Artykuł o zwrotnicach aktywnych

[tomq88]

Kontynuując ideę rzuconą w temacie "Projekt inżynierski, El_gineer" zakładam temat dotyczący artykułu traktującego o aktywnych zwrotnicach. Ktoś mógłby powiedzieć, że lepiej odrazu napsiać arta, a nie bawić się w jakies techniczne temat, ale uważam, że tak będzie łątwiej to ogarnąć, jako że artukuł będize tworzony przez kilka osób.

Zapraszam wszystkich znających się na rzeczy do merytorycznego wsparcia i wszystkich nie znających się na rzeczy by podrzucali pomysł co ma być zawarte.


Osobiście proponuje taką formę:

1. Co to są zwrotnice aktywne
2. Z czego się skłąda system aktywny (na innych forach dostawałem czasem priv z prosba o opisanie co w jakiej kolejnosci jest podlaczone)
3. Wady i zalety zwrotnic aktywnych
4. Przykładowe schematy
5. Omowienie kolejnych stopni w zwrotnicy (za co sa odpwoiedzialne)
6. Obliczanie wymaganych czestotliwości podziału.
7. Zasilanie zwornic aktywnych
8. Prowadzenie mas i kabli sygnałowych.
9. Przykladowe rozwiazania praktyczne w formie: schemat-zdjecie-pomiary


Czekam na Wasze opinie/komentarze. Jeśli któryś z moderatorów uzna, że temat powienien znajdować się w dziale elektronika - proszę o przeniesienie.

[kremien]

Mi osobiście najbardziej by się przydało poczytać o wadach i zaletach aktywki w stosunku do zwrotek pasywnych. Ewentualnie jakieś sposoby strojenia na słuch -jak postępować (generalnie w moim wypadku chodzi o CA). Oczywiście reprezentuję "zielonych" i rzucam tylko pomysły

[jamess8]

Z tego co wiem to jest sporo materiałów na ten temat w necie w języku angielskim. Temat ogólnie jest ciekawy. Przydałoby się trochę praktycznej wiedzy.

[Hermes]

Osobiście proponuje taką formę:...

Jak dla mnie bomba :thumbup:

[KonradRak]

Świetny temat. Na pewno nie wniosę nic merytorycznego ale będę czytał z zaciekawieniem. Mam prośbę jako laik aby każdy temat był pisany prostym językiem zrozumiałym dla osób które nie miały do czynienia z elektroniką (znają tylko podstawowe wzory fizyczne :)). Później warto zebrać te informacji i zrobić art na stronę główną. Jeśli mogę coś zasugerować to prosiłbym o przykład opracowania zwrotnicy aktywnej do systemu 3 way. Powodzenia !

[tomq88]

Pomyslałem, że warto jeszcze przy okazji omawiania fizycznej konstrukcji zwrotnic dodac co nieco o trikach ułatwiających szybką zmianę elementów odpowiedzialnych za ustalanie czestotliwosci podziału. Rozgrzewanie lutownicy za każdym razem nie jest zbyt praktyczne, ale jak wspomniałem da się to obejść.

kremien, co do strojenia na słuch, to niestety, ale nie mamy tu od czynienia z cudownym wynalazkiem który zwalnia nas z obowiązku prawidłowego dostrojenia głośników. Nie znam żadnych skutecznych sposobów strojenia na słuch, ale za to pomyslalem, ze mozna wrzucic jeszcze jedną czesci do artykułu o pomiarach w holmimpulsie (a dokladniej przerobic to co pisałem na audiostereo zgodnie z tym co pisał Lighsound u nas na forum). Choć nie wiem czy nie lepiej zrobic z tego osobnego arta. Tak czy inaczej głupio pisac o zwrotnicach, a potem zostawic czytelników samych z pomiarami na zasadzie "a teraz radźcie sobie sami".


jamess8, dokladnie powiedziałbym nawet, ze niekotre z nich bedą znacznie przewyzszaly naasze dzielo pod wzgledem merytorycznym, jednak wg mnie powinnismy sie skupic na jaknajbardziej praktycznym podejsciu, takim, zeby nie pozostawalo niejasnosci. Cos w rodzaju gotowego przepisu.


KonradRak, osoby ktore maja duze doswiadczenie lektronicze raczej nie potrzebuja czytac takich artykułów

Później warto zebrać te informacji i zrobić art na stronę główną.

Taki jest cel tej zabawy :)

eśli mogę coś zasugerować to prosiłbym o przykład opracowania zwrotnicy aktywnej do systemu 3 way

Akurat ja robiłem 3 way, tyle ze wiekszosc informacji jest rozbita w dwoch kilkunastostronicowych watkach. Tutaj zbierzemy to do kupy w przejrzystej formie.


