|
Токовые фильтры для акустики.
|
|
| _Svjatoslav_ | Дата: Четверг, 02.10.2014, 22:53 | Сообщение # 1 |
 Генерал-полковник
Группа: Модераторы
Сообщений: 1161
Статус: Offline
| Известно, что усилители с высоким выходным сопротивлением на обычные широкополосные и многополосные АС работают некорректно.
Только частично реализуют идеальное, токовое управление динамиками, и искажают суммарную АЧХ.
Дошли таки руки до токовых кроссоверов под усилители с высоким выходным сопротивлением. Первый пошёл. ))))
На схеме во вложении настроенный на динамики, но ещё не отслушанный вариант трёхполосного последовательного фильтра. Возможны изменения схемы, в части выравнивания полос по чувствительности , это ещё не окончательный вариант.
ВЧ головка 10ГД-20 от 35АС-021 "Эстония". СЧ купольный, "НЕКО" Р4302, диаметр купола 52 мм. Две низкочастотные головки - доработанные "немцы", диаметром 160 мм.
Фильтр последовательный. Частоты разделения 600 и 6000 Гц.
За основу для расчёта взяты стандартные формулы:
С=112000/FгрZг; L=224Zг/Fгр (Единицы величин: Гц, Ом, мкФ, мГ)
Формулы формулами, но по-нормальному звенья фильтров настраивались индивидуально, на те головки, с которыми они будут работать.
С1L1R1R2 фильтр ВЧ звена, второго порядка. С2L3С5R3R4 - фильтр низких и высоких частот среднечастотного звена, L2С7 - режекторный фильтр на резонанс СЧ головки. R5С3 - цепочка Цобеля-Буше, выравнивающая импеданс НЧ звена, работает в помощь ФНЧ первого порядка на С4. R4L4С6 - режекторный фильтр на резонанс НЧ головок в корпусе. R6 - регулятор добротности, при значении 9 Ом получается наиболее плоская АЧХ передачи фильтра (при Rg=150 Ом).
Схема фильтра в последней редакции, от 28.10.2014.
Полезная ссылка на статью о токовых фильтрах, очень рекомендую изучить: Бать С. Д, "Токовый усилитель глазхами инженера"
http://www.vacoustics.com/texts/200502171530/
|
| |
| |
| _Svjatoslav_ | Дата: Четверг, 02.10.2014, 23:33 | Сообщение # 2 |
|
Генерал-полковник
Группа: Модераторы
Сообщений: 1161
Статус: Offline
| С1L1 и С5 делят полосы соответственно между ВЧ и СЧ головками на 6 кГц.
С6L3 и С4 - между СЧ и НЧ голвками соответственно, на частоте 600 Гц.
Цепочка 3R9С3 выравнивает Z НЧ головки в диапазоне от 200 Гц до 4 кГц. Что обеспечивает нормальную работу фильтра первого порядка, собранного на С4.
Режекторный фильтр С2L2 настроен на частоту основного резонанса среднечастотной головки 460 Гц.
Второй режекторный, настроенныый на резонанс пары НЧ динамиков в закрытом оформлении, не так прост. Во-первых, имеет незамкнутый сердечник из набора трансформаторного железа. Во-вторых прикидка его работы на динамиках установленных в корпус АС потребовала ввести переменный резистор для регулировки их добротности. Это даст возможность точно настроить АС "по месту", в реальной комнате прослушивания.
Этот резистор можно установить на задней панели АС для оперативной настройки.
|
| |
| |
| Meshin | Дата: Пятница, 03.10.2014, 05:56 | Сообщение # 3 |
|
Лейтенант
Группа: Пользователи
Сообщений: 52
Статус: Offline
| Цитата _Svjatoslav_ (  ) С=225000/FгрZг; L=113Zг/Fгр (Единицы величин: Гц, Ом, мкФ, мГ)
Для последовательного всегда применялся стандартный расчёт как для параллельного первого порядка. L=160*R/F; C=160000/R*F.
Либо для увеличения спада на границе раздела применяют коэффициент 0,7. L, C для первого порядка: L*0.7; C/0.7. Т.е. L=113*R/F; C=225000/R*F.
|
| |
| |
| _Svjatoslav_ | Дата: Суббота, 04.10.2014, 00:28 | Сообщение # 4 |
|
Генерал-полковник
Группа: Модераторы
Сообщений: 1161
Статус: Offline
| Цитата Meshin ( ) Для последовательного всегда применялся стандартный расчёт как для параллельного первого порядка. L=160*R/F; C=160000/R*F. Либо для увеличения спада на границе раздела применяют коэффициент 0,7. L, C для первого порядка: L*0.7; C/0.7. Т.е. L=113*R/F; C=225000/R*F.
Чётко сработали по разделу всех звеньев.
Сейчас проверяю, насколько токовым получается управление динамиками. Измеряю сопротивление фильтров со стороны каждой из головок, при Rg равном выходному сопротивлению усилителя (150 Ом).
В этом деле есть один момент: звенья второго порядка не демпфируются выходным сопротивлением усилителя. Соответственно, ничто им не мешает работать в качестве режекторных фильтров.
