Вопросы по проектированию активного кроссовера (раньше - стоит ли фазолинейность заморочек?)

[s3tup]

Здравствуйте.

У меня скопилось определенное колличество динамиков в шкафу, и с этим надо что-то делать

До недавних пор, я рассчитывал на активные кроссы по сайту Линквица, как на оптимальное решение - топология саллен-кий, LR2/4, с фазокрутилками, нотчами и баффлстепом как комплексное решение, но:
- Проведя некоторое исследование, выявилась проблема - кросс Линквица не фазолинеен, как и прочие решения (стэйт-вариэйбл...). В итоге пришлось задуматься над по настоящему фазолинейными решениями - но - они имеют свои недостатки - кривая АЧХ, не стандартное решение, фильтрация на основе вычитания низкочастотного сигнала из исходного - для твитера = легкое несовпадение фазы приводит к сгоревшему твитеру... Минимальная гибкость настройки.
Добавив в салат фильтра еще и собственную кривость АЧХ/ФЧХ динамиков, получается неудобоваримая каша, из которой не выкрутиться.
С другой стороны - существуют же фильтры исконно фазолинейные электрически, выдающие вполне ровную АЧХ. Слышал упоминания о фазолинейных параметрических эквалайзерах, и существуют all-pass фильтры, не трогающие АЧХ, но проворачивающие фазу.
Возможно ли из этих ингридиентов создать нормальный фильтр?
Под нормальным - имеется ввиду не портящий сам по себе исходный сигнал, имеющий соизмеримое с простым фильтром колличество деталек?

Зачем? Хочу нарисовать плату, поддерживающую все нужные топологии фильтров - можно будет одним лишь заполнением детальками и джамперами создать кроссовер под бОльшую часть акустических систем (т.е. стандартные баффлстеп, разделительные фильтры, нотчи, фазокрутилки для каждого динамика, выходные бафферы с регулятором громкости. Не нужна часть - не вставляем детальки, замыкаем вход-выход). С поддержкой большинства футпринтов кондеров, и 1206 резисторы, сдвоенные DIP-8 микросхемки (можно и SMT под DIP-ом).


Стоит ли заморочка с фазолинейностью геммороя с наладкой?
Без фазолинейности - с фазокогерентностью - получается в разы проще, элегантней, и - быстрей в наладке...

Кто-нибудь сравнивал в лоб фазолинейные и фазокогерентные фильтры при равных условиях?

Из деталек - есть пару коробок opa2132/opa2134, wima, 1206 E24 1%.

Коммерческой ценности поэкт не имеет - схемки нагло срисованны, разводку - выложу + можно будет самостоятельно заказать платы по приемлемой цене у производителя - около 45$ за 10шт, надеюсь поместиться на 10х10см для фазокогерентного решения. Останется место - впихну БП или фазокрутилок/нотчей.
В случае с фазолинейным - понадобится отдельная плата фильтра, скорее всего - 10х10, будет ложиться поверх общей платы. Плюс в том, что вместо фазолинейного фильтра можно будет поставить простой фазокогерентный - простой заменой платы - с любимой топологией - салленки/стэйтвариэйбл/что угодно. Так будет интересней...



Зы... По вопросу из сабжа - вырисовывается следующая концепция разделительных фильтров:
- Пассивные фильтры сделать фазокогерентными и просто - оно того не стоит, поэтому переходим к активным фильтрам.
- Активные фильтры на раз становятся фазокогерентными - фазокрутилки, они просты и работают. Зато фазолинейный - сложно (как фазокогерентный пассив). Следовательно, переходим в цифровые фильтры.
- Цифровые IIR фильтры сделать фазолинейными гораздо проще - они точны в настройке, просты в наладке и т.д. Проблемы с временными задержками нет. Но, если нужно сделать что-то очень сложное с сигналом (комплексная коррекция всего), то нужно перейти чуть дальше - в FIR фильтры, построенные для коррекции каждого динамика.
- Цифровые FIR фильтры умеют все и даже больше

[MaxMan]

фазолинейные и фазокогерентные

для слуха это одно и то же, задержка нулевая.
Сама идея не работает, это действительно не главное, займись решением дифракции корпуса.

[s3tup]

Значит побольше нотчей - и все дела? Ну и ящик по возможности грамотно сделать.
Тогда это очень хорошо


Зы, никто случаем не подскажет схемку нотча наоборот, а-ля параметрический эквалайзер, и попроще? С возможностью крутить глубину в плюс и минус.
Одними лишь нотчами жить сложно...

[mAxSpace]

Признаюсь, что такое нойтч я пока не знаю, (хотя может и знаю что это такое если по русски) но думается мне что вот такая схемка универсального параметрического эквалайзера очень будет полезна, хоть и не совсем проста.

[s3tup]

Нотчь - это Notch
Только работает на вычитание. При условии, что его вход и выход подключены на прямую к операционникам, можно ограничиться одним опампом. Но работает только на вычитание, на сколько я понял.




Да, схемка не проста - верхний левый операционник можно убрать, а с остальными - никак. Всего 3 сдвоенных корпуса - дорого

[mAxSpace]

Зато и в плюс и в минус на сколько нужно, с любой добротностью и на любой частоте, всё оперативно регулируется.
Если честно, это схема из гитарного усилителя Родина ИН2155 - регулятор средних частот у него так выполнен на одном входе.

[s3tup]

У каждой топологии есть свои ограничения по добротности и стабильности. Возможно, такое колличество операционников - из-за широкой полосы и низкой добротности. Погоняю вечером в мультикапе.

[mAxSpace]

Нотчь - это Notch

Ясно, использовал таку весЧь.