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. Co to są zwrotnice aktywne
Zwrotnice aktywne to jedna z koncepcji podziału pasma akustycznego dla poszczególnych głośników. Jest ona umieszczona przed wzmacniaczem mocy i wymaga zewnętrznego zasilania. Podobnie jak zwrotnice pasywne składają się przede wszystkim z odpowiedniej liczby filtrów o określonej stromości. Dodatkowo całość mogą uzupełniać dodatkowe stopnie, takie jak bufory (wejściowe i wyjściowe) oraz układy korekcyjne.

W przypadku stosowania zwrotnic aktywnych sygnał wychodzący ze źródła (np z odtwarzacza CD) jest dzielony na poszczególne tory (drogi), następnie każdy z tych rozdzielonych sygnałów jest wzmacniany we właściwym wzmacniaczu z którego trafia bezpośrednio na głośnik.

[tu schemat blokowy]

Najczęściej zwrotnice aktywne realizowane są w formie układów na wspólnym pcb i z własnym zasilaczem (czasem zintegrowanym, czasem na oddzielnym pcb). Do ich stworzenia używa się przede wszystkim wzmacniaczy operacyjnych, rezystorów i kondensatorów. Jako, że w tym wypadku filtry pracują z bardzo małymi wartościami sygnałów i z bardzo wysokimi impedancjami - wartości elementów biernych różnią się znacznie od tych stosowanych w pasywnych zwrotnicach. Kondensatory mają zwykle pojemność poniżej 1uF, a wartości rezystorów sięgają kilku-kilkunastu kiloomów. Oczywiste jest także, że te elementy nie muszą być przystosowane do rozpraszania dużych mocy. W przypadku zwrotnic aktywnych nie stosujemy żadnych cewek.




--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
CDN :)

[El_liero]

Przydałoby się trochę praktycznej wiedzy.

no właśnie. Mi się nie widzi opisywać od początku co to zwrotnica i wzmacniacz operacyjny. Takie pierdoły to są na necie.
Jak ktoś jest całkowicie zielony w elektronice i w akustyce to najpierw musi zdobyć podstawową wiedzę, dopiero potem myśleć o projektowaniu, bo żaden art tego za niego nie zrobi :) Ja lecę teraz stroić BR u siebie :)

[tomq88]

bo żaden art tego za niego nie zrobi. .

Jakieś 1,5 roku temu mi taki art bardzo by się przydał. Może inni z tego skorzystają, skoro masz to już za sobą to nie musisz tu zaglądać.

Takie pierdoły to są na necie

W kilku(nastu) różnych stronach (w przeważającej części anglojęzycznych) i takiej samej ilości tematów na forach internetowych. Chciałem to zebrać w całość.



--------------------------------------------------------------------------
2. Z czego się składa system aktywny
Podstawowy zestaw aktywny składa się ze źródła, zwrotnicy, wzmacniacza i kolumn. Najczęsciej spotyka się dwa rozwiązania fizycznego umiejscowienia tych elementów:
- całą "elektronika" wbudowana w kolumny (częściej spotykane przy firmowym sprzecie)
- cała "elektronika" na zewnątrz (częściej spotykane w przypadku sprzętu DIY)

Oba rozwiązania mają swoje wady i zalety. Pierwsza opcja zwiększa mobilność, zajmuje mniej miejsca w pokoju, zmniejsza plątaninę kabli. Powoduje za to trudność z dobrym chłodzeniem, zmniejsza elastyczność zestawu, powoduje konieczność prowadzenia stosunkowo długich kabli sygnałowych. Drugie rozwiązane, ze zwrotnicą i wzmacniaczem na zewnątrz kolumn jest łatwiej modyfikowalne, można bezproblemowo wymieniać poszczególne elementy toru, jednak przy ewentualnej odsprzedaży kolumn sprzedamy tylko obudowy z głośnikami.

Wspomniana wcześniej trójka składowa zestawu może być powiększona o przedwzmacniacz, jednak nie jest on konieczny. W przypadku zwrotnic aktywnych nie można sterować głośnością każdego ze wzmacniaczy oddzielnie, bo wtedy zmieniałaby się głośność poszczególnych części pasma. I tu czasem może przydać się preamp - gdy źródło sygnału nie ma pilota, a nam zależy na zdalnym sterowaniu. Oczywiście można dorobić zdalne sterownie do samej zwrotnicy (gotowe moduły sprzedaje np. AVT), jak również zrealizować na niej wstępne wzmocnienie sygnału (bez konieczności wstawiania dodatkowych modułów, wystarczy dobrać odpowiednie rezystory do bufora wejściowego, o czym dalej będzie mowa).


