Как изменить частоту среза кроссовера

Всем хой!

Прежде чем подробно писать про кроссоверы, хотелось бы вкратце пройтись по теме целевых АЧХ. Некоторые пренебрегают этим, яростно утверждая, что настраивать систему по АЧХометру — сродни поклонению бесу, потому что слушать же музыку надо, а не АЧХ. Но многие другие при этом молча контролируют настройку по прибору и в ус не дуют:)

Почему же настройка по АЧХ — зло? Да очень просто. Потому что дилетанты, взяв в руки АЧХометр, не размениваясь на нюансы, пытаются тупо вывести АЧХ в горизонт. А потом удивляются, что система звучит безжизненно. Чуть более провдинутые товарищи преследют другой пронцип: АЧХ не должна иметь резких выбросов и провалов и причёсывают только их.

Я же предлагаю шагнуть на беспрецедентно другой уровень: познакомиться с понятием «Целевая АЧХ» и разобраться, какие нюансы ЧХ стоит править, а какие — нет.

Что же такое Целевая АЧХ? Это такая штука, к которой мы стремимся, выводя тональный баланс системы сначала фильтрами, а потом эквалайзером. Т.е., настраивая систему, мы должны заранее понимать, к какой АЧХ мы стремимся.

Чтобы не сильно размусоливать эту тему, я вам дам несколько вариантов целевой АЧХ. Каждый из них даёт живой, драйвовый звук (если остальной тракт достаточно прозрачен). Каждый из них можно модифицировать под себя (чуть ниже расскажу как). Выбирать надо тот, который проще всего без эквализации достичь в вашей системе.

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Если интересно, могу написать отдельный пост, в котором разберу какая частота на что влияет.

Что касается модификации. Если брать за основу линию средних частот (на каждом графике — красная), то, в зависимости от ваших вкусовых предпочтений, можно менять уровень всех подъёмов. Хочется более комфортных ВЧ — убираем их уровень. Хочется более мощного баса — поднимаем его уровень. В зависимости от предпочтений по громкости: если любите слушать очень громко, то старайтесь делать АЧХ более приближенной к горизонтали. Если наоборот, тихо, то можно смело задирать все горбы.

С целевыми кривульками более-менее разобрались, теперь перейдём к кроссоверам. Наша основная и самая важная задача — подобрать для динамиков такие срезы, чтобы, стыкуясь с соседними полосами, они «автоматически» давали нам целевую АЧХ.
Есть ещё пара правил:
1) Перехлёст полос, когда обе полосы имеют в месте пересечения горизонтальные графики, недопустим — там возникнет горб + будут проблемы с фазировкой.

Суммарная АЧХ не будет плавной, т.к. Во всем диапазоне перехлёста будет разный поворот фаз

2) Чем больше соседние дипазоны пересекаются наклонными участками, тем более собранным ухо воспринимает стык полос (и меньше геморроя с фазировкой)

Суммарная АЧХ обоих вариантов будет одинаковая. Но на слух левый вариант будет восприниматься собранне, сфокусированне и живее.

Что касается типа фильтров (Линквиц-Райли/Баттерворт/Бессель): основное их отличие — добротность, которая влияет на «скорость» перехода от горизонтальной линии пропускаемой полосы к наклонной линии «границы» среза.

Красный — Линквиц-Рейли, зелёный — Бессель, синий Баттерворт

Порядок фильтров влияет не только на уровень наклона «границы» среза, но и на то, насколько «переходная» кривая забирается внутрь пропускаемого диапазона.

чёрная точка — уровень -3дБ, по которому мы определяем частоту среза фильтра. Красный график начинает падать уже от 200Гц, зелёный — от 400, и только синий — от 500Гц. Хотя частота среза у всех одинаковая — 600Гц.

Именно поэтому я стараюсь на басу использовать более крутые порядки срезов: зачастую саб не вывозит 70Гц, а мидбас даёт их слишком ровно. И если мидбас порезавть на 63Гц вторым порядком, то 70Гц будут слишком ослаблены.

А теперь самый главный момент, который ВАЖНО осознать! Динамик имеет собственную АЧХ, которая имеет отражение и на ФЧХ. И когда мы настраиваем кроссовер, мы должны учитывать собственную АЧХ динамиков, чтобы получить адекватную фазу и правильные стыки полос. Выбирая правильный нечетный порядок фильтра мы можем получить чётный порядок конечного спада АЧХ. Выбирая в одной полосе Юаттерворт, а в другой полосе Линквиц-рейли мы можем состыковать ровный динамик (баттерворт) и динамик с горбом возле стыка (линквиц рейли + горб = у реального сигнала характеристика баттерворта). Используя собственный спад динамиков мы можем применять далеко от реальной частоты стыка очень крутые фильтры, которые вообще не будут влиять на полезный сигнал от этого динамика.

По большому счёту, данной информации уже достаточно, чтобы понять, как выбирать частоты и порядки срезов на практике. Но я, пожалуй, разберу настройку кроссовера на примере одной конкретной машины.

АЧХ ВЧ с подрезкой на 1кГц максимально крутым порядком снизу

АЧХ СЧ с подрезкой на 100Гц максимально крутым порядком снизу

АЧХ мидбасов в полную полосу

АЧХ сабвуфера в полную полосу

ВЧ немного подэквализируем, чтобы выровнять лево и право, заодно слегка поправим самый верх. В качестве фильтра — 3200/24 баттервортом. Тут никаких эксцессов нет, АЧХ ровная в этом месте. Вот, что получается:

СЧ снизу 450/36 линквиц. Причём, слева поддушиваем горб, чтобы он не мешал на стыке полос. Сверху СЧ сами хорошо падают. Для того, чтобы они меньше мешали пищалкам на самом верху, на всякий случай подрезаем таки, но на самом верху диапазона — 6000/24 тоже Линквиц, чтобы спад на стыке с ВЧ сделать чуть круче

У мидбасов благодаря салонному провалу на 500Гц, уже от 400Гц начинаетсся собственный спад. Чтобы та жесть. которая происходит выше по диапазону не лезла в СЧ диапазон и не мешала настройке фазировки в будущем, обрубаам мидбас круто, но на 500Гц/42. Обратите внимание, какой получился РЕАЛЬНЫЙ срез: с плавным перегибом, прям как надо Снизу — 40Гц/42. Чтобы не красть отдачу на 50Гц и обеспечить легкий перехлёст на стыке с сабом.

Саб горбит и лезет вверх. Подрезая 50/36 Линквицем мы сбиваем горб и убирем всё лишнее из рабочего диапазона мидбаса. Паолучается вот такая красотуля:

Вот такая АЧХ получилась в финале побортно:

ЗЫ Обещал анализ моего опросника.
На отдельный пост не тянет. Выводы очень простые:
— все хотят, чтобы звук в первую очередь завораживал. А точность — уже на втором месте
— Основная масса не готова тратить на звук больше 100тыр
— Из тех, кто считает, что система должна стоить 100тыр, готовы на неё столько потратить только половина. Остальные готовы потратить только 50 тыр. Та же статистика и среди тех, кто считает, что система должна стоить 200тыр. Только половина готова потратить на неё всю сумму. Остальные ищут, на чём скроить.

Эта статистика касается в основном моих подписчиков и их подписчиков. Она, конечно же, не отражает на 100% ситуацию на рынке караудио. Но позволяет задуматься:)

ЗЗЫ В планах два практических поста (возможно в формате видео). Один — на тему набивок сабвуфера, второй — на тему наводок. Первый я буду делать вместе с kfsound, а вот для второго мне нужен «подопытный кролик»! Что нужно, чтобы было в системе:
1) Головное устройсто с линейными выходами (в том числе штатка с выпаянными линейниками)
2) процессор, подключенный к ГУ по линейникам
3) один-два усилителя
Надо, чтобы это всё было уже установлено, но с лёгким доступом ко всей проводке. В подарок за участие по традиции бесплатная настройка:)

Так шта репост приветствуется!

Кроссовер

Кроссовер (от англ. Crossover) — музыка, в которой происходит смешение двух (или более) стилей (или тем), и одно из названий кроссовера – ФИЛЬТР.

Как можно понять из названия, Кроссовер – это фильтр звукового сигнала который разделяет входящий сигнал на диапазоны частот и используется в акустических системах автомобиля для улучшения качества звучания. Всё дело в том, что нет такого динамика который мог-бы воспроизводить весь диапвзон частот, даже если он и широкополостный. А чтобы звучал весь диапазон, нужно несколько динамиков с разными характеристиками передачи частотного сигнала и чем больше динамиков, тем качественее и интереснее звуковая отмосфера, но и каналов кроссовера должно быть столько, сколько типов динамиков используется в акустической системе.

К примеру: высокочастотные динамики (твитеры) должны работать только с высокими частотами, если на высокочастотный динамик подать низкую частоту, то звуковая картина сильно испортится, а если сигнал низкочастотный и мощный, то твитер «сгорит». Низкочастотные динамики (вуферы)  должны получить от общего звукового сигнала только низкочастотный диапазон, а среднечастотным динамикам (мидвуферы) должна достается средняя полоса сигнала. Для того, чтобы каждый тип динамиков получил нужные (оптимальные) частотные полосы и нужен Кроссовер который разделит звуковой сигнал для каждого типа динамиков. 

Виды Кроссовера

Кроссоверы бывают: Однополосные (один фильтр), Двухполосные (два фильтра), трёхполосные (три фильтра), а также активные и пассивные.

Отличие между активными и пассивными кроссоверами в том, что активные состоят из компонентов, нуждающихся в источниках питания – операционных усилителях, микроконтроллерах и прочих. Пассивные кроссоверы компонуются из элементов, которые в питании не нуждаются (резисторы, конденсаторы, катушки).  Есть различие и в подключение кроссоверов: активные монтируются только перед усилителем, а что касается пассивных кроссоверов то они устанавливаються перед динамиками.

Количество фильтров в кроссовере определяет на сколько частотных полос будет разделён звуковой сигнал: 1, 2-е или 3-и. Фильтры деляться на: фильтр нижних частот (Low Pass, или ФНЧ) пропускает диапазон только низких частот, фильтр верхних частот (Hi Pass, или ФВЧ), пропускает диапазон только высоких частот  и фильтр полосно-пропускающий (Band Pass, или ППФ), который пропускает только средний диапазон частот (приблизительно от 600 Гц до 5000 Гц.) и используеться в трёхполостном кроссовере. 

Характеристики фильтров Кроссовера. 

Все фильтры характеризуются порядком и частотой среза. Частота среза — это частота, на которой уровень подавляемого сигнала становится на 3 дБ меньше , чем уровень пропускаемого сигнала ( Децибелы (дБ), это физическая характеристика громкости звука — уровень звукового давления). О порядке фильтра можно судить по крутизне характеристики затухания: чем выше порядок, тем сильнее затухание в зависимости от частоты сигнала.

Частота среза фильтра

Допустим, фильтр имеет частоту среза равную 2500 Гц. Если это фильтр нижних частот (Low Pass), то он пропускает частоты ниже 2500 Гц, а все другие идущее выше этой частоты срезает. Если фильтр высоких частот (Hi Pass) имеет частоту среза равную 2500 Гц, то он срезает все частоты которые нпиже 2500 Гц, а все что выше, пропускает. В двухполосных Кроссоверах частота среза у двух фильтров одинаковая, что не скажеш о трёхполосном Кроссовере, в нем три фильтра с разной частотой среза. На гравике 1 и 2 показаны частотные характеристики двухполосного (график 1) и трёхполостного (график 2) кроссоверов, точка пересечения линий на графиках и показывает какая частота среза у фильтров.

Порядок фильтра

Порядок фильтра или чувствительность на прямую зависит от крутизны среза. Определяется отношением интенсивности выходного сигнала в (dB) кроссовера к частоте входного сигнала при условии, что интенсивность входного сигнала постоянна и характеризуют как отношение децибел на Октаву (dB/octave)(Октава в акустике — внесистемная безразмерная единица частотного интервала между двумя частотами (f1 и f2), отношение которых f2/f1 = 2 , другими словами — частота более высокого звука в два раза больше более низкого ). В силу многих математических причин чувствительность кроссоверов всегда кратна 6 децибелам на октаву (6 dB/octave). Кроссовер первого порядка имеет чувствительность 6 dB/octave. Кроссовер второго порядка имеет чувствительность 12 dB/octave, третьего порядка — 18 dB/octave, и чувствительность кроссоверов четвертого порядка равна 24 dB на октаву.

Рассмотрим порядоки фильтров на примере нискочастотного фильтра с частотой среза 1000 Гц  (График 3). Из графика наглядго видно, что наилучшие характеристики имеет фильтр 4-го порядка, он более точно пропускает нужные частоты и срезает не нужные. На практике в кроссоверах применяются фильтры с 1-3 порядка. 

Кроссоверы Баттерворта четвертого порядка имеют высокую чувствительность равную 24 дБ на октаву, что резко уменьшает взаимовлияние динамиков в области разделения частот. Сдвиг по фазе составляет 360 градусов, что фактически означает его отсутствие. Однако величина фазового сдвига в данном случае непостоянна и может привести к неустойчивой работе кроссовера. Эти кроссоверы практически не применяются на практике. Оптимизировать конструкцию кроссовера четвертого порядка удалось Линквицу и Рили. Данный кроссовер состоит из двух последовательно соединенных кроссоверов Баттерворта второго порядка для твитера, и тоже самое для басового динамика. Чувствительность их также равна 24 дБ на октаву, однако уровень выходного сигнала на каждом фильтре меньше на 6 дБ, чем уровень выходного сигнала кроссовера. Кроссовер Линквица-Рили не имет фазовых сдвигов и позволяет проводить временную коррекцию для динамиков, не работающих в одной физической плоскости. Эти кроссоверы по сравнению с другими конструкциями дают самые лучшие акустические характеристики.

