Лечение излома АЧХ режектором

[Марков Николай]

Результаты эксперимента могут быть полезны для практики. Интересны - точно!

Режекторный фильтр как средство управления АЧХ в ФНЧ | ldsound.info

Есть группа НЧ/СЧ динамиков со специфичной АЧХ, круто обрывающейся на ВЧ крае рабочего диапазона, без выброса или с выбросом перед срезом. Например, 50ГДН-3: Доработанный 20ГДС-1-16, применённый в статье: Eltax 3872: Общая проблема – излом АЧХ на верхней границе диапазона рабочих частот (выделен...

ldsound.info

 

[KSV]

Результаты эксперимента могут быть полезны для практики. Интересны - точно!

Интересно, но до практической пользы далеко.

 

[Святослав_]

У меня они не в экспериментах, а в практике.
Работают чаще за пределами рабочей полосы динамиков, подчищают паразитные резонансы
и снижают добротность на основных. Реже снижают добротность динамиков в области основного резонанса, который в пределах рабочего диапазона НЧ или ШП головок.

 

[Марков Николай]

Взял в руки диаграмму #48 и прикинул результат при разных уровнях слагаемых сигналов. Получается, что при большой разнице уровней нейтральное суммирование имеет место не при дельта фи=120°, как в случае равных сигналов, а при дельта фи=90°. Например, при дельта фи =120° и U1=0,5*U2 векторная сумма равна U2*cos30°, или -1,25дБ от бОльшего сигнала. Следовательно, предложение "Имеем протяжённый и симметричный стык, хорошая работа в фазе (дельта фи меньше 90°) от 2 до 7 кГц, удовлетворительная (дельта фи меньше 120°) - от 7 до 10 кГц, нейтральное суммирование (дельта фи около 120°) - ниже 2 кГц и выше 10 кГц." надо читать так:
"Имеем протяжённый и симметричный стык, хорошая работа в фазе (дельта фи меньше 60°) от 2 до 7 кГц, удовлетворительная (дельта фи меньше 90°) - от 7 до 10 кГц, нейтральное суммирование (дельта фи около 90°) - ниже 2 кГц и выше 10 кГц. Что ещё интересней.

Мысля пришла. Положительный эффект в эксперименте, возможно, имел место из-за специфической формы диффузора СЧ динамика - пиала. У динамика с экспоненциальной формой образующей результат будет другой (лучше или хуже?) - у него другая ФЧХ со старта, по-другому смещается акустический центр в зависимости от частоты.
Парочка доработанный 20ГДС-1л + Дибейзи Е125 (клон SC10, слегка неудачный), 35 см по оси на треть ближе к ВЧ:

Верить выше 700 Гц. Как видите, выше пика 4,5кГц - "всё пропало, шеф, всё пропало!" Добавлял просто резистор 33 Ома вместо режекторной цепочки (схема мало отличается от той, что была в эксперименте), так слитность по микрофону расширялась до 7кГц, вместе с ростом суммарного уровня на участке 5...7кГц. Типа - резистор соло тоже работает.

 

[Святослав_]

Резистор соло работает, и неплохо, в области, где Z имеет значительную девиацию.
Срез фильтра по электрическому напряжению на динамиках, на стыка полос, измерялся?

 

[Марков Николай]

Резистор соло работает, и неплохо, в области, где Z имеет значительную девиацию

Мимо, динамик зашунтирован Цобелем.

Срез фильтра по электрическому напряжению на динамиках, на стыка полос, измерялся?

Нет, только симулировался. По симулю раздел ровно на 3 кГц.

 

[Святослав_]

Мимо, динамик зашунтирован Цобелем.

Тогда он там не нужен, разве что для подгонки сопротивления динамика под фильтр.
Или для подравнивания общего импеданса АС.

Нет, только симулировался. По симулю раздел ровно на 3 кГц.

А провалы по АЧХ явно больше. Возможно, этим и подорезаны горбы.

 

[Марков Николай]

Парочка доработанный 20ГДС-1л + Дибейзи Е125 (клон SC10, слегка неудачный), 35 см по оси на треть ближе к ВЧ:
Посмотреть вложение 29635

Парой к нему работает 20ГДС-1-16 с вогнутым колпачком 25 мм с немного другим по номиналах фильтром.
Вот его АЧХ с фильтром без режектора (ФНЧ первого порядка с Цобелем, синяя кривая) и с режектором 18 Ом+1 мкФ, катушка - те же 930 мкГн (красная):


Результат - суммарная АЧХ, снятая в тех же условиях, что и предыдущая, только в 1/9 (с режектором - синяя кривая):


Масштаб по вертикали на графиках разный.
В 1/3 с большим окном и режектором (с "изгоем" 20ГДС):

Вопрос - в корректности файла коррекции микрофона.