3. Wady i zalety zwrotnic aktywnych
Zestaw aktywny nie jest jakimś cudem techniki idealnym dla każdego. Przed aktywizacją obecnego systemu, lub przed postanowieniem zbudowania nowego zestawu opartego o tą koncepcję warto rozważyć wszystkie plusy i minusy takiego rozwiązania. To sprawa bardzo indywidualna , bo to co dla kogoś jest ogromną zaletą dla innego może okazać się mało znaczącą kwestią.

Wady:
- większe skomplikowanie w porównaniu do zestawów pasywnych. Bądź co bądź, zwrotnice pasywne to tylko kilka elementów RLC wstawionych przed głośnik, a tu dochodzi nam dodatkowy element o większej złożoności elektronicznej wymagający oddzielnego zasilania.
- większa ilość zajmowanego miejsca. Zamiast jednego wzmacniacza przybywa nam kilka dodatkowych klocków.
- plątanina kabli - w przypadku aktywnych 3 drożnych kolumn mamy po 3 kable idące do każdej kolumny i 6 kabli między źródłem, a zwrotnicą.
- konieczność dobrego zabezpieczenia tweetera (jeśli wzmacniacz nie ma pewnych zabezpieczeń przed napięciem stałym na wyjściu konieczne jest dołożenie kondensatora przed głośnikiem wysokotonowym).
- większa wrażliwość głośnika wysokotonowego na brum z końcówki mocy (nie dotyczy w przypadku wstawienia kondensatora przed g. wysokotonowy)

Zalety:
- Elastyczność w doborze głośników. W przypadku zwrotnic aktywnych nie jesteśmy ograniczeni efektywnością przetworników. Wzmocnienie sygnałów idących na poszczególne głośniki odbywa się niezależnie, możliwe jest więc wyrównanie głośności wysoko-efektywnego woofera i cichej wysokotonówki.
- Bardzo łatwy sposób kompensacji efektu Baffle Step. Niezależnie od tego przy jakiej częstotliwości następuje podbicie charakterystyki przez przednią ścianką łatwo można je skompensować, bez konieczności kompromisów związanych z doborem częstotliwości podziału.
- Mniejsze zniekształcenia wynikające z przesterów w przypadku stosowania słabszych wzmacniaczy. gdy "clippuje" końcówka mocy odpowiedzialna za "napędzenie" głośników niskotnowych nie odbija się to na jakości dźwieku z głośnika
wysoktonowego - zasilająca końcówka nie ulega przesterowaniu.
- Łatwa realizacja stromych filtrów i brak strat mocy na pasywnych elementach. W przypadku zwrotnicy pasywnej III rzędu między głośnikiem, a wzmacniaczem mamy dwie cewki o łącznym DCR średnio ~1 ohm. W zwrotnicy aktywnej jedyna rezystancja jaki jest na drodze do głośnika to kabel głośnikowy, wzrasta więc tzw. "Dumping Factor", czyli niejako siłą kontrolowania głośnika przez wzmacniacz.
- Mniejsze zniekształcenia wynikające z jakości elementów. Nie ma potrzeby stosowania tu kondensatorów elektrolitycznych, nawet w przypadku bardzo niskich cięć, nie ma również obaw o nasycenie rdzenia cewek,
- Łatwiejsza praca dla wzmacniacza - wzmacniacz widzi jedynie impedancję głośnika, który jest do niego podłączony, nie ma również obaw o to, że źle przeprowadzona filtracja zbyt mocno obniży opór minimalny całej kolumny.
- Przy odpowiednio przemyślanej zwrotnicy nie ma konieczności wymiany jej wraz z wymianą kolumn. Można zmieniać zestawy głośnikowe, a zwrotnica zostanie jedna na całe życie (wprowadzana będzie do niej tylko drobna korekcja elementów).
- Brak zmian parametrów TS głośnika niskotonowego. W przypadku zwrotnic aktwynych nie ma cewek których DCR wpływa na zmianę m.in QTS.


--------------------------------------------------------------------------
O kosztach nastepnym razem, bo tu nie można jednoznacznie napsiac co wyjdzie taniej,a co drozej.
CDN.

---------- Post dodany o 08:47 ---------- Poprzedni post o 12:49 ----------

Koszty aktywnego systemu trudno jednoznacznie zakwalifikować do jego wad lub zalet. Ta sprawa wymaga jeszcze bardziej indywidualnego podejścia. Dużo tu zależy od obecnie posiadanego sprzętu, umiejętności i półki jakościowej w którą celujemy.