Активные и Пассивные Кроссоверы

 Активные (или электронные) кроссоверы представляют из себя множество активных фильтров, которыми можно управлять и легко изменять частоту среза любого канала. Порядок чувствительности активных кроссоверов может быть любым, от 6 Дб до 72 Дб на октаву (и выше).В основном активные кроссоверы для автомобильных аудиосистем имеют чувствительность 24 Дб на октаву. При такой чувствительности обмен частотами между динамиками практически исключен. Звуковая картина получается очень качественной. Единственный недостаток активных кроссоверов, — это их дороговизна по сравнению с пассивными. После активного кроссовера устанавливаются два или три усилителя мощности в зависимости на сколько полос разделяеться звуковой сигнал, что ещё больше удорожает и усложняет реализацию акустической системы автомобиля.

Устройство пассивного кроссовера представляет собой корпус, около 120х60х40 мм с входными и выходными контактами, или других размеров в зависит от конструкции. Внутри находиться печатная плата с фильтрами частотного сигнала, состоящих из элементов (резисторы, конденсаторы, катушки) которые соеденины между собой должным образом. Пассивные кроссоверы обрабатывают уже усиленный сигнал и устанавливаются перед динамиками. Возможности пассивных кроссоверов ограничены по сравнению с активными, однако их правильное применение может дать хорошие результаты при минимальных финансовых затратах. Пассивные кроссоверы хорошо себя зарекомендовали при требовании к порядку чувствительности менее 18 дБ на октаву. Выше этого предела хорошо работают только активные кроссоверы. Пассивные кроссоверы в основном применяются для обработки сигнала твитеров и среднечастотных динамиков. Для низкочастотных динамиков эти кроссоверы применять можно, однако резко возрастает требование в качеству конденсаторов и катушек индуктивности, что приводит к их удорожанию и увеличению в размерах. Пассивные кроссоверы плохо переносят перегрузки. Пиковые интенсивности сигнала, поступающие от усилителя, могут менять частоту среза фильтров. Кроме того, перегруженный фильтр ослабляет звуковой сигнал (damping). Поэтому при выборе пассивных кроссоверов обращайте внимание на их способность выдерживать пиковые нагрузки, создаваемые усилителем.

Каждый современный динамик довольно ограничен в своих возможностях, так как не способен воспроизвести весь спектр звуковых частот. Его эффективная работа определена определенным диапазоном воспроизводимых частот, причем ширина этого диапазона довольно небольшая. Ограничения по частоте связаны с резонансной частотой подвижной системы его конструкции (верхняя граница) и механическими свойствами диффузора, такими как масса и жесткость (нижняя граница). Звук, выходящий за пределы частотного диапазона динамика, искажается, либо существенно снижается звуковое давление. Напомним, что человеческое ухо воспринимает звуковые сигналы частотой 20 -20 000 Гц, это довольно широкий диапазон и он точно шире диапазона, который может выдавать любой динамик. Выход есть: использовать несколько динамиков! Гениально, правда? Осталось только разделить весь диапазон звукового сигнала на диапазоны для отдельных динамиков, входящих в акустическую систему. И в этом нам помогают кроссоверы звука.

Что такое кроссовер звука? Это встроенное или отдельное устройство, призванное разделять звук на частотные диапазоны для определенных типов динамиков. Это своего рода фильтр, который отсекает ненужные частоты, пропуская только определенный диапазон. Дело в том, что конструкция динамиков предполагает их работу на определенной частоте, иначе звуковая картина портится, либо динамики просто могут выйти из строя. Например, твитер рассчитан на воспроизведение высоких частот и подача сигнала низкой частоты, да и еще и высокой мощности может привести к тому, что динамик просто «сгорит». Поэтому следуем простому правилу: на высокочастотные динамики подаем высокие частоты, на низкочастотные -низкие, а на среднечастотные (мидвуферы) – средние. Всё просто, не так ли? Осталось только разделить входной сигнал по соответствующим частотным диапазонам. Этим и занимается кроссовер.

Кроссовер представляет собой пару электрических фильтров, обрезающих «лишние» частоты. Поэтому основной характеристикой фильтра является частота среза – это минимальная частота пропускаемого сигнала, частоты ниже будут фильтром срезаны. Например, частота среза двухполосного кроссовера 1000 Гц означает, что один фильтр кроссовера (high-pass фильтр) пропускает только частоты выше 1000 Гц, остальные срезает, другой фильтр (low-pass) наоборот, пропускает частоты ниже 1000 Гц, срезая высокие. Трехполосные кроссоверы имеют еще и среднечастотный фильтр (band-pass), пропускающий только средний диапазон частот.

На графике частоты среза кроссовера можно определить как точки пересечения двух или трех кривых. 

Порядок чувствительности кроссоверов

Порядок чувствительности — это одна из основных характеристик кроссовера, показывающая как относится интенсивность выходного сигнала кроссовера (выраженная в Дб (dB)) к частоте входного сигнала при постоянной интенсивности входного сигнала. Чувствительность или крутизна среза характеризуется отношением dB/octave и она всегда кратна 6. Так кроссовер первого порядка имеет чувствительность 6 dB/octave, второго — 12 dB/octave, третьего — 18 dB/octave, четвертого — 24 dB/octave. Что это означает? Рассмотрим на примере.

Например low-pass фильтр третьего порядка с частотой среза 100 Гц срезает частоты выше 100 Гц, и срезание это будет по следующей схеме: частоты выше 100 Гц потеряют на выходе из фильтра свою интенсивность кратно 18 dB в зависимости от октавы, в которую они входят. Таким образом, частота 200 Гц (первая октава выше частоты среза) потеряет свою интенсивность на 18 Дб, интенсивность частоты в 400 Гц (вторая октава) упадет 36 Гц, а третья октава (800 Гц) ослабеет на 54 Дб и т.д. Менее чувствительный low-pass фильтр первого порядка будет делать то же самое, только ненужные октавы будут ослабевать не на 18 Дб, а на 6 Дб в зависимости от октавы.

Таким образом, фильтры в кроссовере не сразу срезают ненужные частоты, а постепенно с разной чувствительностью в зависимости от своего порядка. 

Кроссоверы четвертого порядка практически не применяются на практике. Конструкция кроссовера четвертого порядка была усовершенствованна Линквицем и Рили, которые соединили последовательно два кроссовера Баттерворта второго порядка для твитера, и то же самое для басового динамика. Кроссовер Линквица-Рили не имеет фазовых сдвигов и позволяет проводить временную коррекцию для динамиков, не работающих в одной физической плоскости. Данные кроссоверы имеют самые лучшие акустические характеристики. 

Пассивные и активные кроссоверы

Как вы, наверное, уже догадались, активный кроссовер требует внешнего питания, пассивный — нет. Но это не все отличия между этими двумя типами кроссоверов.

Активный кроссовер обрабатывает сигнал, поступающий с предусилителя головного устройства и в звуковой системе подключается до усилителя мощности. Причем обычно это два-три усилителя (в зависимости от кроссовера: двух- или трехполосный), так как каждый сигнал, полученный на выходе из кроссовера, нужно усиливать отдельно от других. Активные кроссоверы обходятся недешево, поэтому используются в дорогих звуковых системах высокого качества. 

 Активные (они же электронные) кроссоверы содержат множество активных фильтров, управляя которыми, можно с легкостью изменять частоту среза любого канала. Активные кроссоверы могут иметь любой порядок чувствительности. Активные кроссоверы имеют только один недостаток – стоимость.

В отличие от активного, пассивный кроссовер получает сигнал с усилителя, поэтому устанавливаются непосредственно перед динамиками. И хотя акустические возможности пассивных кроссоверов более скромные, чем акустических, грамотное их применение поможет получить хорошие результаты и сэкономить финансы.

При чувствительности кроссовера менее 18 dB/octave пассивные кроссоверы работают очень неплохо, при большей чувствительности хороший результат обеспечат только активные кроссоверы. Сфера применения пассивных кроссоверов распространяется, как правило, на твитеры и среднечастотные динамики. При их использовании для низкочастотных динамиков необходимо быть уверенным в высоком качестве конденсаторов и катушек, что определяет стоимость таких кроссоверов, приближая ее к стоимости активных кроссоверов.

Особое внимание при выборе пассивного кроссовера нужно уделять его способности выдерживать пиковые нагрузки, которые создает усилитель. В целом, пассивные кроссоверы переносят перегрузки плохо. К тому же пиковые интенсивности сигнала, которые поступают от усилителя, могут менять частоту среза фильтров. Ко всему прочему, перегруженный фильтр ослабляет звуковой сигнал (дэмпинг).

Настройка кроссовера 

Настройка кроссовера в основном заключается в правильном выборе частоты или частот среза. Для трехполосного кроссовера необходимо определить две частоты среза (две точки на графике), первая из которых определяет частоту среза для сабвуфера (low-pass) и начало среднечастотного диапазона для мидвуфера, а вторая — определяет частоту окончания среднего диапазона и начальную частоту высокочастотного диапазона для твитера (high-pass). В процессе настройки ориентироваться стоит исключительно на частотные характеристики динамиков, не перегружая «лишними» для них частотами.

Некоторые кроссоверы позволяют настроить не только частоту среза того или иного фильтра, но отрегулировать и крутизну спада амплитудно-частотной характеристики. Активные кроссоверы также позволяют настроить фильтры подавления инфранизких частот.

Если в акустической системе используют активные сателлиты и пассивный сабвуфер с усилителем, то звуковая картина часто звучит не совсем привлекательно: их звуковые потоки будут мешать друг другу, накладываясь и создавая резонансы либо провалы звучания. Исправить ситуацию можно двумя способами: использовать усилитель с кроссовером либо использовать общий усилитель для сабвуфера и сателлитов, но саб должен иметь в этом случае встроенный кроссовер (как, например, модель BEHRINGER B1800X PRO EUROLIVE).

Надеемся, информация была вам полезна. Также полезна, как кроссоверы в организации звучания акустических систем. Успехов в творчестве!

Кроссоверы — это устройства в звуковых системах, которые создают нужные рабочие частотные диапазоны для динамиков. Динамики сконструированы таким образом, чтобы работать в определенном частотном диапазоне. Они не приемлют частоты, не входящие в эти рамки. Если на высокочастотный динамик (твитер) подать низкую частоту, то звуковая картина испортится, а если сигнал еще и мощный, то твитер «сгорит».

Высокочастотные динамики должны работать только с высокими частотами, а низкочастотные динамики должны получить от общего звукового сигнала только низкочастотный диапазон. Оставшаяся средняя полоса достается среднечастотным динамикам (мидвуферы). Следовательно, задача кроссоверов заключается в разделении звукового сигнала на нужные (оптимальные) частотные полосы для соответствующих типов динамиков.

Проще говоря, кроссовер — это пара электрических фильтров. Допустим, кроссовер имеет частоту среза равную 1000 Гц. Это означает, что один из его фильтров срезает все частоты ниже 1000 Гц и пропускает только частоты выше 1000 Гц. Такой фильтр называют high-pass фильтром. Другой фильтр, пропускающий частоты ниже 1000 Гц называется low-pass, . Графически работа этого кроссовера представлена на рисунке 3. Точка пересечения двух кривых есть частота среза кроссовера равная 1000 Гц. В трехполосных кроссоверах присутствует еще и среднечастотный фильтр (band-pass), который пропускает только средний диапазон частот (приблизительно от 600 Гц до 5000 Гц.) На рисунке изображена частотная характеристика трехполосного кроссовера.

Порядок чувствительности

Порядок чувствительности — это отношение интенсивности выходного сигнала (dB) кроссовера к частоте входного сигнала при условии, что интенсивность входного сигнала постоянна. Обычно чувствительность (крутизну среза) характеризуют как отношение dB/octave.

В силу многих математических причин чувствительность кроссоверов всегда кратна 6 децибелам на октаву (6 dB/octave). Кроссовер первого порядка имеет чувствительность 6 dB/octave. Кроссовер второго порядка имеет чувствительность 12 dB/octave, третьего порядка — 18 dB/octave, и чувствительность кроссоверов четвертого порядка равна 24 dB на октаву.

Рассмотрим low-pass фильтр третьего порядка с частотой среза равной 100 Гц. Как уже говорилось выше, этот кроссовер пропустит только частоты ниже 100 Гц, а частоты выше 100 Гц срежет.

Срезание частот будет происходить следующим образом: все частоты выше 100 Гц будут терять на выходе из фильтра свою интенсивность кратно 18 dB в зависимости от октавы, в которую они входят. То есть, частота в 200 Гц (первая октава выше частоты среза) потеряет свою интенсивность на 18 Дб, интенсивность частоты в 400 Гц (вторая октава) упадет на 36 Дб, а третья октава (800 Гц) ослабеет на 54 Дб. И так далее, все последующие октавы будут ослабевать кратно 18 Дб. Менее чувствительный low-pass фильтр первого порядка с частотой среза в 100 Гц будет делать тоже самое, только ненужные октавы будут ослабевать не на 18 Дб, а на 6 Дб.

Как видим, фильтры, из которых состоят кроссоверы, не могут сразу срезать ненужные частоты, а делают это постепенно, с разной чувствительностью в зависимости от своего порядка.

