На что следует установить фильтр верхних частот?
Хотите лучшего звука? Использование фильтра верхних частот — отличный способ улучшить качество звука и производительность даже бюджетных колонок.
В этой статье я поделюсь тем, что вам нужно знать, а также вы узнаете об основах кроссоверов и о том, почему они важны.
Что такое фильтр нижних частот (LPF) или фильтр высоких частот (HPF)?
Разницы между фильтром верхних частот и фильтром нижних частот
Фильтр верхних частот (ФВЧ) блокирует нежелательные частоты в выходном аудиосигнале (низкочастотные звуки) ниже точка пересечения с динамиком. Все, что выше точки пересечения, будет пропущено.
Аналогичным образом фильтр нижних частот (ФНЧ) блокирует высокочастотные звуки см. выше. частота среза. Кроссовер нижних частот обычно используется для сабвуферов, но его также можно использовать с более высокой настройкой частоты для настройки двухполосных динамиков, чтобы блокировать высокие частоты для НЧ-динамика или как часть трехполосной системы.
Это верно для кроссоверов, встроенных в домашний ресивер, домашний или автомобильный усилитель или современную автомобильную стереосистему. Кроссоверы динамиков делают то же самое, но для этого они используют конденсаторы и катушки индуктивности вместо электронных схем.
Примечание: Иногда вы будете видеть слово «кроссовер», написанное как «Xover» как более короткую версию имени.Когда следует использовать фильтр высоких частот?
В некоторых случаях фильтры верхних частот чрезвычайно полезны, а в других — скорее «хорошо иметь» — это зависит от вашей конкретной акустической системы.
В основном вам следует использовать фильтр верхних частот, когда:
- Вы используете твитеры без кроссовера или встроенный кроссовер недостаточно хорош (дополнительную информацию см. в разделе о наклоне кроссовера ниже).
- В автомобильной аудиосистеме, где требуется большая громкость и четкость звука от небольших динамиков, чтобы избежать искажений и "провала" из-за тяжелых басов, которые они не могут воспроизводить должным образом.
- Для домашней аудиосистемы, в которой вы используете сабвуфер и хотите избежать чрезмерного баса. Это полезно при использовании активного сабвуфера рядом с основными динамиками, чтобы не было слишком много басов.
- Двухканальное усиление:удаление пассивного кроссовера (кроссовера динамиков) для подключения динамиков напрямую к каналам усилителя, по одному динамику на канал.
- Предотвращение попадания басов в маленькие или тыловые домашние стереодинамики объемного звучания, которые не могут воспроизвести глубокие басы.
Когда дело доходит до твитеров, особенно важно, чтобы они не работали с низкими басовыми частотами. То же самое можно сказать и о многих типах среднечастотных динамиков. Они не могут обрабатывать частотный диапазон некоторого музыкального контента, например басовых нот.
Это вызывает искажение и может даже повредить их навсегда, если двигаться достаточно сильно. Низкие частоты требуют большого диффузора динамика для воспроизведения такого диапазона звука, который невозможен с их крошечным диффузором или куполом.
На что следует установить фильтр верхних частот?
Поначалу это может сбивать с толку, но как только вы приобретете небольшой опыт работы с динамиками, слава богу, вам станет немного легче! В следующих разделах я упрощу частоту HPF, которую следует использовать в каждом случае, а также дам несколько примечаний, которые помогут объяснить, почему это важно.
1. Рекомендации производителя динамиков
Производители часто включают спецификации, в которых указывается частота среза, которую следует использовать. Иногда это четко указано как рекомендуемая отсечка, в то время как в других случаях вам придется основывать ее на информации о частотной характеристике динамика. Например, на изображении выше мы видим, что твитер имеет полезный частотный диапазон 3,5 килогерц (кГц) и выше.
Если ни один из них не предоставлен, вы можете использовать таблицы ниже. Хорошая новость заключается в том, что обычно некоторые информацию о диапазоне частотной характеристики динамика, по которому можно настроить фильтр верхних частот.
