справочник
Рис.
1
. Способы разделения сигнала
на частотные полосы в трехполосной АС
“[■leerionics Magazine
"
также опуб-
ликовал работу
"Разделительные
фильтры громкоговорителя”
, со-
державшую множество матема-
тических соотношений для цепей
Баттерворта
первого-третнего
порядков
К
50
-м годим фильтры Баттер-
ворта были признаны предпочти-
тельными для разделительных це-
пей АС
.
Уже тогда исследователи инте-
ресовались не только формирова-
нием суммарной электрической
АЧХ и ФЧХ, но и акустическими
явлениями, порождаемыми смеще-
нием (в первую очередь по вертика-
ли и вглубь) акустических центров
излучателей.
(Кстати,
эти
и
смежные проблемы затронуты и
в нашей статье.) Тогда же в
60
Дж
. Р
. Эшли (J. R
. Ashley) и Р
. Смолл
(R. Small) впервые описали свойства
всепропускающих
фильтрующих си-
стем. а такж
е фазокогерентных цепей.
Выяснению количественного соот-
ношения затухания, вносимого фильт-
рами вне полосы пропускания, и вели-
чины интермодуляционных искаж
ений
вследствие перекрывания полос АС
посвящена статья Смолла
Филь-
трующие
цепи
и
модуляционные
искажения”
, опубликованная eJAES в
1971
году. Тогда же Эшли и Л. М
. Хенн
(L. М
. Henne) исследовали “всепропу-
скающие " и “фазокогерентные" свой-
ства фильтров Баттерворта
3
-го по-
рядка. В
1976
году С.Линквитц (S. Link-
wit z) исследовал полярную диаграмму
направленности для двухполосных си-
стем с разнесенными излучателями и
убедился, что АС с разделительными
фильтрами Линквитца - Рейли (квад-
ратичные фильтры Баттерворта,
Q =
0
,
5
) обеспечивают
ее симметричность.
Чуть позднее Питер Гард (P
. Garde)
дал полное описание всепропускающих
фильтров и их разновидностей, одно-
временно дискутируя с Лииквитцем.
Используя идеи Гарда, Деннис Финк
(D
. Fink) в соавторстве с Эдом Лонгом
. Long) развил метод коррекции го-
ризонтального (глубинного) смещения
головок путем введения линии задерж-
ки в фильтр.
Существенный
вклад
в
теорию
фильтрации внесли В. Маршалл-Лич
('IV.
Marshall-Leach)
и
Р
.
Баллок
(R. Bullock), которые впервые ввели по-
нятие оптимизации фильтров по ти-
пу и порядку с учетом смещения голо-
1
Здесь и далее в исторической справке появляются
различные технические термины: фильтры Баттер-
ворта. всепронускаюшие системы и т. п. Смысл их
будет объяснен ниже, в технической части статьи, по
мере необходимости для понимания технической
сути излагаемого материала.
вок по двум осям. В продолж
ение этих
работ Баллок описал свойства трех-
полосных симметричных фильтров и
доказал, что трехполосная система не
может
быть представлена как про-
стая комбинация двухполосных, кста-
ти, вопреки бытовавшему мнению.
Новый этап в исследовании и проек-
тировании многополосных АС с разде-
лительными фильтрами наступил с
началом активной компьютеризации
расчетов на основе уже достигнутых
аналитических знаний. (Программы
ХОРТ, CACD
. С ALSO D
. Filter Designer,
LEAP
4.0
и dp.)
Специфика нашего журнала не поз-
воляет углубиться в технические деб-
ри. однако кое-каких технических
проблем мы все же коснемся.
Рис.
2
. Фильтр нижних частот
N
-го порядка
1
— -
ВЫХОД
вход
Сф
:
=____f1"-
Рис.
3
. ФНЧ
2
-го порядка
ФЧХ.
рад ,
ГС
АЧХ.
ДБ
1
V.
©
X
ФЧХ
\
Рис.
4
. АЧХ и ФЧХ фільтра н
f
ижних частот
Разделение частотного диапазо-
на на ряд поддиапазонов (полос) в
системе источник фонограммы —
усилитель
АС может быть про-
изведено двумя основными спосо-
бами (рис.
1
. на примере трсхпо-
лосной системы).
Первый способ является наибо-
лее прогрессивным, но требует
использования нескольких усили-
телей (например, трех для трех-
полоспой системы, рис.
1
я) и не-
скольких АС или одной АС с не-
посредственным
электрическим
доступом к каждой головке.
Второй способ (рис.
16
) - тра-
диционный. Однако при этом на
входе головок АС должны уста-
навливаться мощные фильтры, так
как они предназначены для пере-
дачи всей энергии сигнала возбужде-
ния АС.
Это порождает массу проблем и
недостатков; тем нс менее второй спо-
соб применяется в домашнем hi-fi (за
исключением сабвуферных систем)
более чем в
99
%
случаев.
Сегодня наша цель — рассказать
именно о мощных фильтрующих си-
стемах, устанавливаемых чаще всего
непосредственно в АС.
Такие фильтры выполняются на
пассивных элементах, конденсаторах
и дросселях (катушках индуктив-
ности). Импеданс головки также дол-
жен учитываться в структуре фильтра,
фигурирующей в расчетах. Нередко
для упрощения его считают просто
активным.
Вспомним об основных свойствах
фильтров. ФНЧ п ФВЧ обратимы в
том смысле, что если в электрической
схеме, например ФНЧ, индуктивно-
сти заменить на конденсаторы и на-
оборот, то получится ФВЧ. поэтому в
последующих рассуждениях обой-
демся лишь рассмотрением ФНЧ
(рис.
2
).
Процессы, происходящие в фильт-
рах, описываются линейными диффе-
ренциальными уравнениями, а при
синусоидальном сигнале на входе —
проще - методом комплексных амп-
литуд. Порядок дифференциального
уравнения определяет так называе-
мый порядок фильтра и, как правило,
совпадаете числом катушек н конден-
саторов, вместе взятых.
11
екоторые другие параметры филь-
тров рассмотрим на примере простей-
шего ФНЧ
2
-го порядка (рпс.
3
).
АЧХ такого фильтра (рис.
4
) услов-
но можно разделить на три зоны: зону
прозрачности, или зону пропускания
(I), переходную зону (
2
) п зону задер-
жания, или зону подавления (
3
).
148 АудиоМагазин 3/2000
предыдущая страница 149 АудиоМагазин 2000 3 читать онлайн следующая страница 151 АудиоМагазин 2000 3 читать онлайн Домой Выключить/включить текст