Zasadniczo koszt zwrotnicy 3 drożnej wraz z zasilaniem powinien wynieść nie więcej niż 100-120 zł, pasywna zwrotnica do kolumn 3 drożnych oparta o dobre elementy to wydatek 300-400 zł. Tu widać ewidentną przewagę zwrotnic aktywnych. W przypadku dobrego jakościowo 2 way ta przewaga się utrzymuje, choć jest nieco mniejsza. Rozpatrując system aktywny musimy zauważyć, że koszty samej zwrotnicy to nie koniec wydatków - potrzebujemy dodatkowych wzmacniaczy w ilości zależnej od rodzaju kolumn. Do 2 drożnych kolumn - dwa wzmacniacze, do 2,5 i 3 drożnych trzy wzmacniacze, do 4 drożnych - cztery wzmacniacze.

Jeśli u kogoś na półce leży nieużywany wzmacniacz, wtedy sytuacja jest prosta i nie generuje dodatkowych kosztów. Podobnie gdy mamy zmysł konstruktorski i sami składamy końcówki mocy - również nie zrujnuje to naszego portfela, koszt całej zabawy przewyższy nieco koszt pasywnej zwrotnicy w przypadku 2 way. W przypadku kolumn 3 - drożnych koszt całościowy może nadal być niższy.
Sytuacja zmienia się diametralnie gdy jesteśmy zmuszeni kupić kolejny fabryczny wzmacniacz, zwłaszcza gdy celujemy w co najmniej średnią półkę cenową. Wtedy trzeba dobrze przemyśleć, czy warto wykładać znaczne sumy na dodatkowy wzmacniacz, czy może lepiej kupić lepsze głośniki/kolumny.

---------- Post dodany o 09:07 ---------- Poprzedni post o 08:47 ----------

Schemat aktywnej zwrotnicy 2 way i omówienie kolejnych stopni


-------------------------------------------------------------------------------------
Omówienie co do czego służy i jakie elementy za co odpowiadają - CDN. Omówiony zostanie także schemat zwrotnicy 3 drożnej.

Jak ktoś ma pomysł na jakiś dobry hosting zdjęc, w którym będą wyraźniejsze miniatury, a nie będize oabwy o to, że obrazki znikną z serwera po 2 miesiącach to proszę podsunać jakieś propozycje. Najlepszy byłby chyab serwer elektrody, ale to chyba trochę tak bezczelnie ładować obrazki na ich forum i wykorzystywać na tym?

[benek161]

Najlepszy byłby chyab serwer elektrody, ale to chyba trochę tak bezczelnie ładować obrazki na ich forum i wykorzystywać na tym?

Na elektrodzie mógłbyś też umieścić taki art, myślę że i tam by sie przydał.
P.S. Super robota, oby tak dalej!

[tomq88]

Przeredagowałem nieco poprzednich kilak akapitów.


Koszty aktywnego systemu trudno jednoznacznie zakwalifikować do jego wad lub zalet. Ta sprawa wymaga jeszcze bardziej indywidualnego podejścia. Dużo tu zależy od obecnie posiadanego sprzętu, umiejętności i półki jakościowej w którą celujemy.

Zasadniczo koszt zwrotnicy 3 drożnej wraz z zasilaniem powinien wynieść nie więcej niż 100-120 zł, pasywna zwrotnica do kolumn 3 drożnych oparta o dobre elementy to wydatek 300-400 zł. Tu widać ewidentną przewagę zwrotnic aktywnych. W przypadku dobrego jakościowo 2 way ta przewaga jest nieco mniejsza. Rozpatrując system aktywny musimy zauważyć, że koszty samej zwrotnicy to nie koniec wydatków - potrzebujemy dodatkowych wzmacniaczy w ilości zależnej od rodzaju kolumn. Do 2 drożnych kolumn - dwa wzmacniacze, do 2,5 i 3 drożnych trzy wzmacniacze, do 4 drożnych - cztery wzmacniacze.

Jeśli u kogoś na półce leży nieużywany wzmacniacz, wtedy sytuacja jest prosta i nie generuje dodatkowych kosztów. Podobnie gdy mamy zmysł konstruktorski i sami składamy końcówki mocy - również nie zrujnuje to naszego portfela. W przypadku kolumn 3 - drożnych koszt całościowy niekoniecznie musi przewyższyć koszt pasywnej zwrotnicy, zwłaszcza, gdy mamy odpowiednio wydajne zasilanie i tylko rozbudowujemy wzmacniacz o kolejne moduły końcówek mocy.
Sytuacja zmienia się diametralnie gdy jesteśmy zmuszeni kupić kolejny fabryczny wzmacniacz, zwłaszcza gdy celujemy w co najmniej średnią półkę cenową. Wtedy trzeba dobrze przemyśleć, czy warto wykładać znaczne sumy na dodatkowy wzmacniacz, czy może lepiej kupić lepsze głośniki/kolumny.

