DIY » Статьи » Акустические Системы » 35 AC-015 – анализ фильтров с применением Мультисима

35 AC-015 – анализ фильтров с применением Мультисима

Цель статьи – разобраться в работе фильтров данных АС и, по возможности, озвучить рекомендации по улучшению их характеристик. Так как на сайте приведена АЧХ именно АС 35 АС-015, то с неё и начнём. Вот фильтр:

^Нажмите для увеличения^

^Нажмите для увеличения^

А вот что загонялось в Мультисим

Здесь нужны пояснения.

0,1 Ома сразу после источника сигнала на фильтр не влияют, он там в качестве датчика тока для вычисления входного сопротивления АС. Последовательно со всеми катушками добавлены их приблизительные активные сопротивления, исходя из диаметра провода 1,5 мм в НЧ звене и 0,7 мм – все остальные. Аналогично с конденсаторами добавлены их приблизительные (очень) активные сопротивления, исходя из того, что они МБГО, МБМ и подобные им. Там, где по схеме последовательно с конденсатором уже есть резистор значительной величины, эти собственные сопротивления опущены. Динамики представлены схемами замещения из последовательно соединённых  активного сопротивления катушки, индуктивности катушки и параллельного контура с потерями, имитирующим сопротивление на частоте резонанса. Для нас наличие контура в СЧ не существенно (потом покажу, что ниже 700 Гц СЧ здесь не работает); в НЧ звене – это имитация верхнего горба характеристики сопротивления, на АЧХ даёт горб ниже 100 Гц, выше – не влияет; в ВЧ – частота резонанса около 3 кГц, будет влиять.  Индуктивности динов приняты 1300, 500 и 50 мкГн, их отклонения ±20%  влияют  на поведение фильтра в районе среза сверху, не изменяя общий ход АЧХ.

По работе Мультисима. Суммировал квадраты напряжений (т.е., мощности) на динамиках с учётом их сопротивления и чувствительности, потом добывал корень квадратный из суммы (получаем опять размерность напряжения). Мультисим считает в комплексных числах, сумма  а2+b2 бывает меньше a2, т.е., учитывает фазу. НО! Тут надо ограничить область применения данного симулятора при работе со схемами АС.

Во-первых, невозможно учесть сдвиг (запаздывание) фазы из-за влияния индуктивности звуковой катушки. Движущей силой выступает ток, а мы считаем напряжения. Если же дать Мультисиму считать мощность как (I2)·R, то столкнёмся с большим завалом АЧХ выше элетромеханического резонанса динамика, так как все АЧХ снимаются в режиме постоянного подведённого напряжения, а не постоянной мощности. Поэтому считаем по напряжению и получаем неизвестный сдвиг фазы на частоте раздела со следующим динамиком.

Во-вторых, на частотах выше границы поршневого режима работы диффузора (например, для 75 ГДН около 500 Гц) фаза звукового давления может вести себя неадекватно.

В-третьих, невозможно учесть фазовый сдвиг из-за смещения акустических центров по расстоянию до слушателя. Актуально для СЧ-ВЧ раздела.

В результате, реальное соотношение фаз в зоне раздела неизвестно, и получить правильный результат в Мультисиме невозможно. Поэтому в зоне совместной работы двух разных динамиков их отдельные АЧХ считаются правильно, а суммарной АЧХ доверять нельзя. Кроме того, Мультисимом нельзя проверить правильность совместной фазировки. По ограничениям всё. В бой!

Нам нужны АЧХ динамиков. Автор графиков –  Lexus. Возможно, реальные характеристики отличаются от приведенных, но они дают понять, с чем боремся.

^Нажмите для увеличения^
^Нажмите для увеличения^
^Нажмите для увеличения^

Здесь веселее, но не виден вертикальный масштаб: (10 ГД-35 = 6 ГДВ-6-16)

^Нажмите для увеличения^

^Нажмите для увеличения^

А вот драгоценная АЧХ 35 АС-015. Средний уровень выделен красной линией.

^Нажмите для увеличения^

Результат симуляции. Тут средний уровень равен  -1 дБ.

Итак, что мы имеем? Частоты раздела близки к 900 Гц (никак не заявленных 550 Гц!) и 5,5 кГц.  Высокая частота раздела НЧ-СЧ имеет плюсы и минусы, минусов больше. Плюсы: сжечь СЧ динамик при узкой полосе  тяжелее, амплитуда смещения диффузора СЧ  минимальна=малые нелинейные и Допплеровские искажения в диапазоне выше 900 Гц, экономия на меди и конденсаторах. Минусы: диапазон до 900 Гц играет НЧ динамик с большой массой подвижной системы, за пределами  области поршневого режима работы + большие интермодуляционные и Допплеровские искажения в расширенной до 900 Гц полосе.