Очевиден и один очень большой плюс - возможность оперативно изменять полную добротность низкочастотных головок переменным резистором RL. Теоретически от значения Qt (при Rg=0) до Qa. Притом это касается только узкого частотного участка на краю диапазона, без затрагивания остальной его части.
В усилителях напряжения, как правило, такую регулировку не применяют.
Qt НЧ головок 0,48-0,55; Qa в диапазоне 1,9-2,1.
|
| |
| |
| Meshin | Дата: Суббота, 04.10.2014, 21:01 | Сообщение # 5 |
|
Лейтенант
Группа: Пользователи
Сообщений: 52
Статус: Offline
| Цитата _Svjatoslav_ ( ) Так это они и есть, те формулы, которые для увеличения крутизны спада: С=225000/FгрZг; L=113Zг/Fгр.
Bobby_ii. Последовательные фильтры изначально предполагались для токовых усилителей. Вам на АП уже порекомендовали не нести, верней подредактировать свою....
|
| |
| |
| Bobby_ii | Дата: Суббота, 04.10.2014, 23:22 | Сообщение # 6 |
 Генерал-лейтенант
Группа: Пользователи
Сообщений: 548
Статус: Offline
| Цитата Meshin ( ) Последовательные фильтры изначально предполагались для токовых усилителей.
Потому что все так делают? Ну сделал один, сделал другой - и пошла традиция? Потом теории-расчеты, кучи умных книжек, ... . По калибровке и подбору номиналов на слух диссер конечно не защитишь.
Цитата _Svjatoslav_ ( ) Вы название темы смотрели? Статью читали?
Цитата _Svjatoslav_ ( ) Фильтр для ТОКОВЫХ усилителей. Усилителей - генераторов тока, с выходным сопротивлением сотни Ом. |
| |
| |
| _Svjatoslav_ | Дата: Понедельник, 06.10.2014, 08:21 | Сообщение # 7 |
|
Генерал-полковник
Группа: Модераторы
Сообщений: 1161
Статус: Offline
| Цитата Meshin ( ) Прошу простить за мои невнимательность и торопливость.
Фильтр почти вчистовую настроен, но ещё не совсем ясно, какие формулы "сработали" в его звеньях. В таблицах данные вписаны карандашом.
Когда с макета переедет на платы, померяю окончательно, и впишу ручкой. )))
Токовый фильтр оказался очень чувствительным к параметрам деталей и к настройке. В том числе и к активному сопротилению катушек. Оно и понятно - последовательные звенья взаимозависимы, и не шунтируются близким к нулю выходным сопротивлением усилителя. Вход как бы "висит в воздухе" в режиме обрыва.
Режекторный фильтр купольного СЧ динамика работает близко к частоте раздела, очень сильно влияет на ФВЧ этого звена. С ним-то и было больше всего мороки. Которая оказалась полезной. Выяснилось, что чем более плоская АЧХ выстраивается, чем круче скат по краям, тем большее сопротивление фильтра "чувствуют" динамики, тем "токовее" управление. Решение одного вопроса решает и другой.
|
| |
| |
| Meshin | Дата: Вторник, 07.10.2014, 07:28 | Сообщение # 8 |
|
Лейтенант
Группа: Пользователи
Сообщений: 52
Статус: Offline
| Цитата Bobby_ii ( ) Если импеданс элементов фильтра будет занижен (емкости бОльше, индуктивность меньше) - это расширит полосу совместной работы динамиков |
| |
| |
| _Svjatoslav_ | Дата: Вторник, 07.10.2014, 09:57 | Сообщение # 9 |
|
Генерал-полковник
Группа: Модераторы
Сообщений: 1161
Статус: Offline
| Уменьшил С1 до 2.2 мкФ, увеличил значение L1 до 0,25 мГ, поставил "выравнивающий" резистор 1,8 Ом последовательно ВЧ головке и получил плоскую АЧХ фильтра на ВЧ звено. 10 и 20 кГц на одном уровне - "0" дБ. Крутизна спада около 10 дб на октаву, ниже 2 кГц спад более быстрый. "Вмешивается" близкий к разделу резонанс ВЧ головки на 2,2 кГц.
ВЧ головка в первом варианте (Ф1: 4,7 мкФ, 0,15 мГ) на частоте 12,5 кГц работала от сопротивления 9,7 Ом, во втором (Ф2: 2,2 мкФ, 0,25 мГ, R 1,8 Ом последовательно ВЧ головке) "чувствует" 14,1 Ом.
Выходное сопротивление фильтра ВЧ звена на других частотах, Ом, при выходном сопротивлении усилителя 150 Ом и всем фильтром с другими динамиками в сборе:
F, кГц.....Ф1....Ф2
2...........15,5...33
2,2........13,7...29 (Fs)
2,5........10,7...25
3............8,9...19,2
4............5,4...12
4,5.........4,2...9,3
5............3,4...7,3
6............2,7...4,5 (Fp)
7............3,3...3,9
10..........6,9....9,2
12,5.......9,7....14,1
15.........12,5...18,8
20.........17,7...22
Синим выделена полоса работы ВЧ головки и зона её совместной работы с СЧ головкой. Красным - частоты резонанса и раздела.
