Особенности
Трехполосная акустика – система из трех динамиков, воспроизводящих низкие, средние и высокие частоты на отдельных полосах. Амплитудно-частотная характеристика таких систем намного лучше, чем у двухполосных устройств благодаря хорошей проработке разных тонов. Динамик отыгрывает в поршневом режиме, что делает звучание более чистым и детализированным.
Несмотря на все преимущества трехполосных систем, они имеют более высокую стоимость. Из-за особенностей конструкции, их сложнее настраивать и устанавливать. К тому же, в бюджетном сегменте трехполосная и двухполосная акустика практически не отличаются друг от друга по качеству звука.
Расчет кроссовера
Чтобы подключить 2-полосную(см.) или другую акустику с большим количеством полос к 1 каналу усилителя или ГУ, нужно некое отдельное устройство, разделяющее сигнал. При этом оно должно выделять для каждой полосы свои частоты. Именно такие устройства и называются фильтрами или кроссоверами.
Примечание. В комплекте с компонентной акустикой, как правило, уже идет пассивный кроссовер. Его готовил производитель и он рассчитан уже изначально.
Но что делать, если нужно разделить частоты по иной схеме (к примеру, если комплект акустики собран из отдельных компонентов)? В этом случае речь идет о расчете кроссовера.Отметим сразу, что рассчитать кроссовер совершенно не сложно и даже можно самостоятельно изготовить его.
Ниже приводится инструкция о том, как рассчитать кроссовер:
- Скачиваем специальную программу. Это может быть Crossover Elements Calculator на компьютер;
- Вводим сопротивления низкочастотного и высокочастотного динамиков. Сопротивление – это номинальное значение сопротивления акустики, выражаемое в Ом. Как правило, средним значением является 4 Ом;
- Вводим частоту раздела кроссовера. Здесь полезно будет знать, что частоту надо вводить в Гц, но ни в коем случае не в кГц.
Примечание. Если кроссовер второго порядка, то надо еще ввести тип кроссовера.
- Получить ожидаемый результат можно, нажав на кнопку расчета.
Кроме того, надо знать следующее:
- Емкость конденсаторов, а вернее их значение вводится в Фарадах;
- Индуктивность рассчитывается в Генри (mH).
Схема расчета фильтра выглядит примерно так:
Как выбрать акустику
Существует множество моделей акустических систем, различающихся между собой дизайном, техническими характеристиками и индивидуальными звуковыми особенностями. При выборе стоит обращать внимание на мощность, частотный диапазон, чувствительность, импеданс и материалы корпуса. Вот несколько советов, которые помогут купить хорошую акустику:
- Мощность. Этот параметр отвечает за «силу» звучания и совместимость с другими компонентами. Мощность излучателя должна совпадать с мощностью усилителя, иначе прибор быстро выйдет из строя. В небольшой комнате площадью до 15 квадратных метров стоит устанавливать акустику с показателями в 70-80 Вт, до 25 квадратных метров – 100 Вт. Если площадь превышает 30 квадратов, следует задуматься о покупке устройства предельной мощностью от 150 Вт. Это обеспечит чистое и равномерное звучание даже в том случае, если помещение большое.
- Частотный диапазон. Все существующие частоты можно условно разделить на три вида – низкие, средние и высокие. Низкие отвечают за количество баса, средние – объем, высокие – вокал. Принято считать, что человеческое ухо слышит частоты в диапазоне от 16 до 20 000 Гц. Однако чем шире спектр, тем лучше качество звука. Для музыкальной акустики оптимальными показателями считаются от20 до 35000 Гц.
- Чувствительность. Эта характеристика отвечает за громкость звука. Чем выше показатели чувствительности, тем громче будет играть система. Конечно, это не гарантирует одинаковое качество звука на разных уровнях громкости, поэтому перед покупкой обязательно удостоверьтесь, что нет никаких посторонних шумов. Нормальным показателем считается чувствительность от 95 дБ и выше.
- Импеданс. От этого параметра зависит сопротивляемость акустической системы переменному току. Импеданс усилителя и динамика должен находиться на одном уровне, иначе пострадает качество звука (появятся искажения).
- Материал корпуса. От материалов, из которого изготовлен корпус активной акустической системы, напрямую зависит качество звука. Существуют модели из пластика, дерева, алюминия и МДФ. Самыми дорогостоящими считаются устройства из дерева, однако они обладают лучшими звуковыми характеристиками. Пластик и алюминий не очень подходят для акустических систем, т.к. могут искажать звучание. Оптимальный вариант – МДФ, т.к. этот материал дешевле дерева, но схож с ним по свойствам.
