تصميم مرشحات التردد الصوتي (Passive Crossovers)

[Ahmedarblog]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

نعلم جميعا ان آخر مرحلة في مكبرات الصوت هي السماعة ولذلك نبدأ من هنا

انواع السمعات
هناك علاقة عكسية بين حجم السماعة والتردد التي تعمل عليه فكلما زاد قطر السماعة قل التردد الذي تعمل عليه والعكس صحيح وسوف نقوم بتقسيم الانواع على اساس الحجم والتردد

Woofer
ويصل قطر السماعة إلى 25 سم وتكون مخصصة لاصدار الاصوات ذات الترددات المنخفضة مثل صوت الطبلة





Midrange
وهي توجد باحجام متقاربه بين 10 -15 سم ومخصصة لاصدار الترددات من 500 - 5000 هرتز


Tweeter
وهي صغيرة نسبيا عن سابقتها وتعمل على الترددات من 5000 -12000 هرتز



في مكبرات الصوت العملاقة و التي تزود بانواع أو احجام مختلفة للسماعات يلزم
فصل كل حيز ترددي على حدى , وذلك للحصول على أفضل كفاءة للصوت



ويتم الفصل باستخدام نوعين من دوائر الفصل
هما


active crossover

وهو يتكون من دوائر الكترونية معقدة


passive crossover

وهو ما سنتكلم عنه




كما في الصورة السابقة نلاحظ انه يتكون من ملفات ومكثفات

ولنفهم اكثر دعنا نبدأ الشرح



الصورة السابقة توضح منحنى الاستجابة للحيز الترددي السفلي(woofer) والمتوسط (midrange)والعلوي(tweeter)

وكما في الصورة يوجد تداخل بين الحيز السفلي والمتوسط عند تردد نسميه مثلا f1

ويوجد ايضا تداخل بين الحيز المتوسط والعلوي نطلق عليه f2


ولتصميم نظام صوتي جيد هناك ثلاث نطاقات يمكن التطبيق عليهم وسنكتفي باثنين فقط منهم وهما

نطاق 6db و 12db

وفي الجدولين التالين توجد قيم المكثفات والملفات لكل نطاق ولكل مقاومة للسمعات




ولكي نفهم اكثر دعنا من الكلام النظري ولنأخذ تطبيق عملي

وللتبسيط نأخذ نظام مكون من سمعاتين فقط احدهما ويفر woofer و الأخرى توتير tweeter للنطاق 6db

ومن الرسم اسفل جدول 6db

نلاحظ توصيل مكثف على التوالي مع التويتر في حالة حيز الترددات العالية
وتوصيل ملف على التوالي مع الويفر في حالة الترددات المنخفضة

كما بالشكل




ولحساب قيمة الملف والمكثف

على فرض ان التردد الفاصل 1 كيلو هرتز ومقاومة السماعات 8 اوم ومن الجدول نلاحظ ان قيمة الملف 1.2 mh وقيمة المكثف 20f

وبهذا تكون الترددات اسفل هذا التردد موجودة على الويفر بينما التويتر لا يكاد يعطي خرج تقريبا

واعلى من هذا التردد يكون لصالح التويتر بينما لا يوجد خرج يذكر على الويفر


ولكن جودة الصوت الناتجة مازالت بحاجة لتحسين فصل الترددات في هذا النظام

ولتحسن جوده الصوت نستخدم نطاق 12db

كما بالرسم



ومن جدول 12db وباستخدام نفس قيم المثال السابق تكون قيمة الملف 1.8mh

وتكون قيمة المكثف 13f

ويتم توصليلهم كما بالرسم السابق


وهذه هي القيم العمليه من خلال الجدولين السابقين ولكن السؤال الذي يطرح نفسه الآن هو كيفية الحصول على الملف بهذا الحث بالضبط وهل هناك ملاحظات حول نوعيه الملف او المكثف وهل من الممكن تصنيع الملف بالمنزل لمحبي صناعة الصوتيات ؟

كل هذه الاسئلة سأجيب عليها بعد الرد على الموضوع

سأسعد بردكم

[vbcood]

مشكهور على مجهودك الطيب

[سعيد قادر]

