Điện Tử Tuấn Hằng 4.0. Chọn độ dốc bộ lọc, căn chỉnh & thành phần
Sau khi đã nghiên cứu xong những điều trên, bây giờ bạn dũng cảm quyết định tiếp tục. Công việc tiếp theo là chọn độ dốc và căn chỉnh của bộ lọc. Một lần nữa, có những thỏa hiệp cần phải được thực hiện, và điều quan trọng là phải chọn một chiếc crossover thích hợp nhất để phù hợp với trình điều khiển bạn đang sử dụng.
4.1. Độ dốc
Việc chọn độ dốc tốt nhất là rất quan trọng, vừa để bảo vệ loa tweeter (cụ thể là), vừa để đảm bảo rằng tất cả các trình điều khiển đều được vận hành trong phạm vi xử lý công suất và tần số tối ưu của chúng. Bộ lọc bậc nhất (6dB / quãng tám) có phản hồi dễ đoán nhất và ít bị ảnh hưởng bởi các biến thể trở kháng hơn so với các bậc cao hơn. Về mặt tiêu cực, các trình điều khiển loa sẽ tạo ra âm thanh ở các tần số rất có thể nằm ngoài giới hạn trên hoặc dưới của chúng. Ở mức công suất thấp (dưới 10W hoặc hơn), đây thường không phải là vấn đề lớn, nhưng nó trở nên quan trọng hơn nhiều khi xem xét công suất bộ khuếch đại từ 50W trở lên. Khuyến nghị của tôi là không nên sử dụng bộ phân tần bậc một với bộ khuếch đại lớn hơn 30W hoặc hơn. Nếu bạn quyết định chọn bộ phân tần thứ nhất, tôi khuyên bạn nên kết nối loạt, vì nó có hành vi tổng thể tốt hơn nhiều và nó không yêu cầu bù trở kháng. Với bộ phân tần thụ động bậc một, việc bù trở kháng là tùy chọn. Đây là một ‘trường hợp đặc biệt’.
Các bộ lọc bậc hai (12dB / quãng tám) tốt hơn trong việc giữ các tần số không mong muốn ra khỏi từng loa riêng lẻ, nhưng phức tạp hơn và bị ảnh hưởng bởi các biến thể trở kháng ở mức độ lớn hơn nhiều. Khả năng chịu đựng của các thành phần được sử dụng cũng sẽ có ảnh hưởng lớn hơn, vì vậy không có gì lạ khi các nhà thiết kế tạo ra các cuộn cảm đặc biệt cho công việc, thay vì cố gắng sử dụng các cuộn dây ‘không có giá trị’. Điện dung được sử dụng cũng phải duy trì có thể dự đoán được và không đổi theo thời gian và công suất, đặc biệt loại trừ việc sử dụng chất điện phân lưỡng cực (ngoài bất kỳ lỗi nào khác mà chúng có thể có – dù là thực hay tưởng tượng).
Nhiệm vụ thiết kế trở nên phức tạp hơn và dung sai chính xác hơn khi thứ tự được tăng lên. Bộ lọc bậc ba (18dB / quãng tám) yêu cầu dung sai gần hơn bậc thứ hai và thậm chí còn dễ bị ảnh hưởng bởi bất kỳ biến thể trở kháng nào hơn bộ lọc 12dB. Bậc thứ tư (24dB / quãng tám) làm tăng độ phức tạp và các yêu cầu về dung sai hơn nữa – một điểm phải đạt được khi các yêu cầu so với độ phức tạp và độ nhạy sẽ cân bằng. Với bộ phân tần thụ động, tôi tin rằng bất cứ thứ gì trên 12dB đều là lãng phí thời gian, đặc biệt là khi xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ cuộn dây giọng nói.
Ngay cả với bộ lọc bậc hai, các biến thể có thể xảy ra (đặc biệt là do nhiệt độ cuộn dây giọng nói) hoàn toàn có thể làm hỏng âm thanh – bất kể chất lượng của các thành phần hoặc sự cẩn thận trong việc tạo ra bộ phân tần. Tôi sẽ để người đọc tự xác định nơi vẽ đường.
Các mạng chéo đôi khi được thiết kế bằng cách sử dụng độ dốc của bộ lọc không đối xứng, và trong một số trường hợp, quá trình di chuyển tự nhiên của trình điều khiển được đưa vào phương trình. Cách tiếp cận này có nghĩa là hầu hết tất cả các thông số quan trọng đều phải được đo, bởi vì trình điều khiển có thể khó tạo mô hình bằng phần mềm mô phỏng. Đó không phải là một kỹ thuật mà tôi khuyên dùng, vì các đặc tính cơ điện của loa không cố định. Sẽ có những thay đổi theo tuổi tác (đặc biệt là độ cứng của hệ thống treo) và nhiệt độ của lớp vỏ bọc bên ngoài, vì vậy những thay đổi cả ngắn hạn và dài hạn đều có thể làm xáo trộn sự liên kết. Đã có quá đủ các biến để cạnh tranh và việc thêm một biến khác không có nhiều ý nghĩa (IMO).
4.2. Căn chỉnh bộ lọc
Bộ phân tần thụ động truyền thống là (và phần lớn luôn luôn là) Butterworth – ít nhất là đối với bộ lọc bậc hai trở lên (bộ lọc bậc nhất không cho phép lựa chọn). Mặc dù điều này có vẻ là lý tưởng, nhưng thực tế không phải vậy, vì có một đỉnh 3dB ở tần số giao nhau khi tổng các đầu ra. Hiện nay người ta thường chấp nhận rằng đỉnh này cũng có trong hầu hết các hệ thống loa khi các đầu ra loa được tổng hợp về mặt âm học – tức là trong hoạt động bình thường. Nhiều nhà sản xuất loa ‘audiophile’ có uy tín và / hoặc giá cao hơn sẽ sửa đổi bộ phân tần để bù lại hiệu ứng này, nhưng hầu hết các công thức bạn tìm thấy trên Mạng (và thậm chí trong sách và tạp chí) sẽ chỉ sử dụng trở kháng danh định của trình điều khiển và tạo ra một cặp bộ lọc Butterworth thông thường. IMO, đây không thể được sử dụng như một bộ phân tần để tái tạo chất lượng cao, nhưng nó vẫn cố định vững chắc bất kể.
Một lần nữa, đây là một thế giới của sự thỏa hiệp. Sở thích của tôi là căn chỉnh Bessel phụ với Q là 0,5, vì nó cung cấp giá trị gần đúng với căn chỉnh Linkwitz-Riley và không có đỉnh hoặc giảm ở tần số chéo bằng không. Vì Q thấp hơn, nó cũng ít nhạy cảm hơn một chút với các biến thể về trở kháng của trình điều khiển loa, nhưng đây không phải là điều nên dựa vào.
Như tôi đã đề cập ở trên, bộ lọc bậc nhất có Q là 0,5, và điều này không thể thay đổi.