Пройдёмся по АЧХ.  До 900 Гц ничего интересного нет, НЧ дин отыграл свою полосу и ФНЧ с режектором его эффективно срезал.  Дальше включается в работу СЧ. На АЧХ видим повторение его горба в районе 1,5 кГц, который срезали резистором R2, но слабо. Потом – провал от СЧ дина на 3 кГц, потом – пик на 4 кГц от фильтра (!). Происхождение провала на 4,5 кГц  непонятно, скорее всего,  АЧХ  снята с экземпляром 15 ГД-11, у которого нет пика на этой частоте.  Дальше  за вид  АЧХ отвечает ВЧ головка,  но почему-то нет завала выше 12 кГц. Боюсь, что желаемое было выдано за действительное.

Что хотелось бы исправить? Опустить «ступеньку» на 1,5 кГц, но при этом не потерять 1 и 2,5 кГц; вытянуть 3 и опустить 4 кГц; по ВЧ – просто выровнять.

^Нажмите для увеличения^

И тут случилась 90 АС-001. Кстати, С7 на схеме не подписан, думаю, он 4 мкФ.

Забрасываем в Мультисим:

^Нажмите для увеличения^
^Нажмите для увеличения^

Первая мысль: «Я убью тебя, лодочник!..» Вот это крокозябы! Поехали разбираться. Во-первых, общий уровень на СЧ стал больше на 1 дБ. Во-вторых, частоты раздела изменились на 1 кГц и 4,5 кГц. Замена режекторного фильтра в НЧ звене пошла не на пользу АЧХ (не верится, что настолько изменилась АЧХ НЧ динамика того же типа, чтобы потребовался такой подъём на 750 Гц). Полка от 1 до 2 кГц стала на 1 дБ выше=выше ступенька на АЧХ, это из-за уменьшения гасящего резистора с 3,3 до 1 Ома. А вот дальше немного интереснее. Пик с 4 кГц, где его не надо, сместился на 3,3 кГц, где он нужен (лучше было бы на 3 ровно)! Два горбыля сгладились. Дальше имеем большущий провал на 4,5 кГц у обеих полос – наверное, пик у СЧ появился-таки… Дальше АЧХ изуродована имховским фильтром ВЧ, которого уже обругали и исправили в темах «35 АС-015» и «90 АС-001». Из-за уменьшения резистора последовательно с катушкой 0,3 мГн  добротность просто зашкалила. Единственное оправдание, которое приходит в голову: при разделе 4,5 кГц нужно очень круто срезать частоты с 4 кГц и ниже, а у 6 ГДВ-6 резонансная частота может быть 3,6 кГц, если не повезёт. Но АЧХ при этом… И ФЧХ…

35 АС-015

^Нажмите для увеличения^

Улуччайзинг первого уровня (начальный) заключается в переделке фильтра ВЧ звена:

То есть, 3,3 Ома ставим перед фильтром, вместо 2 мкФ ставим 1 мкФ, а 2 мкФ – на место 0,5 мкФ. Получаем:

^Нажмите для увеличения^

Красная линия – родная, зелёная – новая. Частота среза не изменилась, зона 8-15 кГц поднялась на 2-3 дБ.

Почему так сразу не сделали?

И добавлении 1 Ома последовательно с 2 Ома в НЧ звене для уменьшения неравномерности в районе 500-1000 Гц. Результат ниже:

^Нажмите для увеличения^

Улуччайзинг второго уровня (продвинутый) для данной АС заключается в изменении номиналов в СЧ звене а ля «90 АС-001» с некоторыми отклонениями. Изменённые или новые детали выделены:

^Нажмите для увеличения^

^Нажмите для увеличения^

И АЧХ фильтров (не  АКУСТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, а только фильтров)

Итого: до 1 кГц снизу – чуть поровняли; ступеньку 1,5 кГц опустили на 1,5 дБ; 2 кГц, к сожалению, завалили на тех же 1,5 дБ, а 3 кГц – подняли всего на 1 дБ, ибо резистор 1,5 Ома в СЧ звене – решение компромиссное… Но, так как разброс АЧХ разных экземпляров головок, к сожалению, очень велик, его оптимальный номинал может быть и 1 Ом (как в 90 АС-001),  и 5 Ом, а все мои теория – сплошная домысла… В данном случае все танцы – от приведённой АЧХ.  Выше 4,5 кГц – всё гуд.