Кроссоверы первого порядка

Кроссоверы первого порядка — это простейший пассивный кроссовер, который состоит из одного конденсатора, и одной катушки индуктивности. Конденсатор работает как high-pass фильтр для защиты твитера от ненужных низких и средних частот. Катушка используется как low-pass фильтр. Чувствительность кроссоверов первого порядка низкая — всего 6 Дб на октаву. Положительная черта этих кроссоверов -отсутствие фазового сдвига между твитером и другим динамиком.

Кроссоверы второго порядка

Кроссоверы второго порядка  — также называют кроссоверами Баттерворта, по имени создателя математической модели этих кроссоверов. Конструктивно они состоят из одного конденсатора и катушки на твитере и одного конденсатора и катушки на низкочастотном динамике. Они обладают более высокой чувствительностью, равной 12 Дб на октаву, но дают фазовый сдвиг в 180 градусов, что означает несинхронный ход мембран твитера и другого динамика. Для устранения этой проблемы необходимо поменять полярность подключения проводов на твитере.

Кроссоверы третьего порядка

Кроссоверы третьего порядка — у таких кроссоверов на твитере ставится одна катушка и два конденсатора, тогда как на динамике низкой частоты наоборот. Чувствительность таких кроссоверов равна 18 Дб на октаву, и они имеют хорошие фазовые характеристики при любой полярности. Негативная черта кроссоверов III-го порядка — неприемлемость использования временных задержек для устранения проблем, связанных с динамиками не излучающими на одной и той же вертикальной плоскости.

Кроссоверы четвертого порядка

Кроссоверы четвертого порядка — кроссоверы Баттерворта четвертого порядка имеют высокую чувствительность равную 24 дБ на октаву, что резко уменьшает взаимовлияние динамиков в области разделения частот. Сдвиг по фазе составляет 360 градусов, что фактически означает его отсутствие. Однако величина фазового сдвига в данном случае непостоянна и может привести к неустойчивой работе кроссовера. Эти кроссоверы практически не применяются на практике.

Оптимизировать конструкцию кроссовера четвертого порядка удалось Линквицу и Рили. Данный кроссовер состоит из двух последовательно соединенных кроссоверов Баттерворта второго порядка для твитера, и тоже самое для басового динамика. Чувствительность их также равна 24 дБ на октаву, однако уровень выходного сигнала на каждом фильтре меньше на 6 дБ, чем уровень выходного сигнала кроссовера. Кроссовер Линквица-Рили не имет фазовых сдвигов и позволяет проводить временную коррекцию для динамиков, не работающих в одной физической плоскости. Эти кроссоверы по сравнению с другими конструкциями дают самые лучшие акустические характеристики.

Конструирование пассивных кроссоверов

Как говорилось выше, пассивный кроссовер состоит из конденсаторов и катушек индуктивности. Для того, чтобы собрать пассивный кроссовер первого порядка необходимо иметь один конденсатор и одну катушку индуктивности. Конденсатор устанавливается последовательно на твитер (high-pass filter), а катушка последовательно на вуфер (low-pass filter). Номинальные значения индуктивности для катушки ((H — микрогенри) и емкости ((F — микрофарады) приводятся в таблице в зависимости от желаемой частоты среза кроссовера и сопротивления динамиков.

Кроссовер I порядка (6 dB/octave)

К примеру, подберем емкость и индуктивность для кроссовера с частотой среза 4000 Гц при сопротивлении динамиков 4 Ом. Из вышеприведенной таблицы находим, что емкость конденсатора первого порядка должна быть равной 10 мФ, а индуктивность катушки 0.2 мГ.

Для определения номинальных значений компонентов для кроссовера второго порядка (12 дБ/октава) необходимо значения из этой же таблицы для конденсатора умножить на коэффициент равный 0.7, а значение для катушки индуктивности умножить на коэффициент 1.414. Надо помнить, что для кроссовера второго порядка необходимо два конденсатора и две катушки индуктивности. Составим кроссовер второго порядка для частоты среза 4000 Гц. Для определения значений для обоих конденсаторов умножаем значение из таблицы 10 мФ на коэффициент 0.7 и получим 7мФ. Далее, значение индуктивности 0.2 мГ умножим на коэффицент 1.414 и получим значение индуктивности для каждой катушки 0.28 мГ. Один из этих конденсаторов устанавливается последовательно на твитер, а второй параллельно на вуфер. Одна катушка параллельно на твитер, а вторая последовательно на вуфер.

Пассивные и активные кроссоверы

Отличие между эти двумя типами кроссоверов очень простое. Активный кроссовер требует подвода питания извне, а пассивный — нет. В силу этого активный кроссовер занимает место в звуковой системе до усилителя, обрабатывая звуковой сигнал с предусилителя головного устройства (допустим, автомагнитолы).

Далее, после активного кроссовера устанавливаются два или три усилителя мощности. Один усилитель в этом случае не ставится, так как нет смысла разделенные активным кроссовером сигналы сводить в усилителе в единый сигнал. Разделенные сигналы надо усиливать по отдельности. Как видим, активные кроссоверы применяются в дорогих звуковых системах высокого качества.

Пассивные кроссоверы обрабатывают уже усиленный сигнал и устанавливаются перед динамиками. Возможности пассивных кроссоверов ограничены по сравнению с активными, однако их правильное применение может дать хорошие результаты при минимальных финансовых затратах. Пассивные кроссоверы хорошо себя зарекомендовали при требовании к порядку чувствительности менее 18 дБ на октаву. Выше этого предела хорошо работают только активные кроссоверы.

Пассивные кроссоверы в основном применяются для обработки сигнала твитеров и среднечастотных динамиков. Для низкочастотных динамиков эти кроссоверы применять можно, однако резко возрастает требование в качеству конденсаторов и катушек индуктивности, что приводит к их удорожанию и увеличению в размерах. Пассивные кроссоверы плохо переносят перегрузки. Пиковые интенсивности сигнала, поступающие от усилителя, могут менять частоту среза фильтров. Кроме того, перегруженный фильтр ослабляет звуковой сигнал (damping). Поэтому при выборе пассивных кроссоверов обращайте внимание на их способность выдерживать пиковые нагрузки, создаваемые усилителем.

Активные (или электронные) кроссоверы представляют из себя множество активных фильтров, которыми можно управлять и легко изменять частоту среза любого канала. Порядок чувствительности активных кроссоверов может быть любым, от 6 Дб до 72 Дб на октаву (и выше).В основном активные кроссоверы для автомобильных аудиосистем имеют чувствительность 24 Дб на октаву. При такой чувствительности обмен частотами между динамиками практически исключен. Звуковая картина получается очень качественной. Единственный недостаток активных кроссоверов, — это их дороговизна по сравнению с пассивными.

Фазовый сдвиг

Теперь поговорим о фазовых сдвигах, которые могут возникать в звуковых системах, использующих кроссоверы. Фазовый сдвиг — это неизбежное явление, являющееся следствием конструктивных особенностей high-pass, low-pass и band-pass фильтров.

Фаза — это временная связь двух сигналов. Измеряется фаза в градусах от 0 до 360. Если два одинаковых динамика излучают звуковые волны в противоположной фазе (фазовый сдвиг 180 градусов), то происходит ослабление звука. Проблема устраняется изменением полярности на одном из динамиков.

Когда акустическая система состоит их разных динамиков, работающих в различных частотных диапазонах (твитер и мидвуфер), то устранение фазового сдвига не всегда решается простой сменой «+» на «-«. Длина волны от твитера короче, чем от мидвуфера. Поэтому фронт высокочастотной волны может достигнуть слушателя позже (или раньше) фронта среднечастотной (или низкочастотной) волны. Эта временная задержка является следствием фазового сдвига. Оптимизировать звуковую картину в данном случае можно путем физического выравнивания двух динамиков относительно друг друга в вертикальной плоскости до момента улучшения звуковой картины. К примеру, при частоте волны 1000 Гц временная задержка в одну милисекунду устраняется сдвигом динамиков друг относительно друга на 30 см.

Настройка активного кроссовера

Самое важное в настройке кроссовера — это правильный выбор частоты среза. Если мы имеем трехполосный активный кроссовер, то значит перед нами стоит задача в определении двух точек (частот) среза. Первая точка определяет частоту среза для сабвуфера (low-pass) и начало среднечастотного диапазона для мидвуфера (high-pass). Вторая точка определяет частоту окончания среднего диапазона (low-pass) и отправную частоту высокочастотного диапазона для твитера (high-pass).

Самое главное, при установке частот среза кроссовера помнить о частотных характеристиках динамика и не в коем случае не нагружать динамик частотами, которые не входят в его рабочий диапазон.

К примеру, если сабвуфер немного гремит или издает гул (неприятный резонанс корпуса автомобиля) значит он перегружен нежелательными для него средними частотами (выше 100 Гц). Перенесите частоту среза (low-pass) на отметку 75 Гц и/или установите, если возможно, чувствительность на 18 Дб или 24 Дб на октаву. Напомним, что увеличение порядка чувствительности кроссовера (величина dB/octave) более качественно срезает ненужные частоты, не давая им просачиваться через фильтр. Порядок чувствительности high-pass фильтров для мидвуфера можно оставить на 12 Дб/октава (для «мягких» среднечастотных динамиков). Подобная настройка активного кроссовера называется асимметричной.

Для чего нужны кроссоверы в компонентной акустике?

Обычно это пассивный фильтр на конденсаторах и катушках индуктивности, выполняющий подавление определённой полосы частот. Ограничитель для твиттера ослабляет или почти подавляет все частоты, лежащие ниже 2 500 Гц, и пропускает высокочастотную составляющую. Фильтр, предназначенный для подключения низкочастотной головки, обрезает частоты выше 150-200 Гц. Таким образом, диапазон воспроизводимых частот делится на две полосы, предназначенные для работы с конкретным динамиком.

Как подключить кроссоверы к колонкам авто

Пассивный разделительный модуль представляет собой небольшую плату с радиоэлементами. Обычный блок имеет 6 парных клемм:

• Выход УНЧ
• Подключение твиттера
• Подключение низкочастотного динамика

Схема подключения кроссовера к колонкам не составляет трудностей. Некоторые модели позволяют зажать провод под винт, а некоторые снабжены контактной колодкой.Клеммы, куда подключается выход усилителя, подписываются «Input» или «Amplifier», клеммы, предназначенные для высокочастотной «пищалки», помечены «Tweeter», а низкочастотный динамик включается в клеммы «Woofer». Более сложные устройства имеют дополнительную пару контактов для среднечастотного динамика. Таким образом, фильтр делит звуковой диапазон на три полосы. Схема подключения кроссовера к динамикам включает в себя правильную разводку проводов в салоне автомобиля.

Пассивные и активные кроссоверы

Как вы, наверное, уже догадались, активный кроссовер требует внешнего питания, пассивный — нет. Но это не все отличия между этими двумя типами кроссоверов.

обрабатывает сигнал, поступающий с предусилителя головного устройства и в звуковой системе подключается до усилителя мощности. Причем обычно это два-три усилителя (в зависимости от кроссовера: двух- или трехполосный), так как каждый сигнал, полученный на выходе из кроссовера, нужно усиливать отдельно от других. Активные кроссоверы обходятся недешево, поэтому используются в дорогих звуковых системах высокого качества.

Активные (они же электронные) кроссоверы содержат множество активных фильтров, управляя которыми, можно с легкостью изменять частоту среза любого канала. Активные кроссоверы могут иметь любой порядок чувствительности. Активные кроссоверы имеют только один недостаток – стоимость.

В отличие от активного, пассивный кроссовер

получает сигнал с усилителя, поэтому устанавливаются непосредственно перед динамиками. И хотя акустические возможности пассивных кроссоверов более скромные, чем акустических, грамотное их применение поможет получить хорошие результаты и сэкономить финансы.

При чувствительности кроссовера менее 18 dB/octave пассивные кроссоверы работают очень неплохо, при большей чувствительности хороший результат обеспечат только активные кроссоверы. Сфера применения пассивных кроссоверов распространяется, как правило, на твитеры и среднечастотные динамики. При их использовании для низкочастотных динамиков необходимо быть уверенным в высоком качестве конденсаторов и катушек, что определяет стоимость таких кроссоверов, приближая ее к стоимости активных кроссоверов.

Особое внимание при выборе пассивного кроссовера нужно уделять его способности выдерживать пиковые нагрузки, которые создает усилитель. В целом, пассивные кроссоверы переносят перегрузки плохо. К тому же пиковые интенсивности сигнала, которые поступают от усилителя, могут менять частоту среза фильтров. Ко всему прочему, перегруженный фильтр ослабляет звуковой сигнал (дэмпинг).

Подключение колонок через кроссовер

Чтобы правильно подключить кроссоверы к колонкам, нужно соблюдать полярность, которая обозначена у каждой пары клемм. Для этого нужно использовать специальные кабели для акустических систем. Поскольку провод зажимается под винт, то между ограничителем и динамиком применяется многожильный медный провод в поливинилхлоридной изоляции. На качественных кабелях изоляция сделана из вспененного полипропилена, а самые лучшие кабели для разделительных устройств и громкоговорителей имеют тефлоновую изоляцию.

Как подключаются кроссоверы для колонок. Часто на форумах можно прочитать о бескислородной или монокристаллической меди, применение которой в акустических кабелях улучшает звучание и делает его более насыщенным. Это чисто маркетинговый ход. Все различия обыкновенной меди этими «престижными» сортами лежат вне человеческого восприятия и никакого влияния на качество звука не оказывают. Бесполезно использовать кабели из посеребрённой меди.

