Практическая реализация активного 3-х полосного кроссовера.

[anatol0]

Предлагаю практическую конструкцию 3-х полосного активного кроссовера с аппроксимацией по Linkwitz-Riley на State Variable Filter : http://www.rane.com/pdf/linriley.pdf

Основные особенности: суммарная плоская АЧХ, совпадение электрической фазы на частотах раздела НЧ/СЧ и СЧ/ВЧ, крутизна фильтров 24 дБ/октаву, что улучшает диаграмму направленности АС вблизи частот раздела.

Скрытый текст

Принципиально ничего нового, просто реализовано в железе. По сравнению с классической реализацией (ФВЧ/ФНЧ на 2-х последовательно включённых фильтрах Баттерворта) более удобно изменение частот раздела.
Каждый канал монтируется на отдельной плате размерами 82 х 119 мм. Используется двухсторонняя с металлизацией, маской и маркировкой печатная плата, рассчитанная на конденсаторы К71-7 или другие полистирольные или поликарбонатные габаритами до 20 х 10 мм, выводные резисторы в частотнозадающих цепях. В качестве ОУ используются NE5532 или другие сдвоенные, в корпусе DIP-8, подходящие для применения в звуковых цепях. Расчёт номиналов резисторов и конденсаторов проводится в приложенном экселевском файле. На плате кроссовера предусмотрена возможность установки винтовых клемм, в которые можно или оперативно устанавливать и заменять частотнозадающие резисторы, или установить дополнительную плату для подбора частот раздела.
При использовании в частотно-задающих цепях конденсаторов и резисторов с допуском 1% налаживание не требуется. Входной каскад выполнен по балансной схеме, так как предполагаемое основное использование кроссовера в активных АС, подключаемых длинными кабелями. При отсутствии необходимости баланса входной каскад выполняется по небалансной схеме. Вариант схемы приложен.
В схеме отсутствуют разделительные конденсаторы и устройства, предотвращающие щелчки при переходных процессах при включении/выключении. При выполнении кроссовера отдельным законченным изделием это необходимо учитывать.
Это уже второй вариант кроссовера, первый вариант был смонтирован и испытан, и показал хорошие результаты. В новом варианте незначительно изменён входной балансный каскад и в выходы полосовых буферов добавлены RC-цепочки для увеличения помехоустойчивости при работе на длинный кабель.

[свернуть]

Возможен 2-х полосный вариант, часть деталей не устанавливается, схема во вложениях. Так же 4-х полосный, на основе большего количества плат.
По вопросам приобретения можно обращаться в личку или на почту anatol0{}rambler(тчк)ru

В журнале "Радио" №7, 8 2017 вышла статья "Схемотехника активных кроссоверов"

Практическая конструкция активной трёхполоски с использованием этого кроссовера на базе АС "Электроника 50АС-61М и сравнение с исходным пассивным вариантом.

[dekko]

будет готовый супер-фильтр

шо, опять? (с) не верю! (с)

[piter200]

Ну, допустим, собрали фильтр с действительно линейной фазой. И что это даст? Ведь динамики все равно будут иметь собственную фазу,которую состыковать с учетом влияния объема и размера ящика практически не реально. Да и такая куча лишних элементов обязательно скажется на качестве завука. (мое предположение)...
Я проблему пока решил следующим образом - собрал самый простой фильтр, подключил к очень хорошему ресиверу, который сам уже выставляет фазу в зависимости от гоовок и комнаты. Когда после теста посмотрел на график задержки фаз для каждой полосы частот- (9 шт), понял,что на "кроссоверную" фазолинейность можно забить...

Как общий провод обозначается-кошмар,одним словом

точно так же, как на схеме, а в свойствах проекта выставляется нужное питание и полярность...

[OGP64]

Да, всё это так. Но фишка в том, чтобы самому сбацать нечто такое от чего бы дух захватывало. А тут похоже именно к этому и идёт дело. Сдвиг фазы между полосами совсем небольшой, синусы практически совпадают, а что самое приятное-он неизменен по всей полосе частот от 20 до 20000, а не только на частотах раздела.
Насчёт динамиков верно-они сами фазу крутят сильно, но это не значит. что на саму идею можно забить. До этого собирал АФЧ Фрунзе, потом Чантурия. С одними и теми же динами звук был разный. С сумматором (Чантурия) было гораздо лучше. И это при том, что сам принцип построения фильтра ущербный. А тут всё как по канонам, так почему бы не попробовать, тем более что и проги уже есть, которые сами печатки разводят, и детали уже можно просто купить, а не "доставать" как в СССР. И дины есть, о которых раньше и не мечтали! И всё это доступно, бери и твори.
Сегодня получилась печатка уже гораздо лучше. С цепями питания и общим проводом. Осталось разобраться как пришиваются разъёмы. У них корпусов нет, поэтому прога их не видит.
А ГВЗ между смежными динами настраивается довольно просто с помощью микрофона и макетных корпусов для динамиков, чтобы можно было их смещать по глубине. Так что смысл в АФЧ есть.

