В
современных акустических системах используются как простейшие разделительные
фильтры 1-го порядка, так и многозвенные фильтры 4-го и даже 6-го
порядка. Достоинством разделительных фильтров 1-го порядка (применяются,
как правило, только в двухполосных АС) является хорошая переходная
характеристика акустической системы (фронты сигналов воспроизводятся
без паразитных выбросов), недостатком - малая крутизна фильтра в
полосе затухания (6 дБ/октава), в результате чего имеется широкий
частотный диапазон совместной работы НЧ-и СЧ-громкоговорителей.
Многозвенные
фильтры высоких порядков обеспечивают существенно
большую крутизну спада характеристики в полосе затухания (12, 18
и даже 24 дБ/октава), но имеют худшую переходную характеристику
и волнистую АЧХ в полосе пропускания фильтра. В зависимости от критерия
выбора аппроксимирующей АЧХ фильтра математической функции различают
несколько типов разделительных фильтров.
Фильтры
Баттерворта имеют линейную АЧХ в полосе пропускания
фильтра, резко обрывающуюся в полосе затухания фильтра. Однако переходная
характеристика таких фильтров носит сильно выраженный колебательный
характер. Фильтры Бесселя также имеют линейную АЧХ в полосе пропускания
и сравнительно резкий спад в полосе затухания.
Однако
благодаря линейной зависимости фазового сдвига сигнала в зависимости
от его частоты переходная характеристика АС с такими фильтрами хотя
и имеет выброс на АЧХ, но не имеет колебательного характера.
Фильтры
Чебышева имеют чрезвычайно резкий спад АЧХ в полосе
затухания, однако АЧХ фильтра в его полосе пропускания носит волнистый
характер.
Наиболее
сложные схемы разделительных фильтров включают в себя также специальные
корректирующие цепи, которые компенсируют изменение импеданса громкоговорителя
на разных частотах. В результате такой стабилизации импеданса условия
работы разделительного фильтра существенно улучшаются, так как он
нагружен на постоянный и согласованный с ним импеданс нагрузки (громкоговоритель).
Поэтому
параметры АЧХ фильтра получаются близкими к расчетным. В случае
же работы фильтра на рассогласованную нагрузку значения параметров
его АЧХ и ФЧХ становятся непредсказуемыми. Нет нужды говорить, что
это губительно сказывается на качестве звучания АС.
Иногда в схему фильтра включают также специальные режектирующие
цепочки с целью блокирования в фильтре сигналов на частоте резонанса
громкоговорителя. Как правило, такие цепочки используют в фильтрах
СЧ- и ВЧ-громкоговорителей.
Итак,
как мы видим, в современных АС используются весьма сложные схемы
фильтров, количество элементов в которых (особенно при встраивании
в схему фильтра элементов защиты громкоговорителей) может достигать
нескольких десятков.
С другой
стороны, многие высококачественные АС имеют простейшие фильтры 1-2-го
порядка, состоящие всего из нескольких электронных компонентов,
но зато отборного, аудиофильского качества. В сочетании с высококачественными
громкоговорителями такие простые фильтры способны обеспечить просто
ошеломляющее качество звука АС. |