УЛУЧШЕНИЕ ЗВУЧАНИЯ АКУСТИКИ

Что такое кроссовер и с чем его едят

Схемы кроссоверов для акустики

Для начала узнаем, а зачем нужен кроссовер?Это специальное устройство, предназначенное для разделения ауди частот. Кроссоверы как бы убирают ненужные частоты, фильтруют их.

Как подключить кроссовер к акустике

К примеру, существуют такие динамики(см.Как выбрать динамики для автомагнитолы своими силами ), как пищалки. Если бы не было кроссоверов, то на пищалки бы подавались все частоты, полный их пакет, вместе с НЧ и СЧ. Понятно, что это в итоге отрицательно скажется на детальности музыки. ВЧ динамики, каковыми являются пищалки, не способны воспроизводить низкие и средние звуки и присутствие несвойственных частот станет в этом случае опасной проблемой.

Схема кроссовера для акустики

Виды кроссоверов

Кроссоверы принято разделять на активные и пассивные, а также на однополосные, двухполосные и т.д.

Пассивный кроссовер, его плюсы и минусы

Пассивный кроссовер фильтрует сигнал своими конденсаторами, резисторами и катушками. В результате именно этого и выявляется первый недостаток таких кроссоверов – потеря мощности.

Кроссоверы акустических систем

Подключение пассивных кроссоверов проходит непосредственно перед динамиками. Получается таким образом, что достаточно использование всего одного усилителя(см.Как подключить к автомагнитоле усилитель и сабвуфер: сам себе мастер ), что является несомненным плюсом пассивных кроссоверов.

• Пассивные кроссоверы продаются отдельными блоками или в комплекте с акустикой, обычно двухполосной или более.
• Среди недостатков пассивных кроссоверов можно выделить ограниченную пиковую нагрузку, что влечет за собой скорый выход из строя.

Пассивный цифровой кроссовер

Активный кроссовер, его плюсы и минусы

Используется активный кроссовер перед усилителем. Поэтому использование одного усилителя в данном случае просто невозможно. В случае с активным кроссовером каждый динамик, будь то пищалка или НЧ динамик, используют отдельный канал усилителя.

Преимуществом активного кроссовера можно назвать то, что в отличие от пассивного, он дает возможность точной настройки срезов. Именно этот фактор и определяет в большей части стоимость такого кроссовера, который дороже своего оппонента.

Кроссовер двухполосный

Предназначен для двухполосной акустики, состоящей из твитера и мидбаса.

Кроссовер трехполосный

Предназначен для трехполосной акустики, состоящей из твитера, СЧ-динамика и мидбаса.

Что же такое кроссовер

Эта «коробочка» является обязательной частью акустической системы. Это связано с тем, что в мире нет динамиков, которые могли бы качественно воспроизводить полный диапазон частот. Поэтому для построения колонок используют два, три и более динамиков. Однако не стоит забывать о «блинах». Этот тип динамика состоит из нескольких частей, благодаря чему, может похвастаться достаточной ровной АЧХ на всем диапазоне частот.

Кроссовер предназначается для того, чтобы разделять входящий сигнал на разные составляющие и посылать их на разные динамики акустической системы. Таким образом, твитер играет только высокие частоты, а НЧ динамик воспроизводит средние и низкие частоты. Также кроссовер называется фильтром.

Главными его компонентами считаются следующие элементы:

• конденсатор;
• катушка индуктивности.

В совокупности эти электрические элементы «отрезают» ненужные частоты, которые посылаются на динамики. К слову, конденсаторы и катушки имеют разную стоимость. Таким образом, чем дороже эти элементы, тем лучше в конечном итоге будет звучать акустическая система.

Схема АС

Внутри лежала картонка со схемой фильтра.

И вот тут был слегка удивлен. Конденсаторы в акустических фильтрах оказались электролитическими.

Заметьте, конденсатор С1 емкостью 22 мкф набран из двух конденсаторов емкостью 47 мкф, что в результате дает 23,5 мкф. Причем включены они таким образом, что образуют неполярный электролитический конденсатор. Спорить с конструкторами не стал

Обратила на себя внимание дата выпуска конденсаторов – начало 80-х годов прошлого века)

На тыльной стороне низкочастотного динамика вот такая наклейка:

Однако выводы относительно конденсаторов пока делать не стал, и приступил к вскрытию второй колонки. Тут снова сюрприз. Второй фильтр собран несколько иначе. Здесь установлен один конденсатор на 22 мкФ.

