Softonic

Kalkulator zwrotnicy głośnikowej

Wstępne oszacowanie elektryczne

Kalkulator traktuje każdy głośnik jako stałą rezystancję przy wybranej częstotliwości. Gotowa zwrotnica wymaga zmierzonej impedancji i odpowiedzi akustycznej w obudowie.

Krok 1 / 3 Oszacowanie zwrotnicy pasywnej

Wybierz idealny układ elektryczny

Opcje opisują elektryczne sekcje filtra z obciążeniem rezystancyjnym. Żadna nie gwarantuje końcowego zbocza ani sumy akustycznej.

Wybierz idealny układ elektryczny

Po przejściu dalej wartości są wysyłane do tej witryny w adresie URL i mogą pozostać w historii przeglądarki. Nie wpisuj poufnych informacji.

Dalej

Oszacuj wartości kondensatorów i cewek dla idealnej pasywnej zwrotnicy dwudrożnej. Wybierz układ Butterwortha pierwszego rzędu, Butterwortha drugiego rzędu albo Linkwitza–Rileya drugiego rzędu, a następnie podaj częstotliwość podziału oraz impedancję głośnika niskotonowego i wysokotonowego przy tej częstotliwości. Wynik jest podręcznikowym punktem wyjścia, a nie gotowym projektem. Rzeczywiste głośniki mają impedancję zależną od częstotliwości, fazę akustyczną, różną skuteczność i wpływ obudowy, dlatego docelową zwrotnicę trzeba zasymulować i zmierzyć z faktycznie zamontowanymi przetwornikami.

Jak oszacować elementy zwrotnicy pasywnej

  1. 1

    Wybierz układ elektryczny

    Wybierz sekcję pierwszego rzędu 6 dB/oktawę albo sekcję drugiego rzędu Butterwortha lub Linkwitza–Rileya 12 dB/oktawę. Określa to idealne zachowanie elektryczne, nie końcowe zbocze akustyczne.

  2. 2

    Podaj częstotliwość i impedancję

    Użyj żądanej częstotliwości podziału oraz, jeśli są dostępne, zmierzonych modułów impedancji obu przetworników w jej pobliżu. Impedancja znamionowa jest jedynie przybliżeniem.

  3. 3

    Symuluj, zbuduj i zmierz

    Potraktuj obliczone elementy jako wartości początkowe. Wprowadź rzeczywiste charakterystyki i impedancję do programu symulacyjnego, zbuduj prototyp testowany przy małej głośności i zmierz gałęzie, sumę akustyczną oraz impedancję całego zestawu.

Wzory zwrotnicy pasywnej

Niech f oznacza częstotliwość podziału, ω = 2πf, a R, impedancję przetwornika przyjętą w obliczeniu idealnego obciążenia rezystancyjnego.

Dla sekcji pierwszego rzędu:

  • Szeregowa cewka dolnoprzepustowa woofera: L = R ÷ ω
  • Szeregowy kondensator górnoprzepustowy tweetera: C = 1 ÷ (R × ω)

Dla sekcji dolnoprzepustowej drugiego rzędu:

  • Cewka szeregowa: L = R ÷ (Q × ω)
  • Kondensator równolegle do woofera: C = Q ÷ (R × ω)

Dla sekcji górnoprzepustowej drugiego rzędu:

  • Kondensator szeregowy: C = Q ÷ (R × ω)
  • Cewka równolegle do tweetera: L = R ÷ (Q × ω)

Kalkulator stosuje Q = 1/√2 dla Butterwortha drugiego rzędu oraz Q = 0,5 dla Linkwitza–Rileya drugiego rzędu. Każda idealna sekcja Butterwortha ma przy wybranej częstotliwości tłumienie około 3,01 dB, a sekcja LR2 około 6,02 dB.

Przykład dla 2500 Hz

Dla woofera 8 Ω, tweetera 8 Ω i częstotliwości 2500 Hz idealne wartości wynoszą:

Układ elektryczny Cewka szeregowa woofera Kondensator równoległy woofera Kondensator szeregowy tweetera Cewka równoległa tweetera
Butterworth pierwszego rzędu 0,5093 mH - 7,9577 µF -
Butterworth drugiego rzędu 0,7203 mH 5,6270 µF 5,6270 µF 0,7203 mH
Linkwitz–Riley drugiego rzędu 1,0186 mH 3,9789 µF 3,9789 µF 1,0186 mH

Jeżeli impedancje woofera i tweetera są różne, wartości obu gałęzi także będą się różnić. Dlatego kalkulator przyjmuje je oddzielnie.

