К чему приводят ошибки в согласовании полос

Биампинг акустической системы Technics SB-RX50.

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Задача: отключить пассивный кроссовер и исследовать возможность улучшения штатного согласования полос промышленного изделия посредством активного электронного кроссовера. Оснований для проведения эксперимента имелось два:

  1. Здоровое любопытство — а что вообще получится?
  2. Поиск ответа на вопрос: а правда ли, что производитель всегда так или иначе халтурит, и что изделие можно улучшить, если подойти “с душой” и “неформально”?

ИДЕАЛЬНЫЙ ПЕРЕХОД: частота перехода НЧ-головки — 2000 Гц, ВЧ-головки — 3200 Гц, крутизна среза — 18 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Твитер. Зеленым — идеальный переход, желтым — без кроссовера:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Басовик. Зеленым — идеальный переход, желтым — без кроссовера:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

При ознакомлении с приводящимися ниже результатами измерений обратите внимание на то, что оптимальная совокупность частот перехода и крутизн среза для любой данной пары головок — одна единственная. Любое отклонение от нее — будь то неверно выбранная крутизна среза или частота перехода – приводит к катастрофическим результатам. Вот, в частности, почему любое вмешательство пользователей в кроссоверы систем с целью там якобы что-то “улучшить” приводит к катастрофическим результатам.

Достаточно примечательно то, что на классической музыке и джазе (а также прочей музыке низкой плотности) даже самые голимые косяки практически не слышны или слышны неуверенно. Зато как только ставишь что-нибудь плотненькое и насыщенное, все вылезает моментально. Сей факт – лишнее подтверждение тому, что ни классикой, ни джазом акустику “тестировать” не рекомендуется.


Отклонения от идеала

Частота перехода обеих головок — 1000 Гц, крутизна среза — 6 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 1000 Гц, крутизна среза — 12 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 1000 Гц, крутизна среза — 18 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 1250 Гц, крутизна среза — 6 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 1250 Гц, крутизна среза — 12 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 1250 Гц, крутизна среза — 18 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 1600 Гц, крутизна среза — 6 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 1600 Гц, крутизна среза — 12 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 1600 Гц, крутизна среза — 18 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 2000 Гц, крутизна среза — 6 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 2000 Гц, крутизна среза — 12 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 2000 Гц, крутизна среза — 18 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 2500 Гц, крутизна среза — 6 дБ/окт:

Частота перехода обеих головок — 2500 Гц, крутизна среза — 12 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 2500 Гц, крутизна среза — 18 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 3200 Гц, крутизна среза — 6 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 3200 Гц, крутизна среза — 12 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода обеих головок — 3200 Гц, крутизна среза — 18 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода НЧ-головки — 2000 Гц, ВЧ-головки — 3200 Гц, крутизна среза — 12 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода НЧ-головки — 2000 Гц, ВЧ-головки — 3200 Гц, крутизна среза — 6 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода НЧ-головки — 1600 Гц, ВЧ-головки — 2500 Гц, крутизна среза — 18 дБ/окт:

Частота перехода НЧ-головки — 2500 Гц, ВЧ-головки — 3200 Гц, крутизна среза — 18 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Частота перехода НЧ-головки — 1600 Гц, ВЧ-головки — 3200 Гц, крутизна среза — 18 дБ/окт:

К чему приводят ошибки в согласовании полос

Автор: Raoul Sanchez (05.12.2007)

22 комментария: К чему приводят ошибки в согласовании полос

  1. kolobrkin пишет:

    Не рассмотрели сочетания фильтров разных порядков и вариант “переполюсовки” в самых страшных )))) случаях. Уточню: “частота перехода” это “частота настройки фильтра”?

  2. Станислав пишет:

    У меня к этой АС только один вопрос по фильтрам: 3-й порядок подразумевает включение головок в противофазе, ввиду отставания сигнала на полупериод. В родной схеме этого нет. Или это всё – не существенно?!

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      Надо крутить полярность пищалки на шуме и слушать результат. Никакая теория вам не скажет, как нужно, а слух укажет нужную полярность мгновенно.

  3. Иван пишет:

