Zwrotnica i cena. Sztuka dźwięku

KSIĄŻKI I ARTYKUŁY
Darmowa biblioteka / Katalog / Sztuka dźwięku

Zwrotnica i cena

Sztuka dźwięku

Od dawna wiadomo, że niewielka zmiana częstotliwości, przy której w układzie trójdrożnym rozdzielają się pasma basu i średnicy, może mieć zauważalny wpływ na dźwięk. W różnych częściach słyszalnego zakresu częstotliwości ludzki słuch wykorzystuje różne sposoby określenia kierunku źródła dźwięku. W interesującym nas zakresie średnich częstotliwości dominuje fazowy mechanizm percepcji, oparty na różnicy odległości pomiędzy źródłem dźwięku a uszami. Granice tego zakresu (od 350 do 1700 Hz) wyznacza wielkość ludzkiej głowy (a dokładniej odległość między uszami). Jednak dla nas ważne jest teraz to, że ten zakres krytyczny obejmuje zarówno częstotliwości na przecięciu pasm LF i MF w układzie trójpasmowym, jak i ich „otoczenie”.

Ponieważ zwrotnica nie może zapewnić idealnej separacji pasm, istnieje wspólna strefa, w której oba głośniki brzmią jednocześnie. Przesunięcia fazowe pomiędzy odtwarzanymi przez nie sygnałami mają znaczący wpływ na powstawanie sceny. Suma sygnałów powstających w tym zakresie może poprawić ostrość obrazu stereo lub może spowodować rozmycie sceny. Zniekształcenia fazowe w wysokiej jakości systemie powinny być minimalne, ale to tylko jedna strona problemu, dająca podstawy do spekulacji na temat muzykalności różnych typów filtrów. Nie chodzi tylko o bezwzględne przesunięcie fazowe wprowadzane przez filtr. co ważne, znacznie ważniejsze jest względne przesunięcie pomiędzy pasmami częstotliwości na wyjściu filtrów. Ale o tym później.

Przesunięcie fazowe i nachylenie odpowiedzi amplitudowo-częstotliwościowej (AFC) poza pasmem przepustowym filtra są określone przez jego rząd i wynoszą 90 stopni i 6 dB/oktawę dla każdego rzędu. Oznacza to, że filtr pierwszego rzędu zapewnia tłumienie 6 dB/oktawę przy całkowitym przesunięciu fazowym o 90 stopni, filtr drugiego rzędu - 180 stopni i 12 dB/oktawę i tak dalej. Przy częstotliwości odcięcia tłumienie filtra wynosi 3 dB, a przesunięcie fazowe wynosi połowę pełnego (tj. 45 stopni dla filtra pierwszego rzędu i 1 dla drugiego). Od rodzaju filtra zależy jedynie gładkość załamania odpowiedzi częstotliwościowej w obszarze częstotliwości odcięcia i całkowita charakterystyka częstotliwościowa systemu, a także charakterystyka fazowa.

W przemysłowych projektach zwrotnic aktywnych najczęściej stosowanymi filtrami są filtry Butterwortha, Bessela i Sallen-Keya zbudowane na wzmacniakach. Z reguły stosuje się filtry drugiego rzędu. Każdy z wymienionych typów ma swoje zalety i wady. Filtry Bessela mają najgładszą charakterystykę fazową (jak pojedynczy obwód RC), ale całkowita charakterystyka częstotliwościowa ma spadek o 3 dB przy częstotliwości rozgraniczającej. Filtry Butterwortha zapewniają płaską ogólną charakterystykę częstotliwościową, ale ich charakterystyka fazowa jest bardziej stroma. Wreszcie filtry Sallen-Key (filtry równoskładnikowe) są bardzo wygodne w produkcji masowej, ponieważ (jak sama nazwa wskazuje) wymagają części o tej samej wartości znamionowej i dużej tolerancji, co nie ma miejsca w przypadku filtrów Butterwortha i Bessela, które wymagają precyzyjne części.

Jednak charakterystyka fazowa i częstotliwościowa filtrów stałoskładnikowych jest najgorsza, dlatego stosuje się je tylko w modelach budżetowych.

