Пассивный фильтр против процессора. Подключение "одинаковых" ВЧ с разным импедансом.
Сегодня покажу один занятный эксперимент, связанный с пищалками и активным или пассивным делением полос.
Вы обращали внимание, что зависимость сопротивления пищалки от частоты почти линейная? Нет, конечно это не прямая линия, но разбег значений кратно меньше, чем у большинства "больших" динамиков. И это делается специально, конструктив пищалок этому способствует, и к этому есть смысл стремиться. Почему так - одну из причин рассмотрим в этой статье.
Сравнение зависимости сопротивления от частоты типичного низко/среднечастотного динамика и пищалки
Сегодня рассмотрим две "одинаковые" пищалки с немного разной высотой горба в районе резонанса. Выглядят они идентично:
А так выглядят их кривые сопротивления:
Немного отличается резонанс, у красного чуть ниже, около 1,5кГц, у синего ближе к 2кГц. Но нас сегодня в первую очередь интересует разница в высоте горба на резонансе.
Высокий горб говорит о том, что у одного из динамиков выше механическая добротность. Если простыми словами, то у этого динамика меньше механических потерь. Поэтому, в достаточно широкой зоне вокруг резонанса такой динамик должен звучать заметно громче своего собрата с плоским и не выдающимся горбом сопротивления на резонансе.
Сравнение АЧХ этих двух динамиков, подключенных напрямую к усилителю. Цвет графиков АЧХ соотвествует цвету кривых сопротивлений на графике выше.
Нужно отметить, что рабочий (высокочастотный) диапазон этих динамиков оказался не таким уж и разным, основная разница на частотах ниже 4кГц. Получается, проблемы нет? Пищалка все равно не должна играть на своем резонансе, фильтр отрежет проблемную область и динамики станут практически одинаковыми! Или нет?)
Проверяем! Подключаем штатный фильтр, смотрим, как изменились графики:
Бледным показаны АЧХ динамиков, подключенных напрямую к усилителю, ярким цветом показаны динамики, подключенные через штатный фильтр (конденсатор 4,7мкФ)
Как видите, проблема не ушла, разница между динамиками всё ещё слишком велика, и находится не так уж глубоко. Горб на частоте резонанса чуть провалился по уровню, но он по прежнему очень заметен.
Что бы понять, что происходит, я добавлю пару измерений этих же динамиков, но с применением активного фильтра (процессор Альп700ый): частота среза 9кГц, 1 порядок (6дБ на октаву) обеспечило аналогичные графики.
График с АЧХ пищалок с процессором выглядит так:
Графики при подключении через процессор показаны теми же цветами, через проц чуть темнее. Синий график практически никак не поменялся, минимальная разница появилась в районе 2кГц. А вот красный график поменялся значительно, и эта разница пришлась на зону резонанса. Горб от резонанса при использовании процессора заметно ниже!
Догадаетесь, в чем причина этих отличий?
Это особенности работы пассивного фильтра. В нашем случае он максимально простой - просто конденсатор. По сути, это сопротивление, прицепленное последовательно к динамику. На высоких частотах (выше 11кГц) это почти нулевое сопротивление, и вся мощность усилителя отдается динамику, он играет в полную силу. С понижением частоты сопротивление конденсатора растёт, и мощность на динамике падает по двум причинам.
Во-первых, в цепь с высоким сопротивлением, усилитель будет вкачивать меньше мощности. Просто потому что закон Ома:) Во-вторых, конденсатор и динамик делят между собой имеющуюся мощность. Деление происходит в пропорциях, равных отношению их сопротивлений. Чем больше сопротивление - тем больший процент имеющейся мощности берет на себя элемент. У динамика на частоте резонанса возникает почти двухкратный подъём сопротивления. Это значит, что он на этом достаточно узком диапазоне будет звучать громче! У нас получился механизм локального повышения АЧХ. Что мы и видим в сравнении графика с пассивным фильтром и после процессора.
Ведь при работе с процессором, или с любым активным фильтром динамик напрямую подключен к усилителю, никакого деления мощности не происходит. Спады АЧХ формируются до усилителя, и усилитель отправляет на динамик уже подготовленный сигнал, который полностью воспроизводится динамиком.