Инструкция по подключению

Кроссовер пассивного действия для автозвука подключается следующим образом:

1. Приобретаются и устанавливаются динамики.
2. Выходные провода для колонок от магнитолы подключаются ко входным клеммам устройства.
3. Динамики подсоединяются с помощью акустических кабелей к соответствующим клеммам девайса, которые могут иметь обозначения Wf (для широкополосного динамика), Sw (для сабвуфера), Mw (для мидвуфера) и Tw (для высокочастотного динамика).

Для упрощения настройки и подключения выбираются автоусилители со встроенным кроссовером. Сабвуфер, мидвуферы и твиттеры подключаются к соответствующим выходам аудиоустройства. С помощью переключателей подбираются характеристики, наиболее подходящие для выбранных динамиков.

Подключение динамиков через кроссовер

Очень важным при включении динамиков через полосовой фильтр является сечение проводника. Оно напрямую зависит от мощности акустической системы и сопротивления динамической головки.Если опустить все расчёты получится, что для акустической колонки мощностью 100 ватт и сопротивлением 4 Ом нужен кабель с минимальным сечением 2,0 мм2. Чем меньше сопротивление акустики, тем больший ток будет протекать в цепи. При подключении громкоговорителей рекомендуется брать 20% запас по сечению кабеля.

Подключение кроссовера к колонкам должно выполняться только настоящим медным проводом. Особенно опасным при соединении элементов звуковой системы является использование дешёвого кабеля от некоторых китайских производителей. Вместо меди они используют медный сплав или обмеднённую сталь. То и другое категорически противопоказано в автомобильной акустике.Кроме низкого качества звука будет неконтролируемый нагрев соединительных проводов, что может привести к опасным последствиям.

Пролог, очень коротко.

Сидим дома, слушаем музыку, наслаждаемся. Потом, проходит немного времени, и очень часто, начинаем задумываться о технических моментах. Как получается звук из колонок? Как и чем он там с диска или флешки обрабатывается? Почему одни колонки играют красиво, а другие как пластиковая коробка? Что такое находится в колонках, кроме красивых динамиков – какие-то проводки на катушках, трубочки и всякая всячина непонятная, для чего они там?

По любому, владельцы акустики, не от музыкального центра, знают, что такое динамики, какие бывают. Так же, они понимают уже, какой динамик какую частоту играет и как он называется, к примеру – твитер, мидвуфер, мидбас.

А кроме динамиков, в акустике всегда установлен фильтр, который способен разделять весь частотный спектр на две или три части и направить нужную часть на соответствующий динамик. Это как раз – кроссовер.

Что такое акустические кроссоверы? Попробуем немного прояснить этот вопрос – что такое находится в наших домашних акустических системах (колонках), что такое – кроссовер?

Подключение кроссовера к динамикам без усилителя

Подключить колонки через кроссовер можно не только с выхода усилителя низкой частоты, но и с выхода музыкального центра или автомобильной магнитолы. Следует учесть то, что разделительные системы пассивного типа, выполнены на дискретных элементах, отчего уровень звука будет ниже, чем при работе с усилителя низкой частоты. В этом случае многое будет зависеть от применяемых громкоговорителей. Некоторые модели допускают качественную работу только в составе мощной системы с хорошим УНЧ.

Настройка кроссовера

Настройка кроссовера в основном заключается в правильном выборе частоты или частот среза. Для трехполосного кроссовера необходимо определить две частоты среза (две точки на графике), первая из которых определяет частоту среза для сабвуфера (low-pass) и начало среднечастотного диапазона для мидвуфера, а вторая — определяет частоту окончания среднего диапазона и начальную частоту высокочастотного диапазона для твитера (high-pass). В процессе настройки ориентироваться стоит исключительно на частотные характеристики динамиков, не перегружая «лишними» для них частотами.

Некоторые кроссоверы позволяют настроить не только частоту среза того или иного фильтра, но отрегулировать и крутизну спада амплитудно-частотной характеристики. Активные кроссоверы также позволяют настроить фильтры подавления инфранизких частот.

Если в акустической системе используют активные сателлиты и пассивный сабвуфер с усилителем, то звуковая картина часто звучит не совсем привлекательно: их звуковые потоки будут мешать друг другу, накладываясь и создавая резонансы либо провалы звучания. Исправить ситуацию можно двумя способами: использовать усилитель с кроссовером либо использовать общий усилитель для сабвуфера и сателлитов, но саб должен иметь в этом случае встроенный кроссовер (как, например, модель BEHRINGER B1800X PRO EUROLIVE).

Надеемся, информация была вам полезна. Также полезна, как кроссоверы в организации звучания акустических систем. Успехов в творчестве!

Как установить кроcсоверы для колонок

Чтобы не было проблем, как подключить кроссовер для колонок, нужно соблюдать правила монтажа. Нельзя прокладывать вместе силовые и акустические кабели. Это может вызвать низкочастотные наводки в колонках. Такой же эффект вызывает перекрещивание кабелей.Полосовой ограничитель не является устройством, в работу которого требуется какое-либо вмешательство, поэтому блоки можно размещать в любом удобном месте. Главное чтобы туда не попадала пыль, грязь и не было повышенной температуры. Блоки не имеют герметичного корпуса, поэтому негативные внешние факторы могут привести к нарушению внутренних паек и отказу акустической системы. Концы медного кабеля, перед зажимом под винт, желательно облудить тонким слоем припоя. Это снизит окисление меди и возникновение оксидной плёнки. Особенно опасно нарушение контакта между динамиком и усилителем. Отсутствие нагрузки приводит к пробою выходных транзисторов.

Некоторые модификации кроссоверов состоят из двух последовательных фильтров первого порядка. Такие модели имеют на лицевой стороне переключатель ослабления сигнала. При подключении фильтра первого порядка ослабление ненужной полосы частот составляет 6 dB на октаву. Конструкция кроссовера позволяет подключить второе звено и получить ослабление уже 12 dB. При подключении кроссовера к динамикам желательно чтобы органы управления фильтром были доступными.

Разновидности и особенности

Кроссоверы, которые входят в состав автомобильных аудиосистем, делятся на 2 основные категории: активные и пассивные. Пассивный элемент — это более распространенная разновидность, которая чаще встречается в продаже. Пассивное устройство не нуждается в дополнительном питании, владельцу автомобиля проще и быстрее установить его.

Недостаток такого элемента — низкое качество. Из-за пассивного принципа работы устройство забирает часть энергии фильтра, чтобы поддержать свою работоспособность.

При этом реактивные элементы работающего на пределе устройства изменяют сдвиг по фазе, из-за чего пользователь аудиосистемы не может настраивать частоты максимально точно.

Активные элементы лишены этого недостатка. У них более сложное внутреннее устройство, и за счет этого потоковый звук лучше фильтруется. Кроме катушек и емкостей такие устройства содержат дополнительные полупроводники, но при этом обладают более компактными размерами. Активные элементы редко продаются в качестве отдельной аппаратуры, но всегда устанавливаются в автомобильных усилителях.

Как правильно рассчитать своими руками?

Расчет кроссовера для акустики – это важный процесс. Еще ни один производитель не смог изготовить идеальную акустическую систему, которая бы могла качественно воспроизводить звук в разном диапазоне. Для низких частот используют сабвуферы. Для средних применяются среднечастотные динамики. Но когда весь этот комплекс начнет звучать, то может возникнуть определенная путаница. Вот для чего нужен кроссовер в акустике – чтобы на конкретную акустическую систему шел сигнал только определенной частоты.

Требуется ли перекрестная установка для профессиональной установки?

Установка кроссоверов — это не квантовая теория поля, но вам непременно необходимо понять, что вы делаете, прежде чем начинать своими руками модернизировать систему. Установка пассивного кроссовера относительно проста, так как включает в себя проводку кроссовера между вашим усилителем и динамиками. Например, вы можете подключить пассивный кроссовер к выходу вашего усилителя, а затем подключить выход твитера кроссовера к вашему высокочастотному динамику и выход сабвуфера на ваш низкочастотный громкоговоритель.

Кроссоверы Diamond audio technology

Установка активного автомобильного аудио кроссовера, как правило, будет более сложной процедурой. Основная проблема заключается в том, что для активных кроссоверов требуется больше мощности, поэтому вам нужно будет прокладывать провода питания и заземления для каждого устройства в отдельности. Хорошей новостью является то, что, если вы уже установили усилитель, вы должны быть готовы устанавливать активный кроссовер, поскольку проводка не является чем-то очень сложным.

Следует помнить, что заземление вашего активного кроссовера в том же месте, где вы заземляете ваш усилитель, поможет предотвратить раздражающие помехи в наземном контуре.

Плюсы и минусы

Кроссоверы активного типа

1. Удобство в процессе эксплуатации;
2. Переключатели выводятся непосредственно на корпус.

1. Слишком дорогая стоимость;
2. Потребность кроссоверов активного типа в усилителях для каналов;
3. Наличие в работе искажений, которые возникают из-за работы элементов данных устройств.

Кроссоверы пассивного типа

1. Разделение сигналов на системы с несколькими полосами, причем для этого достаточно всего лишь два усилительных канала;
2. Небольшая стоимость.

1. Невозможность настройки без непосредственного вмешательства во всю схему обеспечения электричеством;
2. Подбирают согласно используемым полосам системы акустики;
3. Настройка, выбор и установка – это те процессы, которые требуют профессиональных знаний и опыта.

Если с первого раза не получилось

Даже если первая попытка найти нужные материалы, инструменты не увенчается успехом, стоит отложить свою идею на потом, но не прощаться с ней. Это действительно легко – взять и смастерить кроссовер. Поможет в этом схема кроссовера для акустики и фото прибора в деталях. С ней легко разобраться, понять, что это такое в принципе, получить наглядное представление, принять решение, опираясь на факты.

На этих фото чётко видно, что нет в приборе ничего страшного. Он прост, как 5 копеек. Справится и девушка, и мужчина, которые посещали уроки физики в школе, учились старательно. Впрочем, можно купить уже готовый, заводской кроссовер, или доверить тюнинг, модернизацию акустической системы авто профессионалам. Просто это стоит денег.

Характеристика, предназначение

Кроссовер – это специальное оборудование в комплекте акустической системы, главная функция которого заключается в подготовке нужного диапазона частот для каждого динамика. Как известно, любая акустическая система разработана под конкретный диапазон рабочих частот. Выход сигнала, подающегося на колонку, за границы диапазона может привести к искажению звука.

В обычных условиях функция высокочастотных динамиков – воспроизведение звуков только на высоких частотах. Низкочастотные акустические системы работают отдельно. Иногда устанавливаются даже в разных местах салона. То же самое касается и звуков средней частоты. Они подаются только на динамик, выдающий средние частоты.

Поэтому для качественного воспроизведения музыкальных треков в автомобиле необходимо выделять определенные частоты и подавать их строго на конкретные динамики. Для этого и нужен кроссовер для акустики.

Источник

Предполагаемое время на прочтение: 12 минут(ы)

Что такое – кроссовер? Вы слышали такое слово?  По другому – это разделительный фильтр звуковых частот. Простыми словами, это устройство, которое распределяет низкочастотный и высокочастотный сигналы на разные динамики. Обсудим.

Кроссовер – это…

Я не ожидал, что столько значений у этого слова – кроссовер. Вот некоторые понятия.

• Это организм или какая-то там молекула ДНК. Что-то связанное с наукой о ДНК…
• В спорте, это тренажёр для силового тренинга. Огромный силовой станок для занятия бодибилдингом.
• Это точка минимального сечения электронного пучка в электронном микроскопе. Ни когда об этом и не догадывался..
• Тип автомобиля – это точно всем известное понятие. Промежуточный вариант между простым легковым автомобилем и внедорожником.
• Кроссовер – это такая музыка, в которой происходит смешение нескольких разных стилей.
• Такое понятие есть и в компьютерных технологиях. Так называют провод для прямого соединения сетевых карт двух компьютеров.
• Разделительный фильтр звуковых частот (например, фильтр многополосной акустической системы). Вот это наш вариант!

Пролог, очень коротко.

Сидим дома, слушаем музыку, наслаждаемся. Потом, проходит немного времени, и очень часто, начинаем задумываться о технических моментах. Как получается звук из колонок? Как и чем он там с диска или флешки обрабатывается? Почему одни колонки играют красиво, а другие как пластиковая коробка? Что такое находится в колонках, кроме красивых динамиков – какие-то проводки на катушках, трубочки и всякая всячина непонятная, для чего они там?

По любому, владельцы акустики, не от музыкального центра, знают, что такое динамики, какие бывают. Так же, они понимают уже, какой динамик какую частоту играет и как он называется, к примеру – твитер, мидвуфер, мидбас.

А кроме динамиков, в акустике всегда установлен фильтр, который способен разделять весь частотный спектр на две или три части и направить нужную часть на соответствующий динамик. Это как раз – кроссовер.

Что такое акустические кроссоверы? Попробуем немного прояснить этот вопрос – что такое находится в наших домашних акустических системах (колонках), что такое – кроссовер?

Разделительный фильтр – кроссовер

Начнем по порядку. Как подсказывает Вики, кроссовер, это по сути фильтр. Фильтр – устройство для выделения желательных компонентов спектра электрического сигнала и подавления нежелательных частот. Как то сформулировано не понятно. Попробуем иначе.