2. Таблица частот кроссовера верхних частот для домашнего аудио
| Тип/система динамиков | Частота кроссовера |
|---|---|
| Фронтальные динамики основного/башенного типа (маленькие) | Высокие частоты от 60 до 80 Гц. Лучше всего работает с сабвуфером, дополняющим их. |
| Основные/башенные фронтальные динамики (большие) | Высокие частоты 60–80 Гц. |
| Центральный или объемный звук (маленький) | Высокие частоты 100–120 Гц. Эти типы динамиков очень плохо воспроизводят басы и могут легко искажаться. |
| Центральный или объемный звук (средний/большой) | Высокие частоты 60-80 Гц. Большинство центральных динамиков не предназначены для воспроизведения басов. |
| Настенные или мини-сателлитные колонки | Высокие частоты 100–120 Гц. Это помогает избежать сильных искажений, поскольку они не могут воспроизводить глубокие басы. |
| Двухполосные акустические системы | от 3 кГц до 3,5 кГц. Очень распространенная частота кроссовера |
| 3-полосные акустические системы | Высокие частоты 3,5 кГц (твитер) и 250–500 Гц высокие частоты (средние частоты) |
| Субзвуковой фильтр сабвуфера | Высокие частоты 20–30 Гц. Полезно для старинных аудиозаписей, таких как виниловые пластинки, для блокировки грохота и сигналов, потребляющих энергию. |
Использование домашней стереосистемы или заднего динамика
Следует отметить, что домашние стереофонические задние или сателлитные динамики (например, динамики объемного звучания) часто бывают немного слабыми и неспособными обрабатывать глубокие басы из-за небольших драйверов динамиков и плохого корпуса. Это одна из причин, по которой они плохо звучат во время тяжелых звуковых моментов, таких как объемный звук в фильмах или громкая музыка.
Это особенно верно для систем домашнего кинотеатра в коробке, в которых используются простые и недорогие тыловые динамики с одним диффузором.
Примечание: Как домашние, так и автомобильные усилители, которые вы покупаете, могут иметь только фиксированные настройки (нерегулируемые). Тем не менее, они обычно близки к перечисленным выше и настроены для наиболее распространенных потребностей динамиков.3. Таблица частот кроссовера высоких частот для автомобильной аудиосистемы
| Тип/система динамиков | Частота кроссовера |
|---|---|
| Передние или задние полнодиапазонные коаксиальные или компонентные динамики | Высокие частоты от 56, 60 до 80 Гц . Блокирует низкие частоты, вызывающие искажения. |
| Твитеры | Высокие частоты 3–3,5 кГц |
| СЧ-динамики или низкочастотные динамики | Высокие частоты 250–500 Гц |
| Двухполосные акустические системы | от 3 кГц до 3,5 кГц для твитеров. То же самое для СЧ/НЧ-динамиков |
| 3-полосные акустические системы | 3,5 кГц (средние/высокие) и 500 Гц (средние/низкочастотные) |
| Субзвуковой фильтр сабвуфера | Высокие частоты 20–30 Гц. Полезно, когда вы имеете дело с низкочастотными частотами, приводящими к потере мощности звука из-за определенных звуковых дорожек или оборудования. |
Автомобильные аудиосистемы часто подвержены плохому звуку, искажениям и «провалу» во время музыки с тяжелыми басами и особенно при высокой мощности. Провал — это когда звуковая катушка динамика доведена до предела во время тяжелых басов и касается магнита динамика, потому что она доведена до предела и даже больше при попытке воспроизвести басовые ноты.
Как они помогают улучшить звук
Это довольно распространенная проблема. Например, когда коаксиальные динамики установлены в приборной панели или дверях без хорошего ограждения, условия на открытом воздухе означают, что диффузор динамика практически не соприкасается (нет противодавления).
Это позволяет конусу двигаться слишком легко, создавая шум, искажения и даже повреждения в некоторых случаях. Это особенно верно, если вы используете функцию усиления басов — иногда вы сразу же услышите искажения.
Фильтры высоких частот могут полностью предотвратить это! У него также есть еще одно преимущество:вы можете довести громкоговорители до предела мощности с великолепной четкостью и громкостью звука. Это поможет вам получить максимальную отдачу даже от бюджетных колонок, если все сделано правильно.
Какой перекрестный наклон следует использовать?