Zwrotnica i cena

Najciekawsze (zgodnie z obietnicą) nie jest charakterystyka częstotliwościowa czy fazowa, ale względne przesunięcie fazowe sygnałów pomiędzy wyjściami filtra górnoprzepustowego i filtra dolnoprzepustowego. Dla filtrów drugiego rzędu jest to bliskie 180 stopni w całym paśmie częstotliwości, ale pozostaje stałe tylko dla filtra Butterwortha. W przypadku filtrów Bessela i Sallen-Keya przesunięcie fazowe maleje w pobliżu częstotliwości podziału. Wynik modelowania „idealnych” filtrów drugiego rzędu o częstotliwości podziału 400 Hz przedstawiono na rysunku 2.

Zwrotnica i cena

Powstały „garb” w charakterystyce fazowej wskazuje, że różnica faz w obszarze częstotliwości rozgraniczającej zmienia się dość gwałtownie, a lokalizacja pozornego źródła dźwięku może się odpowiednio zmienić. Ten sam obraz będzie można zaobserwować przy zmianie częstotliwości odcięcia jednego z filtrów, co czasami wykorzystuje się przy regulacji całkowitego pasma przenoszenia systemu. Faza sygnału emitowanego przez głowicę dynamiczną ma niewiele wspólnego z fazą przyłożonego do niej napięcia (indywidualną dla każdego typu głowicy), jednak pożądane jest minimalizowanie tego rodzaju zniekształceń w zwrotnicy.

Każdy filtr (zarówno aktywny, jak i pasywny) wykorzystuje elementy reaktywne - pojemność i indukcyjność, a co za tym idzie, wprowadza do sygnału zniekształcenia fazowe i czasowe. Filtry dolnoprzepustowe wprowadzają do sygnału opóźnienie i opóźnienie fazowe, które można w pewnym stopniu skorygować za pomocą przesuwnika fazowego. Stosując filtr Bessela drugiego rzędu w połączeniu z takim korektorem fazy, można uzyskać filtr o absolutnie liniowej odpowiedzi fazowej. Jeśli chodzi o HPF (górnoprzepustowy), tworzą one przesunięcie fazowe, którego zasadniczo nie można dopasować do istniejącego filtra dolnoprzepustowego.

Jednak w tym przypadku można zastosować dodatkowy filtr funkcyjny (AFF) w celu wygenerowania sygnału pasma wysokiej częstotliwości. Sygnał wyjściowy takiego filtra uzyskuje się poprzez odjęcie od sygnału wejściowego części, która przeszła przez filtr dolnoprzepustowy. Oczywiście w tym przypadku zniekształcenia fazowe są kompensowane, a różnica faz pomiędzy sygnałami na wyjściu filtra dolnoprzepustowego i FDF pozostaje stała w całym paśmie częstotliwości. Filtry z dodatkowymi funkcjami mają jednak istotną wadę – nachylenie pasma przenoszenia wynosi zaledwie 6 dB/oktawę, co czasami może być niewystarczające. Nawiasem mówiąc, zwrotnice są wykonywane przy użyciu tego schematu z synchroniczną regulacją częstotliwości podziału sąsiednich pasm. Regulowana jest tylko częstotliwość odcięcia filtra dolnoprzepustowego, a szerokość pasma górnoprzepustowego jest zmieniana synchronicznie poprzez zastosowanie dodatkowego filtra funkcyjnego.

Aby wyregulować częstotliwość odcięcia w aktywnym filtrze, konieczna jest synchroniczna zmiana wartości łączy ustalających częstotliwość. Potencjometry służą do płynnej regulacji częstotliwości granicznej. Łatwo policzyć, że do dostrojenia filtra drugiego rzędu potrzebny jest potencjometr czterosekcyjny (dla dwóch kanałów). Aby obniżyć koszty, ostatnio w modelach wzmacniaczy budżetowych coraz częściej stosuje się uproszczone filtry drugiego rzędu, w których częstotliwość dostrajana jest tylko jednym łączem. Filtrów takich nie można przypisać do żadnego konkretnego typu, gdyż „spójny ideologicznie” filtr uzyskuje się jedynie w jednym ze skrajnych położeń regulatora.

Zwrotnica i cena

Wreszcie, w sekcji basowej wbudowanych zwrotnic niektórych wzmacniaczy stosowane są filtry górnoprzepustowe o zmiennej Q, które umożliwiają zwiększenie charakterystyki częstotliwościowej w obszarze częstotliwości odcięcia nawet o 10 dB. Rozwiązanie to eliminuje potrzebę stosowania oddzielnego stopnia wzmacniającego bas, ale jednocześnie wprowadza znaczne zniekształcenia fazowe. W tym przypadku jest to całkiem akceptowalne, bo przy częstotliwości 30...40 Hz przesunięcie fazowe nie jest wyczuwalne dla ucha.