[anatol0]

Хочу напомнить о возможностях цифровой обработки в случае использования компьютера, как источника сигнала. Корректировать параметры АС+КДП можно в соответствующих программах, а активному кроссоверу оставить только функцию раздела полос.

[Gudronov]

А ГВЗ между смежными динами настраивается довольно просто с помощью микрофона и макетных корпусов для динамиков, чтобы можно было их смещать по глубине.

Хочу посмотреть, что вы будете делать при 200-герцовом разделе. Длина волны 170 см. Или с пищалкой, которую нужно сдвинуть на "какие-то" 10мм, что может напрочь убить АЧХ. Не, ребята, от коррекции фазы на стыках никуда не уйти, придется электронику подстраивать под АС, а не наоборот. Это трудоемко, и отсюда следует довольно печальный вывод - такое годится большей частью для производства, для штамповки. Чем больше серия, тем лучше.

[OGP64]

170 см-это сдвиг фазы 360 град. При 10 град это соответственно 4,7см, в чём проблема? На 500 гц -68 см. (Дл.волны=340/частота).Я свою АС http://www.radioway.ru/1992/06/sfericheskaja_as.html когда настраивал, пришлось СЧ задвинуть на 4,5см относительно НЧ, а ВЧ ещё на пару см. вглубь, относительно СЧ. Так что ничего трудоёмкого здесь нет.
Вставляем головки в корпуса-макеты, подключаем микрофон и вперёд! Либо по импульсу, либо по сумматору на частоте раздела. И не надо ничего считать, всё сразу видно. Глаза боятся, а руки делают!
P.S. Плату развёл, осталось в железо превратить.

[Gudronov]

170 см-это сдвиг фазы 360 град. При 10 град это соответственно 4,7см, в чём проблема? На 500 гц -68 см. (Дл.волны=340/частота).Я свою АС http://www.radioway.ru/1992/06/sfericheskaja_as.html когда настраивал, пришлось СЧ задвинуть на 4,5см относительно НЧ, а ВЧ ещё на пару см. вглубь, относительно СЧ. Так что ничего трудоёмкого здесь нет.
Вставляем головки в корпуса-макеты, подключаем микрофон и вперёд! Либо по импульсу, либо по сумматору на частоте раздела. И не надо ничего считать, всё сразу видно. Глаза боятся, а руки делают!
P.S. Плату развёл, осталось в железо превратить.

К сожалению, такая технология абсолютно непригодна для большинства сколько-нибудь серьезных систем в обычных ящиках, которых подавляющее большинство. Из-за специфических ограничений, возникающих при использовании практически неадаптивного аналогового деления, затраты на разработку (и изготовление) корпусов со смещенными головками, приемлемыми бафл-эффектом и диаграммой направленности и т.д., несоизмеримы со стоимостью даже некитайского DSP.

[OGP64]

Фильтр, о котором говорил в #456 и #460 готов и могу представить результаты испытаний.
Если интересно, то могу выложить схему, платы в виде картинок или в DipTrace - формате.
Настраивать ничего не пришлось, заработало сразу. АФЧ 3-полосный. Частоты разделения 600 и 5000гц.
Совпадение фаз на выходах: на частоте раздела F1(НЧ/СЧ):верхняя половина-НЧ,нижняя-СЧ; F2(СЧ/ВЧ):верхняя половина-СЧ,нижняя-ВЧ.
Пересчитать на другие частоты можно легко по формулам из статьи (ссылка в #456).
Этот вариант печатки далеко не безупречен в плане красивости, это мой первый опыт в создании плат с помощью программы. В процессе работы печатку немного оптимизировал: переместил неудачные перемычки, добавил электролиты в питании, уменьшил размеры резисторов. На фото сырой вариант. Главное-это работает.

---------- Сообщение добавлено 17:57 ---------- Предыдущее сообщение было 17:37 ----------

По просьбам (поступившим в личку) выкладываю тех. документацию на кроссовер.
Сегодня допаял и проверил второй экземпляр.Так же заработал без проблем, повторяемость 1:1.
В архиве оптимизированный вариант платы размером 98х104.