Не стоит ориентироваться при покупке исключительно на технические характеристики. У людей разное слуховое восприятие, поэтому стоит самостоятельно послушать акустическую систему. В некоторых случаях двухполосные устройства играют лучше, чем 3-х полосные.
Виды кроссовера
Какие кроссоверы вообще бывают? Их не так уж и много:
- активный;
- пассивный;
- однополосный;
- двухполосный;
- трёхполосный.
Схема каждого из видов будет содержать разные элементы. Пассивный кроссовер состоит из катушек, реле и конденсаторов. Его схема более простая. В нём нет плат, микросхем и сделать его своими руками проще, чем активный. Схема установки также у них разная.
Количество полос определяется количеством полос в акустике, соответствует. Трёхполосные кроссоверы необходимо подключать к трёхполосным акустическим системам. Двухполосная акустическая система и трёхполосные кроссоверы, к примеру, — понятия несовместимые. Так что, если в машине установлена двухполосная акустика, ничего другого не останется, кроме как заменить её или же установить трёхполосные кроссоверы. Двухполосная акустика и однополосные кроссоверы – тоже плохое сочетание. Трёхполосные системы и однополосный кроссовер – аналогично. Здесь властвует правило комплементарности. А вот активный или пассивный кроссовер нужен – можно выбирать, не задумываясь особо.
Пассивный кроссовер заставит систему работает хорошо, хотя есть у него ряд недостатков. Считается, что акустика с пассивным кроссовером работать на все 100% не будет. И это действительно так, ведь активный кроссовер для акустики мощнее. С другой стороны нужны достаточно глубокие познания в области физики, для того чтобы собрать активный кроссовер своими руками.
Кажется, что пришло время выбирать, чего хочется больше: чтобы акустика работала в полную силу или, чтобы звучание было приемлемым. На самом деле это не совсем верно. Даже активный кроссовер реально собрать своими руками, просто сразу может не получиться. Как принято говорить в таких случаях, терпение и труд всё перетрут.
Пассивный кроссовер служит меньше по времени. Так что, стоит задуматься, взвесить все за и против, перед тем, как приступить к работе.
Что такое расчёт кроссовера
Схема кроссовера может всё же заставить отказаться от самостоятельного сбора детали. Но даже схема не заставит отказаться от перспективы самостоятельной установки купленного кроссовера. Это модернизация из категории элементарных. Почему бы и нет? Расчёт кроссовера для акустики – главная проблема. Проще всего воспользоваться калькулятором в режиме онлайн. Расчёт будет довольно-таки верным, хотя есть вероятность погрешностей и результат может не удовлетворить. Автомобильная акустическая система будет издавать всё тот же шум, а не музыку. В чём подвох?
Если попробовать выполнить расчёт без калькулятора, всё станет на свои места. Но не в том смысле, что автомобильная акустическая система начнёт сразу, как по волшебству хорошо работать. Становится понятно, что нужен индивидуальный подход и настройка кроссовера.
О динамиках известно, что у них есть частота, мощность и сопротивление. Значения индивидуальны, зависят от торговой марки, модели. Расчёт кроссовера – это знание сопротивления и частоты. Вот только работает это в теории. На практике человек сталкивается с такой проблемой, как нестабильность значения сопротивления. Сопротивление — это не константа. Меняется частота, меняется и сопротивление. Поэтому нужно знать, хотя бы, в каком диапазоне автомобильная акустическая система работает, среднее арифметическое. Для этого нужны специальные приборы. Иначе никак не узнать эти величины. Ожидания не должны быть завышенными.
Расчет кроссовера для акустики75
Расчет кроссовера для акустики, как известно, очень важная операция. На свете не существует идеальных акустических систем, способных воспроизводить частотный диапазон полностью. И тогда на помощь приходят отдельные участки спектра динамиков. К примеру, если надо воспроизводить НЧ, применяют сабвуфер, а чтобы воспроизвести ВЧ, устанавливают мидбасы. Когда все эти динамики вместе взятые начинают играть, то может произойти путаница перед поступлением на тот или иной излучатель. По этой причине и необходим бывает активный или пассивный кроссовер для акустики. В этой статье мы узнаем, для чего нужен расчет фильтра, рассмотрим пассивные кроссоверы, узнаем как они строятся на катушках индуктивности и конденсаторах.
