Расчет кроссовера для акустики: делаем своими руками

3-х компонентная автомобильная акустика

Качественная автомобильная 3-х компонентная акустика представляет собой комплекс взаимосвязанных динамиков, способный воспроизвести частоты в формате аудио в строго определенных частотах. В том случае, если на авто будет установлена одновременно 2 или 3-х компонентная акустика, то автомобилист сможет без труда охватить доступные частоты.

Автомобильные колонки Pride WS165.3

При этом качественное подключение согласно схеме подключения авто акустики поможет настроить звук на самые разные звуковые диапазоны.

При этом преимуществами такой 3-х полосной акустической системы на 16 см является то, что:

Согласно обзору при этом фирменные модели Pride Wild Sould 165.3 или же Focal имеют свои преимущества, в том числе:

При этом все та же модель Pride Wild Sould 165.3 или же Hertz обладают некоторыми недостатками:

Схема

Входной сигнал подан на неинвертирующий вход операционного усилителя МС1, который выполняет функции активного фильтра низких частот с крутизной спада частотной характеристики 18 дБ/октаву, и на неинвертирующий вход операционного усилителя МС2, который выполняет функции дифференциального усилителя с коэффициентом передачи по напряжению Ku=1.

На инвертирующий вход МС2 подан сигнал с выхода фильтра низких частот МС1. В дифференциальном усилителе МС2 из спектра входного сигнала вычитается его низкочастотная часть, и на выходе МС2 появляется только высокочастотная часть входного сигнала.

Таким образом, требуется лишь обеспечить заданную частоту среза фильтра низких частот, которая и будет частотой разделения. Значения элементов фильтра находятся из соотношений C1 = C2 = C3; R1=R4; R5=R1/6,8; R1C1=0,4/Fp, где Fр — частота разделения.

R1 я брал 22 кОм, а дальше все рассчитывается по формулам в зависимости от требуемой частоты разделения.В качестве операционных усилителей пробовал К157УД2 и К1401УД2, оба показали хорошие результаты.Конечно, можно применить любой счетверенный импортный ОУ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТА

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ: основные черты конструкции новые АС унаследовали от предшественниц. Характерной особенностью колонок серии является изогнутый профиль передней панели. Такая конструкция позволяет минимизировать дифракцию акустических волн от углов корпуса. Массив корпуса выполнен из MDF. Большая толщина лицевой панели, равная 35 мм, обеспечивает ей высокую жесткость и приличную массу, которая необходима для нивелирования отдачи от работающих динамиков. Оставшиеся стенки корпуса имеют толщину 18 мм. Изнутри корпус укреплен переборками, а его внутренняя поверхность обработана звукопоглощающим материалом. Широкая деревянная подставка не только придает колонкам устойчивость, но и выглядит весьма элегантно. В основании подставки предусмотрены места для шипов. Динамики закрываются фигурным грилем, обтянутым черной материей.m35i укомплектованы «пищалкой» Viotex, расширяющей рабочий диапазон АС до 30 кГц. «Пищалка» оборудована тканевым куполом диаметром 25 мм, охлаждение катушки производится ферромагнитной жидкостью.Динамики СЧ/НЧ звена одинаковые, они имеют диаметр 165 мм и оснащаются диффузорами DiaDrive. Мембраны имеют запоминающийся инвертированный профиль IDG (Inverted Driver Geometry), ставший визитной карточкой еще прошлой m3-серии. Мембрана DiaDrive имеет многослойную конструкцию. Внешний слой скомпонован из смеси целлюлозного и акрилового волокна, он не имеет центральной пули или пылезащитного колпачка. Внешняя мембрана наложена на жесткий конус, который, в свою очередь, крепится к каркасу звуковой катушки. Матово-черный цвет мембраны DiaDrive очень идет колонкам и хорошо сочетается с натуральными расцветками корпусов, отделанных винилом под бук, вишню или черный графит. Среднечастотный динамик, занимающий верхнее положение на передней панели, работает в изолированном отсеке и акустически нагружен на небольшой порт фазоинвертора, демпфированного поролоновой заглушкой. Два вуфера нагружены на собственный объем с большим фазоинверторным портом. Оба порта смотрят назад. Сзади также находятся универсальные клеммы в пластиковой изоляции, их количество допускает двухкабельное подключение Bi-Wiring/Bi-Amping.Новый кроссовер, доступный начиная с i-модификации линейки, учитывает дифракцию звука на передней панели. В фильтрах 2-го порядка применены высококачественные элементы: кремниево-железные катушки индуктивности и полиэфирные конденсаторы. Внутренняя разводка в m35i выполнена фирменным кабелем Mission HP-OFC (High Purity Oxygen Free Copper) из бескислородной меди.КАЧЕСТВО ЗВУЧАНИЯ: m35i звучат комфортно, они имеют стабильную частотную характеристику и как следствие ровный частотный баланс. Лишь чуть-чуть

