Фильтр переменной крутизны

Допустим невероятное - что все дефекты АЧХ побеждены выбранными компонентами и тщательной установкой и остался только неистребимый резонанс. Даже при использовании самых высококачественных компонентов решить эту проблему непросто. Первый и самый очевидный способ - разнести частоты раздела полос сабвуфера и остальной акустики. В этом случае сабвуфер воспроизводит частоты ниже 120 Гц, а остальная акустика - выше 180 Гц. Эти цифры приблизительные и зависят от размеров салона и особенностей конкретной установки. Поскольку в серьезных установках используются кроссоверы как минимум второго порядка, спады частотной характеристики получаются достаточно крутыми, а разнос полос - небольшим. В результате сабвуферу приходится воспроизводить широкую полосу частот и во всей красе встает проблема заднего баса. Хвост вытащили, грива увязла…

Выход нашелся там, где его не искали, но начинать придется издалека - со схемотехники. Усилители бюджетных серий, чтобы не отставать по оснащению от старших братьев, давно перешли от фиксированной частоты среза встроенного кроссовера к плавной перестройке. Отличие только в одном - на переменных резисторах там экономят. Для перестройки фильтра второго порядка в стереофоническом варианте нужен четырехсекционный переменный резистор с хорошим согласованием сопротивлений, а в некоторых случаях - еще и с различным сопротивлением секций. Вещь если не заказная, то, как минимум, не ширпотребовская. Поэтому стали применять обычные двухсекционные, соответственно переработав схему фильтров.

Так на арену вышли фильтры переменной крутизны, в которых перестраивается только одно его звено. Вслед за бюджетными усилителями такие фильтры появились и в моделях среднего класса. В качестве примера - фрагмент схемы встроенного кроссовера усилителя Hifonics Mercury (рис.1).

Схема проста - пассивный ФВЧ первого порядка, перестраиваемый по диапазону и в дополнение к нему - активный фильтр второго порядка, настроенный на крайнюю частоту диапазона, то есть в сумме - фильтр третьего порядка. Но в отличие от классического варианта при изменении частоты среза меняется и форма АЧХ фильтра. На первый взгляд - недостаток, отступление от канонов. Но если подойти диалектически - достоинства есть продолжение недостатков. Посмотрим на АЧХ (рис.2).

На графике черным цветом показана АЧХ сабвуферного канала с частотой среза 80 Гц и АЧХ ФВЧ в двух крайних положениях регулятора. А синим - результирующая АЧХ в одном из его промежуточных положений. Результат налицо - в интересующей нас области около 150 Гц появился провал нужной величины. Полоса частот сабвуфера при этом осталась в разумных границах и о заднем басе беспокоиться не нужно. И волки сыты, и овцы целы. Кроме того, в зоне работы звена первого порядка фазочастотная характеристика гораздо пристойнее, чем у классического фильтра третьего порядка.

Если посмотреть в результаты тестов различных изданий, подобные АЧХ можно обнаружить у большинства современных кроссоверов и усилителей нижней и средней ценовой категории. Вывод однозначен даже без вскрытия - в их конструкции использованы фильтры переменной крутизны. Вот пример того, как упрощение конструкции повысило ее качественные показатели и расширило область применения. Однако возможности коррекции при помощи такого метода ограничены, поэтому говорить о вымирании эквалайзеров пока рано.