Информация Поканальное усиление ( поканалка )

Статус темы:
Закрыта.
  1. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    Поканальное усиление ( поканалка ).

    Поканальное усиление, поканалка, в автомобильном аудио сводится к индивидуальному усилению и фильтрации сигнала для каждого динамика.

    Начнём из далека. Как бы с предыстории. С чего, как правило, всё начинается.
    Сначала рассмотрим какое то авто со штатной акустикой.
    Что Мы имеем? Мы имеем, как правило, в передних дверях 13 см динамики и если повезёт в штатных местах ВЧ динамики.

    Твитер с мидбасом на двери

    поканалка.jpg pokanalka.jpg
    Твитеры в уголках зеркал

    3.jpg 4.jpg
    В настоящее время производители авто комплектуют машины полноценными 16 см мидбасами, даже на проставочных кольцах. Но двери, всё же, в плане акустической подготовки слабоваты. Слабая шумо-виброизоляция, не закрыты тех. отверстия.

    Есть комплектации с НЧ/СЧ динамиками и в задних дверях. Вот такую машину и будем рассматривать как пример.
    Итак. Как же схематически выглядит коммутация штатной акустики? А выглядит это вот так:

    5.jpg
    Что Мы видим? Видим, что НЧ/СЧ в передних дверях, ВЧ и широкополосники в задних дверях играют напрямую от головного устройства. Какая уж тут "поканалка" :)?! Сразу оговорюсь, что широкополосными динамики в задних дверях я обозвал потому, что никаких фильтров в них не применено (хотя и в передних дверях динамики так же можно было бы обозвать ШП). Ну, пусть так будет. Мне так удобнее разделять динамики по полосам. Единственный фильтр, применённый в 99% штатных систем представляет собой конденсатор посаженный на плюсовой провод твитера. Что бы подрезать частотный диапазон высокочастотника снизу, дабы тот не сгорел бедный. Выглядит он так

    6.jpg 7.jpg
    Это обычный, простейший фильтр первого порядка.
    Почему кондёр применён только на ВЧ? Всё просто. Штатная акустика устанавливается как некое дополнение (опция) к авто. Основное же предназначение автомобиля ездить, а не участвовать в соревнованиях по Автозвуку. Да и для того, что бы подрезать мидбасы снизу, допустим на 60 Гц нужен уже совсем другой кондёр. Другого размера и за совсем другие деньги. По этому играет штатка и слава богу. Твитеру фильтр снизу просто жизненно необходим. А мидбасы и так некоторое время отыграют.
    Вот такая схемка большинства машин со штатной акустикой. Хочу заметить, что на фронтальной акустике штатки ВЧ и НЧ/СЧ скоммутированы ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО. Прочитать о Вариантах сопротивлений нагрузки при подключении динамиков к усилителю.
    О чём Нам это говорит? О том, что и так маломощный примитивненький усилок, встроенный в головное устройство и на издохе выдающих 15-16 ватт на 4 ома, при таком виде коммутации выдаст дай бог 7-8 ватт.

    В конечном итоге, от нечего делать или просто хочется быть как все, Мы начинаем задумываться, как бы Нам улучшить свою звуковую систему в автомобиле. Первое, что сразу приходит на ум, это дополнить штатный звук конкретным сабом и громыхать на всю округу, распугивая воробьёв. Эту тёмную сторону Автозвука Мы пропустим, потому как такое развитие событий в корне не верное. Что бы потом не возвращаться к ней, сразу покажу какую узкую полосу частотного диапазона отыгрывает сабвуфер.

    8.1.jpg
    Так что саб то будет громко бубнить, но остальной диапазон, наиболее информативный, так и останется никакой.

    Последовательные аудиофилы поступают иначе. Они заменяют штатные динамики и подключают в звуковой тракт двухканальный усилитель. Сразу предупрежу. Что усилитель в систему добавляют не для того, что бы акустика играла громче. А для того, что бы повысить уровень громкости не искажённого ( в допустимых пределах) сигнала!
    Я бы не сказал, что штатка по сути играет плохо. В большинстве машин она подбирается хорошими специалистами и худо/бедно отыгрывает весь частотный диапазон с хорошими показателями АЧХ (амплитудно частотной характеристикой). При грамотной подготовке двери и подбором усилителя, пассивных фильтров и головного устройства она ещё даст фору некоторым "тюнингованным" системам. Оговорюсь, безграмотно улучшенных. Ну, не будем о штатке и пойдём дальше.

