Публикация от: 3-12-2009, 17:33
  • 0
Для установок с трехполосной фронтальной акустикой наиболее рациональна структура с раздельным усилением полос НЧ и СЧ/ВЧ. Разделение этих полос выполняется активным кроссовером перед усилителем, а разделение полос СЧ и ВЧ - пассивным. Для устранения дефектов АЧХ можно в определенных пределах перестраивать частоту раздела, но возможности этого метода ограничены и в установке высокого уровня обязательно присутствует эквалайзер.

Коррекции при помощи эквалайзера подлежат участки с провалами не более 6...8 дБ, и пиками до 10 дБ, более глубокая коррекция может быть заметной на слух и свидетельствует прежде всего о серьезных просчетах в проектировании системы. Обычно подавление пиков менее заметно на слух, чем "подтягивание" провалов, требующее к тому же запаса мощности (каждые 3 дБ соответствуют удвоению мощности сигнала в полосе коррекции). Главный критерий при настройке системы - получение не максимально плоской, а максимально гладкой АЧХ.

Какую же степень неравномерности АЧХ можно считать допустимой? Провалы и пики в области верхне-средних и высоких частот шириной не более 0,5 октавы и величиной до 4...5 дБ мало заметны на слух, большая неравномерность воспринимается как изменение тембровой окраски. В большинстве случаев "детальная" коррекция в этом диапазоне не требуется, обычно можно обойтись интегральной коррекцией при помощи регулятора тембра ВЧ. Допустимая локальная неравномерность АЧХ в области нижне-средних и нижних частот меньше - 2...3 дБ, но провалы АЧХ в этой области менее заметны на слух, чем пики. Неравномерность АЧХ в этой области воспринимается на слух как разная громкость звучания отдельных нот на пассажах.

Усредненная АЧХ для салона легкового автомобиля среднего размера показана на рисунке. График построен на основе АЧХ салонов автомобилей ВАЗ2106, ВАЗ2108, ВАЗ21099, "Шкода-Фелиция", "Форд-Сьерра" и "Рено" ("Мастер 12 вольт" май 2000). Наиболее существенные отклонения находятся в полосах шириной порядка октавы со средними частотами 150 и 350 Гц.

Скрещиваем кроссовер с эквалайзером


Таким образом, если ограничиться устранением только наиболее заметных специфических погрешностей АЧХ, возникающих в салоне автомобиля, количество полос регулирования можно сократить. Обычно в таком случае используют параметрические эквалайзеры. Это позволяет произвести регулировку только в необходимых частотных полосах, не затрагивая "безгрешные" участки, что снизит искажения сигнала. С точки зрения минимального вмешательства в сигнал эквалайзер такого типа вне конкуренции, но требует контроля АЧХ в процессе настройки. Структура системы имеет следующий вид:

Скрещиваем кроссовер с эквалайзером


Недостаток данной структуры в том, что регулировки эквалайзера затрагивают и те полосы частот, где регулировка не требуется. Например, при частоте раздела полос 400 Гц подъем усиления на частоте 300 Гц затрагивает и полосу СЧ, фактически меняя ее частоту среза. Для устранения этого недостатка можно установить эквалайзеры после кроссовера, что иногда практикуется в дорогих установках. Однако часть полос регулирования при этом остается "не у дел". Гораздо рациональнее было бы разделить эквалайзер на две части и конструктивно объединить его с активным кроссовером, оставив только необходимые полосы регулирования. Кроме того, для предотвращения перегрузки мидбасовых головок самыми низкими частотами желательно их ограничить. С учетом этого структура трехполосной системы на основе комбинированного кроссовера-эквалайзера приобретает следующий вид:

Скрещиваем кроссовер с эквалайзером


* Звено для мидбаса с перестраиваемой полосой. Нижняя граница формируется фильтром третьего порядка с переключаемой частотой среза - 45/80 Гц. Первое значение используется для работы с "полноразмерными" НЧ-головками, второе - для малогабаритных. Это исключит перегрузку мидбаса низкими частотами. Верхняя граница частоты среза формируется фильтром первого порядка в диапазоне 250 Гц...6 кГц. Для удобства регулировки можно ввести два предела перестройки (0,25....1,5 кГц и 1...6 кГц). Для регулировок в "проблемной" области необходимы два звена эквалайзера со средними частотами 150 и 300 Гц.
* Звено для СЧ или пищалки с нижней границей, перестраиваемой в диапазоне 300 Гц...7 кГц. По сочетанию импульсных характеристик и подавления нерабочей полосы частот оптимален фильтр второго порядка. Плавная перестройка в этом диапазоне не обязательна, можно использовать набор фиксированных частот среза, выбираемых переключателем или резисторными матрицами. Для регулировки АЧХ в этой зоне достаточно использовать один-два относительно широкополосных звена.
* Сабвуферное звено (на схеме не показано) с сумматором и регулятором верхней частоты среза 50...80 Гц. Для обеспечения возможности работы с другими видами акустического оформления, кроме закрытого, необходим фильтр инфранизких частот (subsonic) на частоту 25 Гц, его можно сделать неотключаемым.

Предложенная структура обладает большой гибкостью и ее можно использовать как в трехполосных, так и в двухполосных системах с раздельным усилением. Для формирования полос кроме фильтров второго-третьего порядка перспективны фильтры переменной крутизны, имеющие первый порядок для формирования рабочей полосы частот, и более высокий за ее пределами. Подобные фильтры более музыкальны, чем традиционные. Это объясняется тем, что в зоне перегиба АЧХ не возникает фазовых искажений, импульсная характеристика также намного лучше. Получить такую структуру можно последовательным включением двух фильтров. Применительно к СЧ-головкам это может быть фильтр второго порядка на 200 Гц для надежного подавления резонанса, а в рабочей полосе частот (выше 300 Гц) перестраиваемый фильтр первого порядка.

Справедливости ради следует отметить, что элементы подобной структуры встречаются в некоторых усилителях (например, Lanzar 5.200), но одного звена эквалайзера явно недостаточно. Распространение универсальных кроссоверов-эквалайзеров, предназначенных для работы с любым усилителем могло бы решить ряд проблем при построении автомобильной аудиосистемы, использующей минимальное количество компонентов.

Автор - А.И.Шихатов

Теги: Скрещиваем, кроссовер, эквалайзер