Как действует схема подключения 3-х компонентной акустики

Итак, автомобильная 3-х компонентная акустика может различаться по типу ее акустического оформления, они бывают:

корпус открытого типа – при этой схеме подключения авто акустики, в том числе и на 16 см, все головки динамиков выводятся на переднюю часть корпусного ящика;
схема подключения 3-х компонентной акустики, которая включает в себя применение фазоинвертора;
акустическое оформление типа «Лабиринт», которое предполагает установку головки на передней стенке, а диффузора на задней стенке;
3-х компонентная акустика 16 см может устанавливаться по схеме типа «Рупор», которая повышает КПД и позволяет увеличить громкость звука при малой мощности усилителя.

Схема подключения 3-х компонентной акустики Постоянный обзор качественной акустики позволяет выбрать для себя качественную аудио систему, которая позволит скоротать дальнюю дорогу при помощи прослушивания песен и аудиокниг.

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТА

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ: основные черты конструкции новые АС унаследовали от предшественниц. Характерной особенностью колонок серии является изогнутый профиль передней панели. Такая конструкция позволяет минимизировать дифракцию акустических волн от углов корпуса. Массив корпуса выполнен из MDF. Большая толщина лицевой панели, равная 35 мм, обеспечивает ей высокую жесткость и приличную массу, которая необходима для нивелирования отдачи от работающих динамиков. Оставшиеся стенки корпуса имеют толщину 18 мм. Изнутри корпус укреплен переборками, а его внутренняя поверхность обработана звукопоглощающим материалом. Широкая деревянная подставка не только придает колонкам устойчивость, но и выглядит весьма элегантно. В основании подставки предусмотрены места для шипов. Динамики закрываются фигурным грилем, обтянутым черной материей. m35i укомплектованы «пищалкой» Viotex, расширяющей рабочий диапазон АС до 30 кГц. «Пищалка» оборудована тканевым куполом диаметром 25 мм, охлаждение катушки производится ферромагнитной жидкостью. Динамики СЧ/НЧ звена одинаковые, они имеют диаметр 165 мм и оснащаются диффузорами DiaDrive. Мембраны имеют запоминающийся инвертированный профиль IDG (Inverted Driver Geometry), ставший визитной карточкой еще прошлой m3-серии. Мембрана DiaDrive имеет многослойную конструкцию. Внешний слой скомпонован из смеси целлюлозного и акрилового волокна, он не имеет центральной пули или пылезащитного колпачка. Внешняя мембрана наложена на жесткий конус, который, в свою очередь, крепится к каркасу звуковой катушки. Матово-черный цвет мембраны DiaDrive очень идет колонкам и хорошо сочетается с натуральными расцветками корпусов, отделанных винилом под бук, вишню или черный графит. Среднечастотный динамик, занимающий верхнее положение на передней панели, работает в изолированном отсеке и акустически нагружен на небольшой порт фазоинвертора, демпфированного поролоновой заглушкой. Два вуфера нагружены на собственный объем с большим фазоинверторным портом. Оба порта смотрят назад. Сзади также находятся универсальные клеммы в пластиковой изоляции, их количество допускает двухкабельное подключение Bi-Wiring/Bi-Amping. Новый кроссовер, доступный начиная с i-модификации линейки, учитывает дифракцию звука на передней панели. В фильтрах 2-го порядка применены высококачественные элементы: кремниево-железные катушки индуктивности и полиэфирные конденсаторы. Внутренняя разводка в m35i выполнена фирменным кабелем Mission HP-OFC (High Purity Oxygen Free Copper) из бескислородной меди. КАЧЕСТВО ЗВУЧАНИЯ: m35i звучат комфортно, они имеют стабильную частотную характеристику и как следствие ровный частотный баланс. Лишь чуть-чуть

