Активные разделительные фильтры.

[Алексей]

Помучив в восьмой микрокапе несколько схем с "якобы" фазолинейными характеристиками пришёл к выводу, что ARC ничем не лучше своих LC пассивных собратьев. Довольно таки безобразный прямоугольник в сч- области и на границах раздела.
Предлагаю обсудить этот вопрос в связке ARC+АС, а то всё о УМЗЧ да о динамиках.
На хифиру предлагают уж в секвенсоре осуществлять активное деление.

[Гоша]

1. Что значит "якобы" фазолинейные характеристики?
2. Почему АРЦ должны быть лучше ЛЦ?
3. Какого прямоугольника ты ожидаешь после прохождения его, прямоугольника, через частотнозависимую цепь?
4. Как ты себе представляешь ЛЦ фильтр с частотой среза 200 Гц, например?

[GoFrenDiy™]

Давайте сразу поясним что такое АРЦ и ЛЦ

[Гоша]

Активный эРЦэ (RC - тот, который на активном элементе и резисторах\конденсаторах) и эЛЦэ (LC - тот, который на индуктивностях и конденсаторах).
Хотя, конечно, замечание верное - вносишь сокращение - объясни назначение.

[Алексей]

да чё тут непонятного?? ARC- активный RC-фильтр, LC- пассивный на катушках и конденсаторах.




Гоша Насчёт пряомугольника: чтоб на выходе всех полос был как можно более похож, а не на покатый холм с выбросами. Разве не за это безуспешно боремся?
Далее, говоря "якобы" (в кавычках) фазолинейный подразумеваю утверждение самих авторов проектов, которые лукавят. Фаза дествительно линейна (без выбросов и провалов). Только вот всё более уходит вниз (наклонная линия).

[GoFrenDiy™]

ну фпринципя я так и подумал...

Если что, я за активную фильтрацию - намного проще настроить!!! Пусть даже она ничем не лучше по параметрам с ЛЦ, зато переменниками быстро настраивается разделы, да и менее громоздко все.

[Алексей]

ГошаДык ежели б я с головы взял это сокращение...

[gross]

Преимущеста активной стстемы не в том, что получается линейная АЧХ (она не получается), и не в том, что можно сделать лучшую фильтрацию (все то же можно сделать и в пассиве). Преимущества в том, что можно РАЗДЕЛИТЬ фильтрацию и согласование выхода уся с головками. Одно не влияет на другое. Один динамик может работать в ЭМОС, другой в токовом режиме, и т.д. И независимо от этого можно управлять полосой каждого. Поэтому в целом у активной системы всегда звучание можно регулировать и оптимизировать в более широком диапазоне, а значит можно достичь с большей вероятностью и предсказуемостью хорошего результата.

[Алексей]

что получается линейная АЧХ

Вот как раз то она получается. А ФЧХ нет.

можно регулировать и оптимизировать в более широком диапазоне, а значит можно достичь с большей вероятностью и предсказуемостью хорошего результата

А с ПХ что прикажете делать?

[Гоша]

Алексей
Ну тогда давай разбираться.
Начнем с прямоугольника.
Что есть прямоугольник? Сумма гармонических колебаний, в простонародьи - гармоник. При прохождении через частотнозависимую цепь - а фильтр - не что иное как частотнозависимая цепь, гармоники сигнала будут ослабляться по разному, и если после фильтра их обратно "склеить", то прямоугольник, а равно и любой другой негармонический сигнал, будет искажен по сравнению со входным. Но ведь мы ЭТОГО И ДОБИВАЛИСЬ, чтобы сигналы разных частот усиливались по разному!
Простой мысленный эксперимент. Меандр с частотой 1 гармоники 1 кГц пропускаем через ИДЕАЛЬНЫЙ (до среза пропускаем все, после среза - ничего) ФВЧ с частотой среза 1,5 кГц. Что имеем на выходе? Правильно, синусоиду 1 кГц, но амплитудой пониже, чем исходный меандр. И никаких "безобразных" прямоугольников.
Теперь о фазе. Не существует линейных (я имею в виду нецифровых) фильтров, не изменяющих фазу. Это принципиально! Поскольку фаза есть производная от АЧХ, а именно, комплексная часть передаточной функции. Т.е, если есть нелинейность АЧХ, то ОБЯЗАТЕЛЬНО будет нелинейность ФЧХ.
Можно говорить о фазокоггерентности ФВЧ и ФНЧ, когда оба фильтра имеют одинаковые ФЧХ, но никак не о фазолинейности (значит не линейное изменение фазы, а отсутствие изменений вообще). А то, что нет выбросов и провалов называется монотонностью ФЧХ.
А теперь плюсы и минусы.


GoFrenDiy™ уже указал на легкость перестройки.
А я замечу, что все элементы АРЦ фильтра работают в "тепличных" условиях, в отличие от ЛС, через элементы которых проходят бешенные токи и прикладываются довольно порядочные напряжения. Что делает влияние качества этих элементов очень заметным. Не даром же столько копий сломано вокруг типов конденсаторов и индуктивностей, применяемых в фильтрах АС.
Опять-же, стоимость. Особенно при низких частотах раздела. ЛЦ фильтр на частоту 500 Гц по габаритам и стоимости превышает стоимость АРЦ и дополнительного оконечника, особенно, если с самого начала рассчитывать на АРЦ. Я уж не говорю о 100...200 Гц.
Далее. Перейдем к очень узкому месту - стык УМ->АС. Тяжело УМ работать с комплексным сопротивлением АС, так давайте туда еще и реактивностей понапихаем, авось выживет. Мне возразят - вот мы здесь Цобелем подравняем, а там режектором подрежем. Цепь Цобеля ЗНАЧИТЕЛЬНО лучше справляется со своим делом в отсутствие реактивностей вокруг себя, уж поверь мне на слово. Равно как и режекторный фильтр. И кто мешает сделать режекцию в активном виде? Уж точно не придется искать экзотические конденсаторы с малой абсорбцией заряда.
В общем, я активный сторонник активной фильтрации (гы, каламбур, однако).