Bộ lọc bậc hai có sự đảo ngược pha tổng thể và điều này phải được tính đến. Trong hệ thống hai chiều, loa tweeter thường được kết nối lệch pha – cực âm được kết nối với đầu ra ‘tích cực’ hoặc đầu ra nóng của mạng bộ lọc. Trong trường hợp hệ thống ba đường tiếng, trình điều khiển tầm trung thường được đảo ngược pha nhất, với loa trầm và loa tweeter được kết nối bình thường. Điều này duy trì tính toàn vẹn pha tổng thể của bộ phân tần cho tất cả các trình điều khiển. Một rãnh sâu được tạo ra ở tần số giao nhau nếu (các) đảo pha không được thực hiện đúng cách – điều này có thể nghe thấy một cách khách quan!
4.3. Các bộ phận (Và bộ phận thụ động tệ nhất thế giới)
Có nhiều người (vì những lý do không có ý nghĩa khoa học) nghĩ rằng tụ điện là một thứ ‘xấu xa’ nào đó, và làm rối loạn âm thanh. Mặc dù điều này có thể xảy ra nếu một bộ phận được chọn cho một nhiệm vụ hoàn toàn không phù hợp, nhưng nói chung, các tụ điện thực sự khá lành tính. Sử dụng nắp điện phân nhôm lưỡng cực trong bộ phân tần (IMO) là cách sử dụng không phù hợp, nhưng phần lớn các nắp phim + giấy bạc hoạt động rất tốt và gây ra sự biến dạng không đáng kể. Tuy nhiên …
Cuộn cảm
Điều đáng nói là cuộn cảm nói chung là thành phần thụ động tồi tệ nhất có thể tưởng tượng được. Điều này đặc biệt đúng khi sử dụng trong các mạng chéo. Bởi vì việc sử dụng vật liệu cốt lõi mà không gây ra hiện tượng méo tiếng là không thực tế, các cuộn dây được sử dụng cho crossover gần như luôn luôn được làm bằng không khí. Điều này có nghĩa là phải sử dụng nhiều vòng hơn mức có thể cần thiết để có được độ tự cảm cần thiết, và điều đó có nghĩa là cuộn dây rất lớn, nặng và đắt tiền, hoặc cuộn dây nhỏ hơn và nhẹ hơn có điện trở đáng kể.
Bởi vì cuộn dây dẫn sử dụng khớp nối từ, chúng rất nhạy cảm với từ trường lạc hướng, hoặc bất kỳ nguồn từ thông biến thiên nào. Điều này bao gồm ghép nối chéo từ các cuộn cảm khác trong mạng, hoặc thậm chí từ thông nam châm của loa được điều chế bởi độ rung của tủ. Loại thứ hai không thể xảy ra trong một vỏ bọc được xây dựng tốt, nhưng điều hợp lý là giữ các cuộn dây cách xa nam châm mạnh.
Các cuộn dây cũng có điện dung giữa các cuộn dây và điều này khiến chúng có tần số cộng hưởng riêng có thể nằm trong dải tần của bộ khuếch đại – mặc dù hiếm khi (chúng tôi hy vọng) nằm trong dải âm thanh. Không thể loại trừ khả năng bộ khuếch đại có thể gặp trở kháng rất thấp ở một số tần số được xác định bởi các cuộn cảm trong hệ thống.
Vấn đề lớn nhất là sự phản kháng. Một số người sẽ chi một số tiền lớn cho các loại cáp có điện trở thấp ‘đặc biệt’ và / hoặc một bộ khuếch đại có hệ số giảm chấn rất cao. Một cuộn cảm phân tần loa điển hình sẽ hoàn tác tất cả những điều đó ngay lập tức, có lẽ thêm điện trở 0,1 đến 0,5 Ohm cùng với trình điều khiển âm trầm (đây là trình điều khiển được cho là cần giảm chấn tối đa). Điện trở cũng là nguyên nhân gây hao phí điện năng và nóng máy. Đối với một bộ phân tần bên trong tủ, điều cuối cùng cần thiết là một nguồn nhiệt khác!
Vì vậy, thành phần tồi tệ nhất thế giới là cuộn cảm, với những thành phần được sử dụng trong mạng chéo thường là thành phần tồi tệ nhất trong số những thành phần tồi tệ nhất. Thêm một lõi để giảm tổn thất chỉ đơn giản là làm tăng độ méo (thường là đáng kể), vì vậy không có cách nào dễ dàng (tất nhiên là ngoài việc sử dụng một hệ thống hoạt động hoàn toàn)
Vì tổn thất, cuộn cảm nên được quấn bằng dây có đường kính lớn nhất mà bạn có thể – tất nhiên là có lý do. Để ngăn chặn tiếng ồn cơ học (lạch cạch, tiếng vo ve), bạn nên tẩm dầu bóng cho cuộn dây đã hoàn thiện. Ngâm các cuộn dây trong một lớp sơn bóng thích hợp trong một giờ hoặc lâu hơn trước khi để ráo và làm khô. Lớp sơn bóng không cần phải là loại điện, vì điện áp nhỏ và nhiệt độ cuối cùng không bao giờ được cao đến mức gây hư hỏng nhiệt.
Để tránh các tương tác không mong muốn, các cuộn cảm phải được lắp vuông góc với nhau (xem bên dưới để biết thêm về điều này) và cũng phải được đặt ở một khoảng cách ‘an toàn’ với vật liệu màu (sắt / thép). Khoảng cách ‘an toàn’ là gì? Điều đó phụ thuộc vào kích thước của vật liệu màu và các mảnh lớn (chẳng hạn như cụm động cơ điều khiển loa) nên được coi là cực kỳ thù địch. Cuộn dây không khí A (đo được) 460µH mà tôi thử nghiệm đã tăng lên 480µH ở 10mm từ một tấm thép mỏng (0,8mm) nhỏ, vì vậy tôi hy vọng khoảng cách 50mm có lẽ sẽ là mức tối thiểu tuyệt đối trong hầu hết các trường hợp. Cuộn cảm này có điện trở một chiều là 0,38Ω và điều này cho hệ số tiêu tán là 0,24 theo đồng hồ của tôi.
Tụ điện
So với cuộn cảm, tụ điện là cực lành tính. Điện trở loạt (bên trong) của chúng thường cực kỳ thấp và hiện tượng tự cộng hưởng bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi độ dài dây dẫn hơn là bản thân thành phần. Ngay cả các tụ điện có tổn hao cao cũng sẽ tiêu hao ít điện năng hơn nhiều so với các cuộn cảm có tổn hao thấp nhất. Tuy nhiên, có một số tụ điện nên tránh, đáng chú ý nhất là điện phân lưỡng cực (không phân cực). Khi chúng còn mới, chúng hoạt động đủ tốt, nhưng nếu chúng xử lý dòng điện đáng kể, chúng sẽ mất điện dung (và bị méo) theo thời gian.