    Почему бы Нам не прикупить коаксиальные динамики? Всё в одном. Никаких сложностей с инсталляцией. Воткнул в двери и всё поёт из одного места. Собственно так и поступают в некоторых машинах, устанавливая в дверях широкополосные динамики.

    33.jpg

    Ну давайте обратимся к домашнему звуку. Предположим, что у Нас есть какие то колонки. Заходим с ними в туалет (примерный объём нашего автоса), ставим левую колонку у левой ноги, правую колонку с правой стороны на полу, чуть дальше чем левая. Как бы имитируя расположение динамиков в машине. Ну всё. Сами стоя слушаем. Ну басы то Мы ещё можем услышать, а вот начиная с СЧ диапазона (от 200 Гц) и выше будет заметно хуже, ежели Мы колонки разместили бы на уровне наших ушей и на одном удалении от них. По этому, выходим с туалета, а то домашние не правильно поймут.

    Почему же именно компонентные динамики? То есть НЧ/СЧ отдельно и ВЧ отдельно. Потому что Нам нужно поднять по возможности все громкоговорители на уровень ушей слушателя. С мидбасами это очень проблематично. В основном это больше касается ВЧ и СЧ излучателей. Располагая их на стойках или в уголках зеркал. Мидбас же поднимают в большинстве случаев в рамках двери или делая доворот самого мидбаса с направлением в салон.

    29.jpg 30.jpg
    Итак. Мы добавили в свой звуковой тракт новые компонентные динамики и усилитель.
    Что Мы видим у компонентных динамиков? А именно:
    1. Твитер;
    2. Мидбас (16 см);
    3. Кроссовер (фильтр).

    Многих очень интересует коробочка, что входит в комплект к компонентным динамикам. Это фильтр. Фильтр, который разделяет ВЧ и НЧ/СЧ диапазон. Выглядит он так

    9.jpg 10.jpg
    Как он работает в этой теме пояснять не буду.
    Так вот. Это пассивный фильтр. Настройки у него, как правило, не регулируемые. Или регулируются в очень ограниченных диапазонах. Всё зависит от его комплектующих, схематики, настройки, что в конечном итоге влияет на его стоимость.

    Итак. Мы добавили в свой тракт компонентные (взамен штатных) динамики с кросом и двухканальный усилок. Штатные широкополосники в задних дверях так и будут петь от головного устройства.
    Теперь схема выглядит вот так:

    12.jpg
    *На схеме только акустические провода.
    Обратите внимание, что большинство кроссоверов (фильтров) в таких комплектах имеют способ подключения динамиков по схеме Би-ваэринг (bi-wiring). Мы от одного канала усилителя подключаем два (три) типа динамиков, низкочастотные и высокочастотные (или вместе со среднечастотными) через фильтр.
    Би ваэринг (англ. bi-wiring - "двойные провода") - подключение каждого из динамиков отдельным кабелем к одному и тому же каналу усилителя через индивидуальный фильтр.
    Выглядит это так:

    13.jpg
    То есть с усилителя, с канала №1 выходят акустические провода и входят в кроссовер, с кроссовера, уже отфильтрованный сигнал поступает на громкоговорители.

    Есть кроссоверы, с расширенными возможностями и схемой подключения Би-ампинг (англ. bi-amping - "двойное усиление") - на каждый (отдельный) динамик свой канал усиления через индивидуальный фильтр.

    14.jpg
    То есть с канала №1 сигнал поступает, через фильтр НЧ (отфильтровывая всё что ниже 3 кГц), на высокочастотные громкоговорители.
    А с канала №2 сигнал поступает, через фильтр ВЧ (отфильтровывая всё что выше 3 кГц), на НЧ/СЧ громкоговорители.

    Итак. У Нас на фронте более менее ситуация проясняется. А что делать с широкополосниками в задних дверях или не дай бог с БЛИНАМИ в задней полке? По сути, они повторяют диапазон фронта, но с большими искажениями woot. То есть Мы доработали фронт. Хотим каких то улучшений, а тыл (так называемый) качество Нашей системы "тянет" вниз. Есть единственное верное решение! Убрать его! Дополнив Нашу аудиосистему полноценным НЧ звеном в виде сабвуфера. Таким образом схема Нашей системы будет уже выглядеть таким образом:

    15.jpg
    *На схеме только акустические провода.
    Теперь. Улучшив немного свою акустическую систему в автомобиле, и чуть вникнув в теорию Мы понимаем, что всё таки, чего то или где то Нам не хватает. Вроде и улучшение есть, но сама "картина" не вырисовывается. От друзей или с интернета Мы узнаём о таком понятии как звуковая СЦЕНА. И вот тут всё и начинается ...