احيك اخى الفاضل على هذا الموضوع الجميل والاكثر من رائع ويشرفنى ان اكون اول من رد على الموضوع اخى الفاضل انا من عشاق دوائر الصوتيات وارجو منك ان تكمل الموضوع ولدية طلب بسيط اذا كان عندك دائرة Woofer واقصد المخطط ارجو ادراجها فى الموضوع اذا امكن مع جزيل الشكر واتمنا لك التوفيق

[Ahmedarblog]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
قبل ان استكمل الشرح باذن الله اود ان اشكر الاخ العزيز سعيد قادر على رده الجميل

وسأرفق دائرة مكبر 50 وات عمليه ومجربه وقادرة على قياده woofer 80 watt

[osama matar]

مشكور على الموضوع الرائع والمهم

مثبت حتى استكمال مناقشات الأعضاء

[Ahmedarblog]

نتابع الشرح

كيفية الحصول على ملف خاص بداوئر crossover

هذا النوع من الملفات يفضل ان يكون ملف هوائي air core أو ملف ذو قلب فرايت fri-core
ولا يجب ان يكون ذو قلب حديدي وذلك لتأثير توافقيات القلب على التردد الاساسي

وسنتكلم عن النوع الاشهر استخداما في crossover وهو ذو قلب هوائي

كما في الرسم


ولصناعة ملف مثل الذي بالرسم السابق ستعتقدون اني ساستخدم قوانين معقده
ولكن الحقيقة عثرت على موقع رائع لحساب ابعاد الملفات وعدد اللفات منهذا النوع وهذا رابط الموقع

http://www.colomar.com/Shavano/inductor_info.html

فقط ضع حث الملف بالميللي هنري في الخانة المخصصة كما بالرسم واضغط على
generate results

يعطيك جدول بالنتيجة بكل مقاسات الاسلاك المتاحة





شئ جميل حقا لاحسابات ولا اي شئ فقط ضغطه زر وتجد النتيجة امامك


بالنسبة للمكثف

المكثف يفضل ان يكون من النوع polypropylene البولي بروبولين لو السعة صغيرة

وتكون خاصية

ESR (equivalent series resistance) صغيرة

ومعناها مقاومة التوالي المكافئة

اما لو كان السعة كبيرة نسبيا فلا بد من استخدام مكثف كيميائي ولكن عديم القطبية unpolar

وعند التعذر في ايجاد مثل هذا المكثف

يمكن صنعه عمليا كما في الرسم التالي




المراجع

http://freecircuitdiagram.com/2008/1...-hifi-speaker/


http://sound.westhost.com/lr-passive.htm



http://www.fdj.org.uk/loudspeakers/av_speakers/


http://www.colomar.com/Shavano/inductor_info.html


http://www.termpro.com/articles/xover2.html

[5282]

مشكور على الموضوع ولكن عندى استفسار

لماذا لا يتم وضع دائرة فلتر للتردد المطلوب عند مدخل المكبر بدلا من الخرج؟

واعتقد سيكون اوفر واسهل من صنع الملف الذى ان صمم بطريقة غير صحيحة قد يؤدى الى تشوة الصوت .

وسيكون مثلا مثل هذة الدائرة .....

[Ahmedarblog]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة 5282

مشكور على الموضوع ولكن عندى استفسار

لماذا لا يتم وضع دائرة فلتر للتردد المطلوب عند مدخل المكبر بدلا من الخرج؟

واعتقد سيكون اوفر واسهل من صنع الملف الذى ان صمم بطريقة غير صحيحة قد يؤدى الى تشوة الصوت .

وسيكون مثلا مثل هذة الدائرة .....

مشكور اخي على ردك الكريم

ولكن ما ذكرته هو بداية active cross over

وهذا النوع من الدوائر جميل جدا وهو يعتبر محكاه لنظام الترشيح بالملف والمكثف باستخدام مكبر العمليات

ولكني كنت انوي شرح passive cross over فقط لاني حتى الان لم اقم بالتعمق في دارسة active cross over

ولو عندك اي معلومات في نظام active cross over
تفضل اخي الكريم باثرائنا في هذا المجال وكلي آذان صاغية
ولك جزيل الشكر