Jednakże w zakresie średnich częstotliwości, gdzie działa mechanizm fazowy służący do lokalizacji źródła sygnału, wskazane jest zastosowanie filtrów fazowo-liniowych w celu lepszego skonstruowania sceny czołowej. Wyeliminuje to „rozmycie” sceny i zwiększy dokładność lokalizacji pozornych źródeł sygnału, zwłaszcza przy przestrzennie odseparowanych emiterach LF i MF.

Publikacja: www.bluesmobil.com/shikhman

Polecamy ciekawe artykuły Sekcja Sztuka dźwięku:

▪ Ewolucja systemów dźwięku przestrzennego – od mono do 3D

▪ Stary, ale złoty

▪ Poznaj mikrofon

Zobacz inne artykuły Sekcja Sztuka dźwięku.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego 01.05.2024

Coraz częściej słyszymy o wzroście ilości śmieci kosmicznych otaczających naszą planetę. Jednak do tego problemu przyczyniają się nie tylko aktywne satelity i statki kosmiczne, ale także pozostałości po starych misjach. Rosnąca liczba satelitów wystrzeliwanych przez firmy takie jak SpaceX stwarza nie tylko szanse dla rozwoju Internetu, ale także poważne zagrożenia dla bezpieczeństwa kosmicznego. Eksperci zwracają obecnie uwagę na potencjalne konsekwencje dla ziemskiego pola magnetycznego. Dr Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics podkreśla, że firmy szybko wdrażają konstelacje satelitów, a liczba satelitów może wzrosnąć do 100 000 w następnej dekadzie. Szybki rozwój tych kosmicznych armad satelitów może prowadzić do skażenia środowiska plazmowego Ziemi niebezpiecznymi śmieciami i zagrożenia dla stabilności magnetosfery. Metalowe odłamki ze zużytych rakiet mogą zakłócać jonosferę i magnetosferę. Oba te systemy odgrywają kluczową rolę w ochronie i utrzymaniu atmosfery ... >>

Zestalanie substancji sypkich 30.04.2024

W świecie nauki istnieje wiele tajemnic, a jedną z nich jest dziwne zachowanie materiałów sypkich. Mogą zachowywać się jak ciało stałe, ale nagle zamieniają się w płynącą ciecz. Zjawisko to przyciągnęło uwagę wielu badaczy i być może w końcu jesteśmy coraz bliżej rozwiązania tej zagadki. Wyobraź sobie piasek w klepsydrze. Zwykle przepływa swobodnie, ale w niektórych przypadkach jego cząsteczki zaczynają się zatykać, zamieniając się z cieczy w ciało stałe. To przejście ma ważne implikacje dla wielu dziedzin, od produkcji leków po budownictwo. Naukowcy z USA podjęli próbę opisania tego zjawiska i zbliżenia się do jego zrozumienia. W badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje w laboratorium, wykorzystując dane z worków z kulkami polistyrenowymi. Odkryli, że wibracje w tych zbiorach mają określone częstotliwości, co oznacza, że tylko określone rodzaje wibracji mogą przemieszczać się przez materiał. Otrzymane ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Generatory wsparcia 20.11.2009

Francuscy inżynierowie proponują wbudowanie turbin wiatrowych z pionowymi wirnikami w wieże energetyczne. Moc takich instalacji, w zależności od wysokości masztu, może wynosić od jednego do stu kilowatów. We Francji na liniach wysokiego napięcia znajduje się około pół miliona słupów.

Jeśli co najmniej jedna trzecia z nich będzie wyposażona w generatory, pozwoli to obejść się bez dwóch elektrowni jądrowych.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Osłona termiczna teleskopu kosmicznego

▪ Rozciągliwa sztuczna skóra z nadrukiem 3D

▪ Inteligentny hydrożel do druku XNUMXD

▪ Mikrokontroler Toshiba TMPM372 z wektorową jednostką obliczeniową

▪ Potężny materiał grafenowy do superkondensatorów o wysokiej wydajności

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Technologia podczerwieni. Wybór artykułów

▪ Statystyka artykułu. Kołyska

▪ artykuł Jak wielki książę kijowski Władimir Światosławowicz motywował swoje odrzucenie islamu? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Holly. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Trójpasmowa regulacja barwy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Licznik jednokierunkowy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn