Цифро-активная трёхполсока.
|
Автор |
Сообщение |
MAD-50
Старожил
Откуда: Ukraine Херсон
Сообщений: 118
Репутация: 15
|
Цифро-активная трёхполсока. / 13-04-2020 18:36
Хочу рассказать о своём пути в активный триампинг.
Лет надцать назад, я вычитал что в многополосных колонках львиную долю проблем связанных с «согласованием» динамиков и УНЧ можно решить путём активного разделения полос, т.е. применить активный фильтр, а на каждый динамик поставить свой УНЧ. Меня это заинтриговало и я реализовал такую АС, взял S90B за основу, СЧ и ВЧ динамки заменил, взял трёхполосный фазолинейный фильтр четвёртого порядка на ОУ, а динамки подключил через УНЧ Д класса на микросхемах IRS2092, и чудо таки произошло. Колонка начала играть более достойно и детально, причём удалось малой кровью разкочегарить 75ГДН1-8 до приемлемого НЧ. В общем мой опыт показал что активный триампинг это путь который позволяет малой кровью достичь некоего более лучшего результата чем пассивное разделение полос. Но собранный мною триампинг, всё таки не настолько гибок как хочется, хотелось иметь возможность гибко корректировать АЧХ колонки, вносить задержки в полосы, применять разные типы фильтров для разделения полос, всё это можно было делать с помощью промышленных цифровых кроссоверов либо с помощью спец программ на компьютере, до тех пор покуда фирма аналогдевайс не выпустила линейку цифровых процессоров в одной микросхеме с очень развитым софтом для настройки этого процессора. После беглого ознакомления с возможностями цифрового процессора типа ADAU1452 у меня интенсивно началась выделятся слюна и начало зудеть в одном месте, возникло острое желание собрать активный триампинг на основе этого проца. Сел я в спринтлейаут и начал ваять печатную плату. По ряду объективных причин я ограничился тремя каналами мощностью 50Вт на канал, для того, что бы перевести свои полочные трёхполоски типах XECO PCX-1 в актив. В общем цель понята и процесс пошёл, в итоге я собрал такую плату.
Эта плата выдаёт 50Вт на канал на нагрузку 4Ом, питание однополярное 24В от 150Вт ИБП, в холостом ходу плата потребляет 4.5Вт, аудиопток плата принимает по оптике, а оптический выход позволяет транслировать адуиопоток на вторую колонку. На плате выведен на пины I2S вход, выведены три порта общего назначения, так же на всякий пожарный я вывел все шесть вспомогательных ADC на внешние «потенциометры» с помощью которых можно реализовывать разные регулировки. Плата получила название MDAC и была рассчитана на установку в корпус серии UNI-S-BOX 130х90х35мм. По своей сути это мощный трёхканальный АЦП с ДСП на борту. В основу MDAC лёг проект моего хорошего знакомого, который разработал прямое преобразования PCM в PWM с внешней коррекцией PWM сигнала для уменьшения коэффициента гармонических искажений и т.д. и т.п. Такой подход позволяет избавится от уймы проблем связанных с переводом РСМ в аналог, а потом аналог в PWM, в итоге удалось получить приемлемые показатели и весьма неплохой звук.
Замеры в рмаа на нагрузке 4Ом показали такие результаты.
Архив измерений в рмаа
RMAA.rar (Размер: 103.92 Кб / Загрузок: 7)
Один канал имеет чуть больше повышенный уровень шума и Кг чем другие, этот канал я назначил на «обслуживание» НЧ динамика.
Что бы ненароком не спалить динамки в XECO PCX-1, я решил потренироваться на более дешёвой АС. За основу взял корпус от S30B, но эта колонка двухполосная, а я хочу три полосы, при внимательном рассмотрении этой колонки я понял то, что она относительно легко переводится в три полосы с помощью добавления ВЧ динамика в место многозначительной картинки АЧХ на панели АС, по стечению обстоятельств у меня на руках оказались динамки от трёхполосных колонок музыкального центра фирмы LG, замеры показали что НЧ динамику хватит объёма S30B. В общем разобрал я колонку, расширил посадочные места под динамки, добавил посадочное место под ВЧ динамик, прикрепил корпус для MDAC на задней стенке колонки, просверлил отверстия под провода, БП поставил во внутрь колонки, распаял провода, и подключил программатор ДСП к компу. Как не странно, но оно заработало как только я разобрался как запустись ДСП проц.
