás tartományban tekinthető nem jelent problémát.
Objektíven leírt folyamatok nyilvánul meg a megjelenését, kezdve egy bizonyos frekvencia, frekvencia válaszát szabálytalanság a növekedés a nem-lineáris torzulás, intermodulációs, és fázis szabálytalanságokat. Fő szubjektív megállapítása következményeinek - veszteséget a természetes hangzású akusztikus hangszerek, a megjelenése hang merevség, néha felhangokkal. Meg kell jegyezni, hogy a jó öreg háború előtti vevők fájt a feje le a betegség teljes - még könnyű papír kúp nem tudtak ellenállni neki. Azonban a kemény munka generáció kísérletez főzött titkos cellulózpépeknek nem volt hiábavaló - a természet parazita oszcillációk régi diffúzorok olyan volt, hogy a következmények a tárgyalás szempontjából (bocs a szójáték) kiderült, hogy minimális.
Második. Elég egyszerű. Induktivitást nem törlődik az eredmény a második világháború. Például, ha az induktivitás a kisfrekvenciás lengőtekercs fej 1 mH (egy kicsit), majd 1 kHz reaktív komponenst az impedancia már egyenlő 6,28 ohm és 10 ohm 62,8 kHz. Mindezek ellenállás, és vidd a feszültség hullámforma, persze, nem hív minket, hogy a kívánt kúp mozgás.
Harmadik. Minden várják a dinamikus termelési vezetőként a gömb alakú hanghullám. Ezután a iránykarakterisztika az előállított sugárzás kör alakú, és mozog a térben a hallgató nem érzi kényelmetlenséget. Az autó, ő nem változtatta meg álláspontját (kivéve baleset esetén), de itt a hangsúly a jellemzők rendelt felelősségteljesebb feladatokat, mert a lehetőségét elrendezése az utastérben nem korlátlanok. Gömb alakú hullám létrehoz egy pont radiátor. Más szavakkal: a diffúzor mérete legyen sokkal kisebb, mint a hullámhossz. Ha ez a feltétel nem teljesül, az irányt a fej jellegzetes szűkíti, amely képes generálni egy csomó probléma.
Negyedik. Alacsony frekvenciákon, különösen közel a rezonancia frekvencia, a fej mozog a diffúzor egy meglehetősen nagy sebességgel, néhány százaléka a hangsebességet. Ezért, amikor szimultán szaporodás és a magas és az alacsony frekvenciájú Doppler modulációja nagyfrekvenciás rezgés fog bekövetkezni alacsony, mivel az idő ezen frekvenciák kerülnek a levegőbe egy nagy sebességgel mozgó diffúzort a hallgató és az idő - a hallgatót. A következmények a Doppler moduláció láthatók egy nagyon csúnya hang a halláskárosodás tisztasági a hallgató elveszett örömét klasszikus darabok alapján szigorú törvényeket a zenei harmónia.

Ábra. 1. A legegyszerűbb aluláteresztő szűrő (a) és HPF (B) a második sorrendben. Általában, ha kiszámítjuk a hálózati szűrők úgy vélték, hogy a hatalom által hordozott szűrő-generátor és a terhelés ohmos ellenállása a fejét. Bonyolultabb esetben külön tárgyaljuk.

Ábra. 2. A koncepció vsepropuskayuschego crossover. Akusztikus összegzési jelek LF, MF és HF-fejek létrehozhat egy lapos frekvencia válasz a megfigyelési ponton, természetesen, bizonyos feltételek mellett. Megjegyezzük, hogy a sávszűrő MF takarmány fej lehet beállítani, mint sávszűrő összetevők (lásd. Ábra). És hogy képviselje kaszkád késedelem HPF és LPF.

Ábra. 3. A fej csak egy első közelítés ellenállás. Próbálok jó teljesítmény elérése érdekében végzett munka során valós fejek szükséges figyelembe venni a reakcióképesség. Ez a szám azt mutatja, az alapvető paramétereket a fejet és a közelben a rezonancia frekvencia legegyszerűbb kompenzáló áramkör.