    Продолжение следует :).
    Последнее редактирование: 02.01.2014
    balamyt, Александр1479 и Black Angel нравится это.
  2. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    Итак. Мы выяснили, что подключение к усилителю через фильтр по схеме Би-ампинг расширяет возможности по индивидуальной настройке отдельного динамика. Напомню, что при схеме подключения Би-ваэринг мы можем регулировать только те динамики которые подключены к кроссоверу. Влиять Мы можем только на громкость пары (ВЧ и НЧ/СЧ) динамиков. И если позволяют фильтра усилителя, сможем подрезать мидбасы (НЧ/СЧ) снизу, что бы разгрузить сабвуферные частоты (от 25 Гц и до 60 Гц).

    17.jpg
    Вернёмся к Би-ампингу. Что Нам это даёт? Динамики в машине расположены на разном удалении от слушателя. Соответственно звук до уха доходит с разным уровнем громкости.

    20.jpg
    СЦЕНА при таком варианте будет смещена влево. Или будет на левой стойке или вообще непонятно где.
    Что даёт Нам вариант Би-ампинг? При использовании усилителя с расширенными фильтрами и раздельными регуляторами чувствительности каналов Мы можем выставить одинаковый уровень громкости доходящий до точки прослушивания (ушей) для каждого динамика. А так же индивидуально настроить (отфильтровать) полосу ВЧ частот (левый и правый твитер) и полосу НЧ/СЧ частот (мидбас).
    То есть при варианте подключения Би-ампинг схема коммутации будет выглядеть вот так:

    21.jpg
    Как Мы видим, такого плана улучшения требует внедрить в Наш тракт ещё один двухканальный усилитель. Ну, а куда деваться? Это же поканалка ;). Или оставаться на прежнем уровне, либо двигаться дальше, постепенно улучшая звук.
    Собственно, сама суть ПОКАНАЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ (поканалка), после внедрения фильтров по схеме подключения Би-ампинг, раскрыта.
    На этом можно было бы и остановиться. Но! Мы пойдём дальше :). У нас же "поканалка" ;).

    Так вот, при такой компоновке Мы уже можем выровнять уровень громкости каждого отдельного динамика.

    22.jpg
    Некоторые могут задать резонный вопрос. Какая разница при подключении Би-ваэрингом и Би-ампингом с настройкой одинаковой громкости всех динамиков, если сцена всё равно будет смещена влево? А вот не так всё просто. Такими маленькими шагами Мы и идём к улучшению звуковой картины. При подключении по схеме Би-ампинг и выравниванием уровня громкости всех динамиков у Нас уходит эффект заложенности уха с той стороны, на которой динамики расположены дальше. Соответственно для машин с левым рулём "открывается" правое ухо. То есть приближаемся к более комфортному звучанию системы.

    Но этого улучшения не достаточно для формирования звуковой сцены. Хоть расстояние и не большое между громкоговорителями, но с момента импульса диффузора и и когда Мы услышим его в своих ушах звуковой волне нужно затратить некоторое время пройдя это расстояние. Так вот. Если взять два динамика

    23.jpg
    То есть пройдя те же 70 см импульс от правого динамика дойдёт до ушей слушателя не одновременно с импульсом от левого динамика! Таким образом СЦЕНА будет смещена влево. А Нам нужно именно центрировать КИЗ phantom image - создание кажущегося источника звука между двумя громкоговорителями. Кажущийся источник звука необходим для формирования звуковой сцены.

    24.jpg
    Это Мы рассматривали вариант с двумя громкоговорителями. Допустим два твитера. При этом само пятно КИЗ будет такого размера
    26.jpg

    А если Мы добавим к ним ещё и мидбасы, то картина будет выглядеть следующим образом
    25.jpg
    Разница между твитерами 70 см - 120 см = 50 см. КИЗ твитеров сместится влево на 50 см от цента.
    Разница между мидбасами 50 см минус 100 см = 50 см. КИЗ мидбасов сместится влево на 50 см
    И пятно КИЗ увеличится, за счёт вовлечения отличающихся по фазе громкоговорителей.
    27.jpg
    То есть оно увеличится. Вплоть до бесформенных размеров.