выделяется чистый, воздушный верх. Понравился хорошо артикулированный вокал и натуральные тембры средних частот. Пожалуй, тембры отрабатываются не до конца, но для АС этого класса микродинамика звука явно на хорошем уровне. Инструменты звучат вполне естественно, поэтому любая акустическая музыка не создаст «англичанкам» неразрешимых трудностей. Колонки демонстрируют хорошую атаку на верхнем басе, глубже динамика мидбаса чуть смягчается. Но во всем доступном колонкам низкочастотном диапазоне они поддерживают детальность и скорость. Музыкальная сцена m35i заслуживает самых лестных слов. Она хорошо проработана по глубине, виртуальные объекты получают правдоподобные размеры и локализуются точно по месту. Понравилась воздушность сцены и та легкость, с которой колонки расставляют звуковые образы на сцене. Такое непростое испытание, как разделение отдельных исполнителей на хоровых записях, m35i прошли без проблем. ЦЕНА: $795.

Обзор лучших моделей 3-х компонентной акустики

Многочисленные автомобилисты постоянно обращаются к обзору такого аппарата, как автомобильная 3-х компонентная акустика для того, чтобы приобрести такую технику, которая будет работать долго и бесперебойно. При этом настоящие ценители качественного звука постоянно улучшают качество звука в акустической 16 см полосной или иной системе.

Автомобильная акустика

Особого внимания требуют такие системы трехкомпонентной акустики, как Focal, Hertz, Pride Wild Sould 165.3, однако, перед тем, как устанавливать их на свое автотранспортное средство, стоит разобраться со всеми преимуществами и недостатками каждой из них.

Особое внимание заслуживает схема подключения авто, поскольку легче будет проделать данную процедуру самостоятельно, чем платить специалистам

Сравнить цены на Акустические системы Mission

Бося Восин ★★★★★Достоинства: использую с denon 720 для квартиры играют даже слишком сильно громко не включаю низких хватает в фильмах так вобще дом дрожит .тяжелые стоят как колонны монолит поэтому бас и глубокий и четкий .я доволен!Недостатки: надо жить в частном доме но колонки не виноваты))) Сергей Х. ★★★★★Достоинства: за такие деньги будут лучше ямахи элтакса свена и остальной чепухи…достойный напористый звукотлично подходят как для фильма так и для музыкиНедостатки: если хотите услышать всеразрушающий бас то купите к ним саб.Комментарий: брал под пионер 520…звуком доволен, качеством тоже.шипы в комплекте.не пожалел что приобрел Купить со скидкой

Особенности

Трехполосная акустика – система из трех динамиков, воспроизводящих низкие, средние и высокие частоты на отдельных полосах. Амплитудно-частотная характеристика таких систем намного лучше, чем у двухполосных устройств благодаря хорошей проработке разных тонов. Динамик отыгрывает в поршневом режиме, что делает звучание более чистым и детализированным.

Несмотря на все преимущества трехполосных систем, они имеют более высокую стоимость. Из-за особенностей конструкции, их сложнее настраивать и устанавливать. К тому же, в бюджетном сегменте трехполосная и двухполосная акустика практически не отличаются друг от друга по качеству звука.

Что такое кроссовер и с чем его едят

Схемы кроссоверов для акустики

Для начала узнаем, а зачем нужен кроссовер?Это специальное устройство, предназначенное для разделения ауди частот. Кроссоверы как бы убирают ненужные частоты, фильтруют их.

Как подключить кроссовер к акустике

К примеру, существуют такие динамики(см.Как выбрать динамики для автомагнитолы своими силами), как пищалки. Если бы не было кроссоверов, то на пищалки бы подавались все частоты, полный их пакет, вместе с НЧ и СЧ. Понятно, что это в итоге отрицательно скажется на детальности музыки. ВЧ динамики, каковыми являются пищалки, не способны воспроизводить низкие и средние звуки и присутствие несвойственных частот станет в этом случае опасной проблемой.