Más szóval - nem számít, milyen erős nosztalgia a jó hangzású papírrégiségek, nagy játék csak többsávos rendszer. Ez az igazság nyilvánvalóvá vált, több mint fél évszázaddal ezelőtt, a fejlesztők, és azóta elosztjuk szűrők kezdett harcolni az utat a piacon.
Nem fogjuk vizsgálni minden szakaszában a fejlődés a szűrőket, mint a teljes eleme a hang részben. Megjegyezzük, csak hogy telt el a nehéz utat, amelynek kezdetén végeztük csak ipari frekvenciájú megosztási funkció, és most a szűrőket kell foglalkoznak az energia elkülönítés, a formáció jellemzőit irányított hangszórók egészének kompenzáció fejek reaktivitás tekintetében a hatása akusztikai tervezés, stb
Azt kell mondanom, hogy a technikai problémát a fejlesztők úgy döntött: a forma kiváló frekvenciaátvitel az optimális fázis válasz, iránykarakterisztikájára egy nagyon is valós fejüket. Minden matematikai problémák a számítások során a számítógépek. Programok kiszámításához az amatőr körülmények között hemzsegnek interneten. De azt mondják, hogy az AU indult ez a játék jobb, mint jól, nem tudjuk. A probléma olyan régi, mint a világ: nem kell keresni az ideális frekvencia és fázis válasz, és egy jó hang, és ahogy ez a vágy, hogy ő teljes magasságú állvány sokkal bonyolultabb, mint a számítás nehéz problémákat.
Azonban nem megosztani az olvasóval az elemi alapjait épület egy elválasztó szűrő lenne rossz. Bármilyen minőség iránti elkötelezettség kell a kiindulási pont. A lényeg az, ahol elért elfogadható objektíven mért paraméterek az AU és a kialakulásuk szinte a fő szerepet játszott az elválasztó szűrőket.

Összegzése a két szűrő frekvenciamenete Butterworth másodrendű (LPF és HPF)

Crossover Batterforda másodrendű összegzése a HPF és LPF szignálok jelentése kibocsátási szakaszban 3 dB abban az esetben, kapcsolási fejek ellenfázisban és poval nullára (N), ha benne van fázisban.

Összegzése a két szűrő frekvencia átvitele a harmadrendű Butterworth

Batterforda elválasztó szűrőn a harmadik rend. A síkja a teljes frekvenciamenet biztosított nem csak részleges frekvenciamenet, hanem egy fáziseltolódás egyenlő a frekvencia partíció 270 °.

Az összegezés AFC két másodrendű szűrőket jellemző Linkwitz Riley

Crossover Linkwitz Riley másodrendű, és a LPF és HPF vannak csillapítás 6 dB levágási frekvencia, amely egy lapos frekvencia válaszát teljes.