На частоте раздела в выходное сопротивление вмешиваются резонансы фильтра и сопротивление СЧ звена фильтра с подсоединённой СЧ головкой.
Тема почищена.
Сообщение отредактировал _Svjatoslav_ - Вторник, 07.10.2014, 19:12 |
| |
| |
| Bobby_ii | Дата: Среда, 08.10.2014, 15:49 | Сообщение # 10 |
|
Генерал-лейтенант
Группа: Пользователи
Сообщений: 548
Статус: Offline
| Сергей, вы когда со своими фильтрами понамучаетесь - попробуйте то, о чем я говорил и что вы потерли.
Импеданс в виде графика нагляднее будет.
|
| |
| |
| _Svjatoslav_ | Дата: Четверг, 16.10.2014, 00:23 | Сообщение # 11 |
|
Генерал-полковник
Группа: Модераторы
Сообщений: 1161
Статус: Offline
| Один канал полностью настроен на "платах".
Входное сопротивление фильтра в полосе 20 Гц- 20 кГц, со всеми подключенными головками, имеет девиацию от 5,5 до 19 Ом.
Максимумы сопротивления имеют место на стыке полос. У параллельного фильтра наоборот - на стыках полос провалы импеданса.
Фильтр неплохо работает и от усилителя с выходным сопротивлением 6,0 Ом (типичное значение для лампового усилителя).
Только деление полос начинается чуть раньше, и с чуть меньшей крутизной ската, чем при работе от чистого ИТУН с выходным сопротивлением 150 Ом.
Прошу строго не судить: внещний вид не для выставки, а для работы в конкретной паре АС, которые заждались токовых фильтров.
Монтаж довольно плотный. Блок ВЧ звена вынесен отдельно, на "плате" поменьше.
  
|
| |
| |
| _Svjatoslav_ | Дата: Пятница, 17.10.2014, 13:12 | Сообщение # 12 |
|
Генерал-полковник
Группа: Модераторы
Сообщений: 1161
Статус: Offline
| Отредактировал схему в сообщении 1, после полной настройки фильтра в АС.
Введены делители тока для СЧ и ВЧ головок, которые выравняли чувствительность звеньев, и попутно улучшили токовое питание этих же динамиков.
|
| |
| |
| _Svjatoslav_ | Дата: Пятница, 31.10.2014, 00:38 | Сообщение # 13 |
|
Генерал-полковник
Группа: Модераторы
Сообщений: 1161
Статус: Offline
| "Токовый фильтр" для широкополосного динамика, для корректной его работы от токовых усилителей. Динамик малоиндуктивный.
Выходное сопоротивление усилителя 150 Ом.
Без обвязки цепочкой Цобеля-Буше (R1C1) динамик имеет излишний подъём на высоких частотах. Без режекторного фильтра, настроенного на резонанс в оформлении (R2L1C2) динамик "гудит" на низких частотах.
Выходное сопротивление источника сигала, которое "ощущается" динамиком, в диапазоне 150 Гц - 15 кГц изменяется от 15,5 до 130 Ом, с максимумом на 1,5 кГц. Ниже 200 Гц и выше 12,5 кГц оно уменьшается.
Таблицу измерений выложу чуть позже.
Но уже ясно, что широкополосный динамик, или двухполосная АС с широкополосником в качестве СЧ/ВЧ звена и низкой частотой раздела имеют гораздо более токовое управлениею, чем трёхполосная АС.
|
| |
| |
| Bobby_ii | Дата: Вторник, 18.11.2014, 19:18 | Сообщение # 14 |
|
Генерал-лейтенант
Группа: Пользователи
Сообщений: 548
Статус: Offline
| Токовое управление не меняет приоритет купольник/конусник?
|
| |
| |
| _Svjatoslav_ | Дата: Вторник, 18.11.2014, 20:32 | Сообщение # 15 |
|
Генерал-полковник
Группа: Модераторы
Сообщений: 1161
Статус: Offline
| По результатам прослушки скорее наоборот, токовое управление укрепляет купольный "приоритет".
Вопрос не так прост.
Купольные СЧ головки без центрирующей шайбы, с низкой частотой раздела 500-700 Гц применимы в трёхполоске, со сравнительно невысокой чувствительностью. При использовании высокорезонансных, более чувствительных, как не крути, приходится делать четырёхполоску. Где середину обслуживают два динамика, что само по себе не есть гуд.
Но при использовании 2" купольной СЧ с центрирующей шайбой легко делается 3-полоска с чувствительностью 91 и паспортной мощностью 300 Вт. Первая такая эксплуатируется 11 лет без всяких проблем. Хозяин любитель дать "жару".
............................................
По результатам прослушки оптимальным значением регулирующего резистора R6 в режекторном фильтре получилось то, при котором Z наиболее ровная, 9,1-10 Ом.
На фото - "токовая" трёхполосная АС с новыми СЧ и ВЧ головками и новым фильтром. Справа - усилитель БРИЗ.
 
|
| |
| |
|
