Пасивні фільтри для акустичних систем
Трохи про недоліки активної акустики.
Акустичні системи з активними фільтрами, описані в сусідній гілці, як і всі активні АС, мають істотний недолік: вони можуть використовуватися тільки з тим підсилювачем та активними фільтрами, для яких вони сконструйовані. Як з'ясувалося в процесі експлуатації, це не єдина нестача активних АС. Крім очевидних: чотири канали підсилювача, чотири акустичні кабелі, є й інші. Відсутність пасивних фільтрів перед динаміками сприяє тому, що низькочастотне тло чутно в ВЧ динаміці, а шуми чути в НЧ динаміці – чого в пасивній акустиці бути не може. Той самий ефект відбувається і з спотвореннями. Якщо підключити як НЧ ланки підсилювач, що має навіть не високий рівень гармонічних спотворень, то всі ці спотворення йдуть прямо на НЧ динамік без послаблення, як це було у випадку з пасивними фільтрами. В результаті створюється відчуття, що НЧ смуга частково перекриває смугу ВЧ. Створення будь-яких відтінків звучання, нахилу АЧХ, підйому чи провалу ( " англійський звук " ) з допомогою активних фільтрів пов'язані з збільшенням числа підсилювальних каскадів. Характер відмінностей звучання динаміків під час роботи з пасивними фільтрами і безпосередньо від підсилювача наводить мене на думку про те, що динаміки (особливо високочастотні) розробляються для застосування джерела сигналу з ненульовим вихідним опором. Вимоги до операційних підсилювачів для використання в активних фільтрах досить високі. В результаті: звучання самих динаміків, акустичних кабелів, підсилювачів потужності, операційних підсилювачів, а також зібраних на них фільтрів зі своєї АЧХ, звучання пасивних компонентів фільтрів (особливо конденсаторів) перетворює активну акустику на систему, що важко настроюється.Особливий сенс створення активних АС має тоді, коли наявні динаміки не вище за середній рівень якості, підсилювачі потужності на ІМС, і все це розташоване в самій акустичній системі, а частота розділу обрана вище 5 кГц. Особливо підходить ця схема для застосування у студійних моніторах.
Власне сам розрахунок фільтрів носить приблизний характері і може бути зроблений у будь-якій програмі. Використання в програмах симулювання електронних схем досить точних електромеханічних моделей динаміків ні до чого, крім марнування часу, не призводить. Отже, тут можна піти двома шляхами виготовлення фільтрів: розрахувати фільтри та виготовити котушки та зібрати батареї з конденсаторів. Простіше розраховувати, але багато витрат праці на виготовлення котушок із дроту, якість якого – яке трапиться. Але якщо акуратно мотати котушки виток до витка, то точність виготовлення виходить високою. А от батареї конденсаторів повинні бути складені обов'язково із однотипних конденсаторів. Другий шлях – використання стандартних котушок заводського виготовлення фірм MUNDORF або VISATON (у останньої менше вибір номіналів та максимальний діаметр дроту намотування 1,3 мм). Тут доведеться витратити більше часу на розрахунки та на точність налаштування шляхом підбору деяких компонентів. У першому та третьому розглянутих фільтрах – перший шлях, у другому фільтрі – другий шлях.
Другий фільтр (рис.2) для наступних динаміків: ВЧ: Scan-Speak D2905/9500, резонансна частота 550 Гц, шовковий купол, охолодження котушки феромагнітною рідиною, потужність 150 ват (при використанні ФВЧ 2 порядку на 2 порядку 122 євро/шт. НЧ: SEAS H648 G17REX/P, вуглеволоконний дифузор, чутливість 88,5 дБ, потужність 100 ват, вартість 82 євро/шт. Акустика на ційпарі динаміків має більш чистий характер звучання на ВЧ та НЧ, звуковий образ на ВЧ точний та повітряний, але без загострення уваги на мікродеталях музики. Дифузор НЧ важкий - 16 грам, і твердий. Тому його звучання дуже схоже з динаміками з дифузорами 200 і більше міліметрів - воно глибоке і чисте, але цю чистоту можна виявити тоді, коли знаєш де шукати - це кристально чистий діапазон від 300 до 1000 Гц. Ця схема фільтра примітна тим, що всі компоненти фільтра – стандартні, без витрат праці та часу можна зробити фільтри за 15 хвилин. Але зроблено це не на шкоду якості, без будь-яких компромісів. Динаміки, як і більшість компонентів фільтра: конденсатори M-CAP, котушки з повітряним сердечником MUNDORF, металопленочні резистори типу RM MR10 є в Аркаді (http://www.arkada.com). Конденсатори VISATON MKP - в AV-центрі (http://www.avc.ru). У НЧ ланці можна використовувати конденсатори MUNDORF, але це трохи дорожче і вони мають великі габарити (якщо це істотно), так як MUNDORF для зменшення індуктивності мають аксіальну конструкцію. Резистори – обов'язково металоплівкові, можна (з економії?) зібрати з паралельних МЛТ-2. У ВЧ ланці прохідний конденсатор повинен бути обов'язково MCAP MUNDORF з їх точним детальним звучанням, так як каламутність VISATON MKP на цьому ВЧ динаміці чути, а їх м'якість звучання тут не потрібна для динаміка Scan-Speak D2905/9500.
Третій фільтр для динаміків: ВЧ: SEAS H1189 27TDFC, вище описаний, НЧ: SEAS H602 P17REX/P, поліпропіленовий дифузор, потужність 100 Вт, чутливість 89 дБ. Цей фільтр є модифікацією першого з вищеописаних мною фільтрів, тільки для іншого НЧ динаміка. Цей динамік потужніший, він має меншу чутливість, і, хоча у нього так самополіпропіленовий дифузор, але вже має вагу 14,5 грам, а його звучання ближче до H648 ніж H548. Корпуса АС другого та третього варіантів мають внутрішній об'єм близько 10 літрів, щілинний фазоінвертор з виходом на задню панель розрахований на частоту 44 Гц. При розрахунку щілинного фазоінвертора слід врахувати, що при рівній довжині з циліндричним, його налаштування вийде нижче за частотою на 14% (перевірено експериментально, АС стояла на тумбочці).