    “…примечательно то, что на классической музыке и джазе (а также прочей музыке низкой плотности) даже самые голимые косяки практически не слышны или слышны неуверенно. Зато как только ставишь что-нибудь плотненькое и насыщенное, все вылезает моментально.”
    И что из этого следует?
    Из всей многоголосицы мнений замеченные мной я могу сделать один вывод – что самым неучтенным фактором влияния на качество звука является взаимодействие УНЧ с акустикой. Сколько не улучшай абстрактные параметры отдельно УНЧ и акустики – результат их взаимодействия невозможно спрогнозировать и характер звучания предугадать. Столько бесполезных слов высказано за пол века, столько всего написано. Только не понятна цель и не ясен результат. Когда-то основным критерием качества была принята безудержная погоня за ростом мощности. Она в некоторой степени продолжается и сейчас, хотя для домашнего использования уже вроде-бы и не требуется. Но эта “Санта Барбара” продолжается. Далее начался рост полосы пропускания и скорости реакции. Скорее всего здесь тоже скоро подойдут к пределу. Ну а дальнейший рост будет сопровождаться тем же ростом мощности. А качество звука издаваемого акустикой от этого расти не станет. Просто бОльшее окружение людей будет вынуждено слушать вашу музыку. А причиной этому явлению, похоже, является повальное увлечение настройкой фильтров равняющих АЧХ акустики. Если огибающая звука проста и близка по форме к синусоидальной, то фильтр работает, как и показывают измерения при синусоиде. А если она носит импульсный характер да и еще со значительной асимметрией, то индуктивность вполне способна проявлять себя как элемент преобразования энергии. А в комплекте с емкостью – образуется элемент энергии с вполне определенными свойствами. Этот фильтр часть энергии отдает в нагрузку, коей является определенный динамик. Но часть он должен что? Поглотить? Накопить? Что делает фильтр с той энергией, которую не нужно передавать динамику? Если взять электролитический конденсатор и подвести резко к нему потенциал, то произойдет хлопок. Если его закоротить – тоже самое. А индуктивность после снятия подвода энергии вообще норовит “укусить”. Если посмотреть на конструкцию фильтров, то складывается впечатление, что их реактивные возможности покруче, чем у самих динамиков. Так может именно поэтому ламповики предпочитают именно широкополосники? Даже сам вопрос, на мой взгляд, не определен, не то, чтобы так браво утверждать о нахождении причины.

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      Фразе “ламповики предпочитают широкополосники” предложу равную по смыслу ” караси любят, когда их жарят в сметане”.
      Мне как ламповику, по душе двухполоски. Широкополосников заведомо ровных и качественных , без натяжек, встретить не довелось. Безумные по цене ТФК и Клангфильмы – умолчим.

      • Иван пишет:

        “Мне как ламповику, по душе двухполоски.”
        Дело вкуса.
        Только я веду речь об отсутствии каких либо способов технической оценки результата. И конечный результат неизбежно оказывается субъективен. Нет таких единиц измерения: нравится, по душе и т. д. И чтобы кто не мерил с помощью синусоиды, невозможно предугадать результат передачи реального сигнала. Кстати изредка я уже встречаю подобные высказывания.

        • Александр Ростов-на-Дону пишет:

          Впервые слышу про оценку звучания – на синусоиде. Это как?
          Поделитесь опытом.

          • Иван пишет:

            “Впервые слышу про оценку звучания – на синусоиде. Это как?”
            Вы о чем? Вы только с помощью программ на ПК оцениваете? Я думал, что микрофоном с помощью ГКЧ.

            • Александр Ростов-на-Дону пишет:

              Опция Frequence Sweep одна из множества функций , заложенных в возможности спектроанализатора, но применяется редко. Когда был неуч, тоже думал, что ачх смотрят свип-тоном. А там -иначе все.

              • Иван пишет:

                Ну, когда я проводил большую часть измерений, то из приборов были: генератор, осциллограф, вольтметр (милливольтметр) и микрофон МК-3. Может в этом смысле остался неучем, только вижу я все наглядно, а не по фантазиям программистов.

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      Нормально сведенная колонка в большинстве случаев сработается с любым усилителем , разница – в нюансах, но звук будет удачным . Зато сделанная по понятиям , с несочетаемыми динамиками, навалит проблем с перебором усилителей, кабелей, источников и выбросом денег. И неизменно с никаким результатом.

      • Иван пишет:

        “Нормально сведенная колонка в большинстве случаев сработается с любым усилителем…”
        Да конечно. Глядя на Ваши изыскания, прямо так и подтверждается этот тезис. С таким подходом так и жизни не хватит ни то, чтобы создать что-то правильно, но даже и понять, где собака зарылась. И модели решений с фильтрами в самом УНЧ совершенно напрасные потуги? А зачем, если все просто – только настроил и все.

    • Владимир Кравец пишет:

      Нагреть воздух?

  4. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Нет универсальных советов по частоте стыка , по крутизне фильтров , всё это выясняется при настройке, исходя из реального поведения динамика . А уж заранее определить фазировку динамиков – пустое.
    Куда проще глянуть микрофоном картину стыка , а можно и на слух, меняя полярность следующего по частоте динамика, с нормальными фильтрами слышно сразу, с неправильными- полная неопределенность, плохо во всех вариантах.
    Высокая крутизна среза фильтров хороша , если задача ввалить мощности и не спалить динамики. Либо отрезать дефектные участки на ачх. А если динамики ровные и без выбросов, с протяженной плавной ачх, нет смысла валить их круто , порождая на частоте среза неприятные призвуки , избавиться от которых потом будет невозможно. Как говорится, по Хуану и сомбреро, по динамику и фильтр.

    • Иван пишет:

      “Нет универсальных советов по частоте стыка , по крутизне фильтров , всё это выясняется при настройке, исходя из реального поведения динамика…”
      При настройке чего с чем? И как определить “реальное поведение” динамика?