Учитывая 35-ти летний возраст электролитов напрашивался вывод о их замене, но таки решил проверить их емкость: при номинале 4,7 мкф прибор показал 6,5 мкф, при 10 мкф — 11,5 мкф, на 22 мкф – 26,5 мкф, 33 мкф — 40 мкф. Это данные по электролитам из фильтра колонки, которая у меня нареканий не вызывала.

В фильтре колонки с подозрениями на некорректную работу показания были такими: 4,7 – 5,2 мкф, 10 – 12,5 мкф, 33 – 45 мкф. Отдельно пришлось проверять составной конденсатор – тут их емкости, против заявленных 47 мкф, оказались на уровне 56 мкф, что дает 28 мкф в итоге.

В целом с точки зрения номинала все они оказались вполне еще ничего. Однако под рукой нет измерителя ESR, да и токи утечки измерить нечем. В итоге решил поменять все электролиты, походу уйдя от составления неполярного конденсатора.

Обратило на себя внимание медное покрытие гетинакса платы (это точно не текстолит) – на ощупь  чувствовалась солидная его толщина

На плате для конденсатора С1 зарезервировано два посадочных места для параллельного включения двух электролитов. Видимо у конструкторов были какие-то соображения на этот счет. Заводом устанавливались конденсаторы с рабочим напряжением 35 вольт, для перестраховки увеличил до 50, а для С2 до 160 (был под рукой).

Собрав колонки, подключил их к усилителю. С первых же секунд стало ясно, что все мои мытарства до замены конденсаторов были напрасными, и только их замена смогла оживить звук, придав ему прозрачность, мягкость басов и четкость высоких частот. Особую благодарность (обеспокоенность) выражают соседи по батарее, проникшись глубиной замысла Du Hast в исполнении Рамстящих)). 

До этого даже были внутренние намеки на разочарование усилителем Солнцева. Звучать 20 лет назад, когда импортной хорошей аппаратуры было слишком мало, и звучать сейчас это две большие разницы.  Однако простая замена конденсаторов в фильтрах акустических систем полностью развеяла мои сомнения.  

В ходе ремонтно-восстановительных работ существенную помощь оказала младшая научная сотрудница)). Специально для Elwo.ru — Кондратьев Николай, г. Донецк.

Ремонт электроники

Рачет разделительных фильтров

Что мы знаем про хорошие фильтры?

1. Катушка НЧ наматывается толстым проводом для уменьшения сопротивления
2. Никаких “электролитов” в звуке
3. Не располагать катушки вблизи магнитных систем головок
4. Ориентировать мощные катушки под углом 90 градусов между собой (если они расположены близко друг к другу)
5. Надежный контакт и толстые провода

Для разделительных фильтров всех трех звеньев была выбрана схема всепропускающего типа второго порядка ( II-II-II ), как более надежная. Все три динамические головки имеют сопротивление 4 Ом, что безусловно упростило их согласование. Частоты раздела 500 и 4000 Гц.

Увеличить схему фильтра

При изготовлении кроссовера я использовал конденсаторы К73-16, К73-17, К73-11 и МБГО-2.Катушка L1—(самая большая) бескаркасная намотана на оправке диаметром 56мм, ширна намотки 28 мм, диаметр провода 1,8 мм, 186 витков.Катушка L3—бескаркасная намотана на оправке 40 мм проводом дмаметра 1,2 мм, ширина и высота намотки 20 мм 220 витков. Катушки L2 и L4 подошли из входящих в комплект кроссоверов.

СЧ-ВЧ фильтры в сборе увеличить

Конструктивно трехполосный фильтр разнесен на две платы—НЧ и СЧ-ВЧ. Платы выполнены из фольгированного стеклотекстолита. При монтаже детали фиксируются силиконовым герметиком. Плата НЧ-фильтра располагается на дне корпуса, а СЧ-ВЧ-фильтра крепится к боковой стенке саморезами между СЧ- и ВЧ- головками.

Размещение элементов кроссовера увеличить

Для подключения НЧ-динамика следует применить качественный акустический кабель 2,5 кв.мм. Естественно пайка везде должна быть надежная. При сборке нужно проследить чтобы провода от динамика не попали в окна диффузородержателя. Динамики устанавливаются в последнюю очередь, после заполнения корпуса синтепоном и установки задней крышки. При установке НЧ-динамика надо организовать воздушный коридор в синтепоне между трубой фазоинвертора и самим динамиком. Это можно сделать при помощи упругой металлической проволоки.