Trong gần như tất cả các hệ thống trong nước, bất kỳ nắp phim nào cũng sẽ khá ổn – thực sự không cần phải nhấn mạnh vào các loại phim và giấy bạc trừ khi có dòng điện rất cao liên quan. Các nắp phim kim loại thường sẽ có khả năng mang dòng điện quá đủ cho các hệ thống được đánh giá ở mức lên đến vài trăm Watts, và thường là nhiều hơn nữa. Phần lớn đã được làm bằng vật liệu điện môi, nhưng nhìn chung đây chỉ là suy nghĩ viển vông, tồn tại bởi một khu vực âm thanh ngoài rìa khẳng định rằng không có thành phần giá cả hợp lý nào có thể cho âm thanh tốt. Trong nhiều trường hợp, bạn có thể phải trả giá cao nhất cho polypropylene, nhưng dù sao cũng nên mua polyester, và ít người biết cách phân biệt giữa chúng.
| Loại tụ điện | Hệ số nhiệt độ điển hình |
| Polyester (Mylar®) | +600 to +900 ppm/°C |
| Polypropylene | -200 ppm/°C |
| Polystyrene | -125 ppm/°C |
| Polycarbonate | +100 ppm/°C |
Bảng 2 – Đặc tính điện môi của tụ điện
Từ bảng trên, bạn có thể thấy rằng chỉ có chất điện môi polypropylene và polystyrene có hệ số nhiệt độ âm, vì vậy khi được đốt nóng (súng hơi nóng là một trong những cách dễ dàng), điện dung của chúng sẽ giảm nhẹ. Polyester và polycarbonate sẽ cho thấy sự gia tăng điện dung khi bị nung nóng. Tất cả các tụ điện được sử dụng trong bộ phân tần phải được đặt cách xa mọi nguồn nhiệt quá cao.
Một nắp polyester 2,2µF hoàn toàn bình thường đo được hệ số tản nhiệt là 0,02 – tốt hơn rất nhiều so với cuộn cảm. Mặc dù điều này có thể được cải thiện, nhưng thay đổi khó có thể được nghe thấy trong phần lớn các trường hợp.
Bởi vì các tụ điện có sự thay đổi nhỏ theo nhiệt độ, nên đảm bảo rằng chúng được tách biệt tốt khỏi bất kỳ điện trở nào dự kiến sẽ bị nóng trong sử dụng bình thường.
Điện trở
Điện trở lại rất lành tính, mặc dù chúng sẽ luôn đóng góp nhiệt nếu tiêu tán bất kỳ nguồn điện nào. Mặc dù điện trở không cảm ứng có sẵn và được khuyến nghị, nhưng sai số do điện trở bình thường (hơi cảm ứng) gây ra thường sẽ nhỏ hơn nhiều so với sự khác biệt sản xuất bình thường giữa các trình điều khiển loa được cho là giống hệt nhau. Bất kỳ lỗi nào được đưa vào thường sẽ không rõ ràng trong dải âm thanh. Độ tự cảm của hầu hết các điện trở nguồn làm cho hệ thống dây điện có thể gây ra sai số lớn hơn so với bản thân các điện trở đó, cho rằng mỗi 10mm của dây (thẳng) thêm khoảng 5nH độ tự cảm vào mạch.
Hãy nhớ rằng một số điện trở ‘không cảm ứng’ giống với điện trở ‘thông thường’ ngoại trừ nhãn hiệu không cảm ứng và giá cả. Tôi đã nhìn thấy và đo một số được đánh dấu như vậy và so sánh chúng với cùng một giá trị của điện trở quấn dây tiêu chuẩn, chỉ để tìm thấy không có sự khác biệt đáng giá nào. Điều này không có nghĩa là tất cả các nhà cung cấp điện trở không cảm ứng đều gian lận, nhưng một số chắc chắn là như vậy.
Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng định mức công suất cho tất cả các điện trở đều cao hơn (tốt nhất là gấp đôi) công suất trung bình dự kiến mà chúng sẽ phải chịu. Đây là mức thấp hơn nhiều so với phân tích trạng thái ổn định toàn năng lượng (sóng sinewave) có thể chỉ ra, nhưng có thể cần phải thử nghiệm một chút trong giai đoạn tinh chỉnh cuối cùng.
Đương nhiên, bất kỳ điện trở nào bị nóng đều không thể được dán vào bảng phân tần bằng chất kết dính nóng chảy và lý tưởng là nên được kẹp bằng giá đỡ kim loại để giúp tản nhiệt và đảm bảo rằng rung động không thể di chuyển bộ phận – điều này có thể gây ra (các) dây dẫn để cuối cùng bị gãy xương. Tiếng lục lạc bên trong hộp chắc chắn cũng không mong muốn!
5.0 Và Bây giờ … Một thứ nhiều số hơn Toán
Các công thức tính toán các giá trị thành phần bộ lọc khác nhau hoàn toàn không phức tạp, mặc dù thoạt nhìn chúng có vẻ như vậy. Có khá nhiều biến thể, phụ thuộc chủ yếu vào độ dốc và hướng thẳng hàng. Tôi đã bao gồm những thứ đó chỉ cho các biến thể 6dB và 12dB, vì tôi không cảm thấy rằng có bất kỳ điều gì hữu ích để đạt được bằng cách sử dụng các bộ lọc thụ động bậc cao hơn – đặc biệt là theo các cuộc thảo luận ở trên.
Vì nó đã được chứng minh rằng trở kháng của loa hiếm khi là 8 ohms – đặc biệt là khi hiệu chỉnh trở kháng đã được áp dụng – tôi sẽ sử dụng 6 ohms cho tất cả các phép tính theo sau. Bạn sẽ cần phải tự mình xác định trở kháng chính xác của các trình điều khiển đã hiệu chỉnh trở kháng của mình. Không chắc rằng chúng sẽ chính xác tương ứng với các ví dụ của tôi, nhưng bạn có thể may mắn.
Hình 5.1 – Bộ chuyển đổi thụ động 2 chiều 6dB / quãng tám (song song & nối tiếp)
Bộ lọc đầu tiên chúng tôi thiết kế phải là bộ phân tần hai chiều 6dB / quãng tám cơ bản. Điều này đơn giản như một mạch có thể nhận được (ngoại trừ nó thực sự khá phức tạp khi tất cả các tham số được xem xét). Các thành phần hiệu chỉnh trở kháng đã được đưa vào để tham khảo. Tôi đã thiết kế bộ lọc này bằng cách sử dụng các trình điều khiển tương tự được sử dụng như các ví dụ ở trên và tần số chéo là 3.000Hz. Tôi đã chỉ ra cả một mạng song song ‘truyền thống’ và một mạng nối tiếp ở trên. Với bộ lọc đơn hàng đầu tiên (và chỉ bộ lọc đơn hàng đầu tiên) có nhiều thứ để đạt được bằng cách sử dụng kết nối chuỗi. (Xem Chuỗi mạng so với Mạng chéo song song để biết thêm về chủ đề này). Lưu ý rằng mạng bù trở kháng là tùy chọn đối với kết nối nối tiếp và bắt buộc đối với mạch song song.