Почему же тогда и при применении процессора у нас остался горб на резонансе, пусть и не такой большой, как при применении пассивного фильтра?
Вернитесь к первому графику, к измерению динамика без фильтра: эта фигура есть в его собственной АЧХ. Процессор просто плавно заваливает частоты ниже указанной с заданной крутизной (6 децибел на октаву, начиная с частоты 9кГц и ниже), поэтому форма графика сохранится, просто появляется наклон. В пасскроссе происходят дополнительные процессы, не совсем для нас нужные и интересные:)
Это ещё один довод в пользу процессоров или хотя бы активного деления и поканального деления сигнала)
Но это не единственный способ избавиться от вброса на АЧХ при применении пассивного фильтра. Догадаетесь, как ещё можно бороться с этим явлением?) Пишите в комментарии;)
Азвука - теория звука
Азвука - блог о звуке, акустике, изготовлении акустических систем и о том, как это всё работает
Азвука - теория звука
Пассивный фильтр против процессора. Подключение "одинаковых" ВЧ с разным импедансом.
Сегодня покажу один занятный эксперимент, связанный с пищалками и активным или пассивным делением полос.Вы обращали внимание, что зависимость сопротивления пищалки от частоты почти линейная? Нет, конечно это не прямая линия, но разбег значений кратно меньше, чем у большинства "больших" динамиков. И это делается специально, конструктив пищалок этому способствует, и к этому есть смысл стремиться. Почему так - одну из причин рассмотрим в этой статье.
Проверяем! Подключаем штатный фильтр, смотрим, как изменились графики:
Что бы понять, что происходит, я добавлю пару измерений этих же динамиков, но с применением активного фильтра (процессор Альп700ый): частота среза 9кГц, 1 порядок (6дБ на октаву) обеспечило аналогичные графики.
Синий график практически никак не поменялся, минимальная разница появилась в районе 2кГц. А вот красный график поменялся значительно, и эта разница пришлась на зону резонанса. Горб от резонанса при использовании процессора заметно ниже!
Догадаетесь, в чем причина этих отличий?
Это особенности работы пассивного фильтра. В нашем случае он максимально простой - просто конденсатор. По сути, это сопротивление, прицепленное последовательно к динамику. На высоких частотах (выше 11кГц) это почти нулевое сопротивление, и вся мощность усилителя отдается динамику, он играет в полную силу. С понижением частоты сопротивление конденсатора растёт, и мощность на динамике падает по двум причинам.
Во-первых, в цепь с высоким сопротивлением, усилитель будет вкачивать меньше мощности. Просто потому что закон Ома:)
Во-вторых, конденсатор и динамик делят между собой имеющуюся мощность. Деление происходит в пропорциях, равных отношению их сопротивлений. Чем больше сопротивление - тем больший процент имеющейся мощности берет на себя элемент.
У динамика на частоте резонанса возникает почти двухкратный подъём сопротивления. Это значит, что он на этом достаточно узком диапазоне будет звучать громче! У нас получился механизм локального повышения АЧХ. Что мы и видим в сравнении графика с пассивным фильтром и после процессора.
Ведь при работе с процессором, или с любым активным фильтром динамик напрямую подключен к усилителю, никакого деления мощности не происходит. Спады АЧХ формируются до усилителя, и усилитель отправляет на динамик уже подготовленный сигнал, который полностью воспроизводится динамиком.
Почему же тогда и при применении процессора у нас остался горб на резонансе, пусть и не такой большой, как при применении пассивного фильтра?
Вернитесь к первому графику, к измерению динамика без фильтра: эта фигура есть в его собственной АЧХ. Процессор просто плавно заваливает частоты ниже указанной с заданной крутизной (6 децибел на октаву, начиная с частоты 9кГц и ниже), поэтому форма графика сохранится, просто появляется наклон. В пасскроссе происходят дополнительные процессы, не совсем для нас нужные и интересные:)
Это ещё один довод в пользу процессоров или хотя бы активного деления и поканального деления сигнала)
Но это не единственный способ избавиться от вброса на АЧХ при применении пассивного фильтра. Догадаетесь, как ещё можно бороться с этим явлением?) Пишите в комментарии;)