Преимущества активных кроссоверах
Если рассуждать про выбор об использование пассивных или активных фильтров (кроссоверах), с точки зрения конечного результата, то преимущество конечно остаётся за последними.
Вот лишь некоторые достоинства активных кроссоверов:
- УМЗЧ работает в более узкой полосе частот, и как следствие – уменьшение интермодуляционных искажения;
- На порядок возрастает перегрузочная способность УМЗЧ, которая избавляет от «клиппинга» на всех воспринимаемых на слух уровнях звукового давления;
- Обеспечивается более оптимальная нагрузка усилителя из-за отсутствия пассивных разделительных фильтров акустических систем;
- Лучше демпфируются динамические головки громкоговорителей;
- Исключаются искажения, вносимые пассивными сильноточными фильтрами акустических систем;
- Раздельное усиление позволяет оперативно корректировать АЧХ системы в целом.
В активных АС получается серьезная экономия на «акустических» проводах большого сечения, потому как в качестве межблочных отлично работают более дешевые кабели.
Использование в кроссоверах фильтров дополнительной функции (ФДФ) не только упрощает схемы фильтров, уменьшает требования к точности частот раздела сопрягаемых фильтров, но и повышает качество сопряжения на границах раздела. Применение фазовращателей позволяет свести к минимуму фазовые искажения, вносимые фильтрами.
В этой публикации рассмотрим простой высокого качества трехполосный кроссовер второго порядка на ОУ с малыми искажениями и двойными FET-входами OPA2604AP. АЧХ трех каналов, и результирующая АЧХ и ФЧХ показаны на рисунках ниже.
Схема рассчитана на работу от источника сигнала с низким выходным сопротивлением. Для большей универсальности на входе можно включить повторитель (на ОУ или эмиттерный с источником тока в цепи эмиттера).
Схема электрическая
Выбор раздела частот фильтра пал на 200 и 5000 Гц. Нижняя частота 200 Гц позволяет, при желании, сэкономить на одном УМЗЧ, выполнив АС в виде отдельного сабвуфера. Для этого достаточно суммировать сигналы двух каналов НЧ.
Вторая частота раздела (5000 Гц) достаточно удалена от зоны наибольшей чувствительности слуха (1,5...3 кГц) и дает возможность использовать относительно маломощную ВЧ-головку (мощность, приходящаяся на ВЧ-канал, равна всего 2,5% от общей).
Тогда в СЧ-канале необходима широкополосная динамическая головка. Такая высокая частота раздела, кроме того, позволяет отстроиться от резонансных частот ВЧ-головок, которые у большинства из них находятся в районе 2...3 кГц. На границах раздела фильтров ослабление сигналов составляет 6 дБ, что при их сложении дает результирующие 0 дБ.
Конструкция
Все динамики включаются в одной фазе. Пассивные элементы схемы необходимо подобрать с точностью не хуже 1%. В качестве ОУ можно использовать NE5532, ОРА2227, ОРА2228, а из отечественных: К544УД1, К140УД608, К544УД2 с замкнутыми выводами 1-8.
Чертёж печатной платы для схемы приведён ниже.
Регуляторы уровня (громкости), сопротивлением 20…50 кОм, включаются: один до схемы (на вход), как общий, и три на выходе каждого из каналов (при необходимости).