C = 1 / ( 2 × π × Z × fx )
L = Z / ( 2 × π × fx )
Where:
C = điện dung tính bằng farads
L = độ tự cảm của cuộn dây tính bằng Henrys
fx = tần số giao nhau tính bằng hertz
Z = (thực tế) trở kháng của loa tính bằng ohms
Chúng có thể được ‘đơn giản hóa’ và giảm xuống như sau …
C = 0.159 / ( Z × fx )
L = ( 0.159 × Z ) / fx
Do đó, đối với tần số chéo 3.000Hz ở 6 ohms (một tiêu chuẩn tôi sẽ sử dụng trong các ví dụ này) …
C = 0.159 / ( 6 × 3,000 ) 8.83 µF L = ( 0.159 × 6 ) / 3,000 318 µH
Tần số giao nhau là điểm -3B trên đường cong đáp ứng, nhưng vì đây là bộ lọc Bessel phụ (có Q là 0,5 hoặc độ giảm âm là 1) nên phản hồi hoàn toàn bằng phẳng trên điểm giao nhau.
Sơ đồ cho bộ phân tần 12dB sử dụng các trình điều khiển mô phỏng như đã sử dụng ở trên được thể hiện trong Hình 5.2 và một lần nữa bao gồm các mạch hiệu chỉnh trở kháng. Sơ đồ cho gần như tất cả các giao diện song song thông thường đều giống nhau, chỉ có các giá trị thành phần thay đổi. Lưu ý rằng các giá trị thành phần đã được tính toán cho các trình điều khiển được mô phỏng và không được sử dụng như hình minh họa – điều này cũng áp dụng cho Hình 5.1
Đặc biệt lưu ý rằng loa tweeter được nối dây với pha của nó bị đảo ngược – điều này rất quan trọng và không được quên. Điều này chỉ áp dụng cho ví dụ 12dB.
Hình 5.2 – Giao nhau thụ động 2 chiều 12dB / quãng tám
Mạch tương tự được sử dụng cho tất cả các tính toán cho bộ lọc 12dB. Sử dụng mạng bộ lọc 12dB với Q là 0,5 (đưa ra giá trị gần đúng của liên kết Linkwitz-Riley), các công thức (đơn giản hóa) sau đây sẽ xác định các giá trị thành phần …
C = 0.0796 / ( Z × fx )
L = ( 0.3183 × Z ) / fx
Kết quả của những điều này hơi thú vị và sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn một chút về căn chỉnh Butterworth và (phụ) Bessel. Các công thức gốc đầy đủ là …
C = 1 / ( 2 × π × Z × d × fx )
L = ( Z × d ) / ( 2 × π × fx )
Với
d = 1 / ( 2 × Q ) 1 / ( 2 × 0.707 ) = 0.707 (Butterworth) or … d = 1 / ( 2 × Q ) 1 / ( 2 × 0.5 ) = 1 (sub-Bessel, Linkwitz-Riley) d = 1 / ( 2 × Q ) 1 / ( 2 × 0.57 ) = 0.877 (Bessel)
Bộ lọc Linkwitz-Riley (sub-Bessel) có Q là 0,5 hoặc giảm dần sự thống nhất. Lưu ý rằng điều này không liên quan gì đến ‘hệ số giảm chấn’ của bộ khuếch đại hoàn toàn khác và miễn là nó vượt quá khoảng 10, sẽ không ảnh hưởng đến hiệu suất phân tần (mặc dù hiệu suất loa trầm có thể yêu cầu hệ số giảm chấn của bộ khuếch đại cao hơn mức này).
Trở kháng tối thiểu mà bộ khuếch đại nhìn thấy là 5,76 ohms ở 200Hz, tăng lên mức cao nhất là 11,7 ohms ở tần số phân tần (Tôi đang bỏ qua các tần số thấp vì chúng không ảnh hưởng đến mạng phân tần). Ở 10kHz, trở kháng khoảng 7 ohms, giảm xuống còn 6,5 ohms ở 20kHz. Hệ thống này sẽ có trở kháng tổng thể danh nghĩa 6 ohm, bởi vì đối với một phần rất lớn của phổ âm thanh, trở kháng lớn hơn 6 ohm. Ở mức pinch, nó thậm chí có thể được phân loại là 8 ohms mặc dù tôi sẽ không phải là trò chơi để đi xa như vậy.
6.0 Mạng suy giảm
Rất hiếm khi loa trầm và loa tweeter (hoặc trình điều khiển tầm trung) có cùng độ nhạy (tức là hiệu quả). Loa trầm phải có hiệu suất thấp nhất, vì nó sẽ đòi hỏi nhiều công suất nhất và bất kỳ mạng nào làm giảm mức cho loa trầm sẽ hấp thụ công suất cao không tương xứng và sẽ ảnh hưởng xấu đến hệ số giảm chấn.
Việc lựa chọn trình điều khiển là rất quan trọng – lý tưởng là tất cả các trình điều khiển sẽ có cùng hiệu suất và không cần suy giảm. Trong thế giới thực, điều này sẽ hiếm khi xảy ra. Mạng suy giảm là một điều ác cần thiết – tốt hơn hết là không nên sử dụng chúng, nhưng chúng không thể tránh được trừ khi các trình điều khiển có độ nhạy chính xác như nhau.
Đối với mục đích của bài tập, giả sử rằng loa tweeter có hiệu suất lớn hơn 2,8 dB so với loa trầm / tầm trung. Điều này có nghĩa là mức độ phải được giảm đi 2,8dB, nếu không hệ thống loa sẽ phát ra âm thanh quá sáng. Hãy nhớ rằng mạng này có thể thay đổi trở kháng được cung cấp cho mạng phân tần, vì vậy bạn phải thiết kế trở kháng với bộ suy giảm trong mạch, hoặc đảm bảo rằng bộ suy hao có trở kháng chính xác giống như loa.
Bài tập đầu tiên là xác định điện trở giảm gây ra bởi cuộn cảm thông thấp (bước này hầu như luôn bị quên!). Một cuộn dây điển hình của giá trị này, sử dụng dây 0,8mm, sẽ có điện trở (RL) khoảng 0,53 Ohm. Chúng ta có thể tính toán suy hao tần số thấp theo dB với công thức …
dB = 20 log (( RL / Z ) + 1 )
Ví dụ…
dB = 20 log (( 0.53 / 6 ) +1 ) = 20 log (1.088) = 0.73 dB
Bây giờ chúng tôi nhận thấy rằng độ nhạy của loa trầm thấp hơn một chút so với trước đây, vì vậy chúng tôi cần độ suy giảm là 2,8 + 0,73 = 3,53dB, chúng tôi có thể làm tròn một cách an toàn xuống 3,5dB. Do đó, loa tweeter phải được giảm mức 3,5dB để nó phù hợp với độ nhạy của loa trầm.
Bộ suy giảm phải được đặt trước bộ lọc (thực sự là một ý kiến rất tồi!), Hoặc giữa bộ lọc chéo và trình điều khiển – bộ suy giảm sau bao gồm cả bù trở kháng. Trình điều khiển và mạng hiệu chỉnh trở kháng liên quan của nó nên được coi là một và không nên tách chúng ra (trừ khi bạn muốn tính toán lại toàn bộ mạng chéo và mạng bù). Tôi đã thấy một số ví dụ thiết kế nói rằng bộ suy giảm phải có trước bộ phân tần – sai, sai, sai!