Схема кроссовера для акустики

Пассивный кроссовер, его плюсы и минусы

Пассивный кроссовер фильтрует сигнал своими конденсаторами, резисторами и катушками. В результате именно этого и выявляется первый недостаток таких кроссоверов – потеря мощности.

Кроссоверы акустических систем

Подключение пассивных кроссоверов проходит непосредственно перед динамиками. Получается таким образом, что достаточно использование всего одного усилителя(см.Как подключить к автомагнитоле усилитель и сабвуфер: сам себе мастер), что является несомненным плюсом пассивных кроссоверов.

Пассивные кроссоверы продаются отдельными блоками или в комплекте с акустикой, обычно двухполосной или более.
Среди недостатков пассивных кроссоверов можно выделить ограниченную пиковую нагрузку, что влечет за собой скорый выход из строя.

Пассивный цифровой кроссовер

Активный кроссовер, его плюсы и минусы

Используется активный кроссовер перед усилителем. Поэтому использование одного усилителя в данном случае просто невозможно.В случае с активным кроссовером каждый динамик, будь то пищалка или НЧ динамик, используют отдельный канал усилителя.

Преимуществом активного кроссовера можно назвать то, что в отличие от пассивного, он дает возможность точной настройки срезов. Именно этот фактор и определяет в большей части стоимость такого кроссовера, который дороже своего оппонента.

Отличия между активными и пассивными кроссоверами

Начнём сравнение с пассивного кросовера. Из практики известно, что пассивный кроссовер является самой распространенной и чаще всего встречающейся на рынке разновидностью. Исходя из названия, можно понять, что пассивным не требуется дополнительное питание. Соответственно, владельцу транспортного средства проще и быстрее установить аппаратуру в своей машине. Но, к сожалению, быстрота не всегда гарантирует качество.

Из-за пассивного принципа схемы системе требуется забирать часть энергии из фильтра на обеспечение его работы. При этом реактивным элементам свойственно изменять сдвиг по фазе. Конечно, это не самый серьезный недостаток, но владелец не сможет тонко корректировать частоты.

Избавиться от этого недостатка позволяют активные кроссоверы. Дело в том, что, хотя и устроены они куда сложнее пассивных, но в них поток аудио фильтруется значительно лучше. Благодаря наличию не только катушек и емкостей, но и дополнительных полупроводниковых элементов, разработчикам удалось значительно уменьшить размеры устройства.

Они редко встречаются в качестве отдельной аппаратуры, но в любом автомобильном усилителе, как составная часть присутствует активный фильтр. Из-за пассивного принципа схемы системе требуется забирать часть энергии из фильтра на обеспечение его работы. При этом реактивным элементам свойственно изменять сдвиг по фазе. Конечно, это не самый серьезный недостаток, но владелец не сможет тонко корректировать частоты.

Они редко встречаются в качестве отдельной аппаратуры, но в любом автомобильном усилителе, как составная часть присутствует активный фильтр.

МЕД & ДЁГОТЬ

Эта комбинация из трёх первоклассных полосных излучателей – натуральный High End, поэтому требует профессиональной установки и настройки, без вариантов. Самодеятельность исключается. Расчёт и изготовление акустического оформления НЧ-динамика, выверенное расположение СЧ и ВЧ, тщательная настройка начинающему энтузиасту car audio просто не по силам, да и опыт здесь нужен. С пассивным кроссовером получается неплохо – но до конца раскрыть потенциал этой великолепной акустики можно (и нужно) только в поканальном включении. А никто не обещал, что будет легко и просто. Зато в конце пути ждёт ни с чем несравнимое звучание.

Цена вопроса:

Комплект BLAM S 165 M3 – 181 960 руб.
Комплект BLAM S 165 M3 A – 160 970 руб.
Комплект BLAM S 165 M2 FR – 150 970 руб.
Комплект BLAM S 165 M2 FR A– 130 980 руб.
Комплект BLAM S 165 M2 mg – 133 970 руб.
Комплект BLAM S 165 M2 mg A – 113 980 руб.
Мидбасы BLAM WS 6 – 75 990 руб.
Твитеры BLAM TSM 25S45 – 22 990 руб.
Твитеры BLAM TSM 25MG45 – 29 990 руб.
Твитеры BLAM TSM 25MG70 – 37 990 руб.
Мидтвитер BLAM OS 80 GLOSSY – 42 990 руб.
Широкополосники BLAM MS 3 – 54 990 руб
Кроссовер BLAM FILTREMULTIXWT – 19 990 руб.
Кроссовер BLAM FILTREMULTIXWM – 19 990 руб.
Кроссовер BLAM FILTREWMSUPERC – 20 990 руб.