[OGP64]

Поскольку первые варианты плат оказались великоваты для вертикальной установки в мой корпус УЗЧ и ориентация выводов оказалась неудобной, пришлось уменьшить размер до 80х95,56 мм и уменьшить число перемычек до 8 (до этого было 95х104 с 9 перемычками). Все выводы на одной стороне.
ПП для ЛУТ и монтаж в архиве. Пока не паял (только что закончил рисовать). Ошибок вроде нет. Завтра начну паять, точнее уже сегодня.
Спаял две платы в обновлённом (уменьшенном) варианте. Заработали сразу. Как видно из АЧХ,снятых у обеих плат,расхождение в частотах раздела незначительное.У одной платы АЧХ снята на "свип-сигнале", у другой на "розовом шуме".

[pentod]

berkovsky, Платы еще остались?

[RINDIG]

OGP64, плата кросовера стерео или моно ? Срез регулируется или жестко задан номиналом элементов ? для чего потенциометры на плате?
Под смд резисторы и ОУ делать не пробовали ? аккуратнее, и сверлить не надо.
Я фанат 3 полосных АС.

[Алексей Коваленко]

Поскольку первые варианты плат оказались великоваты для вертикальной установки в мой корпус УЗЧ и ориентация выводов оказалась неудобной, пришлось уменьшить размер до 80х95,56 мм и уменьшить число перемычек до 8 (до этого было 95х104 с 9 перемычками). Все выводы на одной стороне.
ПП для ЛУТ и монтаж в архиве. Пока не паял (только что закончил рисовать). Ошибок вроде нет. Завтра начну паять, точнее уже сегодня.
Спаял две платы в обновлённом (уменьшенном) варианте. Заработали сразу. Как видно из АЧХ,снятых у обеих плат,расхождение в частотах раздела незначительное.У одной платы АЧХ снята на "свип-сигнале", у другой на "розовом шуме".

Добрый день . Ценность того, что платы заработали, практически нулевая. Вы бы сделали замер микрофоном реальной АС с этим кроссовером и сравнили то, что на на электрической части у Вас получилось, и что на микрофоне... и прочувствовали разницу. В конце концов ценен практический результат - это АС с кроссовером, а не кроссовер сам по себе. Кроме проблем с фазой, о которой писалось выше, есть проблема с реальными АЧХ динамиков, которые в 99% случаев не укладываются в "линеечку". А о НЧ звене в реальном ящике вообще молчу . Как Вы собираетесь компенсировать подъем АЧХ с ростом частоты? А резонансный пик, который есть у многих головок?

[OGP64]

Ценность того, что платы заработали, практически нулевая.

Для Вас-возможно, а вот для создания высококлассной АС это важнейшее условие-наличие фазолинейного фильтра. Поскольку результат будет определяться только свойствами динамических головок, а не фильтром с "дурным характером".
Работа головки определяется акустическим оформлением, выбор которого и исполнение полностью зависит от грамотности разработчика. Так что никакой трагедии тут нет. И не будет никаких

подъем АЧХ с ростом частоты

и

резонансный пик

[Алексей Коваленко]

Для Вас-возможно, а вот для создания высококлассной АС это важнейшее условие-наличие фазолинейного фильтра. Поскольку результат будет определяться только свойствами динамических головок, а не фильтром с "дурным характером".
Работа головки определяется акустическим оформлением, выбор которого и исполнение полностью зависит от грамотности разработчика. Так что никакой трагедии тут нет. И не будет никаких
и

А Вы просто покажите такую АС, реализованную Вами, тогда и будет предметный спор-обсуждение . Научите неграмотного как делать высококлассную АС...

[Dimonis]

А Вы просто покажите такую АС

Уважаемый ,
чем попусту слюни разводить , прочтите по слогам название темы.
ЗЫ Построение усилительного тракта не связано с подключаемой к нему АС , ежели вас так волнуют шманцы- резонансы , купите се DSP.[emoji12]

[Алексей Коваленко]

Уважаемый ,
чем попусту слюни разводить , прочтите по слогам название темы.
ЗЫ Построение усилительного тракта не связано с подключаемой к нему АС , ежели вас так волнуют шманцы- резонансы , купите се DSP.[emoji12]

Ну-ну, не смею мешать, слюни оставлю Вам. Читать умею, ОООчень смешно читать бредни о не связанном с АС кроссовере. Счастливо оставаться в неведении, что АС существуют, микрофон в помощь.

[Dimonis]

Читать умею

Уже хорошо [emoji6] . Ещё бы логике обучиться ...

[Алексей Коваленко]

Уже хорошо [emoji6] . Ещё бы логике обучиться ...

Наконец-то. Рад, что дошло до Вас. Но боюсь, что случай клинический, логика для Вас - сложно очень. Продолжайте учить читать... учитель, блин. А фраза " Построение усилительного тракта ( в теме о построении активного трехполосного кроссовера ... для АС ) не связано с подключаемой к нему АС " - ржу, остановиться не могу .