    Бесформенные размеры могут быть от того, что разница между громкоговорителями будет не как на картинке выше, в 50 см. А допустим сделаем, что миды уйдут влево у Нас на 30 см. А твитеры на 50 см. Тогда картина будет выглядеть следующим образом.
    28.jpg

    С такого рода сложностями и справляется цифровой процессор сигналов (DSP). Он может быть как встроенный в Головное устройство, так и внешний. С его помощью Мы сможем задать индивидуальные задержки для каждого громкоговорителя. Настроить фильтра для конкретных частот. Скорректировать фазу в пределах возможностей процессора и много чего ещё ...
    Ну и в конечном итоге, выстроить СЦЕНУ.​
    balamyt нравится это.
  3. Етерсков
    Оффлайн

    Етерсков Модератор Команда форума

    Регистрация:
    16.03.2012
    Сообщения:
    5.759
    Симпатии:
    924
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Балашиха
    Торговая репутация:
    5
    Идём дальше. С задержками Мы поверхностно разобрались, что это такое.
    Следующий важный момент - Тональный баланс. Определение есть ТУТ.
    Коснёмся этого понятия только в некоторых моментах и поверхностно.
    А именно о громкости и высотой звука. Что в целом и характеризуют Амплитудно Частотную Характеристику.

    На слух тут уже сложно будет работать. Обычно для замера АЧХ применяют спец. оборудование в виде измерителей АЧХ. Их существует большое количество. Я буду показывать на примере работы с разработкой Российских инженеров от компании SPL-Lab прибором USB RTA METER Pro Edition.

    Что такое АЧХ по простому?
    АЧХ – амплитудно-частотная характеристика тракта. Это – частотная зависимость отношения нормированных амплитуд синусоидальных сигналов на выходе и входе тракта. АЧХ лишь косвенно характеризует свойства тракта при передаче несинусоидальных сигналов.

    На графике АЧХ по оси абсцисс откладывается частота, а по оси ординат её амплитуда. Амплитуда в нашем случае громкость.

    Амплитуда (громкость) конкретной частоты.
    32.jpg
    Обычно, для шкалы с частотами используют ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ масштаб. То есть для десятичного логарифма каждый последующий отрезок на оси, больше предыдущего в 10 раз.
    Шкала будет выглядеть следующим образом:0-10-20-30-40-50-60-70-80-90 и далее пошли сотни 100-200-300-400-500-600-700-800-900 далее пошли тысячи 1000-2000-3000-4000-5000-6000-7000-8000-9000 далее пошли десятки тысяч 10000-20000. Это всё герцы.

    На рисунке я их выделил разным цветом
    31.jpg
    Для чего именно такой вид нам нужен для работы с АЧХ? Сейчас пояснять не буду. Это всё можете (при желании) почитать у Ирины Алдошиной в в книге Основы психоакустики.

    Итак. Основная ошибка, которую многие допускают снимая замер АЧХ системы, это замер или общей АЧХ всей системы или замер по полосам. Допустим измеряют полосу ВЧ сигнала (общую для левого и правого твитеров) или полосу НЧ/СЧ (обоих мидбасов). Общая картина может даже порадовать. АЧХ будет ровненькая и с допустимыми пределами (обычно принимают в 3 Дб) провалов и всплесков на различных частотах. НО! Это в корне ошибочно. Потому как при выстраивании звуковой сцены, при прослушке тестовых треков таких как свип тон в полную полосу



    может оказаться, что КИЗ "плавает" по всему лобовому стеклу. А то, глядишь, и по всему салону. Как так? АЧХ получилась "в линеечку" а КИЗ "гуляет" по салону? Это происходит потому, что АЧХ левого и правого динамика в конкретной полосе сильно отличаются друг от друга.

    Допустим АЧХ правого мида
    37.jpg
    И АЧХ левого мида
    36.jpg
    Я взял для примера три точки частот. Это 300 Гц, 900 Гц и 15000 Гц.
    Видим, что уровень громкости левого и правого динамика на этих частотах разный. Левый мид на частотах 900 Гц и 1,5 кГц громче. А на частоте 300 Гц громче правый мидбас. Соответственно на частотах 900 Гц и 1,5 кГц пятно КИЗ будет отклонено в сторону более громкой стороны. А на частоте 300 Гц КИЗ сместится в право.
    То есть на частотах 900 Гц и 1,5 кГц КИЗ отклонит влево. А на частоте 300 Гц отклонится вправо.

    35.jpg
    Вот по этому, очень важно выстроить АЧХ всеми доступными способами максимально одинаковой для левого и правого динамика конкретной полосы.
    Вот такая вот штука, эта "поканалка" :).
Похожие темы: Поканальное усиление
Форум Заголовок Дата
Вопросы по Автозвуку Когда надо переходить на поканальное усиление? 10.03.2013
Вопросы по Автозвуку Настройка EOS 4100le поканальное усиление 12.10.2012

Статус темы:
Закрыта.