Фильтры второго порядка и колебательные контуры.

[Hall]

Добрый вечер.
Сталкиваюсь уже который раз в недорогой акустике с такой ерундой. Фильтр второго порядка, допустим на НЧ динамик, имеет в своем составе конденсатор, который подключается в паралель с динамиком, имеющим индуктивность.

Вспоминаю школу, рассчитываю частоту получившегося колебательного контура по известной формуле

Получаю неприятную цифру 1000...2000 Гц.

На слух все подтверждается, при отсоединении конденсатора пропадает "гнусавость" или раздражающая резь в середине.

Фильтры первого порядка, кажется, такого эффекта не имеют. На ВЧ маленькая емкость и маленькая индуктивность дают расчетный резонанс далее 10кГц и этого я уже не слышу.

Мне интересно, как с этим борются в hi-fi аппаратуре? И какую теорию на этот счет почитать?

[ВаСыЛь]

А разве перед конденсатором не стоит катушка индуктивности???

[Hall]

А разве перед конденсатором не стоит катушка индуктивности???

Вполне возможно, что не индуктивность динамика, а индуктивность этой катушки дает этот резонанс. Тогда он должен быть пониже... и с этим вообще бороться невозможно

[Gudronov]

Все правильно, LeRe на полных правах взаимодействует с остальными элементами фильтра. Точнее, модель более сложная, она частотно-зависимая.

[Игорь Гапонов]

Оговорюсь сразу, что речь идёт только о линейных параметрах ГГ.

"Динамик+АС" даже в простейшем случае ЗЯ/БЭ представляет собой довольно непростую цепь, хоть и двухполюсник - см. эквивалентную схему ЭД ГГ. Т.е. необходимо учитывать не только Re или Ze. Но даже модель Ze как посл. соединение индуктивности и сопротивления не учитывает, например, "витка Фуко" из-за проводимости полюсных наконечников или специальных медных-алюминиевых нашлёпок. В этом случае нужно ещё одну индуктивность+ ещё одно сопротивление изображать в модели парраллельно "основной индуктивности". О рациональности такого учёта разработчик или автор методы расчёта кроссов обязан говорить открытым текстом, причём объективно и обоснованно (например, для ВЧ обычно учитывают только " двухэлементную Ze", т.к. учёт элементов излучения и подвижки приводит лишь к 1% потери точности (0,1дБ) на рекомендованных частотах раздела и т.д.) .

[Hall]

Я согласен, что учесть все параметры взаимодействия усилителя фильтра и динамических головок невозможно. Но то как влияет фильтр второго порядка, а конкретно сам второй порядок (конденсатор) на слух очень сильно заметно. При подключении второго порядка ожидаешь снижения средних и высоких частот. На практике появляется усиление на средних частотах и довольно неприятное на слух.


Вот, нашел такой график. Он описывает работу фильтра баттерворта в зависимости от нагрузочного сопротивления в цепи операционного усилителя.
Я правильно сделал вывод, что резонанс, который я слышу, образуется по причине не согласованности динамика и фильтра, а вовсе не из-за колебательного контура?

[Gudronov]

Поставьте себе специализированный симулятор, в котором видно, что к чему. Смоделируйте ситуацию, легче будет разбираться. Boxsim от Visaton возьмите, так целая библиотека головок с реальными замерами: http://www.visaton.com/en/literature...are/downloads/.

[mAxSpace]

Hall, через почти нулевое выходное сопротивление усилителя создаётся значительно более высокодобротный колебательный контур, чем через динамик с Re 3...6 ом.
То что вы слышали при отсоединении конденсатора - это в большей степени не контур конденсатор-динамик, а контур конденсатор-индуктивность перед конденсатором.

---------- Сообщение добавлено 18:34 ---------- Предыдущее сообщение было 18:30 ----------

Разумеется оно всё влияет на звук, на окрас, на появления затухающих колебаний, просто вы немного не там виновного нашли, но ход мысли верный.
Я тоже с презрением смотрю на фильтры выше 2-го порядка (пассивные) чаще у меня 1...1,5 порядок, да, с направленностью не так хорошо, но это мой компромис..

---------- Сообщение добавлено 18:47 ---------- Предыдущее сообщение было 18:34 ----------

При подключении второго порядка ожидаешь снижения средних и высоких частот. На практике появляется усиление на средних частотах и довольно неприятное на слух.

Всё верно, на частоте среза происходит усиление.

[alexkh2008]

...При подключении второго порядка ожидаешь снижения средних и высоких частот. На практике появляется усиление на средних частотах и довольно неприятное на слух.

А вот, например Клячин, считает по другому:

"Для НЧ-СЧ головок фильтры первого порядка (катушка индуктивности, включенная последовательно с динамиком) чаще всего не подходят. Эти фильтры недопустимо деформируют АЧХ в полосе пропускания, "заваливают" середину, делая звучание тусклым, неритмичным, "муторно" гудящим."

И, в отношении заваливания, в полосе пропускания, я с ним согласен - если просимулировать какую-нибудь реальную головку, то спад на первом порядке начинается задолго до Fc.

[Merstan]

под первый порядок подобрать голову - та еще задача, ни взбрыков, ранний спад.

[Hall]

Hall, через почти нулевое выходное сопротивление усилителя создаётся значительно более высокодобротный колебательный контур, чем через динамик с Re 3...6 ом.
То что вы слышали при отсоединении конденсатора - это в большей степени не контур конденсатор-динамик, а контур конденсатор-индуктивность перед конденсатором.