Thực hành này làm tăng khả năng tiêu tán điện một cách không cần thiết, vì bộ suy hao phải hoạt động trên toàn bộ dải tần. Nếu sự suy giảm xảy ra sau bộ phân tần, thì yêu cầu công suất sẽ giảm đáng kể.
Bộ suy hao đơn giản nhất là một điện trở nối tiếp, nhưng điều này làm thay đổi tải được trình bày cho mạng chéo. Trừ khi mạng được thiết kế cho trở kháng được trình bày bởi sự kết hợp của trình điều khiển và điện trở bộ suy giảm, điều này là không thể chấp nhận được. Do đó, bộ suy hao phổ biến nhất là một tấm đệm chữ ‘L’. Điều này được thể hiện trong Hình 6.1, và duy trì trở kháng 6 ohms đối với bộ phân tần, nhưng làm giảm mức tweeter đi 2dB.
Hình 6.1 – Bộ suy giảm L-Pad 2dB
Các tính toán khá khó khăn và (như mọi khi) có thể gây mệt mỏi. Vấn đề là các điện trở phụ thuộc lẫn nhau – nếu cái này thay đổi thì cái kia cũng vậy. Ý tưởng là duy trì cùng một trở kháng mà chúng ta đã có trước đây, hoặc tính toán lại mạng phân tần. Sau này dễ dàng hơn rất nhiều, nhưng có nghĩa là các phần vượt qua cao và thấp sẽ không còn có các giá trị thành phần giống nhau. Đối với mục đích của bài tập, tôi sẽ duy trì bộ phân tần và làm cho các điện trở cung cấp tải 6 ohm giống như trước đây.
Về cơ bản, có hai cách để tính L-Pad – cách đơn giản và cách khó. Tôi sẽ sử dụng cách khó, vì nó đơn giản hơn! Làm sao có thể? Nếu tôi cung cấp cho bạn một công thức mà chỉ cần đưa ra giá trị, điều đó thật dễ dàng, nhưng bạn sẽ không bao giờ nhớ công thức. Mặt khác, nếu tôi chỉ cho bạn cách suy ra công thức bằng cách sử dụng định luật Ohm đơn giản, thì bạn sẽ có thể sử dụng phương pháp cơ bản và bạn sẽ có cơ hội nhớ nó tốt hơn nhiều.
Theo đề xuất, loa tweeter trong ví dụ này hiệu quả hơn 3,5dB so với kết hợp loa trầm + cuộn cảm, vì vậy phải được suy giảm bởi số lượng này. Hãy nhớ rằng đây chỉ là những ví dụ, và tình huống của bạn có thể sẽ hoàn toàn khác. Đầu tiên, chúng ta cần chuyển đổi 3,5dB thành tỷ lệ điện áp (Vr) …
dB = 20 log (V1/V2) = 20 log (Vr) so reversing the formula we get … Vr = 1 / (10^(dB / 20))
Đối với ví dụ này, chúng tôi có 3,5dB, vì vậy thay thế …
Vr = 1 / (10^(3.5 / 20)) 1 / ( 10^0.175 ) = 1 / 1.496 0.668
Do đó, điện áp được cung cấp cho loa tweeter sẽ là 0,668 của điện áp đầu vào. Vì chúng tôi muốn bảo toàn trở kháng được trình bày cho mạng chéo (chứ không phải thiết kế lại thứ thối nát 🙂 nên việc tính toán khó hơn một chút.
Như tôi đã nói ở trên, không phải là không thể tìm ra công thức cho pad, nhưng sẽ thuận tiện hơn khi tìm ra nó trong một chặng đường dài – phần lớn là vì điều này giúp hiểu rõ hơn về quy trình. Chúng tôi sẽ giả sử một đầu vào là một vôn – đơn giản vì nó thuận tiện để làm như vậy.
Đầu tiên, chúng ta cần xác định dòng điện sẽ chạy vào tải (Z) …
I = V / Z = 1 / Z
Bây giờ, hãy tìm điện áp rơi trên điện trở nối tiếp Rs, sau đó giá trị của Rs …
Vs = 1 – Vr
Rs = Vs / I
Quá trình này khá đơn giản. Bây giờ chúng ta cần xác định giá trị của điện trở song song, Rp. Chúng ta đã biết rằng điện áp trên sự kết hợp song song của Z và Rp – nó bằng Vr (Tôi đã nói với bạn rằng điện áp đầu vào 1V là thuận tiện, phải không? Giá trị của I (dòng điện) không thay đổi, vì vậy chúng ta có thể xác định dòng điện qua Z và Rp một cách dễ dàng, và sau đó chính Rp …
Iz = Vr / Z
Ip = I – Iz
Rp = Vr / Ip
Bây giờ, hãy thay thế tất cả các giá trị của ví dụ vào các công thức. Như tôi đã nói, điều này hơi tẻ nhạt, nhưng dễ nhớ. Nhắc lại không đến từ việc học vẹt, mà nó đến từ sự hiểu biết, và đây chỉ là số học đơn giản và định luật Ôm.
I = 1 / Z = 1 / 6 0.1667 Amps Vs = 1 – Vr = 1 – 0.668 0.332 Volts Rs = Vs / I = 0.332 / 0.1667 1.99 (2.0) Ohms
Điều đó đã đủ dễ dàng, vì vậy bây giờ đối với Rp …
Iz = Vr / Z = 0.668 / 6 0.111 Amps Ip = I – Iz = 0.1667 – 0.111 0.0557 Amps Rp = Vr / Ip = 0.668 / 0.0557 11.99 (12.0) Ohms
Bây giờ chúng tôi có thể muốn kiểm tra xem các giá trị có thực sự mang lại cho chúng tôi những gì chúng tôi muốn hay không – tôi khuyên bạn nên kiểm tra lần cuối này, bởi vì có những giá trị điện trở được tạo dễ dàng (hoặc là tiêu chuẩn) và chúng tôi muốn sử dụng những giá trị này nếu có thể. Do đó, chúng tôi sẽ thay thế 2R (2 x 1R trong chuỗi) cho Rs và 12R cho Rp, vì đây là các giá trị tiêu chuẩn. Điều đầu tiên chúng ta cần, là xác định Rt – tổng số kết hợp song song của Z và Rp (Z || Rp). Chúng tôi có thể làm điều đó từ hiện tại được tính toán trước đó, nhưng điều đó có thể dẫn đến bất kỳ lỗi nào được thực hiện trước đó.