[s3tup]

Нашел полезную статейку, в которой рассказывается откуда растут ноги у столь большой схемы эквалайзера
http://www.geofex.com/Article_Folders/EQs/paramet.htm


и в ней меньше деталек

[Nikolav]

Нотчь - это Notch
Только работает на вычитание.

Эта как включишь, так и работает. Ты же сам ссылку чуть ниже привёл

[Nota Bene]

ЭКВАЛАЙЗЕРЫ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ
И из Радио за 1988год, номер 2, стр. 42 неплохо описано.

[s3tup]

Продолжаю проэктировать кросс, дошел до обвязки и частично сделал разводку (пока только разместил детальки поплотней, подобрал футпринты и нарисовал свои).
Возникло несколько вопросов (как показывает практика, лучше раз спросить, чем много раз напортачить. Стараюсь думать, но сверять свои мысли вопросами...

1. Как сказывается на качестве такие длинные цепи обратной связи? (большие кондеры, вынесенные резисторы...)
2. Можно ли вместо резисторов использовать многооборотистые (multiturn) переменники во время работы - не убьют ли они динамики щелчками (они щелкают при проворачивании?) Наверное нужны переменники с линейной характеристикой?
3. Сколько ставить UF по питанию каждого операционника? Я поставил Nichicon KZ 4.7uF+NP0 1n. Стоят прямо под операционниками, не занимая места на плате - проще и удобней разводка.
4. Как можно предположить потребление всей платы - 11 сдвоенных операционников, резисторы - 10-50кОм? Хватит ли 150мА+150мА (+/-15в).
5. На входе уровень сигнала стОит поднять с 2v p-p до 20v p-p? Для борьбы с шумом, или это привнесет другие проблемы, например - перегрузку операционников...

Подумалось, что линии питания для всех операционников нужно разводить со стороны выхода, ибо
- Кроссовер - разветвляется от одного входа на 3 выхода, а пересекать сигнальные цепи питальными я не хочу = тогда получается "дерево" сигнальное от входа к выходу, и "дерево" питальное от выходу к входу.
- Выход кроссовера менее чуствителен к наводкам питания, т.к. имеет более высокий уровень сигнала
Однако, как быть с землей, и чем чревато ее подключение к земле питальной на выходе, а не входе? (см. картинку в аттаче, зеленый - сигнал, синий - питание, земля - заливкой).

Вариант схемы - нижний на общем листе в pdf-ке, на sallen-key. Номиналы деталек еще не заполнены и будут меняться. Главное - правильные и универсальные футпринты для установки деталек.

[anatol0]

Вариант схемы - нижний на общем листе в pdf-ке, на sallen-key

Не совсем понял, на предпоследнем листе - заготовка State-Variable 2-го порядка ?

[s3tup]

Там и так и эдак - хотел посмотреть, как получается стэйт-вариэйбл (подумывал сделать модульный кросс - отдельно плата обвязки (notch, входной фильтр, баффлстеп, фазокрутилки) и отдельно - кроссовер (таким образом можно менять топологию почти на лету - выдернул одну плату - поставил другую). Если все не поместится на одной плате 10х10см, то сделаю модульно).

Если посмотреть последнюю страницу, то в ней соединены все блоки на оба случая - и стэйтвариэйбл, и саллен-кий.

Еще один плюс - простым джампером можно будет обойти каждую секцию - будь это переделать с четвертого порядка на второй, или обойти лишнюю фазокрутилку и т.д.

[anatol0]

Если схема предназначена для отладки-экпериментов, то особо вылизывать ПП смысла не имеет, лучше сделать максимально универсальные узлы, возможно - модульные.

[s3tup]

Цель - сделать ПП для отладки-настройки колонки, и после настройки - оставить как готовый продукт (каждую пару плат).
Как только настроили - запаиваем вместо переменников обычные резисторы с теми-же значениями и забываем - считаем, что с колонкой покончено.

[s3tup]

Разложил все модули, положил на плату - получилось довольно свободненько на 110х150 плате... Надеюсь, что удастся ужать до 100х100.
Кондеры пленочные, здоровенные, и везде - т.к. у меня есть залежи киловаттной пленки, а она не маленькая... Хоть и номиналом - скромная.

На плате пока нет БП - добавлю по мере освобождения платы.

Как можно заметить, кондеры можно ставить любые. Резисторы - только 1206/0804 (предусмотрены маленькие площадки внутри больших). Можно еще добавить "классику" - 1/4W с ножками до двух штук в паралель.
Или три дырки под триммер а-ля bourns.

[anatol0]

На плате пока нет БП - добавлю по мере освобождения платы

БП обязательно на плате?

[s3tup]

Программа минимум - пара кондеров + развязка резисторами 1ом (в зависимости от токов потребления, можно и без них).
Нормально - к этим кондерам еще и пару стабов с обвязкой.
Максимум - и особо не нужно - диодный мост, фильтр, стабы, кондеры после стабов.

Я считаю, что стабы очень желательно держать на самой плате, если не использовать развязывающие резисторы по питанию.

Конечно трансики туда засовывать я не собираюсь Но программа минимум - обязательна.

[s3tup]

Пробовал скомпоновать все на плате 10х10. никак не лезет.

Завтра:
- поищу сервис, делающий ПП крупней 10х10см, за дешево и в небольших колличествах.
- сравню найденные сервисы с вариантом отдельных плат кроссовера и его обвязки по цене/интересности. По сути - помещаюсь на 10х15, а 10х10 - уже никак, только если отказываться от подписей нумерации деталек, и затевать плотный салат.


UPD:
Затолкал все на 10х10см, в итоге конфигурация:
- Вход: фильтр LP, bafflestep, notch, buffer после notch*а
- НЧ канал - 1xNotch, 1xBuffer
- СЧ - 1xPhase, 1xNotch, 1xBuffer
- ВЧ - 1xPhase, 1xNotch, 1xBuffer