Dla osób tworzących kolumny od podstaw niewątpliwą zaletą będzie niski koszt przestrajania zwrotnicy. Zmiana częstotliwości podziału to wymiana kilku rezystorów wartych 5-6gr/szt, nie ma konieczności posiadania przysłowiowego „wiadra elementów RLC”.



Schemat aktywnej zwrotnicy dwudrożnej i omówienie poszczególnych stopni.


Zanim opisane zostaną kolejne moduły kilka słów o wzmacniaczach operacyjnych (zwanych także op-ampami od „operational-amplifier”). Zasadniczo do zwrotnic aktywnych polecane op-ampy to lm833 i MC33078, kosztują one 1-4 zł/szt, dobrze nadają się do aplikacji w audio. Droższe niekoniecznie muszą oznaczać lepsze. Co do popularnych Tl-072 – wyżej wymienione są niewiele droższe (jeśli w ogóle), a charakteryzują się znaczeni lepszymi parametrami (m.in. mniejsze szumy). Ne5532 również należy unikać, są niestabilne podczas pracy jako wtórniki napięciowe (czyli tak jak w filtrach zwrotnicy) i mają duży rozrzut poboru pradu (od 6mA do 16mA w zależności od egzemplarza).


Pierwszym modułem w zwrotnicy jest bufor wejściowy. Pełni on kilka funkcji – separuje źródło sygnału od zwrotnicy, stanowi filtr dla niepożądanych sygnałów i ustala wstępne wzmocnienie.


Idąc od strony wejścia:

- rezystor R 3 - o wartości zwykle 100 ohm ograniczający zbyt wysoki sygnał który znalazł się na wejściu.

- kondensator c2 – tworzący wraz z poprzedzającym go rezystorem filtr dolnoprzepustowy tłumiący zakłócenia gsm i radiowe. Jest to bardzo ważne, żeby osłabić/zniwelować te zakłócenia przed wstępnym wzmocnieniem jakie ma miejsce w pierwszym op-ampie . Częstotliwość od której zaczyna się filtracja przy tak dobranych wartościach to ok. 1 Mhz. Tu jednak należy dodać kilka słów – R3 to nie jedyna rezystancja jaka wpływa na częstotliwość tego filtru dolnoprzepustowego. Jeśli spojrzymy na to co fizycznie znajduje się o krok wcześniej to dostrzeżemy tam potencjometr, którego opór znacznie przewyższa wartość R3. Jeśli używamy potencjometru 10kohm to częstotliwość graniczna w najniższym jego położeniu wyniesie 100khz – więc nadal nie jest źle. Jednak gdy używamy potków 100kohm to filtr dolnoprzepustowy zacznie już działać od skraju pasma akustycznego. Przy wartości kondensatora 100pF spadek wynosi poniżej 1dB, więc nie powinien być wielkim zmartwieniem. Wyższe wartości tego kondensatora i potencjometry o dużym oporze wymagają przemyślenia całej sprawy – albo zmniejszamy wartość jednego z tych elementów toru, albo dodajemy dodatkowy bufor wejściowy separujący całkowicie wejście zwrotnicy od tego co je poprzedza. Przykładowa realizacja takiego dodatkowego bufora:

Układ taki może mieć ta zaletę, że pozwoli dobrze wykorzystać posiadane podwójne op-ampy. Gdy pozostaje nam „połówka” podwójnego wzmacniacza operacyjnego nie możemy zostawić jej „wolnej” bo zacznie się wzbudzać. Zamiast buforu wejściowego można zrobić bufor wyjściowy, separujący całą zwrotnice od wpływu pojemności kabli połączeniowych.

- kondensator C1 – pełni role filtru górnoprzepustowego, chroniącego przed napięciem stałym. 1uF w tym wypadku blokuje sygnał poniżej kilka Hz, więc nie ma wpływu na przetwarzanie niskich tonów.

cdn

------------------

Tu znajduje się plik z symulacją do LT-Spice (tu podany link) – warto samemu przesymulować układ i sprawdzić jak zmieni się sygnał wyjściowy po zmianie wartości poszczególnych elementów.

