マルチバンドアクティブスピーカーシステム。オーディオの芸術

マルチウェイアクティブスピーカーシステム

オーディオの芸術

マルチウェイスピーカーシステムは、各スピーカーが特定の周波数帯域を再生するように特別に設計され、それに応じて最適化されるため、高品質のサウンドを提供します。ほとんどの場合、マルチバンドスピーカーシステムでは、サウンドスペクトルが XNUMX つまたは XNUMX つのバンドに分割されます。

水平方向の周波数応答を確保するには、各スピーカーによって再生される周波数帯域が滑らかに重なり合い、相互に補完し合う必要があります。帯域全体の音圧レベルの不一致とスピーカーの結合領域の拡大は、周波数応答の歪みにつながります。したがって、正しく選択するには、帯域間のクロスオーバー周波数に対する音圧の依存性を知ることが重要です (図 1)。上の曲線はピンクノイズに対応し、下の曲線は現代音楽に対応します。

マルチウェイアクティブスピーカーシステム
Pic.1

たとえば、クロスオーバー周波数が 100 Hz と 400 kHz の 3 W XNUMX ウェイシステムの場合、電力配分は次のようになります (同じスピーカー感度を仮定)。

LFチャンネル - 50W;
MF チャンネル - 35 W;
RF チャネル - 15。

パッシブフィルターとアクティブフィルターの両方を使用して帯域を分離できますが、現在アクティブフィルターは、コアレスインダクターや非電解コンデンサを使用する高品質のパッシブフィルターよりも大幅に安価です。さらに、アクティブフィルターには、パッシブフィルターのような主な欠点がありません。

電力損失;
（スピーカー側からの）出力抵抗の増加とそれに伴うダンピングの低下。
スピーカーのインピーダンスの周波数依存性による計算と調整の複雑さ、Zobel-Boucher 補償器を使用する必要性。

ただし、アクティブフィルターは周波数帯域ごとに個別のアンプでのみ使用できるため、モノリシック集積アンプを使用するのが便利です。場合によっては、複雑なフィルターは必要なく、帯域を分離するには、周波数応答スロープが 6 dB/オクターブの最も単純な RC チェーンを使用するだけで十分です。このようなフィルターには位相歪みや過渡歪みがないため、優れた結果が得られます。ただし、最も単純な RC フィルターの減衰を低くするには、歪みなくフィルターの通過帯域を超えて動作できるスピーカーを使用する必要があります。

マルチウェイアクティブスピーカーシステム
Pic.2

SGS-THOMSON は、洗練された効果的なソリューションであるフィルターアンプ (パワーフィルター) を提案しました。提案された回路は、パワーアンプと 12 次 (18 dB/オクターブ) または 100 次 (2 dB/オクターブ) フィルターを組み合わせたものです。この回路の動作は、アンプの信号入力とフィードバック入力に 900 つの同一の同相電圧が存在するという事実に基づいており、これがアクティブフィルタの動作に必要です。 OOS の入力側の抵抗は通常約 3 オームですが、信号側の抵抗は非常に高く、これも回路の正しい動作に寄与します。回路設計は Sallen-Key フィルターに似ています。図 XNUMX は、XNUMX 次ベッセルフィルターを実装した、カットオフ周波数 XNUMX Hz の RF フィルターアンプの回路を示しています。

図 3 は、提案された原理に従って構築された 2 ウェイアクティブ音響システムの図を示しています。カットオフ周波数が 300 Hz および 3 kHz の 10 次バターワースフィルターが使用されました。ミッドレンジセクションは、11 つの直列接続されたハイパスフィルター (R10R11C12C13) とローパスフィルター (R12R13C36C25) で構成されます。間接電流アンロードは、低周波リンクで使用されます。出力トランジスタの駆動信号は、アンプの電源回路の抵抗から除去されます。電源電圧が 0,06 V の場合、LF チャンネルの出力電力は THD=30% で 0.5 W、THD=XNUMX% で XNUMX W です。