Преимущества и недостатки
Как и любое устройство, 3-х полосные колонки имеют свои преимущества и недостатки. Они касаются звука, удобства использования и сложности установки. Вот плюсы и минусы трехполосных систем, в сравнении с двухполосными:
Преимущества:
- Модульная акустика с тремя динамиками имеет лучшее качество звучания, нежели системы из 2-х полос;
- Полочная акустика отлично подходит для клубов и концертных залов;
- Помогает добиться более равномерного распределения звука в помещении;
- Более гибкая система настроек;
- Широкая функциональность.
Недостатки:
- Занимает больше места, чем двухполосная акустика;
- Сложнее настроить звучание;
- Сложнее установить, поскольку для равномерного звука необходимо особое расположение модулей;
- Стоимость выше, чем у двухполосной акустики;
- Ремонт обойдется дороже, из-за особенностей конструкции.
Несмотря на все недостатки, профессиональные музыканты и меломаны отдают предпочтение трехполосным активным акустическим системам из-за улучшенных звуковых характеристик. Однако не стоит покупать устройства с четырьмя и более модулями, поскольку далеко не каждый человек способен правильно их настроить.
Зачем колонке «полосы»
Ответ на этот вопрос находится в технической плоскости. Количество смонтированных в одном корпусе динамиков, характеризующееся «полосностью» акустики, соответствует спектру воспроизводимых при прослушивании музыки частот.
Двухполосные динамики имеют раздельные полосы для воспроизведения звуков разной частотности, как и трехполосные колонки. Необходимость такого разделения обусловлена особенностями человеческого слуха — человек способен воспринимать звуки из множества источников одновременно, «вычленяя» из общей акустической картины отдельные инструменты и вокал (голосовое воспроизведение) разных людей. Разделить звучание в различных частотных диапазонах «универсальные» динамики в однополосных системах не могут физически — одна-единственная мембрана вынужденно эмулирует разные частоты с неизменной потерей в качестве восприятия звуковой «информации».
Именно за качественное «деление» воспроизводимых звуковых дорожек с автоматическим разделением на частоты соответствующих диапазонов и отвечают независимые динамики в «многополосных» колонках.
Самодельные кроссоверы
Случается, что став обладателем дорогой автомобильной акустики, владелец обнаруживает, что в комплекте нет кроссоверов. Понятно, что без них обойтись будет невозможно, так как ВЧ динамики могут просто напросто сгореть. Что делать? Ответ до смешного прост – изготовить их своими руками.
Инструменты
Для начала вооружимся необходимыми инструментами:
- Хорошим и удобным паяльником.
- Специальным прибором, измеряющим индуктивность.
- Клеем «Момент».
- Хлорным железом.
- Фольгированным стеклотекстолитом.
- Термоусадочной трубкой.
- Силиконовым герметиком.
Пошаговая инструкция
Начинаем процесс изготовления.
Итак:
- В первую очередь, надо тщательнейшим образом изучить теххарактеристики купленных динамиков. Особое внимание рекомендуется уделить низким частотам пищалок, а также уровню характеристической чувствительности НЧ и ВЧ динамиков.
- Затем нужно подобрать правильную электрическую схему, подразумевающую подключение кроссовера.
Примечание. По мнению специалистов желательно отдать предпочтение фильтрам 2-ого порядка, ведь в тесном салоне авто наблюдается сильный подъем частотной характеристики на средне-высоких частотах.
- Надо помнить, что ВЧ-динамики, которые подключаются через фильтр 1-ого порядка, сильно подчеркивают шипение, а НЧ-динамики чрезмерно выделяют яркие звуки. В итоге, складываясь вместе, получится кавардак, в котором будет много яркого и шипящего звучания.
Примечание. При этом, чем шире салон авто, тем удастся более минимизировать эти недостатки.
Катушка индуктивности
Итак:
- Наматываем катушки индуктивности для динамиков. Отметим, что делая это для НЧ-динамика, лучше пользоваться медной проволокой, имеющей диаметр 1 мм и изолированной специальным лаком.
Совет. При изготовлении катушек рекомендуется пользоваться ферритовыми сердечниками. Это даст возможность получить меньшие габариты и вес, а также сократить расход недешевой медной проволоки. Кроме того, удастся уменьшить также активное сопротивление катушки.
- Получившуюся индуктивность рекомендуется контролировать с помощью уникального прибора для измерения.
Совет. При наматывании проволоки крайне желательно делать виток и витку, а затем фиксировать клеем. Это даст возможность избежать проблем, с которыми часто сталкиваются новички.
