Сегодня я наконец попробую коротко и доступно пояснить почему фильтра для ваших акустических систем сложнее чем многие думают, почему конденсатор в качестве фильтра плохое решение, почему покупные фильтра тоже работать не будут, и почему даже индивидуальное изготовление под ваши АС не дает 100% гарантии результата.
Тем более есть повод, это заказ на изготовление таких фильтров мной, для моих полочных ас.
Сразу поясню что я не являюсь профессионалом в деле изготовления фильтров, я их не считаю по большому счету, и не изготавливаю на заказ, максимум могу сделать для себя исходя из множества расчетов в разных программах и калькуляторах, достраивая по факту методом измерений результата.
Ранее я делал фильтра, да еще супер сложные 3х полосные 2-3 порядков, для моих напольников и результат и сейчас скажу вышел очень не плохим, сведено почти как по книжке...
Однако сколько это сил, времени, денег, нервов отняло... При то что компоненты фильтра далеко не лучшего уровня, и откровенно сомнительные.
По этому в этот раз, я решил поберечь себя, и проверить знающего человека в этом деле, который занимается изготовлением фильтров на заказ, и берет за это деньги...
Сначала конечно задал наводящий вопрос "требуются 2х полосные фильтра, какая от меня требуется информация" этакий вопрос с подвохом, не стал сразу выкидывать все карты и гнуть пальцы, давая понять что я что то понимаю в этом, прикинулся "дурачком" так сказать.
На что был дан ответ:
1)-Информация о динамиках.
2)-Сопротивление
3)-Чувствительность
4)-Диапазон частот
5)-Резонанс
6)-Желательно фото с 2-х сторон каждого динамика
Целых 6 пунктов... ухх, ну ладно, вроде как человек уточняет сопротивление, чувствительность, резонанс, диапазон частот.... Что верно, тут уже не стал долго его мариновать, и сразу прислал все необходимые человеку данные, и дополнительно параметры Тиля-Смолла и АЧХ.
Чего конечно в теории должно было хватить человеку для расчета и учета всех нюансов, и да, человек работает в какой то программе, что конечно хорошо.
Но давайте все же остановимся более подробно на том, зачем все это выше надо для расчета казалось бы простых фильтров... Ведь же можно обойтись просто конденсатором на вч, или же купить готовое...
Нет, нельзя...
И вот почему:
1)-Фильтр это не готовый компонент, готовым компонентом он становится в купе с головами(динамиками), и то, с теми под которые он считался...
Да, вот сюрприз, рассчитав фильтр под 1 динамики, подключив к нему другие, даже допустим с одинаковым сопротивлением типа 4ома, вы вероятно получите полную чехарду на выходе, а не корректную работу фильтра.
Ибо если говорить за НЧ динамик и фильтр для него, что будет влиять на работу фильтра в таком случае?
RE(RDC)-Сопротивление по постоянному току, ибо вот сюрприз, даже если производителем условно указывается что динамик якобы 4омный, на деле это так, но при его работе, это будет его среднее сопротивление, и то +-.
Но при расчете фильтров и не только, учитывается его сопротивление в спокойном состоянии, по постоянному току. А те сопротивление катушки на частоте 0гц, или сопротивление катушки если вы измерите ее сопротивление мультиметром и отнимите из него сопротивление щупов. И это сопротивление как правило будет ниже 4ом, иногда значительно, этот параметр вы можете так-же найти в паспорте на динамик, оно может составлять и 3.7, и 3.5, и 3.2, и 3 ома... На что это может повлиять? На громкость динамика само сабой, и как мне подсказал человек и я склонен этому верить, в том числе на срез динамика фильтром, чем ниже его сопротивление, тем сложнее будет завалить его выше определенной частоты, тем больше понадобится индуктивность, емкость конденсаторов.
LE-Индуктивность катушки, все просто, чем выше это индуктивность, тем проще и лучше динамик будет заваливать ачх выше определенной частоты.