Водушный коридор увеличить

Я не привожу рисунки печатных плат кроссоверов, потому что детали могут быть разными. К примеру необходимую емкость я набирал из нескольких конденсаторов. Подчеркну еще один момент: фольгу плат я пролудил толстым слоем припоя, а в некоторых местах по фольге припаял медную оплетку от экранированного провода. Я думаю понятно зачем.

СЧ-динамик подключен к кроссоверу противофазно.

Катушку СЧ я мотал на самодельном, если так можно сказать, намоточном станке, который представлял из себя разборную катушку из двух щек и бобышки. На внутренних сторонах щек сделаны канавки для прокладки бандажных проволочек (4 шт.), которые в конце будут скреплять намотку после разборки катушки. После чего катушку нужно пропитать лаком или эпоксидкой и обмотать липкой лентой (лучше на тканной основе).

НЧ-катушки, честно признаюсь—я заказал специалистам намотки. Но и их можно намотать в домашних условиях. Правда провод весьма толстый!!! Сама НЧ-катушка на плате не монтируется. Она устанавливается на дне корпуса и прижимается платой НЧ-фильтра через резиновую прокладку.

Изготовление корпусов АСНастройка фазоинвертораФотки

Скачать проект Phantom + фото 800 х 600 (1.4 MB)

Самодельные кроссоверы

Случается, что став обладателем дорогой автомобильной акустики, владелец обнаруживает, что в комплекте нет кроссоверов. Понятно, что без них обойтись будет невозможно, так как ВЧ динамики могут просто напросто сгореть. Что делать? Ответ до смешного прост – изготовить их своими руками.

Для начала вооружимся необходимыми инструментами:

• Хорошим и удобным паяльником.
• Специальным прибором, измеряющим индуктивность.
• Клеем «Момент».
• Хлорным железом.
• Фольгированным стеклотекстолитом.
• Термоусадочной трубкой.
• Силиконовым герметиком.

Пошаговая инструкция

Начинаем процесс изготовления.

Схема кроссовера

В первую очередь, надо тщательнейшим образом изучить теххарактеристики купленных динамиков

Особое внимание рекомендуется уделить низким частотам пищалок, а также уровню характеристической чувствительности НЧ и ВЧ динамиков.
Затем нужно подобрать правильную электрическую схему, подразумевающую подключение кроссовера.

Примечание. По мнению специалистов желательно отдать предпочтение фильтрам 2-ого порядка, ведь в тесном салоне авто наблюдается сильный подъем частотной характеристики на средне-высоких частотах.

Надо помнить, что ВЧ-динамики, которые подключаются через фильтр 1-ого порядка, сильно подчеркивают шипение, а НЧ-динамики чрезмерно выделяют яркие звуки. В итоге, складываясь вместе, получится кавардак, в котором будет много яркого и шипящего звучания.

Примечание. При этом, чем шире салон авто, тем удастся более минимизировать эти недостатки.

Катушка индуктивности

Катушки индуктивности в кроссовере

Наматываем катушки индуктивности для динамиков. Отметим, что делая это для НЧ-динамика, лучше пользоваться медной проволокой, имеющей диаметр 1 мм и изолированной специальным лаком.

Совет. При изготовлении катушек рекомендуется пользоваться ферритовыми сердечниками. Это даст возможность получить меньшие габариты и вес, а также сократить расход недешевой медной проволоки. Кроме того, удастся уменьшить также активное сопротивление катушки.

Получившуюся индуктивность рекомендуется контролировать с помощью уникального прибора для измерения.

Совет. При наматывании проволоки крайне желательно делать виток и витку, а затем фиксировать клеем. Это даст возможность избежать проблем, с которыми часто сталкиваются новички.

Делаем печатную плату

• Пришло самое время начертить плату на бумаге. Делать это нужно, исходя из размеров получившихся катушек и резисторов.
• Чертим плату и переносим ее на лист специального материала.

Примечание. В качестве такого материала неплохо было бы выбрать фольгированный стеклотекстолит.

Сверлим сразу отверстия под электроды будущих деталей и проводов. Обязательно протравливаем плату. Это нужно сделать следующим образом: полуготовую плату поместить в раствор хлорного железа.

Сборка

Платы нашего будущего кроссовера собираем согласно схеме установки.

Кроссовер, собранный по стандартной схеме

Примечание. Катушки индуктивности и конденсаторы тщательно клеим к плате. Рекомендуется использовать хороший клей, такой как «Момент». Хорошая фиксация позволит самодельному разделителю длительное время работать безотказно в условиях вибрации и тряски.