 

[Святослав_]

20ГДС-1 давно уже не изгой. И до нас, и мы здесь, нашли и успешно применили кучу способов улучшения его параметров.
Любой желающий может с ними ознакомиться и использовать.

 

[Марков Николай]

Продолжение лабораторной работы.
Подопытные:
- 20 ГДС-1-16, модифицированный уменьшением колпачка до 26 мм и переворотом его выпуклостью внутрь;
- клон SC10 Dibeisi E125.
Отличие от условий лабораторной работы: другой ВЧ динамик, другой ФВЧ, купол ВЧ динамика находится на 1 см глубже.
Одинаковые условия: тот же СЧ динамик и его расположение, то же расположение микрофона, тот же ФСЧ, соответствующий картинкам с резистором 20 Ом в режекторной цепочке.
Без режектора:

Протяжённая зона совместной работы, добавка +5дБ на стыке, но выбросы АЧХ СЧ и ВЧ накладываются.
С режектором:

Ширина совместной работы в фазе не изменилась, на стыке по-прежнему +5дБ, но выше стыка разница фаз не лучше, чем без режектора (в отличии от ситуации в 29 Дек 2021 ). Суммарная АЧХ ровнее только за счёт большего завала зоны 4...5 кГц.
С режектором и без цепочки RC в параллель СЧ динамику:

Зона хорошей стыковки вообще исчезла, на стыке +2дБ... (Возможно, если сместить частоту среза ФВЧ вверх, стык и похорошеет.)
Два последних варианта НЕ расширили зону хорошей разницы фаз вверх по частоте, как в лабораторной, ни разу.
Выводы.
1. Лечение излома режектором на базе катушки ФНЧ вовсе не универсальная панацея. Улучшение отдельно взятой АЧХ СЧ полосы НЕ ВСЕГДА означает улучшение ФЧХ в нужную сторону.
2. Борьба с фазами - дело тонкое и сложно предсказуемое. Вероятнее всего, отрицательный результат получен из-за смещения купола ВЧ динамика назад по сравнению с 29 Дек 2021 .
3. Без микрофона затевать подобное не рекомендую...
4. Расширение зоны совместной работы вверх в любом случае требует более точного прицела на слушателя по вертикальной оси, иначе "плюс" может стать "минусом".

После некоторых изменений в схеме, с более жёстким режектором на частоту 5 кГц, после замены микрофона, в 1/3 вместо 1/6 октавы и просто - через год с лишним, с теми же динамиками получен следующий приятный результат:

Идея работает.

 

[KSV]

просто - через год с лишним получен следующий приятный результат:

Идея работает.

Думаю, в первую очередь работает накопленный опыт, затраченное время и усилия стали приносить плоды. А идей - у каждого из нас вагон, только это, как правило, пустоцветы.
Вот в параллельной теме идея про то как поставить в корпус S-90 динамик 15ГД-14 и строго наказать ему чтобы он дал +3 дБ там где надо. Вот только захочет ли этого сам динамик? Не верю, его надо заставить, а как именно - в идее ни слова.
Люблю (в благих целях) попридираться, как правило, не верю в благостные ровные АЧХ, а здесь - верю, очень важно что есть АЧХ каждого динамика и видно что стык идеальный.
Пишу потому что знаю как непросто получить такой результат (у меня, как правило, не получается), а подавляющее большинство считает что это проще простого - "вот я тут откопал какие-то динамики, которых ни у кого нет, надо сделать трёхполоску, быстренько подскажите мне".

 

[Марков Николай]