АЧХ-Тоже надо учитывать, ведь даже если сделать срезы как по книжке:
И фильтр будет корректно работать, но если на частоту раздела будет приходится подъем, яма, спад АЧХ динамика:
В случае моих НЧ это полная чехарда выше 500гц, что означает что либо используем его в составе 3х полос, и режем до 500гц, либо используем высокие порядки фильтра, или же даже прибегаем к режекторному фильтру, который будет заранее душить этот НЧ выше 500гц, выравнивая ачх перед срезом основного фильтра.
Иначе результат на АЧХ АС получится совсем не удовлетворительный не смотря на правильную работу фильтра.
Мощность-Чем выше мощность динамика, тем допустим стоит использовать провод для катушки толще, дабы она сильно не влияла на собственные параметры динамика, ну банально намотав катушку нч из тонкого провода, сопротивление которой вышло 1ом, подключив такую последовательно мощному нч... Мы получим кратное возрастание Общей добротности НЧ, нагрев катушки, снижение мощности, появится явный гул на частоте его резонанса которого раньше не было.
По хорошему на нч всегда стоит мотать катушку таким проводом, дабы ее сопротивление при нужной индуктивности стремилось к абсолютному 0, особенно важно для мощных НЧ с большими катушками и магнитами.
Если говорить о сведения ВЧ, то важные параметры примерно такие же, но, особенно теперь становятся важны такие параметры как:
FS-Резонанс, критически важно знать резонанс пищалки, дабы грамотно выбрать частоту раздела, допустим если у пищалки резонанс 2500гц, сводить по хорошему ее будет корректно на 5кгц, или же если хотите ниже, стоит увеличивать порядок фильтра:
Дабы не в коем случае на АЧХ не всплыл собственный резонанс вч, по мимо того вблизи него, вч как правило работает крайне грязно, с большими искажениями, по мимо того совершенно очевидно что если мы попробуем свести такой вч на скажем 2кгц, то вовсе нечего не получится, фильтр попросту не будет оказывать не какой существенной роли, а на АЧХ получится яма, более того мы рискуем таким образом спалить вч.
RE(RDC)Точно так-же как и с нч, громкость, и срез в том числе.
SPL-Чувствительность, желательно, очень желательно дабы сопротивление и чувствительность вч была сопоставима с нч, или была равна ему.
Но как правило подобрать такую пару практически не возможно, и часто можно встретить такое что к нч идет вч с большим сопротивление и чувствительностью, как так?
Все в принципе логично, если вч имеет большую чувствительность чем нч, то на него стоит подать меньше мощности, конечно подключив вч через фильтр где используются конденсаторы, на него уже собственно будет чуть чуть ограничиваться мощность, а так-же нам с этим может помочь его большее сопротивление, исходя из которого в него уже будет лететь меньше мощности, он будет тише, дополнительно если и этого не достаточно, можно применить последовательно и параллельно включенные резисторы, которые будут забирать часть мощности на себя.
2)-Исходя из выше перечисленного, совершенно уже очевидно какую картину на ачх мы получим использовав подобные "фильтра"
А именно:
Из рубрики крайне вредные советы, бездумно использовать 1 конденсатор в качестве фильтра дабы разделить пищалку и нч, конечно это всяко лучше чем бы, если бы мы просто без чего либо подключили бы пищалку параллельно с нч, в таком случае все было бы в разы хуже и пищака бы очень быстро вышла бы из строя.
А так, если мы максимально верно угадаем емкость конденсатора на вч, в идеальном случае, получим такую картину:
Но все равно это крайне плохой вариант, и на самом деле врятли так получится, это должно очень сильно повезти.
Но если таки получится, с Фазовой характеристикой все будет идеально, что очень хорошо, ведь большие порядки фильтров крутят фазу..
По этому к сожалению или к счастью приходится использовать целые схемы, начиная от самых простых 1 порядка, заканчивая сложными схемами 3+ порядков.