Rt = 1 / (1 / Rp + 1 / Z) = 1 / (1 / 12 + 1 / 6) = 1 / (0.0833 + 0.1667) 4 Ohms Vd = (Rs / Rt) + 1 = (2 / 4) + 1 1.5 dB = 20 log(Vd) = 20 log (1.5) 3.52 dB
Sai số dưới 0,1dB là hoàn toàn không đáng kể và có thể được bỏ qua hoàn toàn, nhưng trong trường hợp này, chúng tôi đã nhận được gần như chính xác mức suy giảm mà chúng tôi đã xác định ngay từ đầu. Trong trường hợp bạn đang thắc mắc, đây không phải là cố ý – nó chỉ thành ra như vậy. Nếu bạn cẩn thận với các tính toán của mình, nó sẽ luôn diễn ra theo cách này.
Các điện trở phải là loại công suất dây và công suất thực tế được xác định bởi công suất đầu vào từ bộ khuếch đại. Trong một số trường hợp, sẽ thuận tiện khi sử dụng điện trở màng carbon tiêu chuẩn 1W nếu mức công suất bạn cần đủ thấp.
7.0 Xác định tổn thất điện năng
Sẽ luôn có tổn thất điện năng trong một hệ thống thụ động – điều này thường được gọi là ‘tổn thất chèn’, và tất cả các điện trở và cuộn cảm sẽ tạo ra tổn thất điện năng và do đó, nhiệt. Các tụ điện nói chung sẽ đóng góp rất ít tổn thất và sẽ không bị nóng – một ngoại lệ đáng chú ý có thể xảy ra là các chất điện phân lưỡng cực cũ, khô. Đây là một lý do rất tốt khác để không sử dụng chúng, nhưng lý do chính là giá trị của chúng sẽ thay đổi theo thời gian, và sẽ làm đảo lộn tần số phân tần.
Tổn thất điện năng tỷ lệ thuận tự nhiên với công suất đầu vào, và với ví dụ của chúng ta, tôi sẽ giả sử công suất bộ khuếch đại tối đa là 100W. Sử dụng biểu đồ bên dưới để xác định lượng công suất sẽ đi đến loa tweeter, sử dụng tần số phân tần là 3.0kHz.
Hình 7.1 – Biểu đồ phân phối điện
Làm việc dọc theo trục tần số, chúng ta thấy rằng ở tần số 3kHz, công suất ở phần thông thấp sẽ là khoảng 85% mức tối đa (85W), do đó mức công suất vượt qua cao là khoảng 15%, hoặc 15W cho hệ thống 100W của chúng tôi. Bây giờ chúng tôi đã sẵn sàng để tìm ra một số xếp hạng công suất cho các điện trở và cũng có thể tính toán tổn thất cuộn cảm. Không phải là chúng ta có thể làm bất cứ điều gì về tổn thất trong cuộn cảm, nhưng ít nhất chúng ta có thể quyết định xem chúng có cần được gắn trên vật liệu chống cháy hay không (đùa thôi).
Chúng ta đã biết rằng mạng Zobel của loa trầm chỉ cần hoạt động ở tần số hơn 650Hz, vì vậy sử dụng biểu đồ một lần nữa, chúng ta thấy rằng phần thông thấp sẽ nhận được khoảng 65% (65W) ở tần số đó. Mạng Zobel là phần có tần số cao (mặc dù thoạt nhìn có vẻ không như vậy), vì vậy công suất tối đa sẽ ở trên 650Hz, trong đó năng lượng tần số cao nhỏ hơn 35W. Kể từ khi công suất giảm dần, điện trở sẽ không bao giờ phải đối phó với đỉnh cao hơn khoảng 20W. Vì không ai (tốt, không ai chịu khó để tạo ra một bộ phân tần gần như hoàn hảo) sẽ nghe liên tục ở 100W, chúng tôi có thể an toàn giả định công suất trung bình khoảng 10W – điều này tương ứng với ‘điển hình’ Tỷ lệ cao nhất trên trung bình cho âm nhạc là 10dB.
Điện trở loa trầm Zobel …
Tôi sẽ đề xuất đánh giá công suất là 10W cho điện trở Zobel – điều này cung cấp một biên độ an toàn rất lớn. Hệ thống công suất cao có thể yêu cầu điện trở công suất cao hơn.
Bù cộng hưởng tweeter …
Công suất của loa tweeter khi cộng hưởng giảm hơn 20dB so với mức tối đa khi sử dụng bộ phân tần 12dB. Vì đây là trường hợp, điện trở 5W thường là quá đủ.
Tweeter L-Pad …
L-Pad sẽ chịu tối đa 15% sức mạnh, nhưng sẽ tiêu hao rất ít năng lượng này. Điện trở 5W một lần nữa là quá đủ để xử lý điện năng.
Cuộn cảm của loa trầm …
Vì chúng tôi xác định rằng điện trở sẽ là khoảng 0,53 ohms, vì vậy ở mức công suất tối đa, nó sẽ tiêu tán ít hơn 10% đầu vào âm trầm 85W (giả sử công suất đầy đủ liên tục), tức là khoảng 7,5 Watts. (0,53 ohms là 8,8% của 6 ohms.) Mức trung bình sẽ nhỏ hơn nhiều so với mức này và việc sưởi ấm sẽ không phải là vấn đề lớn.
Lưu ý rằng tất cả những tổn thất ở trên đều là công suất lãng phí, vì vậy, tổng thể, chỉ khoảng 90% công suất bộ khuếch đại sẽ tự đi đến loa và 10% còn lại đơn giản sẽ bị lãng phí dưới dạng nhiệt – bên trong thùng loa! Điều này cuối cùng sẽ làm cho không khí bên trong hộp nóng lên đủ để thay đổi các đặc tính của hộp – đặc biệt là hộp kín. Điều này được bổ sung vào nhiệt sinh ra trong cuộn dây âm thanh của loa, một phần lớn nhiệt lượng này sẽ nằm trong thùng loa, không có phương tiện thoát ra ngoài.
Có lẽ tốt hơn là bạn nên gắn mạng chéo trên một tấm tản nhiệt ở bên ngoài hộp, hoặc lắp nó vào một đế giả (thông gió). Và vâng, tôi rất nghiêm túc. Ngoài nhiệt (thực tế là tương đối thấp so với nhiệt được tạo ra trong cuộn dây âm thanh), áp suất âm thanh cao sẽ gây ra rung động cho các bộ phận. Mặc dù tôi nghĩ rằng điều này khó có thể nghe được nếu mọi thứ được gắn chặt tốt, nhưng có những tuyên bố từ một số khu vực rằng micrô ở cấp độ này chắc chắn có thể nghe được. Đối với nỗ lực bổ sung nhỏ, nên lắp bên ngoài. Nó cũng làm cho các chỉnh sửa nhỏ và điều chỉnh dễ dàng hơn nhiều, vì bạn không cần phải tháo loa để có được bộ phân tần.
8.0 Quấn cuộn dây
Sử dụng các trình điều khiển được mô phỏng trong bài viết này và sử dụng tất cả các mạng đã được phát minh trong quá trình thực hiện, chúng tôi đã kiểm tra việc triển khai mạng chéo 12dB / quãng tám hoàn chỉnh. Loa tweeter có hiệu suất cao hơn 2,8dB so với loa trầm (không cho phép mất thêm điện dẫn) và được đệm trở lại bằng L-Pad giúp giảm tín hiệu trong khi vẫn duy trì trở kháng.