------------------------------------------
CDN

Wykorzystałem serwer elektrody, faktycznie mogę tam wrzucić pózniej ten art, wiec nikt mi nie zarzuci, że kradne miejsce na ich hostingu

[scythe1123]

Co do podstaw, myślę, że takie artykuły powinny się pojawić.
Było by gdzie przekierowywać zielonych.

[gnoti]

Ciekawą informacją, może być także sprawa zróżnicowania mocy wzmacniaczy w poszczególnych sekcjach nisko, średnio, wysoko tonowych ( jakie zachować proporcje?)

[raven1985]

Nie mam czasu teraz czytać całości ale co mi się rzuciło w oczy na malunkach
- pierwszy bufor jest nie potrzebny do niczego
- no i te potencjometry - początkujący może mieć problem rozszyfrowaniem o co biega :)

[tomq88]

- pierwszy bufor jest nie potrzebny do niczego

Sam psiałeś, że:

Daj wtórnik po potku i problem z głowy

w http://diyaudio.pl/showthread.php/18...na-3-way/page4 :) Wtórnik = bufor nr 1 z drugiego schematu.

- no i te potencjometry - początkujący może mieć problem rozszyfrowaniem o co biega

Fakt, może za bardzo namieszałem, przeredaguje to.


Dzięki za komentarze, miło by było jakbyś znalazł jeszcze chwilę by rzucić okiem na resztę. Niekoniecznie teraz, moge Ci podesłać plik Worda, jak już skoncze wszystko, tylko z tego co widze, szykuje się ładnych kilka stron.



I jak wczesniej wspomniałem, nie ogłaszam się żadnym ekspertem od zwrotnic aktywnych, ja tylko zbieram tą wiedzę która został mi przekazana w kilku tematach na tym forum. Ten cały artukuł można traktować jako "zwrotnice aktywne od laika dla laików"



gnoti wspomne o tym, choć rózne źórdłą różnie podają.

[El_liero]

zwrotnice aktywne od laika dla laików

też widziałem parę rzeczy do poprawki. Czekamy na całość i pomożemy poprawić/ulepszyć.

[tomq88]

Reedycja poprzedniego materiału i kolejna czesc.

------------------------------------------------------------------
Idąc od strony wejścia:

- rezystor R 3 - o wartości zwykle 100 ohm ograniczający zbyt wysoki sygnał który znalazł się na wejściu.

- kondensator c2 – tworzący wraz z poprzedzającym go rezystorem filtr dolnoprzepustowy tłumiący zakłócenia gsm i radiowe. Jest to bardzo ważne, żeby osłabić/zniwelować te zakłócenia przed wstępnym wzmocnieniem jakie ma miejsce w pierwszym op-ampie . Częstotliwość od której zaczyna się filtracja przy tak dobranych wartościach to ok. 1 Mhz. Wyższe wartości kondensatora mogą prowadzić do obcięcia sygnału w paśmie akustycznym - pamiętać należy, że oprócz R3 na prace tego filtru może mieć wpływ także rezystancja potencjometru Volume.

- kondensator C1 – pełni role filtru górnoprzepustowego, chroniącego przed napięciem stałym. 1uF w tym wypadku blokuje sygnał poniżej kilka Hz, więc nie ma wpływu na przetwarzanie niskich tonów.

- rezystory R1 i R14 ustalają wzmocnienie sygnału. Wartość wzmocnienia oblicza się w tym wypadku wg wzoru: "1+(R1/R14)". Dla elementów na schemacie wzmocnienie wynosi 2x.

- kondensator C3 - znajduje się w sprzężeniu zwrotnym wzmacniacza i ogranicza maksymalną częstotliwość przenoszenia, by zapobiec ewentualnym wzbudzeniom.


Kolejnym modułem jest kompensacja efektu Baffle Step. Efekt Baffle Step to podbicie przez przednią ściankę kolumny pewnego zakresu częstotliwości wynikający ze specyfiki rozchodzenia się fal dźwiękowych. Działa tu prosta reguła, im węższa ścianka, tym wyższa częstotliwość od której znajduje się podbicie.
W dużym uproszczeniu charakterystyka głośnika w obudowie wygląda tak:

(obrazek ze strony: http://www.truthfulness.net/spira/physics.asp )

Kompensacja koryguje tą charakterystykę wprowadzając wzmocnienie pewnego zakresu częstotliwości, co ilustruje poniższy podglądowy rysunek:


W tym module:
- podłączony szeregowo do wejścia potencjometr o wartości 2,5 kohm służący do regulacji siły kompensacji (tzn. wielkość podbicia dolnego zakresu pasma akustycznego). Potencjometr w tym wypadku pracuje jako nastawny rezystor, co znaczy, że środkowe wyprowadzenie należy zewrzeć do jednej z jego nóżek (obojętnie której).
- rezystor R2, który jest elementem filtru schodkowego.
- kondensator c4 również będący elementem filtru schodkowego. Od jego wartości zależy częstotliwość od której zaczyna się kompensacja efektu BS. Większą pojemność kondensatora = niższa częstotliwość do której sięga kompensacja (i vice versa).