Что такое перекрестный уклон?
наклон — крутизна фильтрующей способности кроссовера. Другими словами, насколько эффективно он блокирует звук после точки отсечки кроссовера.
Наклоны описываются в децибелах (дБ) на октаву, записывается как «дБ/октава». Отрицательный символ (-) используется, чтобы показать, что они представляют затухание или уменьшение сигнала за пределами точки отсечки.
В аудио мы часто измеряем диапазон звуковых частот между двумя точками, используя октаву. Одна октава — это удвоение или уменьшение числа частот вдвое. (100 Гц, 200 Гц, 400 Гц и т. д.)
Когда мы говорим о кроссовере с отсечкой -6 дБ на октаву, мы имеем в виду, что он будет продолжать снижать выходной сигнал на дополнительные 6 дБ при каждом удвоении предыдущей частоты.
Пример:-6 дБ при 1 кГц, -12 дБ при 2 кГц, -18 дБ при 4 кГц, -24 дБ при 8 кГц, -32 дБ при 16 кГц, до 20 кГц.
Какую настройку фильтра наклона следует использовать?
Вообще говоря, наклон -12 дБ часто является лучшим выбором и подходит для большинства акустических систем. Чтобы блокировать басы для небольших динамиков или твитеров, я рекомендую наклон не менее 12 дБ, а лучше 18 дБ, если у вас есть такая возможность.
Наиболее часто используемые уклоны:
- -6 дБ — типично для встроенных фильтров верхних частот и дешевых твитеров, но не так хорошо блокирует нежелательные звуки.
- -12 дБ — намного лучше и один из самых распространенных вариантов.
- -18 дБ — особенно эффективен при блокировке.
Электронные кроссоверы (особенно для автомобильного усилителя) обычно составляют -12 дБ. Не все предлагают дополнительные настройки, но когда они есть, часто стоит поэкспериментировать с ними, чтобы посмотреть, как они звучат для вашей аудиосистемы.
Можно ли использовать фильтр высоких частот с динамиками, у которых уже есть кроссоверы?
Да, в большинстве случаев можно! На самом деле, хотя обычно это и не требуется, в некоторых случаях это может быть полезно.
При использовании стереосистемы, усилителя или встроенного кроссовера ресивера это будет работать в дополнение к кроссовер динамиков уже используется. Во многих случаях вы получите более крутой уклон (лучшее блокирование), чем каждый из них по отдельности.
Например, при использовании кроссовера HPF 12 дБ усилителя на частоте 3,5 кГц с твитером с разделительным конденсатором 6 дБ при частоте 3,5 кГц они эффективно суммируются и дают наклон 18 дБ — более крутой и эффективный срез, чем вы могли бы. получить иначе.
Однако необходимо прояснить несколько важных моментов:
- Если частота среза HPF близка к частоте кроссовера динамиков, их наклоны в основном складываются.
- Если частота среза HPF усилителя намного ниже, чем у кроссовера динамика, это не будет столь полезным (или даже может быть бесполезным) . Кроссовер динамика будет иметь приоритет.
- Если HPF намного выше, чем у кроссовера динамиков, кроссовер динамиков будет эффективно игнорироваться так как в этом случае он не вступит в игру. В этом случае HPF усилителя будет иметь приоритет.
При желании вы можете полностью удалить кроссовер динамиков, если вы работаете над проектом аудиофильского уровня. Это связано с тем, что компоненты кроссовера (конденсаторы и катушки индуктивности) создают проблему, называемую фазовым сдвигом. чего нет в электронном кроссовере.
Примечание: Во многих случаях действительно нет необходимости и излишне использовать оба кроссовера, хотя, как правило, это не проблема.Еще отличные статьи о кроссоверах и звуке
Хотите узнать больше? Ознакомьтесь также с другими замечательными статьями:
- На что мне следует настроить низкочастотный фильтр сабвуфера или динамика?
- Подробнее о частоте кроссовера и его функциях.
- Вот как использовать автомобильный сабвуфер с домашней стереосистемой.
- Здесь вы найдете другие рекомендуемые частоты кроссовера для автомобильных и домашних аудиосистем.
- Как определить частоту кроссовера для динамиков.