Сайт радиолюбителей Республики Коми.
Crossover Elements Calculator.
На главную Главная

Радиолюбители, занимающиеся конструированием акустических систем по достоинству оценят данную программу предназначенную для облегчения расчетов. Crossover Elements Calculator предназначен для расчета элементов разделительных фильтров (кроссоверов) к акустическим систем и упрощения связанным с этим расчетов [1].

Программа Crossover Elements Calculator - рис.1 подсчитывает элементы:

  • Упрощенной цепи Цобеля.
  • L - Pad цепей для динамиков.
  • Корректирующего звена чувствительности высоких частот.
  • Все необходимые параметры катушки индуктивности.
  • Встроенная утилита рутинного суммирования элементов "правилом резисторов".
  • Рекомендует тип корпуса акустики под динамик.

Рис.1.

Цепь Цобеля [Zobel]

Для согласования Фильтров с входным комплексным сопротивлением (импедансом) динамика (ГД) может применяться специальная согласующая цепь Цобеля (Zobel). При ее отсутствии входное сопротивление ГД (импеданс) оказывает влияние на АЧХ и ФЧХ разделительным Фильтров, вплоть до полного нарушения их работы.

В случае низкочастотный ГД. их механический резонанс не оказывает влияния на характеристики Фильтра нижних частот и компенсируется только индуктивный характер входного сопротивления ГД. К тому же частоты среза НЧ фильтра, как правило, значительно выше резонансных частот ГД. Поэтому применяют упрощенную цепь, состоящую из последовательно включенных сопротивления Rz и емкости Cz. ее достаточно в большинстве случаев.

Однако, как показывает практика, цепь Цобеля необходима всегда, когда применяется фильтр нижних частот (срез верхних), т.к. импеданс любой головки динамического типа растет с ростом частоты.

Значения элементов рассчитываются по формулам:

Rz = Rвx , Cz = Lvc/R2вx , Qvc = (Lvc 2pfs)/Rвx, где:

  • Rвx - номинальное сопротивление ГД или импеданс |Z).
  • Lvc - индуктивность звуковой катушки ГД.
  • Qvc -добротность звуковой катушки ГД.
  • Fs - резонансная частота ГД

В связи с тем, что область работы Фильтра редко начинается от частоты основного резонанса ГД. можно пренебречь полным расчетом цепи и высчитать лишь крайне необходимую часть, воспользовавшись только полями Rвx и Lvc. и кнопкой "Расчет". Это так же уменьшит емкость Cz.

Цепь Цобеля включается непосредственно перед динамиком.

Аттенюация

Часто динамики имеют чувствительность (дБ) больше, чем необходимо. Чтобы сравнять им чувствительности (приведя им к чувствительности какого-то одного динамика) и тем самым уменьшить неравномерность суммарной АЧХ акустической системы, можно прибегнуть к помощи Г - образных пассивных аттенюаторов (L - Pad). обеспечивающим заданный уровень ослабления/аттенюации (N, дБ)

Значения элементов (резисторов R1 и R2) рассчитываются по формулам:

R1 = Rвх*(1-10-0,005N) ;

R2 = Rвх*(1-10-0,005N)/ 1-10-0,005N ;

Входное сопротивление динамика с включенным аттенюатором равняется номинальному сопротивлению динамика (импедансу) (Rвх, Z, Ом) Что можно проверить по формуле:

Rвх = R1 + 1/(1/Rвх+1/R2) ;

Альтернативой для снижения чувствительности ВЧ динамика может быть корректирующее высокочастотное звено первого порядка. Его элементы (катушка индуктивности Lк и резистор Rk) рассчитываются по следующим формулам:

Rк = Rвх (100,05N-1) ;

Lк = Rвх/2pfdЦ100.1N- 2 ; где fd - частота на которой должно "включиться" звено.

Логично, что это частота среза фильтра, после которой пропускаются только высокие частоты. Стоит отметить, что звено не может снижать чувствительность динамика меньше, чем на 4 дБ (N). Так же можно снизить чувствительность, используя всего лишь один последовательный резистор в примерном соотношении 1дБ/0,70м. Однако, у этого метода хромает точность и величину сопротивления приходится подбирать на собственный слух.

Аттенюаторы включаются непосредственно перед динамиком.

Катушка индуктивности L

Катушки индуктивности с воздушными сердечниками обладают наименьшими нелинейными искажениями и потерями, по сравнению с другими типами, однако имеют большие габариты.

Конфигурация приведенной катушки является оптимальной, она имеет наибольшую добротность по сравнению с любой другой т.е. отношение L/R = 161,7alc / (6a + 9l + 10с) - максимальное (разброс порядка 0.1 %).

Параметры катушки и ее каркаса рассчитываются по формулам:

R = Rвх (100,005N-1) ;

R = L/c2 8.66 ;

c = ЦL/R8,66 ;

c = 3,85Цd4L ;

N = 1988ЦL/c ;

d = 0,841*c /ЦN ;

g = c3/21 ;

B = 187,3ЦLc ;

Катушки рекомендуется располагать взаимно перпендикулярно, чтобы свести к минимуму их влияние друг на друга. Крепятся катушки на клей или шурупы сбоку, но не в центре, иначе теряется их воздушная основа, там должен быть воздух. Чем меньше собственное сопротивление катушки индуктивности вообще, тем она лучше и происходит меньше потерь сигнала проходящего через нее.

Фазоинвертор/Закрытый ящик

Низкочастотный динамик должен быть согласован с типом корпуса акустической системы. Каждый динамик имеет свойства, позволяющие ему работать лучше в каком-то определенном оформлении корпуса.

Определить, для какого именно ящика лучше использовать конкретный динамик можно так частота основного резонанса динамика (Fs) делится на его полную добротность (Qtc), - а полученный коэффициент говорит, в каком корпусе нужно использовать динамик, чтобы достигнуть оптимальным результатов.

Коэффициент может принимать следующие значения:

  • меньше 90 - рекомендуется корпус типа "закрытый ящик",
  • больше 100 - Фазоинверсный корпус.
  • больше 90 и меньше 100 - неопределенная область, в этом случае нельзя точно сказать что лучше, дилемма.

А. Казанцев i_dev1@mail.ru

Скачать программу Crossover Elements Calculator - zip 154kb.

Литература:

И. А. Алдошина. А. Г. Войшвилло - "Высококачественные акустические системы и излучатели". Москва. Радио и связь. 1985г.

http://dev.azz.ru/

На главную Главная
Rambler's Top100 Rambler's Top100 суррогатное материнство- законно, быстро, профессионально . Fap Рейтинг ресурсов УралWeb
Hosted by uCoz