Кроссовер в акустических системах – это устройства, которые создают определённые границы диапазонов частот для динамиков. Практически все динамики сконструированы специально так, чтобы работать в определенном частотном диапазоне.

К примеру, низкочастоные динамики могут играть и от 10 до 2500 Гц, но качественного звука на частотах 1000-1500 можно и не получить. Для этого существуют другие динамики – среднечастотного диапазона. Они уже могут играть от 200 и до 8000 Гц, но на предельных частотах уже точно будут искажения. С самыми высокими частотами спокойно могут справиться высокочастоные динамики, у которых диапазон может быть от 2000 до 20000 Гц и выше.

Все динамики очень не любят играть “чужие” частоты. Это не относится к широкополосным динамикам, там другая ситуация.

Если на высокочастотный динамик (знающие его называют “твитер”) подать низкую частоту, то звуковая картина будет просто ужасна. И если он будет играть достаточно долго и ещё на большой мощности, то твитер просто “сгорит” (иначе – сломается и перестанет работать). Высокочастотные динамики должны работать только с высокими частотами.

В свою очередь, низкочастотные динамики должны отыгрывать только низкочастотный диапазон. Оставшаяся средняя полоса, будет корректно воспроизведена среднечастотными динамикам (их ещё называют – мидвуферы).

Здесь сделаем предварительный вывод.

Задача кроссоверов состоит в том, чтобы разделить звуковой сигнал на нужные частотные диапазоны для соответствующих типов динамиков. Вот и вся наука! Но в действительности, это ещё не всё.

Как работает кроссовер?

Посмотрим на картинку (взята с просторов интернета – очень наглядно всё показано).

Схема, примерно, показывает работу трёх фильтров, которые настроены на срезы частот – 500 Гц и 4500 Гц. Такой кроссовер нужен для трехполосной акустики. Коротко попробуем описать, что тут изображено.

Первый фильтр – фильтр нижних частот (ФНЧ – Low Pass), настроен на частоту 500 Герц. Это означает, что фильтр пропускает частоты до 500Гц, а остальные просто срезает, не дает им попасть на низкочастотный динамик (назовем – красный коридор).

Второй фильтр – фильтр средних частот (ФСЧ – Band Pass), он срезает все частоты до 500 Гц и все после 4500 Гц. Иначе сказать, фильтр не позволяет частотам ниже 500 Гц попасть на СЧ динамик. Так же, фильтр не позволяет попасть на динамик и высоким частотам от 4500 Гц. (назовем – синий коридор).

Третий фильтр – фильтр высоких частот (ФВЧ – Hi Pass). Он пропускает на высокочастотный динамик только частоты, которые выше 4500 Гц. (зеленый коридор).

Порядок фильтра

Это понятие – неотъемлемая часть кроссовера, но понять это не совсем просто. Что это означает? Чисто научным языком – это отношение интенсивности выходного сигнала (dB) кроссовера к частоте входного сигнала при условии, что интенсивность входного сигнала постоянна. Порядок фильтра или чувствительность на прямую зависит от крутизны среза. Обычно, чувствительность (крутизну среза) характеризуют как отношение (децибел/октава – dB/octave).

На картинке выше, в виде цветных линий, которые расположены не горизонтально, под неким, разным углом, показывается крутизна среза в отношении интенсивности (Дб) к частоте (Гц).

Чисто математически, чувствительность кроссоверов всегда кратна 6 децибелам на октаву (6 dB/octave).

В аудиосистемах применяются кроссоверы, которые подразделяются на четыре порядка фильтров.

• кроссовер первого порядка имеет чувствительность – 6 децибел на октаву;
• второго порядка – 12 децибел на октаву;
• третьего порядка – 18 децибел на октаву;
• четвертого порядка – 24 децибела на октаву.

Разберёмся с порядками фильтра

Рассмотрим фильтр низких частот (low-pass), как фильтр третьего порядка, с частотой среза равной 100 Гц.

Мы уже понимаем, что фильтр настроенный на частоту 100 Гц будет пропускать только частоты ниже 100 Гц, а все частоты выше 100 Гц – будет “вырезать” из звукового спектра. Иначе сказать, все частоты, выше 100 Гц будут гасится кратно 18 dB, в зависимости от октавы, в которую они входят, так как это фильтр третьего порядка.

Скажем, частота 200 Гц – это первая октава, выше частоты среза, будет заглушаться на 18 Дб. А интенсивность частоты 400 Гц – это вторая октава, уже упадет на 36 Дб. Третья же октава 800 Гц уже потеряет свою активность на 54 Дб. И так далее. Все последующие октавы будут ослабевать – кратно 18 Дб.

Фильтр низких частот (low-pass), как фильтр первого порядка с такой же частотой среза – 100 Гц, будет менее чувствительный. Он будет делать то же самое, что и фильтр третьего порядка (18 децибел на октаву), но октавы там будут ослабевать всего на 6 Дб.

Порядок фильтров в картинках

Если проще, то в картинках будет понятнее и нагляднее, как фильтры “срезают” частоты. Например, фильтр с частотой среза 2000 Гц.

Фильтр первого порядка понижает интенсивность каждой октавы на 6 Дб. Спады и подъемы получаются плавные. Они имеют большой охват частот и слева и справа от основной частоты среза. Динамики смогут отыгрывать не только “свой” диапазон, но и “чужой”, который будет с более низким уровнем интенсивности. Плюс этого фильтра – отсутствие фазового сдвига между твитером и другим динамиком. Что такое “фазовый сдвиг” – разберем в другой статье – вот здесь.

Фильтр второго порядка понижает интенсивность каждой октавы на 12 Дб. Спады и подъемы получаются значительно круче. Но динамики будут играть и “свои” и “чужие” частоты в уже более узком диапазоне частот. Но есть минус – фильтр даёт фазовый сдвиг в 180 градусов. Это означает, что будет наблюдаться асинхронный ход мембран твитера и другого динамика (в разные стороны). Что бы избежать этого, нужно поменять полярность подключения проводов на твитере.

Фильтр третьего порядка понижает интенсивность каждой октавы на 18 Дб. Срезы тут получаются очень крутыми. Такие срезы имеют хорошие фазовые характеристики при любой полярности динамиков. Но есть существенный минус. Появляются проблемы, связанные с динамиками, излучающими звук в разных вертикальных плоскостях. В этом случае не получится использовать временные задержки для устранения таких проблем.

Фильтр четвертого порядка – позволяет понизить каждую октаву на 24 Дб. Срезы получаются практически вертикальными. Это позволяет резко уменьшить взаимосвязь динамиков в области разделения частот. Фазовый сдвиг составляет 360 градусов. Это означает практически полное отсутствие сдвига. Но сам фазовый сдвиг здесь имеет непостоянную составляющую, что часто приводит к неустойчивой работе фильтра. Кроссовер четвертого порядка стараются не применять на практике. Но не всё так плохо.

Оптимизация фильтра четвертого порядка.

В 1978 году инженерам Зигрфридом Линквицем и Руссом Райли удалось оптимизировать конструкцию кроссовера четвертого порядка. В честь них и назвали электронный фильтр с бесконечной импульсной характеристикой – фильтр Линквица-Райли.

Этот кроссовер состоит из двух последовательно соединенных кроссоверов Баттерворта второго порядка для твитера, и тоже самое для басового динамика. Чувствительность их также равна 24 дБ на октаву, однако уровень выходного сигнала на каждом фильтре меньше на 6 дБ, чем уровень выходного сигнала кроссовера.

Фильтр Линквица-Райли не имеет фазовых сдвигов и позволяет проводить временную коррекцию для динамиков, не работающих в одной физической (вертикальной) плоскости. Эти кроссоверы по сравнению с другими конструкциями дают самые лучшие акустические характеристики.

Эпилог

Не просто разобраться в этих понятиях. Честно сказать, обычному любителю, который просто слушает музыку – это ни о чем особо не говорит. Конечно, практически любой меломан слышал, и наверняка знает, о наличии кроссоверов в его колонках. Но вникать в тонкости и нюансы будет далеко не каждый. Играет – и хорошо, и ладно!

Судя по информации, получаемой с сайтов, где люди изготавливают эти самые фильтры-кроссоверы, эта задача не из простых. Вроде-бы, нет ни чего сложного. Но каждый динамик имеет свои характеристики и “стандартный” кроссовер наверняка не подойдет к вашей акустике. Потому всё это занятие – изготовление кроссоверов, переходит в разряд инженерных разработок.

Расчет кроссоверов

Считаю, что расчет, подбор компонентов и сборка кроссоверов – это работа для профессионалов. Их не так уж и мало, но они не часто встречаются на улице, или по объявлению в интернете или газете. Их начинают разыскивать когда уже все варианты улучшения своего музыкального комплекса (специально подобранной звуковоспроизводящей аппаратуры) почти исчерпались.

У одних, просто, банально, закончились деньги, которые они могли тратить на улучшение и усовершенствование своей музыкальной аппаратуры, и они на этом остановились. Но идея их всё равно не оставляет – “улучшить!” Они начинают изучать, как можно без грандиозных вложений улучшить звук. И в конце-концов, приходят к мнению, что что-то не так с их колонками: “У друга почти такая же аппаратура – у него звучит, а у меня нет. В чем дело?”

Другие просто решили, что уже почти достигли совершенства. Дома установлена дорогая техника, усилитель весит под двадцать килограмм, проигрыватель винилов куплен не “за шапку сухарей”, пластинки не по 50 рублей, и акустика, вроде как, не самая простая. Но что-то им подсказывает, что они ещё могут что-то изменить и улучшить. Но как? Они начинают пробовать менять усилители, а потом и акустику. Но желаемого результата не получают.

Из практики..

Как показывает практика, акустика в заводском исполнении, с рассчитанными для этих колонок кроссоверами, звучит, но может звучать лучше. Конечно, достичь совершенства не получится. Предел совершенства у всех разный, как слух и восприятие звуков. Но получить изменения в звучании, своей же акустики, можно. Не всегда это является оправданным, из-за стоимости акустики.

Усовершенствовать старые S-90 можно и нужно. Уже столько опытов было поставлено по этому поводу! Затраты будут не такие уж и большие, а эффект можно получить очень значительный. Можно даже S-30 дорабатывать, и они будут радовать новым звуком. Имеет смысл заняться доработкой акустики от домашнего кинотеатра, которая стоит не дорого, но иногда может впечатлить своими звуковыми эффектами при просмотре фильма.

Но дорабатывать колонки, которые стоят четыре сотни тысяч рублей – имеет ли смысл? Разрабатывается дорогая акустика на фабрике очень тщательно и компоненты подбираются не из таблицы, а по факту измерений динамиков. Короче, в таких колонках кроссоверы, можно сказать, идеально подогнаны под объем колонок, под конкретные динамики. И потому, играть такие колонки, могут на все сто процентов. Но бывает не всегда так. Можно дорабатывать кроссоверы и в такой акустике.

Вывод

Кроссовер – очень полезная штука в любой акустике. Будь-то напольная, трех-полосная, дорогая акустика или простая полочная, с двумя динамиками – кроссовер позволит колонкам выдавать именно тот звук, на который они были рассчитаны. Бывает часто так, что по какой-то причине, кто-то, что-то упростил в схеме, удешевил в материалах кроссовера, и получился немного не “тот звук”.

Можем подсказать и помочь в этом вопросе. Обращайтесь! Будем рады!

Что бы не пропустить новые статьи, подписывайтесь на новые статьи сайта и получайте свежие новости самыми первыми!

Будем рады вашему вниманию и комментариям.

Всего знать – не дано ни кому, потому многие учатся до конца своих дней, если им это интересно. Так и мы, стараемся познать и поделиться своими размышлениями.

Хотите поделиться своим опытом – напишите и мы обязательно примем меры к изучению вашего мнения и опыта. И вы сможете сделать это на нашем сайте! Не забывайте про Авторские права.

Статья о том, как можно и желательно настраивать НЧ СЧ ВЧ динамики. Информация будет полезна, приобретающим DSP процессор Redpower DSP 5.1 

Посчитал, что будет многим полезно и интересно. Информация взята с просторов сети интернет.

ВЧ динамик — он же твиттер, он же пищалка, самый маленький в вашем автомобиле. Как правило установлен в стойках дверей. Размер около 5см в диаметре.

СЧ динамик- среднечастотный динамик.

НЧ- низкочастотный динамик (бидбас)

Один из обязательных этапов настройки звучания в салоне автомобиля — подбор оптимального разделения частот между всеми излучающими головками: НЧ, НЧ/СЧ, СЧ (если есть) и ВЧ. Есть два способа решения этой проблемы.

Во-первых, перестройка, а зачастую и полная переделка штатного пассивного кроссовера, во-вторых — подключение динамиков к усилителю, работающему в режиме многополосного усиления, так называемые варианты включения Bi-amp (двухполосное усиление) или Tri-amp (трехполосное усиление).

Первый способ требует серьезных знаний электроакустики и электротехники, поэтому для самостоятельного применения доступен только специалистам и опытным радиоэлектронщикам-любителям, а вот второй хотя и требует большего числа каналов усиления, доступен и менее подготовленному автолюбителю.

Тем более что подавляющее большинство продаваемых усилителей мощности изначально снабжены встроенным активным кроссовером. У многих моделей он настолько развит, что с успехом и достаточно высоким качеством позволяет реализовать многополосное включение АС с большим числом динамиков. Однако отсутствие развитого кроссовера в усилителе или головном устройстве не останавливает поклонников этого метода озвучивания салона, поскольку на рынке представлено множество внешних кроссоверов, способных решать данные задачи.