Особенности настройки

Чтобы в результате получить качественный автозвук, необходимо правильно подобрать частоту среза. При использовании активного трех полосного кроссовера следует определить две частоты среза. Первая точка будет обозначать грань между низкой и средней частотой, вторая – границу между средней и высокой. Владельцу автомобиля перед подключением кроссовера необходимо всегда помнить о том, что необходимо правильно подбирать частотные характеристики динамика.

Ни в коем случае не следует подавать на них частоты, на которых они попросту не смогут нормально работать. В противном случае это приведет не только к ухудшению качества звучания, но и к уменьшению срока эксплуатации.

Какие бывают

Лучшие производители наполнили рынок высококачественной аудиотехникой для авто. Весь выпускаемый товар классифицируется по различным признакам, исходя из назначения, основных характеристик, конструктивных особенностей и так далее. Выделяют два типа систем:

Коаксиальные головки. В основе лежит НЧ – СЧ динамик, над диффузором которого установлена ВЧ – головка на стойке или кронштейне. Устройство не занимает много свободного пространства, позволяет смонтировать изделие самостоятельно. Однако, высокое качество звука отсутствует.

легко и просто устанавливаются;
недорогие;
просто и легко регулировать настройки;
качественный звук даже в бюджетных моделях.

Недостатки:

качество воспроизведения уступает компонентной акустике.

Профессиональная продукция, сложная и дорогостоящая. За высокие, средние и низкие частоты отвечают отдельные динамики. Укомплектованы пассивными и активными фильтрами или кроссоверами – устройствами, благодаря которым происходит разделение звукового сигнала на ВЧ и НЧ – СЧ. Дает возможность добиться максимально качественно воспроизведения.

Плюсы:

возможность выстраивания акустической сцены;
получается чистое, громкое и объемное звучание;
самые хорошие модели станут подспорьем при проведении вечеринок и корпоративов.

Минусы:

не каждый разберется, как установить;
по значительной цене;
сложность в настройке звучания;
ошибки при выборе места монтажа допускать нельзя;
необходимость пользоваться услугами профессионалов.

Варианты типоразмеров

В настоящее время популярные модели выпускаются в трех основных калибрах до 20 см:

16,5 – 17 сантиметров (6,5 – 7 дюймов);
13 сантиметров (5,25 дюймов);
10 сантиметров (4 дюйма).

На полках отечественных магазинов можно найти и восьмидюймовые (20-тимантиметровые) акустические системы.

Различия по форме

Производителями выпускаются изделия эллиптической и круглой формы. Последние применяются в компонентной акустике. Эллиптические, в основном, используются для производства коаксиальных моделей.

Материал диффузора

При изготовлении резонаторов используются такие основные материалы:

Вид
Описание
Шелк
Присутствует в купольных ВЧ — динамиках. Чтобы сделать материал жестким, его пропитывают специальными составами.
Кевлар
Экзотический вариант. Аналог стеклоткани, но отличается особой прочностью и значительной ценой.
Прессованный картон или бумага
Классика жанра. Самый актуальный материал. Воспроизводит звук с максимальной достоверностью и качеством. Обработана специальной пропиткой, улучшающей качество и сопротивление отрицательным воздействиям окружающей среды. Не боится влажности.
Алюминий
Не нашел широкого применения в связи с дороговизной. Обеспечивает максимальное качество воспроизведения с минимальными искажениями

На что обратить внимание при выборе? На наличие недостатков. По мнению покупателей, безграмотный подход к постройке АС в машину негативно скажется на качестве звука.
Стеклоткань
Отличается интересным внешним видом, приемлемой стоимостью, неплохими звуковыми характеристиками.
Полипропилен
Относится к недорогим и качественным материалам

Отличительные особенности – прочность и небольшой вес, а также отменные декоративные качества. Пользуется большой популярностью.