Sử dụng các ví dụ trên để làm việc thông qua thiết kế chéo của riêng bạn – kết quả cuối cùng là khá phức tạp và sẽ không tốn kém để xây dựng. Đây là cái giá phải trả khi hiệu suất tốt nhất có thể đạt được từ bộ phân tần thụ động (thay vào đó, việc tri-amp hệ thống có dễ dàng hơn không?).
Tất cả những gì còn lại là giải thích cách cuộn các cuộn dây mà bạn sẽ cần. Có thể có được chúng về mặt thương mại, nhưng tôi nghi ngờ điều đó, vì các giá trị không có khả năng khớp với những giá trị bạn sẽ tìm thấy ở hầu hết các cửa hàng điện tử. Bạn có thể nhận được các cuộn dây cao hơn một chút so với giá trị bạn cần và loại bỏ một vài lượt cho đến khi bạn làm đúng. Thật vậy, đây có thể là cách dễ nhất để có được cuộn cảm bạn cần.
Một máy đo điện cảm là cần thiết cho bất kỳ điều gì trong số này – nhiều loại có sẵn trong các loại đồng hồ vạn năng kỹ thuật số (thậm chí tương đối rẻ) và chúng phải đủ chính xác. Hầu như không thể làm đúng các cuộn dây mà không có đồng hồ đo – bạn có thể đo tần số cộng hưởng của chúng với một điện dung đã biết và tính độ tự cảm từ đó, nhưng nó rất tẻ nhạt!
Nếu bạn muốn cuộn dây của riêng mình, tôi khuyên bạn nên sử dụng một trong các công cụ tính toán trực tuyến sau đây, có sẵn tại …
Cả hai cách này đều dễ dàng hơn rất nhiều so với việc sử dụng công thức dưới đây. Bạn vẫn sẽ cần đo kết quả cuối cùng để đảm bảo rằng nó nằm trong dung sai hợp lý. Nhiều khi nó có thể hấp dẫn, không sử dụng cuộn cảm cuộn dây bằng sắt hoặc ferit cho các bộ giao nhau. Có những ưu điểm là chúng nhỏ hơn và ít tổn thất điện năng hơn, nhưng độ méo và nguy cơ bão hòa (lúc đó điện cảm giảm đột ngột) là không đáng có (IMO).
Hình 8.1 – Kích thước và nguyên cuộn dây điển hình
Từ những điều trên, có thể dễ dàng xác định được các kích thước cần thiết được sử dụng trong công thức. Những điều này áp dụng cho chính cuộn dây, không phải trước đây (có thể chỉ là tạm thời, vì nó chỉ cần thiết khi quấn cuộn dây). Thực tế có một số công thức khác nhau có thể được sử dụng – tất cả đều là thực nghiệm và yêu cầu một số thử nghiệm để đạt được giá trị chính xác (hoặc số vòng chính xác cho độ tự cảm và kích thước dây nhất định).
Một số tôi thấy không có giá trị như tờ giấy viết chúng – chúng không hoạt động hoặc chỉ hoạt động trong một số trường hợp hạn chế nhất định. Công thức dưới đây là do Wheeler (“Công thức điện cảm đơn giản cho cuộn dây vô tuyến” 1928), và có lẽ vẫn là chính xác nhất cho đến nay (thật đáng sợ – một công thức hơn 80 năm tuổi chưa bao giờ bị vượt qua). Bản gốc (sử dụng inch (lẩm bẩm, lẩm bẩm)) là …
L = 0.8 × a² × N² / ( 6a + 9l + 10c ) µH
Trong đó…
N là số vòng quay.
a là bán kính trung bình.
c là chiều cao của các cuộn dây
l là chiều dài của cuộn dây.
Tất cả các kích thước là theo inch. Điều này có thể dễ dàng được chuyển đổi trong một bảng tính hoặc chương trình, nhưng việc sửa đổi bản thân công thức thì quá tẻ nhạt. Một ví dụ thực tế về cuộn dây quấn với dây 0,83 mm (20 AWG), có độ tự cảm thiết kế là 637µH và điện trở 0,53 ôm có kích thước như sau …
N = 99 turns
l = 11.2 mm (0.44″)
Id = 44.8 mm (1.76″)
Od = 58 mm (2.28″)
c = 6.64 mm (0.26″)
Những con số này được lấy từ một trong những trình mô phỏng trực tuyến của Shavano và khi dữ liệu được cắm vào bảng tính cơ bản mà tôi đã thực hiện cho đến nay chỉ ra rằng cuộn dây này sẽ có độ tự cảm là 635,17µH. Đây là một lỗi rất nhỏ, và sẽ không để lại hậu quả gì trong thực tế. Theo trình mô phỏng, xử lý điện năng là 180 Watts và nó sẽ yêu cầu khoảng 15,9 mét (52,3 feet) dây cuộn.
Không bao giờ sử dụng dây tráng nhựa để quấn cuộn cảm – dây quấn tráng men là điều cần thiết. Trong hầu hết các trường hợp, sẽ đơn giản hơn nếu mua các cuộn dây làm sẵn có độ tự cảm cao hơn yêu cầu và loại bỏ các vòng quay để có được giá trị chính xác mà bạn cần.
Khi điện cảm chính xác, hãy ngâm cuộn dây trong vecni trong một giờ hoặc lâu hơn (hầu hết các loại vecni sàn trong suốt đều được chấp nhận), để ráo và để khô kỹ trước khi sử dụng. Điều này đảm bảo rằng các ngã rẽ không thể di chuyển – chúng tôi không muốn thêm các cuộn dây nhạy cảm với rung động vào bộ phân tần thụ động vốn đã bị nghi ngờ. Nó cũng sẽ ngăn chặn tiếng lục lạc – loại sẽ khiến bạn phát điên, vì bạn sẽ không biết đâu (hoặc cái gì) đang kêu! Việc ngâm tẩm chân không là tốt, nhưng ít nhà thi công sẽ có thiết bị cần thiết. Nếu muốn, các cuộn dây có thể có tâm trong chậu để dễ lắp, nhưng bạn phải sử dụng vít nylon, nhôm (nếu bạn có thể lấy chúng) hoặc vít bằng đồng – vít thép sẽ làm tăng điện cảm đáng kể! Các vít bằng đồng và nhôm có thể làm giảm độ tự cảm một chút, nhưng lỗi này có thể không đáng kể.
Hình 8.2 – Lắp đặt cuộn cảm để giảm thiểu khớp nối
Khi lắp các cuộn dây, hãy giữ chúng tách biệt tốt, gắn chặt vào bảng lắp và đảm bảo rằng có sự ghép nối lẫn nhau tối thiểu bằng cách đặt các trục vuông góc với nhau như thể hiện trong Hình 8.2 – máy biến áp trong bộ phân tần mà bạn không cần . Sử dụng dây buộc cáp và keo silicon, nóng chảy hoặc epoxy để đảm bảo các cuộn cảm được gắn chặt vào bảng gắn và không thể di chuyển. Bất kỳ chuyển động nào cuối cùng cũng sẽ làm đứt dây đồng nếu nó được gắn chặt, vì vậy một vòng dây từ cuộn dây (hoặc tốt hơn là các đầu ra của dây bị mắc kẹt) sẽ đảm bảo rằng bạn không bị hỏng hóc về điện.