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Pic.3

中周波チャンネルと高周波チャンネルのゲインは、一般的なダイナミックヘッドの感度とインピーダンスに従って選択されます (中周波ヘッドと高周波ヘッドの感度は、通常、低周波より 3 ～ 4 dB 高くなります)。必要に応じて、OOS 回路 (R6、R15、および R22) を調整することで、バンドパスアンプの感度を調整できます。自己励起を防ぐために、ゲインを 20 dB 未満に設定しないでください。これらの抵抗器の抵抗値は 1 kΩ 以上である必要があります。この回路を繰り返してみるとわかるように、電流センサー抵抗器 R7 と R8 の抵抗値は 2,2 オームまで増やすことができます。その結果、トランジスタへの電力の再分配により、高信号レベルでのマイクロ回路の加熱が若干軽減されます。

電解コンデンサの動作電圧は少なくとも 50V でなければなりません。補償回路の抵抗器の電力は 2 W である必要があります。保護ダイオード VD1 ～ VD6 - 許容逆電圧が少なくとも 50 V、順電流が少なくとも 1 A の任意のシリコン、たとえば KD243。出力トランジスタ VT1 および VT2 は、従来の相補ペア KT816/817 または KT818/819 に置き換えることができます。よりモダンなペア KT864/865 を使用することもできます。トランジスタは同じ文字インデックスを持つ必要があります。 tdA2030Aの代わりに、国内生産の機能的類似品であるK174UN19Aを使用できます（高調波係数は0.1...0.5％に増加します）。このマイクロ回路を使用する場合、信頼性を高めるために、電源電圧を 30 ～ 32 V に下げる必要があります。これは出力電力に事実上影響を与えません。取り付け中、超小型回路本体がピン3に接続されていることを考慮する必要があります。

音質をさらに向上させるには、アンプ出力の大容量酸化物結合コンデンサを廃止し、バイポーラ電源に切り替える価値があります。この場合の回路の変形を次の図に示します。無極性コンデンサ C1、C4、C14、C21 を使用することをお勧めします。部品の交換および取り付けに関するその他の推奨事項は引き続き有効です。

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Pic.4

利用可能な主なデザインオプションは 600 つあります。最初のオプションでは、バンドパスアンプがスピーカーに組み込まれ、別個のプリアンプが使用されます。入力インピーダンスがわずか 600 オームなので、接続ケーブルの特性が信号に影響を与えることはありません。ただし、プリアンプには、157 オームの抵抗で負荷を駆動できる、十分に強力な出力が必要です。これは、「パラレル」出力段を備えたオペアンプ、または強力な K1UDXNUMX オペアンプで実行できます。

この実施形態でアクティブスピーカーを接続するには、長さが 2 ～ 3 m までであれば、シールド付きケーブルまたはシールドなしのツイストペアでも適していますが、信号ケーブルと電源ケーブルを並べて平行に配線しないでください。

10 番目のオプションでは、パッシブスピーカーとフル XNUMX ウェイアンプを使用します。欠点は、各スピーカーに XNUMX 対のワイヤを配線する必要があることです。この実施形態では、バンドパス増幅器の入力インピーダンスを１０ｋオームまで増加させることが可能であり、これにより、共通の前置増幅器回路の使用が可能になる。

バイポーラバージョンの不安定な電源電圧は +-18 ボルト、負荷電流は少なくとも 2A (チャネルごと)。変圧器は 2x16.5 ボルトの電圧を生成する必要があります (中央からタップで巻く)。整流器フィルター - すべてのアンプに共通の電源を使用する場合は少なくとも 2x22000 μF、各チャンネルに個別の電源を使用する場合は 2x10000 μF。

各スピーカーに個別の電源を取り付けることも、共通の電源を使用して DC 電圧を分配することもできます。このオプションも適切ですが、電源線の抵抗の影響を排除するために、フィルター容量を XNUMX つの部分に分割し、そのうちの XNUMX つをスピーカーに取り付ける必要があります。

出版物: www.bluesmobile.com/shikhman

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