Прикольнулся и перепроверил результаты компенсации гипотетического резонанса в звуковом тракте параметрическим эквалайзером с противоположной АЧХ. Для этого последовательно включил (в симуляторе))) два идентичных эквалайзера на гираторах, выставив один в "+", а другой - в "-". Результат - идеальная АЧХ, ФЧХ и ПХ, всё вместе. При несовпадении частот, глубины регулировки - пропорционально хуже, но всё лучше исходного. Вывод в общем банален: для фазоминимальных цепей выравнивание АЧХ есть синоним повышения точности звучания в целом и улучшения передачи формы импульса в частности. Так что корректор Линквица для ЗЯ или даже банальный правильный подъём НЧ в тракте (НЕ дающий горба на АЧХ, но уменьшающий завал НЧ и продлевающий АЧХ вниз) несложной специальной цепочкой должны улучшать звучание всего баса, даже если в спектре НЕТ составляющих с частотами, на которых заметно их влияние, за счёт улучшения П(ереходной) Х(арактеристики). Вопрос - в слышимости эффекта.
Касательно темы. Если пик АЧХ динамика перед верхним срезом является результатом затухающего резонанса, то, сгладив пик любым доступным средством - активным или пассивным, - получим улучшение всех трёх характеристик. Вопрос в фазоминимальности динамика как преобразователя. Если это так на частоте пика, то целесообразно ДО сведЕния полос выровнять пик АЧХ доступным методом, и лишь потом сводить "исправленный" динамик с его коллегой.
И что-то мне подсказывает, что компенсация эллиптическим фильтром горба от механического резонанса на АЧХ СЧ и ВЧ динамиков в пассивных фильтрах также улучшают не только АЧХ, но - все три характеристики. Возможно, полная ПХ АС на фильтрах первых порядков + режекторах на частоты механических резонансов будет лучше, чем на фильтрах второго порядка...
Кстати, если на ровной АЧХ вырезать яму фильтром, то САМ фильтр будет звенеть точно так же по силе, как и фильтр, делающий симметричный яме горб. Разница только в фазе импульса ПХ: он будет перевёрнут по фазе на 180 градусов. Так что безнаказанно вырезАть тоже нельзя, безнаказанно - только ровнять...
*****
Люди, пользуйтесь микрофоном!
*****
Компенсация неравномерностей АЧХ, вызванных стоячими волнами помещения, НЕ улучшает ФЧХ и ПХ суммарного сигнала, поскольку стоячая волна = резонанс + линия задержки. Вместо этого режекторный фильтр сам будет вносить свои затухающие колебания при резких перепадах уровня сигнала. Поэтому полностью компенсировать пики АЧХ, вызванные стоячими волнами в помещении, тоже плохо. По-моему, оптимально уменьшать их в 2 раза (в децибелах), тогда и гул комнаты ослабнет, и гул фильтра полностью замаскируется, поскольку его добротность будет в 2 раза меньше, чем у комнаты, и его колебания затухнут гораздо быстрее.

 

[Александр Бокарёв]

Обычно динамик с выраженным резонансным торчком на верхнем срезе - это мид музыкантский , у которого пупок большой и жесткий , для прочности конструкции, отсюда крик в районе 2 килогерц, самой чувствительной части диапазона. Одним простым фильтром не обойтись, либо выброс обвалится слишком рано и звук будет мычащий и мутный, либо торчок проявится все равно, неприятной яркостью в звуке.
Для таких противных динамиков есть прием, называется валим в два захода.
Сперва делается плавный спад катухой с помощью цобеля , при этом полка валится полого , сохраняя нужный нам участок презенса, но на спаде есть тот самый шиш на двух, чуток присаженный ниже ватерлинии. И подкинув в параллель динамику подобранную. емкость, мы заметно придавливаем этот шиш, создав на спаде два участка, один пологий, второй крутой. АЧХ получается протяженная, звук слитный и ясный, без мутности или воплей вместе с мутностью. Но возня немалая, вариантов много.
А никто и не обещал. что будет просто.

 

[KSV]

возня немалая, вариантов много.

Именно эти слова и вертелись в голове пока читал.
В двух постах выше - всё правильно, но сделать "как надо", просто только на бумаге. Обычно у динамиков капризный характер, "гендер" у них явно женский.

 

[Александр Бокарёв]

Именно эти слова и вертелись в голове пока читал.
В двух постах выше - всё правильно, но сделать "как надо", просто только на бумаге. Обычно у динамиков капризный характер, "гендер" у них явно женский.

Сложность не столько в самом динамике, сколько еще в необходимости свести его звук с соседним динамиком. И приходится все начинать заново, прислушиваясь и всматриваясь в участок совместного звучания. А там много всякого. Может оказаться, что удачно звучащий с фильтром и красивой картинкой на экране басовик недостаточно ясно озвучивает какой-то участок, хоть тресни. Приходится сдвигать частоту стыка и ниже и выше, пока не запоет. Как это происходит, я до сих пор не знаю и не смогу рассказать. Само складывается.Или не складывается, было и так. Что ни делай- не складывается звук , хотя по отдельности динамики вполне приличные. Но у каждого свой выгодный участок наилучшего звука, которые могут и не соединиться.

 

[Rimtotal]

Что ни делай- не складывается звук , хотя по отдельности динамики вполне приличные. Но у каждого свой выгодный участок наилучшего звука, которые могут и не соединиться.