Następnym modułem jest filtr górnoprzepustowy IV rzędu. Jest to szeregowe połączenie dwóch filtrów II rzędu:

zielona przerywana linia rozdziela filtry II rzędu.
W tym wypadku nie ma wiele do wyjaśnienia - zarówno rezystory jak i kondensatory tworzą filtr górnoprzepustowy o częstotliwości zależnej od wartości tych elementów. Częstotliwość podziału można obliczyć tym prostym programikiem napisanym przez Roda Elliota: http://sound.westhost.com/software/esp-lr13.exe . Program nie wymaga instalacji. W górnym okienku wpisujemy pożądaną częstotliwość odcięcia w dolnym jedną z dwóch wartości.
najlepszym kompromisem między zbyt dużym obciążeniem op-ampów, a zbyt dużymi szumami wprowadzanymi przez rezystory jest wybranie wartości od 1kohm do 3-4 kohm (tu proszę o komentarz, przyjąłem te wartości intuicyjnie).
Pojemność kondensatorów powinna być nie mniejsza niż 1nF i nie większa niż 1uF. Na mniejsze wartości duży wpływ będzie miała pasożytnicza pojemność ścieżek (dochodząca do kilku pF w zależności od projektu płytki), a większe będą trudnym obciążeniem dla wzmacniacza operacyjnego. Podwójne wartości można uzyskiwać przez równoległe/szeregowe łączenie elementów.

Bardzo ważne jest to żeby elementy miały możliwie małą tolerancje. Standardowe 1% rezystory są odpowiednie. Kondensatory o niskich tolerancjach są stosunkowo drogie, więc można kupić większą ilość tych tanich 5% i dobierać za pomocą miernika. Zakup 40 kondensatorów 5% pozwoli wyselekcjonować co najmniej kilkanaście o rozrzucie wartości <1% (tu tez możecie dodać komentarz).


----------------------------------------------------
CDN

[gnoti]

Ja z takim pytaniem , gdzie można zakupić płytki drukowane pod podaną w przykładzie zwrotnice , i czy jest to w ogóle możliwe ?

[tomq88]

Podany wyżej schemat jest jednym ze sposobów realizacji aktywnych zwrotnic. Wybrałem akurat ten, bo sam go używam i na naszym forum jest najbrdziej popularny.

Niestety nie ma do niego gotowego pcb oferowanego w sprzedaży. Są więc 3 wyjścia:
- wytrawić samemu (nie jest trudne ani drogie)
- zlecić wytrawienie (nawet na Allegro ogłaszają się osoby które robią płytki na zamówienie, podejrzewam, że wielu forumowiczów również przyjęłoby taką "fuchę")
- kupić pcb do gotowego kitu filtrów aktywnych (np ne125 lub avt 2449) i przerobić , to rozwiązanie wyjdzie najdrożej.


Póżniej zamieszczene zostaną wzory pcb. Można tez zdziałać coś całkiem samemu - samodzielne zaprojektowanie płytki nie jest trudne, a pozwoli dostosować pcb do elementów jakie zamierzamy użyć.

[gnoti]

Dziękuje za odpowiedz.

Mam jeszcze jedno pytanie , przedstawiona wyżej propozycja zwrotnicy działa w konfiguracji mono? prawda

[tomq88]

Dokłądnie, do stereo potrzeba dokaldnie drugiej takiej samej. Musze to dopisac:)


Jeśli masz więcej pytan to smialo je zadawaj - ja juz mam to wszystko za soba i mnie ciezko jest wczuc się dokaldnie w to czego nie wie osoba nieobeznana z tym zagadnieniem, także takie pytania są dla mnie pomocne.

---------- Post dodany o 17:08 ---------- Poprzedni post o 16:59 ----------

Co do rozkładu mocy na poszczególne głośniki - jest to sporna kwestia, ale zwykle szacuje się:
60-70 % niskotonowy, 35%-25% średniotonowy, 5% wysokotonowy. W przypadku stosowania układu dwudrożnego - niskosrednitonowy pobierze 90 - 95% mocy.

