Информация CEC - расчет элементов разделительных фильтров (кроссоверов)

  1. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    Crossover Elements Calculator - расчет элементов разделительных фильтров (кроссоверов).
    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.
    Crossover Elements Calculator.png

    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 разделительных фильтров, вплоть до полного нарушения их работы.

    В случае низкочастотных 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 Rвх и Lvc, и кнопкой 'Расчет'. Это так же уменьшит емкость Cz.

    Цепь Цобеля включается непосредственно перед динамиком.

    Crossover_Elements_Calculator_1.png

    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/2pfd√100.1N- 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.

    Crossover_Elements_Calculator_2.png

    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 = √L/R8,66 ;

    c = 3,85√d4L ;

    N = 1988√L/c ;

    d = 0,841*c /√N ;

    g = c3/21 ;

    B = 187,3√Lc ;

    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.

    Crossover_Elements_Calculator_3.png

    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.
    Crossover_Elements_Calculator_4.png
    Программа в приложении

    Вложения:

    • cec06.zip
      Размер файла:
      146,4 КБ
      Просмотров:
      35
    balamyt нравится это.
  2. Jet
    Оффлайн

    Jet мозгокопатель Команда форума

    Регистрация:
    17.03.2012
    Сообщения:
    2.346
    Симпатии:
    433
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    г.Воронеж
    Торговая репутация:
    1
    Интересненько. Попробую эту, хотя жэбээл вполне нормально считает...
  3. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    Ну тут видишь как. Полной информации она не даст. Только предложит акустическое оформление (из двух).
Похожие темы: расчет элементов
Форум Заголовок Дата
Вопросы по Автозвуку помогите с расчетом короба под Hannibal HL12S 03.06.2015
Услуги Расчет ЧВ: проектирование в Sketchup 20.12.2014
Вопросы по Автозвуку нужна помощь в расчёте ЧВ корпуса для "12" Pioneer TS-W307D4 11.02.2014
Вопросы по Автозвуку Помогите пожалуйста с расчетом ЧВ 03.11.2013
Вопросы по Автозвуку Расчет ЧВ короба для Pioneer TS-W304R 07.03.2013