Гоша добавил 18.08.2006 в 14:39

А с ПХ что прикажете делать?

А ниче не делать. Смириться. Утешиться тем, что ПХ АС еще хуже.

[gross]

Вот как раз то она получается. А ФЧХ нет.

Конечно ФЧХ, опечатка произошла. Кстати, ценой определенных энергетических потерь и некоторой избыточности в другом, можно получить результирующую линейную ФЧХ, например на фильтрах 1 порядка. Но не факт, что это нужно. На счет ПХ, связанной с ФЧХ, вопрос открытый. "Официальные" данные по чувствительности слухового аппарата (возможности мозга анализировать запаздывания на различных частотах) известны и так страшны. В то же время есть иные мнения, о намного большей заметности задержек и отклонений ФЧХ. Так что я ничего не прикажу с этим делать - решайте сами.

[Гоша]

А с ПХ что прикажете делать?

А чем ПХ ЛЦ отличается о ПХ АРЦ?

[Ламер со стажем]

Offтопик:
Актив хорошо, а цифирь еще лучше
Вот тока дороговаты такие цацки...за тот же DCX2496 просят ~410$
Но это пока...

А по теме, то вот тут советую полистать http://www.geocities.com/kreskovs/John1.html

[AudioKiller]

Еще камень в огород. Обычно фазолинейные схемы требуют, чтобы частотка динамика простиралась на 2-3 октавы в полосу заграждения и хорошую ФЧХ там. А это нереально.

А вот за активные фильтры - я обеими руками.

[Alex]

ГошаДык ежели б я с головы взял это сокращение...

Ну если не Вы, то кто-то другой, у кого Вы подсмотрели

Понятия RC-фильтр и LC-фильтр - общеупотребимы, но никто и никогда не переводил эти буквы на русский, и не писал "РЦ-фильтр" или "ЛЦ-фильтр, и тем более - никто и никогда не писал "АРЦ", поскольку это вобще бред - что RC, что LC фильтры, могут быть как активные так и пассивные.
Какой фильтр лучше - RC или LC, зависит от кучи вещей, таких как частота, добротность, существование резонанса, порядок фильтра, сопротивление нагрузки и т.д.
Как правило - чем выше частота тем у LC-фильтров больше преимущества перед RC, и они вносят меньшее затухание при небольших сопротивлениях нгагрузки (актуально для пассивных фильтров).

Вопросы фазовых характеристик весьма интересны, есть всепропускающие фильтры, вычитающие, и прочие "заморочки", позволяющие в принципе получить почти точный сигнал на выходе. Но начинаются проблемы типа "одно лечим, другое калечим".
В цифре - вопросы равномернофазовой фильтрации решаются еще проще, но опять та же дилема...


P.S. У меня в данный момент включено на один широкополосный усилитель, хотя в скором времени планируется биампинг (т.е. на НЧ отдельный усилитель), так вуфер включен через LC-фильр первого порядка (т.е катушка и конденсатор), причем это "L" - намотано проводом 2мм, и размером с 2-3 кулака (при наличии сердечника с зазором). Раздел на 100 гц.

[Гоша]

Как правило - чем выше частота тем у LC-фильтров больше преимущества перед RC, и они вносят меньшее затухание при небольших сопротивлениях нгагрузки (актуально для пассивных фильтров).

Ну, это если брать чистый LC и RC (о, как меня ломает дважды переключать раскладку клавиатуры в одном предложении). А потери в активном фильтре - это из какой области?

причем это "L" - намотано проводом 2мм, и размером с 2-3 кулака (при наличии сердечника с зазором).

Вот-вот, а конденсатор - раздетый К42У, залитый парфином из свечи собора Святого Павла. Я-ж об этом и говорю - применение LC фильтров в АС - широкое поле для экспериментов с типами конденсаторов\индуктивностей. Занятие сколь общедоступное, столь, ИМХО, бесполезное.

Обычно фазолинейные схемы требуют, чтобы частотка динамика простиралась на 2-3 октавы в полосу заграждения и хорошую ФЧХ там.

Не только фазолинейные, а и любые другие низких (до 4-го) порядка. Связано не с фазовыми сдвигами, а со взаимным сложением АЧХ фильтров и динамиков. Если полоса, воспроизводимая динамиком, заведомо намного выше (ниже) частоты раздела, то вкладом АЧХ динамика можно просто пренебречь. Что, как правило, и делается.

[Malinovsky D]

через LC-фильр первого порядка (т.е катушка и конденсатор)

Это второй порядок.

[Alex]

Да, катушка с конденсатором это второй, но конденсатор у меня последовательно срезистором стоит - это Цобель.

Вот-вот, а конденсатор - раздетый К42У, залитый парфином из свечи собора Святого Павла.

Нет, я такой ерундой не занимаюсь, конденсаторы нормальные, промышленные а не "аудиофильные", WIMA MKP.

[Malinovsky D]

конденсатор у меня последовательно срезистором стоит - это Цобель.

Понял, не пристаю

[try]

А вот за активные фильтры - я обеими руками

активные фильтры по рациональности их использования сгодятся только для применения в сабных каналах ИМХО(вращение фазы и т.д). т.к если использовать их при 3-х полосной акустике потребуется 3 усила,енто конечно с одной стороны хорошо,а с другой гемор и не целесообразно(мани$)