Соединяем акустические провода

Соединяем акустические провода, используя обычный паяльник. В работе нужно быть крайне внимательным и не перепутать выходы для НЧ и ВЧ-динамика

Обратить внимание нужно и на полярность.
Клей пригодится и здесь. Нужно залить «Моментом» провода, которые припаяли, что предохранит опять же от вибраций и возможных переломов.

Подключение

• Проводим пробное подключение и убеждаемся в том, что сигнал подается на каждый динамик с соответствующего выхода самодельного кроссовера.
• Если это необходимо, то можно включить и резистор сопротивлением 4 Ом перед ВЧ-фильтром.

Примечание. Помним, что чувствительность ВЧ-динамиков на несколько децибел превышает чувствительность динамика, воспроизводящего низкие частоты – в итоге, пищалки играют громче НЧ-динамика.

Кроссовер акустический автомобильный

Готовый своими руками кроссовер обтягиваем термоусадочной трубкой, соблюдая нужные размеры. Заливаем края обязательно силиконом, чтобы внутрь кроссовера не попала влага или пыль. Представленная инструкция поможет изготовить самодельный кроссовер для акустики без особых проблем. В процессе операции рекомендуется изучить дополнительно фото и – материалы. Что касается цены на расходные материалы, то она зависит от количества катушек и выходов под динамики

Немаловажное значение имеет и материал, который используется

http://avtozvuk-info.ru

Активный кроссовер устройство и применение.

Назначение кроссовера.

Предназначение активного кроссовера — разделение выходящего с микшерного пульта сигнала на несколько определённых частотных полос и подача каждой из них на соответствующие динамики. В любой многополосной колонке установлены пассивные кроссоверы в виде катушек индуктивности или сопротивлений.

Активные кроссоверы являются внешними приборами. Формулировка «активный» обозначает, что питание кроссовера осуществляется от сети напряжения. Именно с помощью активных кроссоверов достигаются гораздо лучшие результаты, чем при использовании широкополосных систем.

Устройство прибора.

Передняя панель стерео прибора состоит из:

• регулятора входного сигнала на каждом канале;
• регулятора или регуляторов раздела частоты сигнала на каждом канале;
• регуляторов выходного усиления по каждой частотной полосе на каждом канале;
• регулятор времени задержки низкочастотного сигнала;
• кроме того, на некоторых моделях кроссоверов есть такие полезные опции, как световая индикация, кнопки заглушения Mute на каждой частотной полосе и настраиваемый лимитер.

На задней панели кроссовера находятся

• 2 входа XLR;
• выходы XLR — количество их зависит от модели прибора;
• кнопка выбора моно или стерео режима;
• такие полезные функции, как кнопки переключения фазы, кнопки суммирования низкочастотного сигнала в моно и кнопки для умножения выбранной частоты на 10.

О последней функции стоит рассказать отдельно. При нажатии этой кнопки установленная частота раздела повышается в 10 раз. Другими словами, если Вы установили частоту раздела на 800 Гц, после нажатия кнопки у Вас будет установлена частота 8000 Гц. Неумышленно нажав эту кнопку, вы будете гадать: куда же на сателлитах делись средние частоты, и почему колонки так неприятно пищат? Я с такими неприятностями сталкивался. После чего установил кроссовер в рэковую стойку, чтобы случайно нажать на эти кнопки было невозможно .

Как правило, аналоговые кроссоверы в стерео режиме бывают двухполосными или трёхполосными.

Двухполосные системы усиления.

В двухполосных системах выходной сигнал микшера делится кроссовером на две частотных полосы: низкие частоты и средние-высокие частоты. Каждая частотная полоса подаётся на отдельный усилитель, а с каждого усилителя — на свой тип динамиков. Таким образом, составляющие двухполосной звуковой системы (в порядке прохождения сигнала) таковы:

• микшер;
• кроссовер;
• усилитель для сабвуфера и усилитель для сателлитов;
• сабвуфер и сателлиты.

Рекомендуемая частота раздела при использовании сабвуфера — 200 Гц, при использовании обычного низкочастотного динамика — 800 Гц.

Трёхполосные системы усиления.

Из названия следует, что сигнал в этом случае делится на три полосы. Как правило, низкие (частота раздела 800 Гц), средние (2,5 кГц) и высокие. В этом случае сигнал с микшерного пульта, после прохождения через кроссовер, подаётся на три усилителя: для сабвуфера, для среднечастотного динамика и для высокочастотных динамиков — твиттеров.