Предназначение

Кроссовер – это специальное устройство в структуре акустической системы, предназначенное для подготовки требуемого частного диапазона для каждой из установленных звуковых колонок. Последние разработаны для эксплуатации в пределах определённых частотных диапазонов. Выход частоты сигнала, подаваемого на колонку за границы диапазона может привести, как минимум, к искажениям воспроизводимого звука, например:

при подаче слишком низкой частоты исказится звуковая картина;
при подаче слишком высокой частоты владелец стереосистемы столкнётся не только с искажением звука,но и с выходом из строя твитера (высокочастотного динамика).Он может просто не выдержать этого режима работы.

В нормальных условиях задачей высокочастотного динамика является воспроизведение звука только высокой частоты, низкочастотного, соответственно, низкой. Полоса же, средних частот подаётся на мидвуфер – динамик, отвечающий за звучание средних частот.Исходя из вышесказанного, чтобы качественно воспроизвести автозвук, надо выделить соответствующие полосы частот и подать их на конкретные динамики. Для решения этой задачи и применяется кроссовер.

Устройство кроссовера

Конструктивно в кроссовер входит пара частотных фильтров, работающих следующим образом: например, если частота разделения установлена в 1000 Гц, один из фильтров будет выделять частоты ниже этого показателя. А второй – обрабатывать только полосу частот, превышающих заданную отметку. У фильтров есть свои названия: лоу-пасс – для обработки частоты ниже тысячи герц; хай-пасс – для обработки частоты выше тысячи герц.

Итак, выше был представлен принцип, по которому работает двухполосный кроссовер. На рынке существует и продукция трехполосного типа. Основное отличие, как становится понятно из названия, это третий фильтр, обрабатывающий среднюю полосу частот, от шестисот до пяти тысяч герц.

Технические особенности

В большинстве современных кроссоверов присутствуют катушки индуктивности и конденсаторы. В зависимости от количества и качества изготовления этих реактивных элементов, обусловлена стоимость готового изделия.Для чего же в полосной кроссовер входят катушки и конденсаторы? Причина в том, что это самые простые реактивные элементы. Они без особых трудностей обрабатывают разные частоты звукового сигнала.

Конденсаторы могут выделять и обрабатывать высокие частоты, в то время как катушки нужны для регулирования низких. Грамотно используя эти свойства, в результате можно получить самый простой частотный фильтр. Здесь нет смысла углубляться в сложные законы физики и приводить в качестве примера формулы. Тот, кто хочет более подробно ознакомиться с теоретическими основами, без труда найдёт информацию в учебниках или интернете. Профильным специалистам достаточно освежить в памяти принцип работы сетей LC-CL типа.

Количество реактивных элементов влияет на показатель разрядности кроссовера. Цифрой 1 обозначается один элемент, 2 – соответственно, два. В зависимости от количества и схемы подключения элементов, система по-разному осуществляет фильтрацию неподходящих частот для конкретного канала.

Есть смысл предположить, что большее количество применённых реактивных элементов делает процесс фильтрации лучшим. Схема фильтрации ненужных частот для конкретного канала имеет свою характеристику, называемую крутизной спада.

Называется оно чувствительностью. В зависимости от этого показателя, продукция разделяется на четыре категории:

модели первого порядка;
модели второго порядка;
модели третьего порядка;
модели четвертого порядка.

КРОССОВЕР

В эпоху звуковых процессоров и многоканального усиления пассивный кроссовер уже не обязателен, но приверженцы pure passive ещё не перевелись. Поэтому кроссовер в комплекте есть, и сделан он с хитростью – в корпусе фильтр только на две полосы, для НЧ и СЧ. А для твитера в коробку вложены два плёночных конденсатора на 4,7 мкФ.

Среднечастотный излучатель обозначен On Stage, чтобы сразу было ясно – он для формирования сцены. Полярность включения головок предложена одинаковая, но на практике полярность подключения СЧ стоит уточнить «по месту»

ФНЧ мидбаса – второго порядка. ФВЧ среднечастотника регулируемый, с выбором частоты раздела и порядка (первого или второго)