Легенды и мифы «последовательных миров» или, что такое последовательный кроссовер (обсуждение)

[SOVA]

Интересная тема. эти последовательные фильтры, где-то раз в пол года проскакивает инфа о их "классности", однако ни у одного производителя я их до сих пор не вижу.
Вот и для себя решил разобраться, что к чему.
Есть отличная и правильная программа "MicroCAP", позволяющая моделировать любые электрические схемы. Вот и я нарисовал схему последовательного фильтра первого порядка с эквивалентными моделями динамиков. Параметры динамика НЧ Helix P206 измерены мной с помощью Speaker Work Shop, там же получены номиналы эквивалентной схемы. Модель пищалки простая - резистор и небольшая катушка индуктивности.
Вот схема:

Вначале просто прикинул, каким будет фильтр с частотами настройки 195 и 650 Гц, как в примере выше. Индуктивность катушки 0,98 миллигенгри, ёмкость конденсатора 200 микрофарад. Получилось вот что:

Совсем грустно. НЧ динамик не даёт спадать амплитуде ВЧ динамика до 150 Гц и образуется большая зона совместной работы двух динамиков.
В таком фильтре только Фостекс выживет, пищалка долго не протянет.
Немного подумав, добавил цепочку Цобеля параллельно НЧ динамику, и поступил, как в книжке написано:
Рассчитал фильтр для одной частоты 2,5 килогерца и разных значениях Zeta.
Вот какие расчёты получились:

Действительно, при zeta = 1,41 есть провал импеданса до 2-х ом и подьём АЧХ на частоте раздела. От усилителя потребляется бОльшая мощность и высокодобротный фильтр увеличивает амплитуду напряжений на динамиках больше, чем напряжение на клеммах усилителей. Это нормальный закон последовательного колебательного контура.
При Zeta < 1 наблюдается зона совместной работы двух динамиков с присущим такому режиму увеличением импеданса. Динамики - то соединены последовательно. Но при разных местах установки в авто это не очень хорошо из-за интерференции звуковых волн.
Наилучшая картина наблюдается при точной настройке, Zeta = 1, и компенсации нелинейного сопротивления динамиков (как минимум цепочкой Цобеля, а то и контуром, поглощающим резонансный пик).
Итог:
Не всё так просто, фильтры нужно знать и применять оправданно. Исходя из конкретных задач, мест установки и динамиков. Это не работа выходного дня.

"Знания, измерительные приборы и опыт нужны для этого."
(с) магистр Йода