Может дело в той самой злосчастной "фазе"? но не зря же по этой магической сущности так много сказано.

 

[Святослав_]

Естественно, проще работать с уже обкатанными динамиками, характер которых хорошо известен.
Чем он круче по разработке, тем легче стыкуется.

 

[vitamir]

Может дело в той самой злосчастной "фазе"? но не зря же по этой магической сущности так много сказано.

Не в самій фазі, бо сапієнс її не відчуває, а в швидкості зміни фази. Послідовність літер "ГВЗ"

 

[Марков Николай]

Если пик АЧХ динамика перед верхним срезом является результатом затухающего резонанса, то, сгладив пик любым доступным средством - активным или пассивным, - получим улучшение всех трёх характеристик. Вопрос в фазоминимальности динамика как преобразователя. Если это так на частоте пика, то целесообразно ДО сведЕния полос выровнять пик АЧХ доступным методом, и лишь потом сводить "исправленный" динамик с его коллегой.

Вахитов говорит о неоднозначности динамика на ВЧ как минимально-фазовой системы. Интересно, где у конкретного дина начинаются ВЧ?

 

[Святослав_]

В багатосмугових АС теоретично можливо застосувати всі головки на ділянках їхнього поршневого режиму.
Власне, для цього і ділять на смуги. Виділяючи кожному динаміку його поршневу ділянку.

 

[Марков Николай]

Не в самій фазі, бо сапієнс її не відчуває, а в швидкості зміни фази. Послідовність літер "ГВЗ"

Опять Вахитов.

 

[Александр Бокарёв]

Вахитов говорит о неоднозначности динамика на ВЧ как минимально-фазовой системы. Интересно, где у конкретного дина начинаются ВЧ?
Посмотреть вложение 77737

А не надо пик давить, проще, как советуют спецы , обвалить отдачу ниже этого пика, лучше издалека с переменной крутизной спада, тогда злой пик вежливо присядет ниже уровня заметности и без фазовой дряни, порождаемой режекцией.
Есть и другой подходяший способ убрать злого пика на верхнем срезе: применить режектор в виде катушки с байпасом в виде последовательной RC цепи. Получаем и спад и режекцию на спаде одновременно. Но нужно помудохаться неспешно.

 

[Марков Николай]

А не надо пик давить

Так и тема про то, чтобы не давить, а использовать проблемную зону, сделав её НЕпроблемной.

проще, как советуют спецы , обвалить отдачу ниже этого пика, лучше издалека с переменной крутизной спада, тогда злой пик вежливо присядет ниже уровня заметности и без фазовой дряни, порождаемой режекцией.

проще, но если есть запас в октаву-полторы вверх по частоте до пика.

Есть и другой подходяший способ убрать злого пика на верхнем срезе: применить режектор в виде катушки с байпасом в виде последовательной RC цепи. Получаем и спад и режекцию на спаде одновременно. Но нужно помудохаться неспешно.

Ну да, об нём и поём. Плюс есть надежда, что таки на ентом пике СЧ и миды себя ведут как минимально-фазовые приблуды, тогда, выравнивая спад АЧХ (динамик+фильтр)=полоса, получаем нехилым бонусом выравнивание ФЧХ полосы, и это - в проблемной области, которую иначе пришлось бы отрезАть на октаву ниже.
Подозреваю, что неминимально-фазовое поведение у динамиков начинается уже чуть выше этого главного пика перед срезом АЧХ сверху. Который у 20ГДС, например, бывает от 4 до 5,5 кГц.

 

[Александр Бокарёв]

Продолжение лабораторной работы.
Подопытные:
- 20 ГДС-1-16, модифицированный уменьшением колпачка до 26 мм и переворотом его выпуклостью внутрь;
- клон SC10 Dibeisi E125.
Отличие от условий лабораторной работы: другой ВЧ динамик, другой ФВЧ, купол ВЧ динамика находится на 1 см глубже.
Одинаковые условия: тот же СЧ динамик и его расположение, то же расположение микрофона, тот же ФСЧ, соответствующий картинкам с резистором 20 Ом в режекторной цепочке.
Без режектора:
Посмотреть вложение 35664
Протяжённая зона совместной работы, добавка +5дБ на стыке, но выбросы АЧХ СЧ и ВЧ накладываются.
С режектором:
Посмотреть вложение 35665
Ширина совместной работы в фазе не изменилась, на стыке по-прежнему +5дБ, но выше стыка разница фаз не лучше, чем без режектора (в отличии от ситуации в 29 Дек 2021 ). Суммарная АЧХ ровнее только за счёт большего завала зоны 4...5 кГц.
С режектором и без цепочки RC в параллель СЧ динамику:
Посмотреть вложение 35666
Зона хорошей стыковки вообще исчезла, на стыке +2дБ... (Возможно, если сместить частоту среза ФВЧ вверх, стык и похорошеет.)
Два последних варианта НЕ расширили зону хорошей разницы фаз вверх по частоте, как в лабораторной, ни разу.
Выводы.
1. Лечение излома режектором на базе катушки ФНЧ вовсе не универсальная панацея. Улучшение отдельно взятой АЧХ СЧ полосы НЕ ВСЕГДА означает улучшение ФЧХ в нужную сторону.
2. Борьба с фазами - дело тонкое и сложно предсказуемое. Вероятнее всего, отрицательный результат получен из-за смещения купола ВЧ динамика назад по сравнению с 29 Дек 2021 .
3. Без микрофона затевать подобное не рекомендую...
4. Расширение зоны совместной работы вверх в любом случае требует более точного прицела на слушателя по вертикальной оси, иначе "плюс" может стать "минусом".