Теперь я надеюсь вы понимаете хотя бы приблизительно, почему нельзя обойтись одним конденсатором, почему нельзя купить готовое, почему без замеров сделать грамотно работающий фильтр невозможно.
И сейчас мы в этом еще раз убедимся, я же надеюсь вы еще помните что положил эту не простую задачу на знающего специалиста?
Так вот, что он наделал мне...
А если подробнее то:
И вот примерно через неделю оно у меня, я конечно же сразу все это дело замеряю:
Ну в принципе уже вы видите что на экране не все так хорошо...
При чем я человека несколько раз переспросил, точно ли 1 порядка хватит на нч? Дал ему даже АЧХ по которой можно было сразу определить что порядок бы побольше надо...
Меня заверили что все хорошо, да хватит, однако...
Однако на АЧХ...с вч еще относительно все нормально, плавно начинает заваливать к 2кгц как и планировалось, да частоту среза я таки захотел пониже, 2кгц, максимально низко что можно взять с вч с резонансом 1600, при этом естественно придется использовать большой порядок фильтра, тут вопросов нет...
Но с нч мои подозрения оправдались... 1 лишь индуктивности ему в принципе очень мало, и он скорее уже сам начинает заваливать чем на него существенно влияет эта индуктивность, но давайте хоть посмотрим чья это заслуга, либо фильтр не верно посчитан, либо надо было учесть АЧХ и сопротивление.
Это уже сами сигналы фильтров которые летят на динамики, по ним уже скажу что вч все же стоит сдвинуть чуть чуть выше, а нч пусть и пытается душить с примерно 1600гц, но учитывая его особенности АЧХ, этого совсем не достаточно, однозначно нужно было внимательнее смотреть АЧХ, а теперь мне стоит это все же дорабатывать...
И так я провозился пол дня, с подбором нужной емкости на нч, и вопросом сдвига среза вч.
И пришел по итогу к таким изменениям:
Что дало:
Тут конечно достаточно спорные графики, сам точно не могу сказать что тут произошло с НЧ, почему образовалась яма после 1кгц, и почему он все же пытается каким то образом доиграть до 2кгц, и только потом будто бы его душит конкретно...
Вопрос...
Может дело конечно и в измерениях, диаграмме направлености, микрофоне...
может...
Ведь иногда происходит чудо, и становится чуть лучше.
Но все же посмотрев на ачх с самих фильтров пришел к выводу что фильтра теперь уж срезают корректно, а это результат собственной АЧХ нч, и его работы с фильтром, так или иначе это не совсем хорошее сведение, но как есть...
На слух в купе с пищалкой это звучит вполне ровно, и даже сняв АЧХ ас уже в собранном виде, сделав 10ки измерений с разных расстояний, каждого излучателя отдельно, потом сложив это в финальную АЧХ по итогу получил такой самый лучший результат:
Очень не плохо я бы сказал, есть явные проблемы на 1-1.5кгц, но это по большей части заслуга кривой АЧХ нч, да и комната, и расстояние с которого снимать АЧХ, да и диаграмма направленности тоже имеет место быть...
В общем тут множество факторов, но проблема все равно есть и вылазит при каждом измерении, в той или иной степени, но опять-таки по большей части тут виноват дешевый НЧ.
Но даже так, тут в общем то если брать среднию неравномерность, ну в худшем случае +- 7дб, что сильно утрировано.
Если что для акустических мониторов которые сделаны максимально достоверно передавать звуковую картину, неравномерность АЧХ если я правильно помню допускается в +- 3-4дб.
А что такое провал в 4дб на определенной частоте в музыке? Нечего, вы не когда без сравнения в лоб лоб не услышите.
Но и в целом думаю далее я все же нечего с фильтрами делать не буду, они вроде как уже работают более корректно чем было до, да и даже тот самый проблемный диапазон от 1 до 1.5кгц особо и не слышно на фоне всего...
На этом у меня все...