Как в двухполосной, так и в трёхполосной звуковой системе уровнем выходного сигнала по каждой полосе можно управлять — и регуляторами выходных уровней кроссовера, и регуляторами громкости усилителя. Этим регулированием достигается оптимальный баланс громкости в каждом частотном диапазоне.

Подключение кроссовера.

Как уже отмечалось, активный кроссовер подключается к выходам микшерного пульта. А каждый из выходов кроссовера коммутируется с соответствующим усилителем.

Есть вариант установки внешнего эквалайзера между микшером и кроссовером. В этом случае мы получим независимое управление частотами по каждому виду динамиков. То есть, подавление или усиление низкой частоты на эквалайзере никак не скажется на звуке с высокочастотного усилителя. И наоборот.

Таким образом, мы разобрали, что же такое активный кроссовер и как его следует и можно применять. Успехов!

Активные и пассивные

Кроссоверы делятся на две группы:

• активные;
• пассивные.

Каждый из типов имеет свои преимущества и недостатки.

Активные состоят не только из конденсаторов и катушек, но и из транзисторов. Благодаря этому габариты устройства удалось снизить. Сложно найти активный кроссовер, выполненный в виде отдельного элемента. В основном они являются составной частью автомобильного усилителя звука.

Пассивные встречаются намного чаще. Главным преимуществом этого типа кроссовера является отсутствие необходимости дополнительного питания, поэтому их легко устанавливать.

Кроме того, пассивные и активные фильтры делятся еще на 3 подвида:

1. Высокочастотные, предназначаются для пропускания сигнала высокой частоты, отрезая все остальное. Этот подтип предназначен для ВЧ динамиков.
2. Низкочастотные, наоборот, отрезают верхние частоты и пропускают через себя низкочастотный сигнал. Используются для НЧ динамиков.
3. Широкополосные фильтр, еще его называют Band Pass. Этот подтип необходим для отрезания частот, выходящих за определенный диапазон. Он предназначен для СЧ динамиков.

В дешевых колонках устанавливаются кроссоверы первого или второго порядка. Это делается для удешевления, так как в фильтрах используется лишь один или два электрических элемента. Фильтры третьего порядка встречаются в усилителях мощности. Что же касается четвертого порядка, то данный тип считается элитным. Для них изготавливается отдельный корпус.

Не так давно среди любителей хорошей музыки возникали споры об эффективности делителя 4-го порядка. Работы кроссоверов четвертого порядка, с крутизной среза 24 ДБ на Октаву можно сравнить лишь с работой банков Швейцарии, где все строго и четко.

Главное в настройке кроссовера – частота среза.

Возьмем, к примеру, трехполосную колонку. Для качественного воспроизведения музыки надо сделать так, чтобы на НЧ динамик поступали только низкие частоты, на СЧ динамик диапазон средних частот, без нижних и высоких, а на твитер соответственно только высокочастотный сигнал. Таким образом, нужно правильно определить две точки деления. В первой точке будет разделен сигнал между сабвуфером и среднечастотником. А во второй точке будет согласовываться СЧ динамик и твитер. Если неверно выбрать частоты среза, в лучше случае можно отделаться ужасным звуком. В таком случае слушать музыку станет невозможно и захочется сразу ее выключить. В худшем случае, акустика выйдет из строя. К примеру, на высокочастотный динамик будет поступать низкочастотный диапазон, который очень вреден для твитеров.

В наши дни кроссоверы используются достаточно активно. Несмотря на то, что можно приобрести цифровой аналог – процессор. Благодаря которому, можно не только фильтровать сигнал, но и выставлять задержки и многое другое.

Однако у кроссоверов есть преимущество перед цифровыми процессорами – это качество фильтрации звукового сигнала. Дело в том, что на фильтр навешивают большое количество работы: фильтрация, временные задержки, эквалайзер. Поэтому само качество фильтрации падает. Таким образом, пассивные и активные кроссоверы пользуются большим спросом. Их применяют даже для изготовления профессиональных колонок.

Профессионалы пророчат скорую смерть аналоговой фильтрации. Они считают, что цена цифровых аналогов замедляет естественный процесс. Однако есть группа людей, считающих, что место для хорошего пассивного кроссовера найдется всегда и в любой аудиосистеме, несмотря на то, насколько далеко шагнули технологии. Можно согласиться и с первый и со второй группой людей. Это связано с тем, что построить хорошую, качественную и профессиональную акустическую систему можно как при помощи кроссовера, так и при помощи цифрового брата – процессора. Вопрос только в том, что вам нравится больше.

Посмотрите видео о кроссоверах

https://youtube.com/watch?v=pLSVczv9CF8