Người ta có thể tính toán kinh tế trên dây dẫn nếu thành phẩm sẽ được lắp đặt với điện trở nối tiếp (để cân bằng trở kháng hoặc cung cấp mức hiệu chỉnh chẳng hạn). Chỉ cần sử dụng một dây mỏng hơn sẽ làm cho cuộn cảm nhỏ hơn và rẻ hơn, và nếu bạn may mắn có thể loại bỏ hoàn toàn điện trở. Cần phải cẩn thận rằng điện trở của cuộn dây bằng hoặc thấp hơn bất kỳ điện trở nối tiếp nào bên ngoài – nếu điện trở quá cao, bạn không thể làm gì để giảm điện trở lại. Hãy cẩn thận với nguồn điện – nếu cuộn dây nóng trong quá trình sử dụng, điện trở của nó sẽ tăng lên và nếu nó quá nóng thì nó có thể bị hỏng do các vòng dây bị ngắn hoặc thậm chí là tan rã.
9,0 Kết luận
Bài viết này đã trình bày chủ đề chi tiết hơn những gì bạn sẽ tìm thấy trong hầu hết các tài liệu tham khảo và giải thích một số điều mà hầu hết các bài báo thậm chí không đề cập đến. Một điều cần khá rõ ràng là một bộ phân tần thụ động 3 chiều đầy đủ, với mọi thứ được thực hiện đúng cách sẽ rất tốn kém để xây dựng. Nó cũng tốn thời gian và kết quả cuối cùng sẽ chỉ tốt nhất khi bạn sẵn sàng nỗ lực để mọi thứ diễn ra đúng như ý muốn.
Một số khuyến nghị tổng quát là để …
- Bộ lọc Sub-Bessel được ưu tiên cho phản ứng tổng thể phẳng nhất (Phản hồi tương tự với căn chỉnh Linkwitz-Riley và dễ thiết kế hơn)
- Có một lượng lớn thu được bằng cách sử dụng hệ thống bia cản để che đi âm trầm và phân tần trung + cao. Giữ các passives cho các tần số cao hơn, nơi mà số lượng lớn, chi phí, tổn thất điện năng và các sai sót khác của chúng được giảm thiểu.
- Một bộ phân tần được thiết kế tốt sẽ không có giá trị sử dụng nếu hộp không được thiết kế đúng cách, không được giằng không đầy đủ hoặc có các trình điều khiển được gắn cách đều từ hai hoặc nhiều cạnh – những điều này gây ra khúc xạ tần số cao làm ‘nhòe’ hình ảnh âm thanh nổi.
- Tương tự như vậy, việc căn chỉnh cuộn dây giọng nói (thời gian) có thể tạo ra sự khác biệt rất lớn đối với tính tuyến tính của toàn bộ hệ thống.
- Chiếc crossover sẽ không bao giờ bù đắp cho việc tuyển chọn tài xế kém cỏi, bất kể công việc bạn bỏ ra.
- Một số mẫu crossover rất đơn giản có thể mang lại khả năng tái tạo âm thanh ‘âm nhạc’ hơn, nhưng không chính xác – về lâu dài, chúng khiến người nghe (và người lái xe) mệt mỏi và thêm nhiều thứ vào thứ âm nhạc mà ngay từ đầu. .
- Phòng nghe của bạn có nhiều ảnh hưởng đến âm thanh hơn bất kỳ điểm nào khác được thực hiện ở trên! Tuy nhiên, một hệ thống tốt có cơ hội phát ra âm thanh được chấp nhận trong một căn phòng tồi hơn nhiều so với một hệ thống tồi (âm thanh sẽ tệ ở mọi nơi!).
- Một hệ thống chủ động hoàn toàn (sử dụng bộ giao nhau điện tử và bộ khuếch đại riêng biệt cho tất cả các trình điều khiển) gần như chắc chắn sẽ cho kết quả tốt hơn hệ thống thụ động được thiết kế cẩn thận nhất và thậm chí có thể hoạt động rẻ hơn … Một số mạng phân tần thụ động có thể trở nên rất phức tạp và đắt tiền. .
Rất nhiều thiết kế được hiển thị trên Mạng, được bán dưới dạng mạng chéo hoàn chỉnh và thậm chí được sử dụng trong các hệ thống thương mại không sử dụng mạng Zobel để điều chỉnh trở kháng tăng của trình điều khiển. Thiếu sót này chắc chắn là nguồn lỗi lớn nhất trong bất kỳ mạng chéo nào và có thể tạo ra các vấn đề phản hồi thực sự đáng sợ. Trong một số trường hợp, các giá trị giao nhau được điều chỉnh để phù hợp với trở kháng của trình điều khiển ở tần số xover, và có một số mạng dường như không có ý nghĩa gì nếu được xem một cách cô lập.
Cần lưu ý rằng bài viết này chỉ đề cập đến giao diện 2 chiều, và bạn có thể thấy rằng có nhiều sự phức tạp hơn mong đợi. Khi một nỗ lực được thực hiện để tạo ra một hệ thống 3 chiều hoặc thậm chí 4 chiều, sự phức tạp nhanh chóng trở nên phức tạp đến mức chi phí của mạng chéo có thể trở nên cao đến mức một hệ thống đang hoạt động sẽ thực sự rẻ hơn. Khi bạn thêm các lợi ích khác mà bộ giao nhau đang hoạt động cung cấp, thật dễ dàng hiểu tại sao chúng là đề xuất chính của tôi.
Theo ý kiến của tôi, crossover thụ động hữu ích cho các hệ thống 2 chiều nhỏ hoặc nơi bạn không tìm kiếm hiệu suất cao nhất. Chúng cũng hữu ích với hệ thống biamped, trong đó mạng thụ động chỉ xử lý quá trình chuyển đổi từ âm trung sang loa tweeter. Trong lĩnh vực này, thiết kế không quá khó để làm đúng và nhu cầu điện năng tương đối thấp.
Nếu bạn thử thiết kế thụ động 3 chiều, bạn gần như chắc chắn sẽ cần phải bao gồm mạng Zobel cho trình điều khiển âm trầm, cũng như hiệu chỉnh cộng hưởng cho âm trung. Khi bạn thêm sự phức tạp này, rõ ràng là cách tiếp cận thụ động sẽ lớn, phức tạp và tốn kém. Những tổn thất được đưa vào sẽ đến mức độ nhạy sẽ thấp hơn đáng kể so với mức bạn có thể mong muốn, hệ số giảm chấn cho loa trầm sẽ bị hạn chế nghiêm trọng bởi cuộn cảm nối tiếp và hệ thống vẫn sẽ là một sự thỏa hiệp.