Dlaczego impedancja znamionowa nie wystarcza

Przetwornik opisany jako 8 Ω nie jest rezystorem 8 Ω w całym paśmie audio. Rezonans, indukcyjność cewki drgającej i obudowa zmieniają impedancję oraz fazę. Dokumentacja DATS firmy Dayton Audio pokazuje, że wzrost impedancji woofera przy wyższych częstotliwościach może przesunąć punkt odcięcia podręcznikowego filtra dolnoprzepustowego. Instrukcja OmniMic wyjaśnia natomiast, że optymalizacja zwrotnicy wymaga charakterystyk częstotliwościowych i impedancji zmierzonych przy spójnym poziomie, opóźnieniu i odległości.

Filtry elektryczne łączą się z naturalnym opadaniem charakterystyki przetworników i ich przesunięciem fizycznym. Linkwitz wskazuje, że filtr elektryczny nie zapewni oczekiwanego wyniku akustycznego, jeśli zamontowane przetworniki nie mają odpowiedniego nakładania pasm, płaskości i zgodności fazowej. W idealnym modelu LR2 gałęzie elektryczne są przesunięte o 180°, a jedna z nich jest odwrócona. W praktyce polaryzację należy dobrać na podstawie zmierzonej sumy akustycznej i minimum po odwróceniu polaryzacji.

Ograniczenia elementów i okablowania

Obliczona pojemność i indukcyjność nie określają napięcia znamionowego kondensatora, obciążalności prądowej cewki, przekroju przewodu, mocy ani bezpieczeństwa cieplnego. Rzeczywiste ESR kondensatora, DCR cewki i tolerancje zmieniają odpowiedź oraz obciążenie wzmacniacza. Przed zmianą połączeń odłącz wzmacniacz, rozładuj kondensatory, sprawdź minimalną częstotliwość podziału zalecaną przez producenta tweetera i rozpocznij testy prototypu przy małej głośności.

Źródła techniczne: wyprowadzenie obciążonego filtra LC Texas Instruments, notatki o zwrotnicach Linkwitz Lab, notatki o filtrach Linkwitz Lab, instrukcja pomiarowa OmniMic Dayton Audio oraz instrukcja DATS LA Dayton Audio.

Najczęściej zadawane pytania

Jeśli ją masz, użyj modułu impedancji zmierzonego w pobliżu częstotliwości podziału. Impedancja znamionowa jest ogólną klasą, podczas gdy rzeczywista wartość zmienia się z częstotliwością. Wartość znamionowa daje przydatny pierwszy szacunek, ale nie tworzy dokładnego projektu końcowego.

Nie same w sobie. Obliczenie opisuje idealne filtry elektryczne z obciążeniem rezystancyjnym. Wynik zależy też od charakterystyki, fazy, skuteczności, przesunięcia akustycznego, kierunkowości i obudowy obu zamontowanych przetworników. Symuluj z danymi pomiarowymi i sprawdź prototyp.

Bez pomiaru nie stosuj uniwersalnej reguły. Idealny model LR2 ma gałęzie przesunięte o 180°, ale rzeczywista faza przetworników i ich przesunięcie fizyczne zmieniają relację akustyczną. Zmierz układ przy obu polaryzacjach i oceń sumę oraz minimum przy odwróceniu.

Nie. Szacuje tylko pojemność i indukcyjność. Dobierz napięcie i konstrukcję kondensatora, średnicę drutu, dopuszczalny prąd i DCR cewki do mocy wzmacniacza i warunków cieplnych. Sprawdź też, czy ukończony układ nie stanowi niebezpiecznego obciążenia wzmacniacza.

Nie. W trybie bezpośrednim wartości są wysyłane do witryny przez Livewire w celu aktualizacji wyniku. W trybie krokowym po przejściu dalej trafiają do adresu URL i mogą pozostać w historii przeglądarki. Nie wpisuj poufnych informacji.

Powiązane narzędzia

Kalkulator tralek

Podaj światło między słupkami, szerokość tralki oraz maksymalny dozwolony prześwit, aby uzyskać dokładną liczbę potrzebnych tralek i równy odstęp między każdą szczebliną, bez prześwitu większego niż dopuszczają przepisy.

Konwerter daty juliańskiej

Przeliczaj gregoriańskie daty UTC, datę juliańską, zmodyfikowaną datę juliańską i sekundy Unix z dokładnością do milisekundy i obsługą przesunięcia UTC.

Kalkulator soli do basenu

Oblicz ilość soli do basenu na podstawie aktualnego i docelowego zasolenia w ppm. Sprawdź kg, funty, worki lub ostrożny szacunek wymiany wody.

Wojskowy kalkulator tkanki tłuszczowej

Oszacuj procent tkanki tłuszczowej metodą taśmy mierniczej armii USA (AR 600-9): wzrost, szyja i talia dla mężczyzn, dodatkowo biodra dla kobiet.

Kalkulator proporcji

Wpisz trzy wartości w a:b = c:d, aby znaleźć brakujący składnik. Całkowite proporcje a:b są też skracane do najprostszej postaci.

Kalkulator betonu

Oblicz ilość betonu na płyty, fundamenty, słupy i ściany. Sprawdź m³, jardy sześcienne, szacunkową liczbę worków i zapas na straty.