90 АС-001

«Первый уровень» и его АЧХ:

^Нажмите для увеличения^
^Нажмите для увеличения^

«Первый уровень» по НЧ и его АЧХ  с этими изменениями:

^Нажмите для увеличения^
^Нажмите для увеличения^

«Второй уровень» = «Первому» 90 АС + СЧ фильтр 35 АС-015 «Второго».

Улуччайзинг третьего уровня (для тех, кто любит поломать ВСЁ)

Идея в следующем. Используя данный фильтр за основу, расширить зону работы СЧ динамика вниз. Вот что вышло:

^Нажмите для увеличения^

^Нажмите для увеличения^

И ещё вариант с режектором (в обеих вариантах нижний раздел около 650 Гц):

^Нажмите для увеличения^
^Нажмите для увеличения^

Поломайзинг четвёртого уровня

Если имеется ВЧ головка с очень низким резонансом, то можно сделать нижний раздел 600 Гц (по ув. Чалову Денису), а горб на 1,5 кГц начать резать с таким расчётом, чтобы  уже с 2 кГц его подхватил ВЧ. И тогда мы получаем систему типа 25 АС-027 с 10 ГИ-1 на ВЧ… Блин, уже придумали. Потому 25 АС-027 и звучит.

Выводы:

  1. Поломать можно всё.
  2. ВСЕ построенные симулятором АЧХ – это АЧХ разделительных фильтров! АЧХ по звуковому давлению = исходная АЧХ + (АЧХ нового фильтра – АЧХ старого фильтра),  в децибелах.
  3. Полярность динамиков – в соответствии с исходными схемами.
  4. Любая критика принимается как благодарность.
  5. Необходимо измерить и сравнить АЧХ 20 ГДС-1, 3, 4 (4, 8, 16 Ом) разных годов и заводов.
  6. Ещё раз копирайт Чалова Дениса: правильно мерять железо вживую, микрофоном. Все разбросы и особенности будут учтены.
  7. Спасибо всем, кто смог дочитать.

Автор работы: Марков Николай

 

 

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотрите также:

  • Автоматический регулятор напряжения — Дольник А.Г., Эфрусси М.М.Автоматический регулятор напряжения — Дольник А.Г., Эфрусси М.М.
    ^Нажмите для увеличения^ Массовая радиобиблиотека (МРБ) выпуск 186 Автоматический регулятор напряжения Автор(ы): Дольник А.Г., Эфрусси М.М. 1953 год В брошюре дано подробное описание одного из экспонатов 10-й Всесоюзной выставки творчества радиолюбителей-конструкторов — автоматического ступенчатого регулятора напряжения (автоматического переключателя секций обмотки автотрансформатора), предназначенного для поддержания постоянства питающего радиоприемник или телевизор напряжения …
  • Акустика TQWT — труба Войта на 4а-28Акустика TQWT — труба Войта на 4а-28
    Музыка сопровождала меня всегда. Вначале это была «Весна-202»; позже «Олимп-004», «Амфитон-002», «S-90». Потом — долгая пауза и «Panasonic RX-DT 30». И вот — новая волна «тоски по ностальгии». По производственным делам занялся автомобильной акустикой. Пришлось много полазить по инету, чтобы восплонить пробелы в информации. Везде были ссылки на сайты, описывающие …
  • Простой высококачественный усилитель Гумеля (42 Вт/4 Ом)Простой высококачественный усилитель Гумеля (42 Вт/4 Ом)
    Анализ писем радиолюбителей, позволил придти к следующим выводам. Во-первых (и это естественно), все высказываются за создание простых в схемотехническом отношении усилителей мощности ЗЧ (УМЗЧ); во-вторых, чем проще схема усилителя, тем менее подготовленные радиолюбители берутся за его сборку; в-третьих, даже опытные конструкторы нередко игнорируют известные правила монтажа, что приводит к неудачам …
  • 6Z7 — Электронная лампа6Z7 — Электронная лампа
    ^Нажмите для увеличения^     Источник
  • Лампа А-108 (Декатрон)Лампа А-108 (Декатрон)
        ^Нажмите для увеличения^ Корпус лампы А-108 ^Нажмите для увеличения^ РШ 27 Описание Декатрон двухимпульсный коммутаторный для работы в счетных и счетно-решающих устройствах. Цвет свечения — фиолетово-синий. Индикация производится через купол баллона. Оформление — стеклянное, бесцокольное (РШ 27). Масса 15 г. Выводы электродов: 1 — катод пятый; 2 — …