Mintegy szűrők általában, és a szűrőket az AU különösen

Filter - lineáris elektromos áramkört, amelynek az ingatlan szelektíven halad jeleket különböző frekvenciákon. Lineáris - abban az értelemben, hogy a kínálat a szinuszos jel nem torzíthatja az alakja. Magától értetődik, hogy a aluláteresztő szűrő (LPF) vezetjük jobb alacsonyabb frekvencia felüláteresztő szűrő (HPF) - Top. Sáváteresztő szűrők át jeleket, amelyek fölött fekszik egy adott alacsonyabb, de az alábbiakban egy bizonyos felső frekvencia. Ez - az alapokat. A szűrő jellemzi frekvencia és fázis válasz. A legegyszerűbb szűrők kapcsolódó Hilbert átalakulás, más szóval, ismerve a frekvenciamenet lehet számítani, és fázis, és fordítva.
Eljárások a szűrőket könnyen által leírt lineáris differenciálegyenletek vagy rendszerek, és a tudomány a sorrendben a rendszer vesszük a szűrő sorrendben. A gyakorlatban azonban, ha nem egyenletek (különösen differenciál), a módszer általában egyenlő a számát induktivitások és kondenzátorok, amelyek a szűrő készült együtt.
Kívül a frekvenciasávot szűrő veszteség, és ez messze a levágási frekvenciát határozza meg egy egyszerű csillapítás függőség és 6n egyenlő decibel per oktáv, ahol N - sorrendben a szűrőt. Fogom elmagyarázni a példát. Tekintsük a ötödrendű aluláteresztő szűrő vágási frekvenciája 1 kHz. A két frekvencia F1 és F2, ha azokat egymástól elég távol a levágási frekvencia, és, mondjuk, azzal jellemezve megduplázódott (egy oktáv), akkor a csillapítás által bevezetett szűrőt ezeket a frekvenciákat fog különböznek 6h5h1 = 30 dB. Ez az egész számítás.
Közel határfrekvencia viselkedését a frekvenciamenet nem csak attól függ a megrendelés, hanem a szűrőt. Szűrés típus - egy összetettebb fogalom, mint a sorrendben. Mint egy szűrő, és egy megfelelő differenciálegyenlet, ez jellemzi a polinom, és az úgynevezett - jellemző. A együtthatók függnek értékelés a villamos berendezések, a szűrőt. Polinomok különböző -. Bessel, Butterworth, Csebisev, Zolotarev-Cauer és mások hívják, hogy vizsgálja meg őket, amíg a megjelenése előtt szűrőket és még autórádió, matematikus.
Bessel szűrő jellemzi minimális eséssel körül építménnyel. Ez azt jelenti, hivatalosan, leszűrjük az „extra” jelentése inkább lustán. De a legtöbb ilyen szűrők fázis válasz sima, és a csoportra jellemző késleltetési (GD) van egy minimális frekvencia különbség, amely jelzi a lehetőségét, hogy egy minimális torzulásának a nem szinuszos folyamatok.
Egy Butterworth-szűrő előnyös, de mivel a csoport késedelem és fázis rosszabb. És így tovább: a jobb, a szűrés, a rosszabb hangzik. Az egyik probléma - a szűrő még!
Most körülbelül szűrők akusztika. A fő különbség az egyszerű szűrő az, hogy szembenézzen a kihívással nem frekvencia szűrés, és a frekvencia osztás. Más szóval, a hallgató fülébe kell érnie az összes komponenst az frekvenciák, hanem például komponensek alatti frekvenciák Frazd. kell reprodukálni LF feje fölött - HF fej (duális rendszer). Frekvenciaátvitel egy ilyen rendszer ideális esetben sík, amely frekvencia zónába. Ebben a tekintetben az elválasztás szűrők nevezzük vsepropuskayuschih.
Kiderül, hogy az, hogy vsepropuskayuschy szűrő alul- és felüláteresztő szűrő, ha figyelembe vesszük a teljes szétválasztás (összegzés, mert akusztikus helyett elektromos) könnyű. Tehát, ha alkalmazzák a szűrők Butterworth még megrendeléseket a frekvenciamenet kap megjelent a 3 dB frekvencia részén, egy nagyon észrevehető, hogy a fül. Ennek lényege, hogy a jelenség arra vezethető vissza, az egyik grafikonok a cikkben. Ezért alkalmazzák, vagy Linkwitz-Riley szűrők (battervortovskie hasonló, de némileg különböző felekezetek), illetve általános megtagadja még annak érdekében, szűrők és használt szűrők a 3. sorrendben.
Egy másik vezető utat megszerzése egy lapos frekvenciamenet, a frekvencia térköz HPF és LPF cutoff. Például, a vágási frekvenciát a LPF 900 van kiválasztva Hz, és a HPF - 1111 Hz. Azonban vegye figyelembe: lapos frekvencia válasz - egy eszköz, nem öncél.
Ideális fázisú válasz bármilyen szűrő, beleértve az elválasztás, lehet tekinteni nulla (nincs késleltetési idő) vagy lineáris növekvő (az állandó késleltetési minden frekvencián). Között a szűrőket, amelyeket elválasztó csak a szűrőt az 1. rend tökéletes fázis válasz. Ennek eredményeként - a forma továbbított jel az AU 1. rendű hangváltón nagyobb valószínűséggel maradnak torzítatlan, mint mondjuk a szűrőket a 3. sorrendben. Ugyanakkor egyértelmű, hogy mi az elsődleges cél - szűrés és frequency division - szűrők olyan kicsi ahhoz nehéz.

GD - is frekvenciamenet, amely a származék a fázis válasz gyakorisága ismét a frekvencia függvényében. Sharp ingadozások GD arra mutatnak, hogy késedelmes különböző összetevői a valós jel különböző frekvencia: a jel torzítják az alakját, mint mondják, az akusztika, „szétesik”. A dob már nem dob pizzicatót - pizzicatót sem.

A rend és típusú szűrők és attól függ, hogy rájuk

AFC szűrők különböző megbízások (pl Butterworth)

Minél nagyobb a sorrendben, a határozottabb szűrés frekvenciák kívül az átviteli sávra és a nagyobb fázis torzulások által bevezetett szűrő.

Negyedrendű frekvenciaválaszát szűrők különböző típusú és azonos vágási frekvenciája 1 kHz.

A legtöbb „lusta” szempontjából a frekvencia szétválasztása a Bessel-szűrő biztosítja a sima fázis válasz. A „radikális” Csebisev szűrő - nézd meg magad.