      • Александр Ростов-на-Дону пишет:

        При наличиии приборов и слуха – определить реальное поведение динамика несложно. Достигается упражнением.
        Попробуйте, у вас получится тоже. И ненужные вопросы отпадут.

  5. Иван пишет:

    “При наличиии приборов и слуха – определить реальное поведение динамика несложно. Достигается упражнением.
    Попробуйте, у вас получится тоже. И ненужные вопросы отпадут.”
    А кто Вам сказал, что у меня все это отсутствует? Я же уже как-то писал, что начинал свои изыскания из реального общения с фирменной техникой предназначенной специально для концертной деятельности. Внимательно вслушивался в характер звучания того, с чем реально соприкасался. А упражняли меня мама не горюй.

  6. Сергей Гудков пишет:

    Некоторые графики имеющие провалы на 700Гц – сомнительны. Частоты среза автор определяет по графикам беря -3дБ от верхушки т.е. это не расчётные частоты фильтров, а результитующие (фильтров+динамиков+колонок+помещения+микрофона) правильно?

  7. Марков Николай пишет:

    Интересная статья. Но – вызывает кучу НО.
    1. Простите, а какая добротность применённых фильтров (по-другому, Чебышёв или Линквитц)? Есть разница, и именно в стыковке по фазе. Похоже, автор так “глубоко” не копал.
    2. Графики при частотах 2*1250 Гц, 12 и 18дБ/окт – вероятно, неадекватны. Согласен с Сергеем Гудковым. Получить провал по уровню от самых НЧ от пищалки со вторым/третьим порядком – фантастика.
    3. График для частот перехода (среза, наверное?) 1600 Гц для НЧ, 2500 Гц для ВЧ, 18дБ/окт. Переворачиваем фазу ВЧ динамика и получаем лялю. Что противоречит тезису о единственности правильного фильтра для конкретной пары динамиков в конкретном оформлении.
    4. Для пары с такими горбами на краях, естественно, первый порядок заказан. Второй вполне мог бы срастись, скажем, 1500 Гц для НЧ и 2500 для ВЧ, примерно по Ликвитцу. Если бы не измерения.
    По обсуждению.
    МОЖНО учесть влияние реактивностей фильтра на работу УМ и результат по слуху. УМ должен иметь запас по току и мощности, либо АС должна проектироваться так, чтобы не создавать проблем усилителю (https://ldsound.info/ac-reactance-what-to-eat-and-what-to-do/). Или и то, и другое.
    ВСЕ цепочки фильтра не должны окрашивать звук (https://ldsound.club/index.php?threads/perexodnye-processy-v-filtrax.497/). То есть, реальная добротность – ниже Баттерворта. На НЧ НЕЛЬЗЯ разрешать комнате заниматься самодеятельностью (https://ldsound.info/resonances-of-the-room-decoding-a-cardiogram/).
    Остаётся Её Величество Неисчислимая Фаза. Да нифаза она не величество. МОЖНО её рассчитать и для НЧ/СЧ, и для СЧ/ВЧ разделов. И можно выруливать фильтр по фазе под глубину расположения ВЧ и СЧ динамиков на передней панели, а можно, наоборот, глубиной расположения идеально состыковать по фазе уже отдельно полученные и устраивающие полосы СЧ и ВЧ. Для НЧ/СЧ раздела даже микрофон не нужен (в смысле проведения расчёта фильтра по стыковке по фазе), для СЧ/ВЧ потребуется ОДНО измерение микрофоном для определения реального расстояния по глубине между акустическими центрами СЧ и ВЧ динамиков. Дальше – можно спокойно рассчитывать фильтр и строгать переднюю панель. Сейчас нарабатываю материал для одного хорошего человека по теме построения АС (в том числе расчёта фильтров с нуля). Фаза там – на первом месте. Даст Бог, будет статья. Попозже.

    • Сергей Гудков пишет:

      Марков Николай
      17.12.2020 на 11:32: … “Переворачиваем фазу ВЧ динамика и получаем лялю. Что противоречит тезису о единственности правильного фильтра для конкретной пары динамиков в конкретном оформлении” Кто автор этого утверждения? И.А. не согласилась бы

  8. Иван пишет:

    “Переворачиваем фазу ВЧ динамика и получаем лялю… Кто автор этого утверждения?”
    Я вижу, что за половину столетия в звуке не выработано никаких точек отсчета. Сформировались разные направления во взглядах и никакой цели достигнуть не получится. Ее просто нет.

    • Сергей Гудков пишет:

      Цели есть: для бытовой акустики – прибыль продавца, в профессиональной – прибыль продавца и устроителя концертов. Отдельная категория – цель радиолюбителя меломана – получение опыта, и последующее хвастовство результатами и знаниями перед такими же любителями. Со временем любители вырастают в спецов у которых слова и дело, теория и практика совпадают, вот к этому и был вопрос, если кто-то высказал тезис, это хорошо, только его нужно ещё доказать на практике. В желтой книжке написано, что фильтр можно рассчитать как для фазного так и для противофазного включения головок, я думаю все читали, может это не так, кто проверял?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.