Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/SGS-ATES/D19800605Elc035.shtml

Фильтры с двойной крутизной частотной характеристики для оптимизации характеристики громкоговорителя в переходной области

УДК 621.395.623.7

П.Антониацци (P.Antoniazzi)
Фирма SGS-ATES Electronic Components (Милан, Италия)

А.Хеннигэн (A.Hennigan)
Фирма SGS-ATES Electronic Components (Милан, Италия)

P.Antoniazzi, A.Hennigan. Dual-slope filters optimize speaker's crossover response, pp. 134, 135.

Характеристика в переходной области и, следовательно, общая характеристика двухканальной системы громкоговорителей для высококачественного воспроизведения звука может быть значительно улучшена при помощи описываемых высокочастотных и низкочастотных схем. Расстройкой контуров двух каскадно включенных RC-фильтров в канале громкоговорителя для воспроизведения низких частот можно получить крутизну 6 дБ на октаву вблизи частоты среза fc, и значительно более крутой, 12 дБ на октаву, участок за частотой среза fc. В сочетании с комплементарным (с инвертированной характеристикой) выходом канала громкоговорителя для воспроизведения верхних частот достигается оптимальная характеристика в переходной области при низкой стоимости и без «провала» звуковой частоты на частоте среза fc. Вообще, многие простые низкочастотные схемы могут обеспечивать величину 6 дБ на октаву на частотах, приближающихся снизу к граничной частоте пропускания. Однако при использовании фильтра с одним полюсом затухания, что до сих пор иногда встречается, максимальное ослабление за частотой среза fc никогда не может быть выше 6 дБ на октаву. К сожалению, обычный громкоговоритель не обладает достаточной линейной характеристикой для того, чтобы образовывать сигналы высокого уровня (с занижением только 6 дБ на октаву) вблизи своих высокочастотных пределов, в результате чего возникает искажение. С фильтрами второго порядка (12 дБ на октаву) в точке переходной области обычно наблюдается пропадание звука. Это явление обусловлено фазовым сдвигом на 90°, который вносит низкочастотная схема, что в сочетании с фазовым сдвигом на —90° на выходе высоьочастотного фильтра системы приводит к гашению звука на выходе. Применение фильтра Баттерворта третьего порядка решает обе отмеченные выше проблемы, обеспечивая плоскую характеристику от 0 до частоты среза fc, крутой срез (18 дБ на октаву) выше частоты среза fc и плавное изменение фазы сигнала в полосе частот, которая представляет интерес. Но этот мето,д является дорогим, требующим двух или трех операционных усилителей и целого ряда внешних радиоэлементов. Схема с двойной крутизной характеристики в переходной области (рис.1) дает ответ для практического решения проблемы. Смещая частотные характеристики таким образом, чтобы частота среза первой RC-цепи равнялась половине частоты среза второй RC-цепи, получим затухание на частоте переходной области, равное 3 дБ, как и в других системах, однако фазовый сдвиг на частоте среза fc будет равен 60°. Тем самым устраняется проблема гашения звука, присущая обычным фильтрам второго порядка. Такая схема хорошо подходит для активных систем громкоговорителей. Построенная частотная характеристика затухания для участка канала воспроизведения низких частот показана на графике с уравнениями, требующимися для расчетов. Приводятся также соответствующие формулы для канала воспроизведения высоких частот.

Схема без искажений. Недорогие низкочастотные фильтры с расстроенными по частоте контурами в канале воспроизведения низких частот обеспечивают крутизн
Рис.1. Схема без искажений. Недорогие низкочастотные фильтры с расстроенными по частоте контурами в канале воспроизведения низких частот обеспечивают крутизну частотной характеристики 6 дБ на октаву при подходе к граничной частоте fc и 12 дБ на октаву на частотах, лежащих выше значения fc, без введения квадратурного фазового сдвига и появления искажений, вызываемых громкоговорителями. В сочетании с комплементарным выходом высокочастотного тракта в системе достигается такая характеристика в переходной области, при которой отсутствует «провал» звука на частоте среза fc.

Характеристика. Фильтр с удвоенной крутизной частотной характеристики затухания, использующий RC-цепи со смещенными частотами настройки, фактически ус
Рис.2. Характеристика. Фильтр с удвоенной крутизной частотной характеристики затухания, использующий RC-цепи со смещенными частотами настройки, фактически устраняет замирание выходного звукового сигнала на частоте среза системы громкоговорителей для высококачественного воспроизведения звука, обеспечивая ослабление большее, чем обычные 6 дБ на октаву. Расчет предлагаемой конструкции сводится к приводимым формулам.

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 53, No.13 (591), 1980г - пер. с англ. М.: Мир, 1980, стр.69

Electronics Vol.53 No.13 June 05, 1980 A McGraw-Hill Publication

P.Antoniazzi, A.Hennigan. Dual-slope filters optimize speaker's crossover response, pp. 134, 135.

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Из опыта разработчика





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/SGS-ATES/D19800605Elc035.shtml