Когда я разобрался как в сигмастудио запустить цифровой кроссовер то начал играться с частотами раздела динамиков. В общем долго я игрался с разными порядками фильтров и с разными частотами раздела полос, в итоге по результатам измерений я разделил полосы так - 300Гц НЧ/СЧ и 2500Гц СЧ/ВЧ. А дальше я начал играться с тем, ради чего я это всё это затеял, я начал корректировать АЧХ колонки при разных типах фильтров. И вот тут меня ждала большая неожиданность, оказалось что меняя принцип коррекции АЧХ и тип фильтра, можно получить совершенно разный характер звучания колонок, можно увеличить детальность звучания, можно увеличить сцену не сильно потеряв в детальности, можно изменять тембральный баланс. В общем игрушка получилась интересная и весьма гибкая.
Ниже, красная АЧХ до коррекции, а синяя после коррекции АЧХ. Замер сделан с 1м в комнате.
В целом радует то, что результат не разочаровал т.е. время убил не зря, а XECO PCX-1 я решил не переделывать т.к. не вижу смысла, то что я выжимаю из этих АС меня более чем удовлетворяет и я решил что нужно иметь в запасе пассивную АС на всякий пожарный. :-)
(Отредактировал 13-04-2020 в 18:37 MAD-50.)
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
onv
Ветеран
Откуда: Харьков
Сообщений: 3 609
Репутация: 260
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
sofyart
Ветеран
Откуда: Херсон
Сообщений: 272
Репутация: 220
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
onv
Ветеран
Откуда: Харьков
Сообщений: 3 609
Репутация: 260
|
RE: Цифро-активная трёхполсока. / 14-04-2020 00:58
Стоп. Порядок фильтра - 1, 2, 3, ... (Бессель, Баттерворт, Чебышев) или, скажем, только четные 2, 4,... в случае LR. Соответственно, и фронты\спады в зависимости от порядка фильтра 3, 6, 12, 24, ... дБ\окт. Тапы - это всего лишь разрешение сетки по частоте для FFT, никакого отношения к порядку фильтров не имеет и близко. Если нужно минимизировать зону совместной работы динов, нужно выбирать порядок повыше, от 4-го и до ... А 512 тапов, если это на всю полосу 20-20000 - это шаг свертки по частоте 39Гц, только и всего. Даже у мрачнейшего по звуку минидсп - 6144 тапа на всю полосу, и это реально ужас.
(Отредактировал 14-04-2020 в 01:03 onv.)
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
MAD-50
Старожил
Откуда: Ukraine Херсон
Сообщений: 118
Репутация: 15
|
RE: Цифро-активная трёхполсока. / 14-04-2020 00:58
(14-04-2020 00:27)sofyart писал(а): А сама система - источник?
Аудио поток идёт по оптике со стационарного компа, это полочные АС для прослушивания музыки при работе за компом.
Вообще к MDAC можно любой цифровой источник прикрутить у которого есть I2S выход т.к. на плате предусмотрен I2S вход, а оптика даёт полную гальваническую развязку между АС и компом, хотя это не так и критично в целом, просто мне было удобней реализовать оптический интерфейс.
(14-04-2020 00:58)onv писал(а): Стоп. Порядок фильтра - 1, 2, 3, ... (Бессель, Баттерворт, Чебышев) или, скажем, только четные 2, 4,... в случае LR. Соответственно, и фронты\спады в зависимости от порядка фильтра 3, 6, 12, 24, ... дБ\окт. Тапы - это всего лишь разрешение сетки по частоте для FFT, никакого отношения к порядку фильтров не имеет и близко.
Как я понимаю порядок КИХ фильтра считается по количеству линий задержек цифровых отчётов сигнала, а это ни коем образом не отображает привычной зависимости наклона его АЧХ от порядка фильтра в аналоговых LС фильтрах. Я не знаю где я подхватил выражения КИХ фильтра в тапах, но вроде применяют такой сленг т.е. говорят о КИХ фильтре в тапах, а не в его порядке, хотя чисто по учебнику 512 это порядок КИХ фильтра. Но этот 512 порядок КИХ фильтра ни коем образом не равен 512 порядку аналогового LC фильтра. Может по этому мне кажется более удобней говорить о тапах фильтра, а не о его порядке
(Отредактировал 14-04-2020 в 01:19 MAD-50.)