Вначале следует сказать, что стопроцентно универсальных рекомендаций мы вам не дадим, поскольку их не существует. Вообще, акустика — это область техники, где эксперименту и творчеству отведена большая роль, и в этом смысле поклонникам аудиотехники повезло. Но для проведения эксперимента, чтобы не получилось, как у того сумасшедшего профессора — со взрывами и дымом, — необходимо соблюдать определенные правила. Первое правило — не навреди, а о других речь пойдет ниже.

Больше всего трудностей вызывает включение СЧ- и (или) ВЧ-компонентов. И дело здесь не только в том, что именно эти диапазоны несут максимальную информационную нагрузку, отвечая за формирование стереоэффекта, звуковой сцены, а также сильно подвержены интермодуляционным и гармоническим искажениям при неправильной установке частоты разделения, но и в том, что от этой частоты непосредственно зависит и надежность работы СЧ- и ВЧ-динамиков.

Включение ВЧ-головки.

Выбор нижней граничной частоты диапазона сигналов, подаваемых на ВЧ-головку, зависит от числа полос акустической системы. Когда применяется двухполосная АС, то в наиболее типичном случае, т.е. при расположении НЧ/СЧ-головки в дверях, для поднятия уровня звуковой сцены граничную частоту желательно выбрать как можно ниже. Современные высококачественные ВЧ-динамики с низкой резонансной частотой FS (800-1500 Гц) могут воспроизводить сигналы уже с частоты 2000 Гц. Однако большинство используемых ВЧ-головок имеют резонансную частоту 2000-3000 Гц, поэтому следует помнить, что чем ближе к резонансной частоте мы устанавливаем частоту разделения, тем большая нагрузка ложится на ВЧ-динамик.

В идеале, при крутизне характеристики затухания фильтра 12 дБ/окт, разнос между частотой разделения и резонансной частотой должен быть больше октавы. Например, если резонансная частота головки 2000 Гц, то с фильтром такого порядка частота разделения должна быть установлена равной 4000 Гц. Если очень хочется выбрать частоту разделения 3000 Гц, то крутизна характеристики затухания фильтра должна быть выше — 18 дБ/окт, а лучше — 24 дБ/окт.

Есть еще одна проблема, которую необходимо учитывать при установке частоты разделения для ВЧ-динамика. Дело в том, что после согласования компонентов по воспроизводимому диапазону частот вам необходимо еще согласовать их по уровню и фазе. Последнее, как всегда, является камнем преткновения — вроде бы все сделал правильно, а звук «не тот». Известно, что фильтр первого порядка даст сдвиг фазы на 90°, второго — 180° (противофаза) и т.д., поэтому во время настройки не поленитесь послушать динамики с разной полярностью включения.

К диапазону частот 1500-3000 Гц человеческое ухо очень чувствительно, и для того, чтобы передать его максимально хорошо и чисто, следует быть крайне осторожным. Сломать (разделить) звуковой диапазон на этом участке можно, но следует подумать, как потом правильно устранить последствия неприятного звучания. С этой точки зрения более удобная и безопасная для настройки — трехполосная акустическая система, а используемый в ней СЧ-динамик позволяет не только эффективно воспроизводить диапазон от 200 до 7000 Гц, но и более просто решить проблему построения звуковой сцены. В трехполосных АС ВЧ-динамик включают на более высоких частотах — 3500-6000 Гц, то есть заведомо выше критичной полосы частот, а это позволяет снизить (но не исключить) требования к фазовому согласованию.

Включение СЧ-головки.

Прежде чем обсудить выбор частоты разделения СЧ- и НЧ-диапазонов, обратимся к конструктивным особенностям СЧ-динамиков. В последнее время у инсталляторов очень популярны СЧ-динамики с купольной диафрагмой. По сравнению с конусными СЧ-динамиками они предоставляют более широкую диаграмму направленности и проще в установке, поскольку не требуют дополнительного акустического оформления. Основной их недостаток — высокая резонансная частота, лежащая в пределах 450-800 Гц.

Проблема в том, что чем выше нижняя граничная частота полосы сигналов, подаваемых на СЧ-динамик, тем меньше должно быть расстояние между СЧ- и НЧ-головками и тем более критично, где именно стоит и куда сориентирован НЧ-динамик. Практика показывает, что купольные СЧ-динамики без особых проблем с согласованием можно включать с частотой разделения 500-600 Гц. Как видите, для большинства продаваемых экземпляров это достаточно критичный диапазон, поэтому, если вы решились на такое разделение, порядок разделительного фильтра должен быть достаточно высоким — например, 4-й.

Следует добавить, что в последнее время стали появляться купольные динамики с резонансной частотой 300-350 Гц. Их можно использовать, начиная с частоты 400 Гц, но пока стоимость таких экземпляров достаточно высока.

Резонансная частота СЧ-динамиков с конусным диффузором лежит в пределах 100-300 Гц, что позволяет использовать их, начиная с частоты 200 Гц (на практике чаще используется 300-400 Гц) и с фильтром невысокого порядка, при этом НЧ/СЧ-динамик полностью освобождается от необходимости работать в СЧ-диапазоне. Воспроизведение без разделения между динамиками сигналов с частотами от 300-400 Гц до 5000-6000 Гц дает возможность добиться приятного, высококачественного звучания.

Включение НЧ/СЧ-динамика.

Постепенно мы добрались до НЧ-диапазона. Современные СЧ/НЧ-динамики позволяют эффективно работать в полосе частот от 40 до 5000 Гц. Верхняя граница его рабочего диапазона частот определяется тем, откуда начинает работать высокочастотник (в 2-полосной АС) или СЧ-динамик (в 3-полосной АС).

Многих волнует вопрос: стоит ли ограничивать его диапазон частот снизу? Что же, давайте разберемся. Резонансная частота современных НЧ/СЧ-динамиков типоразмера 16 см лежит в пределах 50-80 Гц и благодаря высокой подвижности звуковой катушки эти динамики не столь критичны к работе на частотах ниже резонансной. Тем не менее воспроизведение частот ниже резонансной требует от него определенных усилий, что приводит к снижению отдачи в диапазоне 90-200 Гц, а в двухполосных системах еще и качества передачи СЧ-диапазона. Поскольку основная энергия ударов бас-бочки приходится на диапазон частот от 100 до 150 Гц, то первое, что вы теряете, четко выраженный панч (punch — удар). Ограничивая снизу при помощи ФВЧ диапазон воспроизводимых НЧ-головкой сигналов на 60-80 Гц, вы не только позволите ей работать намного чище, но и получите более громкое звучание, другими словами — лучшую отдачу.

Сабвуфер.

Воспроизведение сигналов с частотами ниже 60-80 Гц лучше возложить на отдельный динамик — сабвуфер. Но помните, что звуковой диапазон ниже 60 Гц в автомобиле не локализуется, а значит, место установки сабвуфера не столь существенно. Если вы это условие выполнили, а звук сабвуфера все равно локализуется, то в первую очередь необходимо увеличить порядок ФНЧ. Не следует также пренебрегать и фильтром подавления инфранизких частот (Subsonic, или ФИНЧ). Не забывайте, что у сабвуфера тоже есть своя резонансная частота и, отсекая частоты, лежащие ниже нее, вы добиваетесь комфортного звучания и надежной работы сабвуфера. Как показывает практика, погоня за глубокими басами существенно удорожает стоимость сабвуфера. Поверьте, если собранная вами звуковая система с хорошим качеством воспроизводит звуковой диапазон от 50 до 16 000 Гц, этого вполне достаточно, чтобы комфортно слушать музыку в автомобиле.

Способы сопряжения головок.

Довольно часто возникает вопрос: следует ли иметь одинаковый порядок фильтров НЧ и ВЧ? Вовсе не обязательно, и даже совсем не обязательно. Например, если вы установили двухполосную фронтальную АС с большим разнесением динамиков, то чтобы компенсировать провалы ЧХ на частоте разделения, НЧ/СЧ-головку зачастую включают с фильтром меньшего порядка. Более того, даже не обязательно, чтобы частоты срезов ФВЧ и ФНЧ совпадали.

Скажем, для компенсации избыточной яркости в точке разделения НЧ/СЧ-головка может работать до 2000 Гц, а высокочастотник — начиная с 3000 Гц. Важно помнить, что при использовании фильтра первого порядка разность между частотами среза ФВЧ и ФНЧ должна быть не больше октавы и уменьшаться с увеличением порядка. Такой же прием используется при сопряжении сабвуфера и мидвуфера для ослабления стоячих волн (бубнения басов). Например, при настройке частоты среза ФНЧ сабвуфера на 50-60 Гц, а ФВЧ НЧ/СЧ-головки на 90-100 Гц, по заверениям знатоков, полностью устраняются неприятные призвуки, обусловленные естественным подъемом АЧХ в этой частотной области из-за акустических свойств салона.

Так что если и работает в car audio правило перехода количества в качество, то подтверждается оно только в отношении стоимости отдельных компонентов и человеко-лет, определяющих опыт и мастерство установщика, который заставит систему раскрыть свой звуковой потенциал.

Вводная часть

В качестве преамбулы к данному разделу мы решили привести набор базовых рекомендаций компании THX относительно установки и настройки сабвуферов в прямоугольных комнатах. Заключается он, собственно, вот в чем: существует несколько вариантов установки сабвуферов в зависимости от того, сколько их у вас имеется. В небольших комнатах всегда есть проблемы со стоячими волнами, портящими бас. Следующие пять мер помогут взять их негативное влияние под контроль:

• Выбирайте комнату таких размеров, чтобы ее модальные частоты не пересекались;
• Располагайте места просмотра вдали от модальных пиков и провалов;
• Располагайте сабвуферы так, чтобы они помогали лучше контролировать амплитуду стоячих волн;
• Используйте низкочастотные поглотители в целях убрать излишки басовой энергии;
• Применяйте эквалайзер или электронную коррекцию (в самую последнюю очередь, когда все остальное уже было максимально оптимизировано).

В целом же, если у вас имеется в распоряжении четыре сабвуфера, THX рекомендует начать с расстановки их по всем четырем углам. Если их два, поставьте их посредине у фронтальной и тыловой стен. Если сабвуфер один, расположите его в одном из фронтальных углов. Далее слушайте разницу от места к месту и двигайте сабвуферы вдоль стен до тех пор, пока не получите самого ровного звукового покрытия зоны просмотра. Наличие возможности подвигать сабвуфер по комнате часто перевешивает все плюсы варианта, наглухо встроенного в стену. Следуйте приведенным рекомендациям по расстановке, производите необходимые акустические измерения и всегда верьте своим ушам.

Исходя из этого, становится понятно, сколько времени и внимания стоит уделять расположению сабвуферов, акустическому оформлению комнаты, а сколько – финальной тонкой настройке или, как ее часто называют, калибровке. И все же, максимум результата мы получим, пройдя весь путь. Так в чем же заключается этот последний этап? Давайте по порядку. Сначала разберемся в настройке единственного сабвуфера.

Настройка единственного сабвуфера

Берем в расчет следующие исходные данные (их же рекомендуем рассматривать в качестве стартовых на этапе поиске места для сабвуфера):

• если на сабвуфере имеется регулятор ФВЧ (LPF), он установлен в максимальное значение (как правило, 120 Гц);
• Переключатель фазы (Phase) на сабвуфере установлен в положение «0» или «Normal», регулятор фазы (при наличии) установлен в крайнее положение, указывающее на «0»;
• Регулятор громкости сабвуфера установлен в положение 1/3 от максимального значения;

Органы управления встроенного усилителя сабвуфера Velodyne

• На AV ресивере все колонки установлены в  «Small», сабвуфер включен, а частота раздела кроссовера для всех колонок установлена в 80 Гц;
• На ресивере выбран режим звучания «Stereo» или ему подобный так, чтобы ваш сабвуфер гарантированно получал и воспроизводил НЧ-составляющую звуковой дорожки (для уверенности, можете потрогать рукой динамик – должны ощущаться его колебания).

Пример GUI экранов настроек в AV ресивере Pioneer

Настройка фазы

Первым делом необходимо правильно установить фазу сабвуфера, т.к. это очень сильно влияет на все последующие манипуляции. Система считается согласованной по фазе, если НЧ-динамики основных АС и сабвуфера синхронно двигаются туда-сюда. Если же их динамики двигаются несинхронно, происходит перехлест НЧ-волн и они друг друга гасят. В результате вы услышите меньше баса, а система будет считаться работающей не в фазе.

К сожалению, в связке сабвуфера и основных АС может возникнуть еще одна проблема. Если колонки будут играть одни и те же басовые ноты, что и сабвуфер, в какие-то моменты будут возникать горбы на определенных частотах. На других частотах могут появиться провалы. Решением будет поручить воспроизведения низких частот одному лишь сабвуферу, установив основные АС в положение «Small» в меню ресивера. Это будет способствовать получению более ровного баса по всей комнате.

Для получения наилучшего баса требуется найти правильное положение переключателя фазы, при котором SPL в месте прослушивания будет максимальным. Этого можно добиться с помощью подачи на ресивер тестового сигнала на частоте раздела кроссовера (в нашем случае 80 Гц) и шумомера (SLP meter). Нужно включить тестовый сигнал, замерить SPL в точке прослушивания, щелкнуть переключателем фазы, снова замерить SPL, затем сравнить полученные цифры и сделать однозначный вывод. Переключатель фазы, соответственно, нужно оставить в положении, когда уровень звукового давления максимален. Если у вас нет шумомера, придется довериться своим ушам. В этом случае включите музыку (не фильм) с повторяющейся басовой партией (барабан или бас-гитара). Пощелкайте переключателем фазы и остановитесь на том, где бас более «полный» и «быстрый». Если вы не слышите разницы, оставьте переключатель в положении «0» или «Normal».