Делаем печатную плату
Итак:
- Пришло самое время начертить плату на бумаге. Делать это нужно, исходя из размеров получившихся катушек и резисторов.
- Чертим плату и переносим ее на лист специального материала.
Примечание. В качестве такого материала неплохо было бы выбрать фольгированный стеклотекстолит.
- Сверлим сразу отверстия под электроды будущих деталей и проводов. Обязательно протравливаем плату. Это нужно сделать следующим образом: полуготовую плату поместить в раствор хлорного железа.
Сборка
- Платы нашего будущего кроссовера собираем согласно схеме установки.
Примечание. Катушки индуктивности и конденсаторы тщательно клеим к плате. Рекомендуется использовать хороший клей, такой как «Момент». Хорошая фиксация позволит самодельному разделителю длительное время работать безотказно в условиях вибрации и тряски.
Соединяем акустические провода
Итак:
- Соединяем акустические провода, используя обычный паяльник. В работе нужно быть крайне внимательным и не перепутать выходы для НЧ и ВЧ-динамика. Обратить внимание нужно и на полярность.
- Клей пригодится и здесь. Нужно залить «Моментом» провода, которые припаяли, что предохранит опять же от вибраций и возможных переломов.
Подключение
Итак:
- Проводим пробное подключение и убеждаемся в том, что сигнал подается на каждый динамик с соответствующего выхода самодельного кроссовера.
- Если это необходимо, то можно включить и резистор сопротивлением 4 Ом перед ВЧ-фильтром.
Примечание. Помним, что чувствительность ВЧ-динамиков на несколько децибел превышает чувствительность динамика, воспроизводящего низкие частоты – в итоге, пищалки играют громче НЧ-динамика.
Готовый своими руками кроссовер обтягиваем термоусадочной трубкой, соблюдая нужные размеры. Заливаем края обязательно силиконом, чтобы внутрь кроссовера не попала влага или пыль. Представленная инструкция поможет изготовить самодельный кроссовер для акустики без особых проблем. В процессе операции рекомендуется изучить дополнительно фото и видео – материалы. Что касается цены на расходные материалы, то она зависит от количества катушек и выходов под динамики. Немаловажное значение имеет и материал, который используется.
Пассивный кроссовер
Наиболее доступной на сегодня считается именно пассивная фильтрация, так как она сравнительно проста в реализации. С другой стороны, не все так просто. Речь идет о следующих недостатках:
- Согласовать параметры и значение фильтров с характеристиками излучателей колонок очень сложная штука;
- В процессе эксплуатации может наблюдаться нестабильность параметров. К примеру, если повысится сопротивление звуковой катушки при нагреве. В связи с этим значительно ухудшится достигнутое в процессе разработки согласование;
- Фильтр, обладая внутренним сопротивлением, забирает некоторую часть выходной мощности усилителя. Одновременно с этим ухудшается демпфирование, а это сказывается на качестве звучания и четкости передачи нижнего регистра.
Как известно, на сегодняшний день самыми распространенными акустическими системами считаются 2-х компонентные варианты. В них фильтр разделяет звуковой сигнал на два диапазона:
- Первый диапазон предназначается исключительно для низких и средних частот. В данном случае используется кроссовер для нижних частот или ФНЧ;
- Второй диапазон предназначен для ВЧ. Здесь уже используется другой фильтр ФВЧ.
Примечание. Вариантов реализации фильтра может быть несколько, но он все должно отвечать определенным канонам.
Ниже приводится список требований, которым обязательно должен соответствовать кроссовер:
- Фильтр не должен оказывать влияния на частотный спектр и волну выходящего аудиосигнала;
- Должен создавать для усилителя, независимую от частоты нагрузку активного характера;
- Должен суметь обеспечивать вместе с акустическими системами формирование диаграммы направленности. Это должно быть реализовано так, чтобы до слушателя доходило максимум излучения.
Из статьи мы узнали, как проводится расчет кроссовера акустических систем своими руками. В процессе работ будет полезно также изучить схемы, посмотреть видео обзор и фото – материалы. Если научиться самостоятельно рассчитывать фильтр, платить за услуги специалистам не придется. Таким образом, цена операции сводится к минимуму, ведь надо только приложить немного терпения и уделить некоторое время изучению.
Самодельный кроссовер для акустики
Самодельные кроссоверы для акустики нужны для разделения частотных диапазонов динамиков. Они выравнивают эти самые диапазоны по громкости звучания. Самодельный кроссовер для акустики изготовить не так уж и сложно, если знать некоторые секреты.