Всё верно, на частоте среза происходит усиление.

Благодарю за разъяснение. Дорогую акустику я себе ковырять пока не позволяю, да и придираться в ней особо не к чему. Однако там ведь тоже 2-й порядок, а может и выше. Датские жулики как то сделали , что бы оно звучало красиво...


Кстати вы замечали как конденсаторы в фильтре трещат на высоких частотах? Именно добротные акустические конденсаторы. Я был уверен, что звук от катушки, но стетоскоп поставил точный диагноз.

[Игорь Гапонов]

А компенсировать реактивность не пробовали? Надо отдавать себе отчёт, что "чистый первый/энный порядок" фильтрации возбуждения на клеммах АС возможен только при резистивном характере импеданса на этих клеммах во всей исходной полосе.

[_Summit_]

Но то как влияет фильтр второго порядка, а конкретно сам второй порядок (конденсатор) на слух очень сильно заметно.

Он увеличивает отдачу на частоте раздела. У вас же на графиках нарисовано. Только на ваших ФВЧ, а вы про ФНЧ говорите. Отразите зеркально относительно 0-X.

А вот, например Клячин, считает по другому:
"Для НЧ-СЧ головок фильтры первого порядка (катушка индуктивности, включенная последовательно с динамиком) чаще всего не подходят. Эти фильтры недопустимо деформируют АЧХ в полосе пропускания, "заваливают" середину, делая звучание тусклым, неритмичным, "муторно" гудящим."

Клячин, на сколько я знаю, вообще любит звенящие (высокодобротные) фильтры. И часто их применяет. На вкус и цвет...

[alexkh2008]

...
Клячин, на сколько я знаю, вообще любит звенящие (высокодобротные) фильтры. И часто их применяет. На вкус и цвет...

Не знаком не с изделиями, не лично, но с его рассуждениями на тему: "... действуя фильтром как эквалайзером...", я не согласен. Вообще же нельзя рассматривать одну полосу в отдельности, результат - звучание двух головок, но если хотя бы у одной горб на АЧХ из-за высокодобротного среза - он будет слышимым (на практике) в любом случае. В частности, например, у "последовательных" фильтров (постоянного напряжения) в теории суммарная АЧХ всегда ровная, но если эта сумма состоит из двух "горбатых", то звук хреновый. Динамики нельзя рассматривать как резисторы ни в первом приближении, ни в последнем.

[Alexander]

если просимулировать какую-нибудь реальную головку, то спад на первом порядке начинается задолго до Fc.

Если мы говорим о фильтре то подразумевается, что головок в системе как минимум две, и если обе разделены первым порядком то ранний завал первой компенсируется зеркальной характеристикой второго. Сложность в том, что в довольно большой области их совместной работы сильно крутится фаза, и приемлимые значения можно получить только в одной очень ограниченой точке прослушивания. Если динамики расположены вертикально то выше и ниже этой точки согласование ухудшается значительно.

[Игорь Гапонов]

/// В частности, например, у "последовательных" фильтров (постоянного напряжения) в теории суммарная АЧХ всегда ровная, но если эта сумма состоит из двух "горбатых", то звук хреновый. Динамики нельзя рассматривать как резисторы ни в первом приближении, ни в последнем.

(на самом деле - суммарная комплексная ЧХ - "АЧХ+ФЧХ"). Но тогда становится не верным предположение для теории "последовательных фильтров " об идентичности ЧХ давления в точке слушания с ЧХ напряжения на клеммах . Эквивалентная схема ЭД ГГ эту "неверность" подтверждает с очевидностью: возбуждению (силе или скорости - без разницы) надо преодолеть до точки слушания ещё и подвижку и импеданс излучения и среду распространения отнюдь не с резистивным характером реакции на каждом участке.

Тогда вопрос. Зачем же эти фильтры-кроссы нужны?

[Gudronov]

Щаз у топикстартера крыша поедет. Сходил за хлебушком...

[alexkh2008]

Если мы говорим о фильтре то подразумевается, что головок в системе как минимум две, и если обе разделены первым порядком то ранний завал первой компенсируется зеркальной характеристикой второго. ...

Как правило, там где начинается завал у первой, у второй уже резонанс... . Сложно все с первым порядком и на практике редко можно добиться хорошего результата, хотя первые впечатления от звука с первым порядком очень положительные.

---------- Сообщение добавлено 22:28 ---------- Предыдущее сообщение было 22:21 ----------

(на самом деле - суммарная комплексная ЧХ - "АЧХ+ФЧХ"). Но тогда становится не верным предположение для теории "последовательных фильтров " об идентичности ЧХ давления в точке слушания с ЧХ напряжения на клеммах . Эквивалентная схема ЭД ГГ эту "неверность" подтверждает с очевидностью: возбуждению (силе или скорости - без разницы) надо преодолеть до точки слушания ещё и подвижку и импеданс излучения и среду распространения отнюдь не с резистивным характером реакции на каждом участке.

Да, конечно.

Тогда вопрос. Зачем же эти фильтры-кроссы нужны?

Хорошо звучат, заразы.

[Teoretic]

Тогда вопрос. Зачем же эти фильтры-кроссы нужны?

Может быть, чтобы головка не играла в диапазоне, где она делает это плохо?

[Hall]

Может быть, чтобы головка не играла в диапазоне, где она делает это плохо?

А я теперь думаю, что фильтры нужны для добавления красок. В студийных мониторах bi-amping и все строго. Планирую к покупке KRK.