[OGP64]

Dimonis, Вы совершенно правы, не стоит тему превращать в балаган, но, поскольку камень в мой огород брошен, то позволю себе ответить на посылку.
Алексей Коваленко, если Вас не затруднит, просто загляните в Альбом моих самоделок. Там, разумеется, далеко не всё, но кое-что представлено.
По поводу обучения. Для этого сначала необходимо изучить первоисточники, а уж потом можно приступать к нюансам, чтобы сберечь своё и чужое время.
Теперь по поводу АФЧ. Я обещал найти оптимальный вариант-он найден. Более того, предоставил результаты и печатку. Бери и делай. Пускаться в дебаты "А зачем это надо?" и "Фигня это всё!" не хочу, это неконструктивно. Теперь важно найти оптимальный оконечник, такой, чтобы был качественный и ПП небольшая. Пробовал TDA 7294, Гумели, Сухова, Солнцева. Теперь хочу попробовать Никитина на полевиках и Василича-как бы ремикс УЗЧ Никитина, но оптимизированный. Но это уже другая история...
Как раньше уже говорил,были опробованы несколько вариантов. Лучшим до этого был АФЧ с ФДФ Фрунзе, но он слишком сложен в настройке. Повторяемость плохая. Капризный, одним словом. В качестве иллюстрации приведу результат сведения двух "идентичных" плат. Они рядом не стоят с АФЧ Линквитца (см.пост 468).

[Алексей Коваленко]

Dimonis, Вы совершенно правы, не стоит тему превращать в балаган, но, поскольку камень в мой огород брошен, то позволю себе ответить на посылку.
Алексей Коваленко, если Вас не затруднит, просто загляните в Альбом моих самоделок. Там, разумеется, далеко не всё, но кое-что представлено.
По поводу обучения. Для этого сначала необходимо изучить первоисточники, а уж потом можно приступать к нюансам, чтобы сберечь своё и чужое время.
Теперь по поводу АФЧ. Я обещал найти оптимальный вариант-он найден. Более того, предоставил результаты и печатку. Бери и делай. Пускаться в дебаты "А зачем это надо?" и "Фигня это всё!" не хочу, это неконструктивно. Теперь важно найти оптимальный оконечник, такой, чтобы был качественный и ПП небольшая. Пробовал TDA 7294, Гумели, Сухова, Солнцева. Теперь хочу попробовать Никитина на полевиках и Василича-как бы ремикс УЗЧ Никитина, но оптимизированный. Но это уже другая история...
Как раньше уже говорил,были опробованы несколько вариантов. Лучшим до этого был АФЧ с ФДФ Фрунзе, но он слишком сложен в настройке. Повторяемость плохая. Капризный, одним словом. В качестве иллюстрации приведу результат сведения двух "идентичных" плат. Они рядом не стоят с АФЧ Линквитца (см.пост 468).

Никаких камней не кидал, просто описал некоторую неувязочку с применением сего девайса. А именно, повторяюсь, кроссовер активный или пассивный или еще какой, нужен ( упрощенно ) для формирования итоговой АЧХ многополосного громкоговорителя, т.е. звука. А его надо измерять не осцилографом на выходе кроссовера, а микрофоном... Зачем мне смотреть на фото Ваших самоделок, лучше покажите графики измерений на выходе кроссовера по полосам и рядом графики измерения микрофоном АС по полосам, подключенной к этому кроссоверу, через какие-то УНЧ, не важно. И конечно итоговую АЧХ АС. Тогда это и будет конструктивно. А про бери и делай, Вы несколько поспешили. Здесь ведь технический форум, а не верю-не верю. Фото АС ни как не говорит о результате проделанной Вами работы как конструктора АС ( а не конструктора кроссовера - важного компонента АС ), ведь коробка с динамиками и не настроенным кроссовером еще не АС... а тумбочка с динамиками. Альбом посмотрел...фото как фото, видно что руки приложены...так здесь пол форума могут фото показать своих поделок и что? Но должны быть результаты измерений как минимум, чтоб было чем подтвердить хотя бы работоспособность изделия, что еще не гарантирует приличного звучания. Если это Выше Ваших возможностей, ну что ж, на нет и суда нет. Тогда и не надо трубить на весь мир, что создан рабочий девайс - БЕРИ И ДЕЛАЙ... пока только слова, извините.
P.S. Цель моего монолога не "покритиковать" , а уберечь от ошибок. Еще раз повторюсь, в акустике важны именно АКУСТИЧЕСКИЕ СПАДЫ фильтров совместно с головками ГГ. И не важно, пассивные они или активные. Из этого следует, что настроить активный ( пассивный ) кроссовер без микрофона нельзя.