[wkleić na poczatek gdzie byla mowa o wzmacniaczach]

---------------------------------------------------------------
Następnym modułem są filtry: filtr górnoprzepustowy i dolnoprzepustowy, oba IV rzędu (24dB/oct).


Filtry górnoprzepustowy jest szeregowym połączeniem dwóch filtrów II rzędu:


Filtr dolnoprzepustowy również jest szeregowym połączeniem dwóch filtrów II rzędu:


W tym wypadku nie ma wiele do wyjaśnienia - zarówno rezystory jak i kondensatory odpowiadają za filtracja rozpoczynającą się od częstotliwości zależnej od wartości tych elementów. Częstotliwość podziału można obliczyć tym prostym programikiem napisanym przez Roda Elliota: http://sound.westhost.com/software/esp-lr13.exe . Program nie wymaga instalacji. W górnym okienku wpisujemy pożądaną częstotliwość odcięcia w dolnym jedną z dwóch wartości.

Kilka słów o doborze elementów. Najlepszym kompromisem między zbyt dużym obciążeniem op-ampów, a zbyt dużymi szumami wprowadzanymi przez rezystory jest wybranie wartości od 1kohm do 3-4 kohm (tu proszę o komentarz, przyjąłem te wartości intuicyjnie).
Pojemność kondensatorów powinna być nie mniejsza niż 1nF i nie większa niż 1uF. Na mniejsze wartości duży wpływ będzie miała pasożytnicza pojemność ścieżek (dochodząca do kilku pF w zależności od projektu płytki), a większe będą trudnym obciążeniem dla wzmacniacza operacyjnego. Podwójne wartości można uzyskiwać przez równoległe/szeregowe łączenie elementów.

Bardzo ważne jest to żeby elementy miały możliwie małą tolerancje. Standardowe 1% rezystory są odpowiednie. Kondensatory o niskich tolerancjach są stosunkowo drogie, więc można kupić większą ilość tych tanich 5% i dobierać za pomocą miernika. Zakup 40 kondensatorów 5% pozwoli wyselekcjonować co najmniej kilkanaście o rozrzucie wartości <1% (tu tez możecie dodać komentarz).


Ostatnim modułem jest regulacja sygnału który po wzmocnieniu będzie szedł na tweeter, czyli prościej mówiąc ustawianie czy wysokotonowy ma grac głośniej czy ciszej, tak aby dopasować to do woofera. Regulacja w postaci pokazanej na schemacie jest bardzo wygodna, bo pozwala zarówno zwiększać jak i zmniejszać głośność. Można ją zrealizować w prostszy sposób, zastępując cały ten ostatni układ potencjometrem, ale wtedy będzie można tylko zmniejszać głośność.

- Potencjometr (2,5kohm, liniowy), którego środkowe wyprowadzenie wchodzi na wejście odwracające op-ampa - reguluje wzmocnienie.
- Rezystory R13 i R10 (1kohm) - dodane są dla bezpieczeństwa, żeby przez przypadek nie zostało ustalone zbyt małe lub zbyt duże wzmocnienie.
- Kondensator C8 (100pF) - ogranicza pasmo na najwyższych częstotliwościach zapobiegając wzbudzeniom.
- Rezystory R16 i R7 dołożone na wyjściach sygnału ze zwrotnicy ograniczają wpływ pojemności kabli sygnałowych na działanie zwrotnicy.



Działanie powyższej zwrotnicy ilustruje pomiar wykonany za pomocą karty dźwiękowej:

[obrazek ukradziony mbar-owi, na moim nie było tak ładnie wszystkiego widać. Przerobiłem go lekko.]
Należy pamiętać, że pokazana jest tylko charakterystyka przenoszenia samej zwrotnicy, na to co dociera do słuchacza duży wpływ ma charakterystyka samych głośników, więc nie będzie już tak ładnie.
- Różowa linia to pasmo po filtracji filtrem dolnoprzepustowym (idące do wzmacniacza który odpowiada za głośnik niskośredniotnowy)
- Niebieska linia to efekt działania kompensacji baffle -step
- Zielona linia to pasmo po filtracji filtrem górnoprzepustowym (idące do wzmacniacza który odpowiada za głośnik wysokotnowy) przy maksymalnym wzmocnieniu tego sygnału.
- Brązowa linia to pasmo po filtracji filtrem górnoprzepustowym (idące do wzmacniacza który odpowiada za głośnik wysokotnowy) przy minimalnym wzmocnieniu tego sygnału.

------------------------


Jeśli powyższy obrazek za jest bardzo "namotany", to piszcie, mogę zmienić na inny, albo kilka innych.