После некоторых изменений в схеме, с более жёстким режектором на частоту 5 кГц, после замены микрофона, в 1/3 вместо 1/6 октавы и просто - через год с лишним, с теми же динамиками получен следующий приятный результат:
Посмотреть вложение 73521
Идея работает.

Учтите, 5 и 6 кгц очень подлый участок, те самые шкварки или харч, оставлять там пики -получить утомительный противный дискомфортный звук. А у вас как назло , что басовик, что пищалка, гадят выбросами на этом участке. Насчет клона SC10N, не припомню выбросов у оригинальной пищалы. Там все ровно.

 

[Rimtotal]

Опять Вахитов.

Вахитов описывает проблему, крутые склоны фильтров, это понятно.
И получается что активные программные фазолинейные (DSP) фильтры этой проблемы не имеют??

 

[vitamir]

Я не електроакустик жодним чином, але мені здається, що Вахітов, в даному випадку, зібрав до купи коней, людей, фільтри, нелінійні і фазові спотворення, замість розібратись з кожним окремо.
Фазолінійні фільтри, на чому б їх не виконували на рівні заліза, на те і фазолінійні. Тобто, зміни фази немає, швидкість її зміни дорівнює нулю, тому не чути. В першому наближенні.
Питанння немінімальнофазовости випромінювачів потрібно розглядати окремо і визначитись, на скільки суттєво це може вплинути на результат кількістно. тоді можна буде оцінити, чи можна те неподобство почути на фізиологічне вухо.

 

[apalych]

Я не електроакустик жодним чином, але мені здається, що Вахітов, в даному випадку, зібрав до купи коней, людей, фільтри, нелінійні і фазові спотворення, замість розібратись з кожним окремо.
Фазолінійні фільтри, на чому б їх не виконували на рівні заліза, на те і фазолінійні. Тобто, зміни фази немає, швидкість її зміни дорівнює нулю, тому не чути. В першому наближенні.
Питанння немінімальнофазовости випромінювачів потрібно розглядати окремо і визначитись, на скільки суттєво це може вплинути на результат кількістно. тоді можна буде оцінити, чи можна те неподобство почути на фізиологічне вухо.

Відсотково згоден з Вами. А враховуючи майже миттєве "звикання" до іншої АС – то...
...Але важкувато перейти з ШП (+вч першим) до 3х і більше...
То є "бурчання олда" поза межами обговорення

 

[Святослав_]

Загалом-то треба мати у використанні як добру широкосмугову, так і двох-трьох-смугові.

Ми тут вже ніби знайшли причину, і навчилися боротися з бзіками АЧХ на верхньому краю 20ГДС-1 та його чашкоподібних "родичів".
І навіть повної розборки ці динаміки не потребують.

 

[Александр Бокарёв]

Вахитов описывает проблему, крутые склоны фильтров, это понятно.
И получается что активные программные фазолинейные (DSP) фильтры этой проблемы не имеют??

На каждой выставке кто-то да выставится с ДСП . Ждешь чуда , но как-то что-то чуда не происходит. Или я уже глухой на все ухи. Или ожидания завышенные.

 

[Марков Николай]

На каждой выставке кто-то да выставится с ДСП . Ждешь чуда , но как-то что-то чуда не происходит. Или я уже глухой на все ухи. Или ожидания завышенные.

Или пытаются процессором спасти изначально кривые и плохо стыкующиеся динамики. Думаю, хороший набор динамиков +ДСП с возможностью подгона времени задержки для СЧ и ВЧ излучателей будет лучше, чем набор отфонарных динамиков )))