Пример переключателя фазы сигнала на усилителе сабвуфера

К счастью, большинство сабвуферов имеют переключатель фазы, а продвинутые модели – даже поворотный регулятор, позволяющий плавно изменять ее значение от 0 до 180 градусов. А если вам лень вставать с дивана, то и на этот случай есть один маленький трюк: изменение значения расстояния до сабвуфера (она же задержка сигнала) в меню AV ресивера оказывает аналогичное влияние, как и плавное вращение регулятора фазы на самом сабвуфере. Выбирайте, что вам ближе к душе, и действуйте!

Пример плавного регулятора фазы сигнала на усилителе сабвуфера

Настройка уровня громкости и частоты раздела кроссовера

После того, как настроена фаза, можно переходить к настройке уровня громкости сабвуфера. Для этого достаточно воспользоваться встроенным в любой AV-ресивер или процессор тестовым сигналом, который, как правило, он воспроизводится на уровне в 75 дБ (розовый шум). В идеале следует использовать специализированный генератор тестовых сигналов или, как минимум, диск с их записями. Даже не пытайтесь произвести настройку уровня на слух – ничего хорошего из этого, как правило, не получится. Для корректной настройки уровня нам потребуется шумомер или SPL-meter. Включаем тестовый сигнал, смотрим на шумомер и настраиваем уровень сабвуфера так, чтобы прибор показал заветные 75 дБ. Можно пойти дальше и настроить уровень еще более точно. Для этого в качестве тестовых сигналов необходимо использовать 4 синусоиды из диапазона на 13 октавы ниже 50 Гц и 4 синусоиды из диапазона на 13 октавы выше 50 Гц (например, 42, 45, 46, 48 и 54, 58, 62, 64 Гц). Нужно измерить SPL на каждой из частот, вычислить их среднее арифметическое и произвести корректировку уровня сабвуфера. И так до тех пор, пока среднее значение не станет равным 75 дБ.

Примеры портативных шумомеров (SPL Meter)

Не забываем проверить все остальные каналы нашей системы, которые также должны выдавать те же самые 75 дБ. На этом настройка громкости сабвуфера завершена. Переходим к настройке кроссовера.

Кроссовер – это аналоговый или цифровой блок, отвечающий за то, какой диапазон частот конкретного канала в итоге отправится на тот или иной громкоговоритель или динамик. На вход кроссовера поступает полнодиапазонный сигнал (20-20000 Гц), а на выходах он уже разделен на два и более канала, каждый из которых уже имеет ограниченный сверху илии снизу определенной частотой диапазон исходного сигнала. На графике АЧХ в теории это выглядит так:

Работа кроссовера на графике АЧХ

Именно кроссовер позволяет «перенаправить» бас со всех 5 или 7 саттелитов вашего домашнего кинотеатра на сабвуфер для его более корректного воспроизведения в местах просмотра.

Все настройки кроссовера необходимо выполнять на AV ресиверепроцессоре, а не на самом сабвуфере. Если ваши фронтальные АС являются большими и способны на достойное воспроизведение басовых нот, смело выставляйте для них частоту раздела кроссовера на 80 Гц. Если же они небольшие (полочные, настенные или встраиваемые), поставьте частоту раздела на 100-120 Гц. Согласно рекомендациям Звукозаписывающей академии США, наилучший результат дает установка частоты раздела кроссовера в диапазоне от 80 до 100 Гц.

Пример экрана настройки кроссовера в меню AV ресивера

Более точную настройку кроссовера позволит осуществить лишь наличие измерительного оборудования, позволяющее увидеть кривую АЧХ. Такое оборудование обычно называют спектроанализатором или Real Time Analyzer (сокращенно RTA). Цель всех наших манипуляций остается прежней – получение максимально линейного графика АЧХ. В плане выбора правильной частоты раздела кроссовера данная цель достигается путем многократных и последовательных замеров АЧХ, каждый раз изменяя частоту раздела на минимальное возможное количество единиц (как правило, это 5-10 Гц). «Прощупав» таким образом диапазон от нижней пограничной частоты АС до 100-120 Гц, выбираем и останавливаемся на варианте, где график АЧХ наиболее линеен.

Портативный двухканальный анализатор спектра (RTA) Phonic PAA6

В большинстве случаев, когда у вас имеются большие напольные АС, способные играть довольно низко, их будет проще согласовать с сабвуфером, нежели небольшие полочные АС, которыми располагает большинство. Однако совсем не обязательно наилучший результат можно получить, установив частоту кроссовера в минимальное значение с целью нивелировать особый почерк сабвуфера на частотах, которые и так способны воспроизвести АС. Если частота раздела установлена на минимальное значение, сабвуфер не сможет простимулировать динамики основных АС в районе их резонансной частоты, позволяя им быть доминантным генератором колебаний. Если частоту среза поставить слегка выше, звуковые волны сабвуфера и основных АС смогут друг друга усилить, порождая в итоге более ровный и приятный уху бас. Имейте это в виду.

Применение эквалайзера и электронной коррекции

Как вы, наверное, заметили, эквализация и электронная коррекция стоят последними в ряду мер, которые вы можете применить для того, чтобы заставить ваш сабвуфер заиграть на все 100%. Такое положение вещей не случайно, не смотря на всю привлекательность сразу включить автоматическую настройку и забыть обо всем остальном, как о страшном сне. Все описанные в данной статье мероприятия по настройке сабвуфера стоят сугубо в порядке убывания степени их влияния на итоговый результат в целом. Изменение данного порядка крайне не рекомендуется, ибо легко может привести к неудовлетворительным результатам, исправить которые можно, лишь повторив все мероприятия заново и по порядку. Так что сэкономьте свое время и сделайте все правильно с самого начала.

Итак, возвращаясь к эквалайзерам и электронной коррекции, следует заметить, что большинство инсталляций происходит без их применения инсталляторами. С одной стороны, зачастую можно добиться хорошего результата, правильно действуя на предыдущих стадиях, а с другой стороны далеко не всегда в распоряжении имеется необходимое оборудование или функционал в ресиверепроцессоре. Многое тут зависит от продвинутости и стоимости конкретной модели. Недорогие ресиверы не смогут вас порадовать наличием продвинутой версии системы автокалибровки, работающей, в том числе, в диапазоне ниже 1 кГц, а эквалайзер для LFE канала скорее всего будет ограничен 4 фиксированными полосами (например, 25, 50, 85 и 120 Гц). Такой набор инструментов никак нельзя назвать удовлетворительным для решения нашей задачи. Топовые модели AV ресиверов и процессоры всегда имеют на борту полнодиапазонную систему электронной коррекции акустики помещения или автокалибровки (Audyssey, ARC, YPAO и др.) и параметрический эквалайзер с приемлемым разрешением. Если же нет доверия к инструментарию процессора, вы вправе задействовать на канале сабвуфера выделенный эквалайзер. Самая важная характеристика эквалайзера в случае его использование в связке с сабвуфером – это его разрешение. Чем выше будет разрешение, тем более точную коррекцию АЧХ он позволит вам сделать. В идеале, оно должно быть не меньше 1/12 октавы на полосу. И совсем другое дело, когда речь идет о параметрическом цифровом эквалайзере. В этом случае вы вольны производить корректировки практически на любой частоте.

Двухканальный графический эквалайзер LA Audio

Основное правило эквализации применительно к сабвуферному диапазону частот – срезайте горбы, но не трогайте провалы. Любой провал на графике АЧХ в НЧ-диапазоне говорит нам о расположении либо слушателя либо сабвуфера вблизи нулевой узловой точки стоячей волны. Попытка выправить эту частоту эквалайзером лишь добавит искажений, но никак не повлияет на слышимость нужной ноты. Помните об этом.

Современной альтернативой графического или параметрического эквалайзера являются разнообразные системы электронной коррекции акустики помещения (или автоматической калибровки звучания). Данные решения присутствуют в большинстве современных AV ресиверов и процессоров. Они позволяют практически в автоматическом режиме произвести основные настройки звучания системы окружающего звучания вашего домашнего кинотеатра. Все, что для этого нужно, поставить в определенном месте идущий в комплекте измерительный микрофон и следовать инструкциям. Система сама воспроизведет тестовые сигналы и проведет их измерение в нескольких точках комнаты, после чего выдаст рекомендации по настройке следующих параметров:

• Small или Big для каждой пары колонок (Front, Center, Surr и т.д.);
• Частоту раздела кроссовера для каждой пары колонок;
• Расстояние до каждой из колонок, включая сабвуфер.

Настроечный микрофон от ресивера с системой автокалибровки Audyssey

Попутно с этим система автокалибровки рассчитает и будет готова применить специальный частотный фильтр, наложение которого на текущую АЧХ каждого из каналов позволит (в теории) сделать ее максимально линейной. В отличие от параметрического эквалайзера системы автокалибровки наподобие Audyssey MultiEQ оперируют сотнями т.н. точек на кривой АЧХ, инвертируя провалы и горбы с ювелирной точностью именно там, где это необходимо. Повторить подобное с помощью самого продвинутого параметрического эквалайзера (речь о полном диапазоне частот) не получится. В отношении низкочастотного диапазона еще можно поспорить, однако использование автоматической системы точно позволит сэкономить время и, скорее всего, увенчается более плоской АЧХ.

Принцип работы системы Audyssey в сравнении с обычной эквализацией

Если вы решили задействовать подобную систему, не забудьте потом вернуть на свои места настройки АС (Small вместо Big, значения частоты раздела кроссовера и расстояние до колонок) – здесь автокалибровка легко может «дать петуха». Нельзя доверяться ей на все 100%, особенно когда мы уже произвели все необходимые замеры и настройки собственноручно.

Особенности настройки системы из нескольких сабвуферов.

Теперь давайте уделим внимание настройке басового звена кинотеатра, состоящего из нескольких сабвуферов. Здесь есть свои особенности. К ним и перейдем.

1. Используйте идентичные сабвуферы

Если вы хотите избежать потери большого количества времени, потраченного на манипуляции при настройке звена из 2 и более сабвуферов, применяйте одинаковые аппараты. Только сабвуферы-близнецы могут обладать максимально схожими характеристиками всех компонентов и результирующего  звучания, что крайне необходимо для получения предсказуемого эффекта равномерного покрытия басом всей зоны прослушивания.

2. Располагайте сабвуферы согласно рекомендациям

Речь идет о практиках наиболее оптимального расположения множественных сабвуферов в комнате, детально рассмотренных в соответствующем разделе нашей статьи.

3. Убедитесь, что все сабвуферы играют одну и ту же «мелодию»

Поверьте, крайне проблематично будет настроить массив из сабвуферов, которые воспроизводят разный сигнал. Еще раз убедитесь, что ФВЧ (LPF) на каждом из сабвуферов выключен или выкручен на максимальное значение, чтобы не мешать системе бас менеджмента AV ресиверапроцессора. Настройки фазы также должны быть идентичны. Как правило, переключатель или регулятор фазы нужно оставить в положении “Normal” или «0». Если ресиверпроцессор имеет только один выход с предусилителя на сабвуфер, самое время задействовать Y-разветвители сигнала. В случае если у ресивера имеются и задействованы несколько выходов на сабвуфер, убедитесь, что бас менеджмент по каждому из них настроен корректно и выдает на все выходы одинаковый сигнал («Both» или «LFE+Main»). Короче говоря, вам необходимо убедиться, что каждый сабвуфер получает монофонический сигнал от всех АС, обозначенных, как «Small», плюс сигнал канала LFE. Некоторые ресиверыпроцессоры (в частности, некоторые модели от Denon) поддерживают стереофоническую сабвуферную конфигурацию, использование которой в наших целях лишь внесет деструктивную составляющую. Убедитесь, что она не задействована (выбран режим «Mono»).

4. Выровняйте громкость всех сабвуферов

Очень важно выставить одинаковую громкость звучания на всех имеющихся сабвуферах. Если этим пренебречь, вы рискуете в итоге получить плохую интеграцию, и даже перегрузку во время громких моментов, если одни сабвуферы настроены громче, чем другие. Это повлечет за собой искажения на более низких уровнях громкости относительно того, на что реально способна ваша система. Правильным способом согласовать по уровню все сабвуферы будет использование встроенного в ресиверпроцессор генератора розового шума и измерение его шумомером в режиме «С-weighted». Измерьте уровень каждого сабвуфера в отдельности, физически выключая все остальные во время измерений. Измерения необходимо проводить на одинаковом расстоянии относительно каждого из сабвуферов. А если у вас совсем туго со временем, можно замерить уровень в ближнем поле сабвуфера, положив шумомер или измерительный микрофон на пол на расстоянии 10 см от стенки устройства, где расположен излучатель.

Пример расположения измерительного микрофона в ближнем поле

Если сабвуфер фазоинверторный, микрофон следует располагать на полпути между центром динамика и портом фазоинвертора (уже на штативе). Эта методика становится весьма проблематичной в исполнении, если у сабвуфера несколько динамиков, вот почему мы рекомендуем производить замеры в точке, равноудаленной от всех устройств, причем точка эта совсем не обязательно будет находиться в зоне мест прослушивания. Как только вы выстроили громкость всех сабвуферов относительно друг друга, пора переходить к выравниванию громкости сабвуферного звена относительно фронтальных АС или центрального канала.