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
Выразили согласие: | |
|
Выразили согласие: | |
|
Выразили согласие: | |
|
MAD-50
Старожил
Откуда: Ukraine Херсон
Сообщений: 118
Репутация: 15
|
|
|
|
MAD-50
Старожил
Откуда: Ukraine Херсон
Сообщений: 118
Репутация: 15
|
RE: Цифро-активная трёхполсока. / 19-04-2020 19:22
В общем импульсы и степы это интересно но как то не совсем наглядно, решил я посмотреть как ведёт себя КИХ кроссовер 512 порядка на синусе. С генерировал синусы по одной секунде разной частоты в Audacity. Взял 60Гц, 120Гц, 300Гц, 1000Гц, 2500Гц, 5кГЦ, 10кГЦ и 15кГц, подсоединил МДАК к резисторам 4Ом и подал с них сигнал на вход звуковой карты и сделал запись. Один канал МДАКа прямой т.е. не проходит через КИХ фильтры, а второй канал МДАКа подключён к сумматору трёх каналов КИХ кроссовера на 512 тапов. Частота раздела кроссовера 300Гц и 2500Гц. Самый верхний сигнал на картинке это источник, ниже левый канал (верхний из двух) прямой, правый канал (нижний из двух) это сумма сигнала после кроссовера.
Получил такие картинки.
60Гц.
300Гц
1кГц
2,5кГц
5кГц
10кГц
15кГц
В общем на осциллограммах криминала не видно, особенно если учесть что "призвук" на прямом канале равен "призвуку" на канале пропущенному через КИХ в 512 тапов.
Но на КИХ я не остановился.
Я взял Баттерворта 12 с частотами раздела 300Гц и 2500Гц, подвыровнял общую АЧХ кроссовера с помощью инверсии СЧ звена, и прогнал по тому же принципу.
120Гц
300Гц
1кГц
2,5кГЦ
10кГц
Потом взял Linkwitz-Riley 24 убрал инверсию СЧ т.к. при таком порядке фильтра общая АЧХ кроссовера уже ровная.
300Гц
1кГЦ
2,5кГц
5кГц
В общем думаю выводы по картинкам очевидны, "вреда" для синуса от КИХ 512 порядка куда меньше чем от БИХ любого порядка.
У кого есть Audacity могут сами посмотреть на результаты измерений более детально в прикреплённых файлах.
FIR
FIR.rar (Размер: 833.23 Кб / Загрузок: 1)
Butterworth 12
Butterworth 12.rar (Размер: 771.24 Кб / Загрузок: 1)
Linkwitz-Riley 24
Linkwitz-Riley 24.rar (Размер: 755.82 Кб / Загрузок: 1)
(Отредактировал 19-04-2020 в 20:46 MAD-50.)
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
Выразили согласие: | |
|
Выразили согласие: | |
|
MAD-50
Старожил
Откуда: Ukraine Херсон
Сообщений: 118
Репутация: 15
|
RE: Цифро-активная трёхполсока. / 07-04-2023 16:59
(07-04-2023 15:29)artshop писал(а): Вітаю.
Питання за Ваш пост...
Ви багато канонів у будуванні АС, виключили, як рудименти. То Ваші слова.
З повагою.
Вітаю.
На майбутнє прошу вас уважніше переказувати мої висловлювання, а найкраще всього наводьте цитати, щоб не породжувати небилиці. Я писав що я порушив багато канонів, а не виключив їх.
(07-04-2023 14:40)MAD-50 писал(а): В этой системе нарушено много разных канонов, а часть этих канонов просто исключена как рудименты, если есть какие то вопросы или возражения можете в той теме написать.
(07-04-2023 15:29)artshop писал(а): Буду вдячний, як зробите допис, за які канони йшла мова!
Ну як приклад – я відмовився від аналогової малосигналки та відмовився від пасивних розділових фільтрів у АС. Чи можна це вважати канонами? Питання спірне, наполягати не буду, але для мене аналогова малосигналака і пасивні розділові фільтри це вже минуле століття, але хтось без цього не зможе досягти своїх завдань.
З повагою.
|
|
|
|
Выразили согласие: | |
|
Выразили согласие: | |
|
Пользователи просматривают эту тему: 3 Гость(ей)
|
|