Измерьте уровень для фронтальных LR и С каналов и сабвуферного массива как минимум в двух точках (основное и второстепенное места прослушивания, например, первый и второй зрительский ряд кинотеатра). Запишите полученные результаты в таблицу для того, чтобы вы могли более точно произвести нужные корректировки. Это действительно хорошая идея – провести измерения минимум в двух точках и откалибровать уровни так, чтобы разница была не более 1-2 дБ, так вы получите наиболее правильное SPL покрытие по всей зоне прослушивания. Даже THX рекомендует не торопиться в процессе проведения измерений. Выделите время для своих экспериментов с RTA и SPL измерителями, причем с запасом. THX рекомендует производить каждое измерение на протяжении как минимум 20 секунд. Некоторые калибраторы-профессионалы отводят каждому измерению до целой минуты. Это обеспечит вам гарантированно корректный результат. Почему? Потому, что розовый шум не всегда однороден на низких частотах. Шум по определению случаен. Чем дольше прибор будет мерить шум и вычислять среднее значение, тем меньше вероятность получения ошибок измерения SPL по причине природной неоднородности розового шума. Потратьте столько времени, сколько вам необходимо на проведение хороших взвешенных измерений – в итоге оно того стоит.

5. Проведите измерения исходной АЧХ

Перед тем как перейти к автоматической калибровке или активной эквализации, необходимо понять, от чего же мы будем отталкиваться изначально. Критически важной задачей является получение максимальной интеграции фронтальных АС кинотеатра с вашими сабвуферами. Альтернативная точка зрения – самой важной является корректная интеграция центрального канала и сабвуферов. Если вы по большей части будете смотреть фильмы и слушать многоканальную музыку, пожалуй, именно так и стоит поступить. Однако, как показывает практика, человек гораздо больше восприимчив к некорректному воспроизведению музыки фронтальной стерео-парой, нежели к точному определению того, присутствует ли идеальное согласование между центральным каналом и сабвуферами во время мгновенных экшн-сцен кинофильма. Если вы отдаете предпочтение прослушиванию 2-канальных музыкальных программ, отдайте предпочтение калибровке сабвуферов относительно фронтальных каналов LR. Если же вы чаще смотрите фильмы, чем слушаете музыку, смело калибруйте сабвуферы относительно АС центрального канала.

Подключите выход вашего RTA в свободной паре линейных стерео входов ресиверапроцессора, установите устройство или его измерительный микрофон в основной точке прослушивания на уровне головы сидящего человека, и пусть веселье начнется! Настройте прибор на измерение в полосе от 10 до 200 Гц и на уровнях громкости с разбросом 60 дБ, чтобы мы точно смогли увидеть, что же происходит на низких частотах в вашей системе. Не забудьте убедиться, что вам доступно разрешение измерений не меньше, чем 1/12 дБ/окт. Меньшее разрешение не позволит ясно увидеть реальное положение вещей.

Процесс измерения АЧХ в разгаре

После того, как вы получили исходный график АЧХ, зафиксируйте его, а затем попробуйте поиграться со следующими параметрами и посмотреть, удалось ли вам получить какие-либо измеримые улучшения (более ровный график, меньше горбов и провалов):

• Размер основных АС: Large / Small (Large стоит рассматривать только в случае, если это дало реальное улучшение графика АЧХ, и ваши колонки способны играть все необходимые низкие частоты на референсном уровне громкости (105 дБ в точке прослушивания), причем без перегрузки и искажений);
• Частота раздела кроссовера основных АС;
• Дистанция до сабвуфера (задержка);
• Фаза сабвуфера.

Не рекомендуется отдаляться в значении частоты раздела кроссовера больше, чем на 20 Гц от зачастую оптимальных и рекомендуемых THX 80 Гц. Также было замечено, что некоторые ресиверыпроцессоры имеют свойство урезать LFE канал, если поставить частоты среза ниже 80 Гц. Если же поставить частоту раздела сильно выше 80 Гц, может возникнуть проблема локализации сабвуферов, особенно, если некоторые из них расположены близко к зоне прослушивания. Если у вас небольшие сателлиты, вероятнее всего 100 Гц будет оптимальной частотой раздела. Стерео эффект на частотах ниже 150 Гц выражен крайне слабо, и в зависимости от чувствительности, искажений и естественной частоты спада АЧХ основных АС, установка кроссовера на частоту 100 Гц способна создать наиболее полноценный звук. Ключом к успеху в этом деле является экспериментация. Если ваши сателлиты настолько маленькие, что требуют установки слишком высокой частоты раздела, вам следует рассмотреть возможность замены таких АС или размещения сабвуферов как можно дальше от зоны прослушивания с целью нивелирования проблемы их локализации.

Опять же, в большинстве случаев рекомендуется оставлять все сателлиты в режиме Small. Это позволит добиться наилучшей интеграции между ними и вашими сабвуферами, также как и большего динамического диапазона от основных АС, которым теперь не нужно нести тяжкий груз воспроизведения низких частот. К тому же это повлечет снижение количества искажений в самих АС и усилителях, их обслуживающих.

Дистанция до сабвуфера – крайне важная настройка в деле получения максимальной интеграции сабвуферов друг с другом и с основными АС. Если каждый сабвуфер подключен к выделенному выходу с предусилителя, измерьте и установите корректное значение расстояния для каждого из них. Если же все сабвуферы установлены идеальным образом в прямоугольной комнате кинозала, для них подойдет единое значение задержки (дистанции). Мало того, оно рекомендуется для максимизации эффекта нивелирования стоячих волн.

Однако, если имеющаяся расстановка далека от идеала, вероятно, вам придется поиграться с настройками задержек для каждого сабвуфера в отдельности. В таких случаях попробуйте рассчитать среднее расстояние от зоны прослушивания до группы сабвуферов, сидящих на одном линейном выходе. Например, если у вас один сабвуфер стоит в 3 метрах, а второй на расстоянии 2,5 метров, средним результатом будет 2,75. С этого значения задержки в ресивере/процессоре и стоит начать. Скорее всего, оно будет скорректировано в сторону увеличения в связи с наличием естественной задержки в тракте цифрового усилителя сабвуфера. Идеальное значение задержки мы можем получить измерением SPL (LCR + сабвуфер) на частоте раздела кроссовера: меняем задержку, измеряем – и так, пока SPL не будет максимален.

Измерительные микрофоны MiniDSP UMIK-1 и Dayton Audio OmniMic для использования в составе RTA на базе ПК

Когда вы в итоге добились наилучшего измеримого результата для основного места прослушивания, повторите весь процесс для следующего по важности места в зале. Попробуйте найти комбинацию настроек, которая позволяет получить наилучший звук для обеих точек. Можете продолжить и дальше, но, как показывает практика, если вы как следует постарались в первых двух случаях (например, в центре первого и второго рядов), другие места от этого также выиграют. Опять же, чем более правильно вы смогли расположить сабвуферы при установке, тем меньше телодвижений и дополнительных настроек вам придется сделать, чтобы добиться стабильного и ровного графика АЧХ для всех зрительских мест.

6. Задействуйте эквалайзер или систему автоматической калибровки

Теперь, когда мы уже имеем приемлемый результат интеграции всех наших сабвуферов с основными АС, пора внести финальные штрихи в картину и загнать график АЧХ в еще более узкие рамки. Ниже представленные рекомендации основаны на применении системы автокалибровки Audyssey MultEQ Pro с внешним измерительным микрофоном и ПО, однако по большей части они будут справедливы и для большинства других подобных систем, т.к. все они работают по схожим принципам.

Итак:

• Устанавливайте измерительный микрофон на уровне головы слушателя в месте прослушивания, используя микрофонную стойку и направляя микрофон строго вверх;
• Избегайте таких мест установки микрофона, где на пути прямого звука от громкоговорителей будут иметься преграды, его блокирующие. В частности, наклоните спинки театральных кресел таким образом, чтобы они не мешали прохождению прямого звука от тыловых АС;
• Измерения необходимо проводить в точках, расположенных вокруг и вблизи основной зоны прослушивания;
• Избегайте самых крайних боковых мест. Важно проводить измерения в конкретной зоне, находящейся между наиболее часто используемыми местами прослушивания;
• Удвойте количество измерений в двух самых важных местах прослушивания. Это позволит Audyssey придать больший вес данным измерениям в итоговой картине;
• Скорректируйте настройки бас менеджмента, задержек и частоты раздела кроссовера после того, как калибровка будет завершена.

Последний пункт довольно важен, т.к. автокалибровка довольно часто ошибается в установке типа АС (Large вместо рекомендуемого Small) и в выборе оптимальной частоты раздела кроссовера (занижает ее). При этом задержки определяются, как правило, довольно точно.

Видео-руководство по проведению калибровки системы на базе Audyssey

Любую систему автоматической калибровки необходимо проверять последующим измерением получившейся АЧХ и сравнением его с исходным графиком. Стало лучше – прекрасно! Стало хуже – возвращаемся в исходную точку, проверяем корректность наших телодвижений при задействовании системы автокалибровки, проделываем ее еще раз. И так пока не станет лучше.

7. Слушайте и вносите корректировки

Никакие даже самые лучшие и точные измерения в мире не могут гарантировать отличного звука в итоге. Теперь пора сесть и послушать своими ушами плоды вашего труда. Поставьте знакомую вам музыку с интенсивными басовыми партиями. Послушайте ее в двухканальном режиме + сабвуферы на всех основных местах в зоне прослушивания и попробуйте понять, как она звучит. Потом послушайте музыку в многоканальном режиме (изначально многоканальные записи и 2-х канальные через декодер ProLogic). В большинстве случаев бас будет казаться более выраженным при переходе из 2-х канального режима в матричный 5.1/7.1. Убедитесь в получении удовлетворяющего вас баса во всех режимах по всей зоне прослушивания. Не стесняйтесь прибавить или убавить уровень сабвуфера на пару дБ, если вам так больше нравится. Проведите эксперименты и подвигайте настройки бас менеджмента (и размер колонок и частоты кроссовера) с целью убедиться в том, что ваши оптимальные настройки, основанные на измерениях, звучат аналогичным образом – оптимально.

Можно немного расслабиться и послушать любимые записи

Когда вы добились линейности в НЧ диапазоне, часто возникает желание прибавить сабвуферу громкости на пару-тройку дБ. Значительно комфортнее слушать звук с приподнятыми НЧ, когда у вас плоская АЧХ, нежели когда в нем присутствуют выраженные модальные горбы, делающие бас гулким и ненатуральным. Так что не бойтесь настроить ваши сабвуферы на пару дБ выше по уровню, чем основные АС, когда вы уже добились общей линейности в звучании. В некоторых случаях вам может даже понадобиться поднятьубавить уровень одного конкретного сабвуфера. Чаще всего это касается саба, расположенного наиболее близко к зоне прослушивания.

Если вы не довольны звуком с включенной системой автокалибровки, выключите ее или попытайтесь провести калибровку заново и посмотреть/послушать, удалось ли на этот раз получить лучшие результаты. Говоря попросту, не нужно замыкаться на результатах калибровки, если на слух они вас не устраивают. Точная настройка, как правило, все же необходима для получения наилучшего звучания, но никак нельзя отрицать наличия сильной корреляции между отличным звуком и отличными результатами измерений.

Итоги и выводы

Одним из главных свойств серьезной системы домашнего кинотеатра является его способность накрыть основную зону просмотра ровным и приятным для уха басом. Лучший способ добиться такого эффекта – это: минимизировать влияние на звук стоячих волн путем выбора размеров комнаты и ее акустического оформления; использовать несколько сабвуферов; правильно расставить и настроить акустические системы, сабвуферы и зрительские места; применить активную эквализацию. Ни в коем случае не стоит недооценивать ни один из этих базовых компонентов успеха, торопясь задействовать систему автоматической калибровки звучания. Иначе вы рискуете попросту крутиться на месте, как «собачка за своим хвостом», и потратить кучу времени на домыслы и ненужные эксперименты в попытках добиться приемлемого результата.

Как только вы послушаете правильно откалиброванный домашний кинотеатр с ровным приятным басом по всей зрительской зоне, назад пути не будет – ведь именно НЧ-составляющая саундтрека заставляет вас поверить в реальность происходящего на экране!

Корректная интеграция сабвуферов в систему домашнего кинотеатра, медиа-комнаты или персонального кинозала стоит и времени и усилий, на нее затраченных. При наличии правильных инструментов, необходимых знаний и терпения, вы способны добиться настолько потрясающего эффекта от вашего театра, что он легко составит конкуренцию самому лучшему публичному кинозалу в городе. И не забывайте про отсутствие чавкающих попкорном и громко болтающих по телефону соседей!

Устали от публичного кинотеатра? Обращайтесь в Cinemalounge!

Важно оставаться методичным и последовательным на протяжении всего процесса настройки и калибровки вашего домашнего театра. Инвестиция в хороший инструмент наподобие TrueRTA от компании True Audio, LMS от компании LinearX Systems или даже FFT-анализатор сэкономит ваше время и позволит добиться гораздо более точных результатов, нежели вы доверились бы лишь своим ушам, тестовым сигналам и измерителю SPL. Забудьте про народные средства и позвольте науке полностью раскрыть потенциал вашего домашнего кинотеатра!

<– Назад к выбору места для сабвуферов                                                  К началу статьи –>