Podziały pasma w DSP: filtry i stromość zbocza

Przed próbnym odtworzeniem aktywnego systemu podziały pasma muszą być ustawione na bezpiecznym poziomie. Dotyczy to szczególnie tweeterów, tweeterów tubowych, driverów oraz mniejszych głośników średniotonowych, które nie powinny otrzymywać sygnału pełnopasmowego. Lepiej zacząć ostrożnie i stopniowo otwierać system, gdy wiesz już, że właściwy kanał gra właściwy zakres częstotliwości.

Gdzie głośnik powinien zaczynać i kończyć pracę?

Zawsze zaczynaj od bezpiecznych wartości startowych i koryguj je pod kątem głośnika, montażu, mocy oraz celu całego systemu. Zalecenia producenta są dobrą bazą, szczególnie w przypadku tweeterów i głośników średniotonowych.

Typowe punkty startowe mogą wyglądać tak:

• Klasyczny tweeter / tweeter kopułkowy: filtr górnoprzepustowy zwykle w okolicach 2,5-4 kHz. Jeśli nie masz pewności, bezpieczniej jest zacząć wyżej niż zbyt nisko.
• Tweeter tubowy: filtr górnoprzepustowy często w okolicach 5-6 kHz lub wyżej, zależnie od modelu i rozmiaru.
• Driver kompresyjny / driver: wiele modeli pracuje od około 800 Hz do 2 kHz i wyżej, ale zawsze sprawdź zalecenia dla konkretnego modelu.
• Midbas HiFi/SQ: filtr górnoprzepustowy często w okolicach 50-70 Hz, jeśli drzwi i montaż są stabilne. W systemie trójdrożnym podział w górę często ustawia się w okolicach 250-500 Hz.
• Midbas SPL: filtr górnoprzepustowy często w okolicach 80-100 Hz. Tutaj priorytetem są ciśnienie akustyczne, kontrola i wytrzymałość, a nie jak najniższe zejście głośnika.
• Głośnik średniotonowy HiFi/SQ: filtr pasmowoprzepustowy, często z filtrem górnoprzepustowym w okolicach 250-500 Hz i dolnoprzepustowym w okolicach 3-5 kHz, zależnie od rozmiaru, umiejscowienia i tweetera.
• Głośnik średniotonowy SPL: filtr górnoprzepustowy często w okolicach 120-150 Hz lub wyżej, zależnie od przetwornika, mocy i tego, jak mocno będzie grał.
• Skrzynia basowa: filtr dolnoprzepustowy często w okolicach 60-80 Hz jako punkt startowy.
• Skrzynia basowa w mocnej instalacji: filtr subsoniczny (górnoprzepustowy) należy dopasować do obudowy i jej strojenia. Dla obudów bas-refleks częstym punktem startowym jest strojenie * 0,707 (pół oktawy).

Te wartości nie są jedyną prawidłową odpowiedzią. Mały tweeter może wymagać wyższego podziału, stabilnie zamontowany midbas może być podzielony niżej, a midbas zasilany dużą mocą może wymagać wyższego podziału.

Nie opieraj się ślepo na podanym paśmie przenoszenia głośnika. Mówi ono coś o tym, co przetwornik może odtworzyć, ale nie zawsze wskazuje, gdzie należy go podzielić, aby grał czysto i bezpiecznie przy większej mocy. Pasmo przenoszenia opisuje możliwości głośnika w określonych warunkach, natomiast częstotliwości podziału należy ustawiać pod kątem tego, co przetwornik wytrzyma i jak zachowuje się w konkretnej instalacji.

Stromość zbocza filtra: jak mocno filtr ma tłumić?

Stromość zbocza filtra podaje się w dB/oktawę i określa ona, jak szybko filtr tłumi sygnał poza wybranym zakresem częstotliwości. Filtr 12 dB/oktawę daje łagodniejsze przejście i większe nakładanie się przetworników. Filtr 24 dB/oktawę tłumi bardziej stromo i często daje lepszą kontrolę nad tym, co faktycznie ma grać każdy głośnik.

Na start 24 dB/oktawę jest często bezpiecznym wyborem, szczególnie dla tweeterów i skrzyni basowej. 12 dB/oktawę może działać dobrze, gdy zależy Ci na łagodniejszym przejściu między midbasem, średniotonowym i tweeterem, ale wymaga większej kontroli poziomów oraz tego, jak głośniki sumują się ze sobą.

Stromość zbocza wpływa też na to, jak przetworniki spotykają się w okolicy częstotliwości podziału. W uproszczeniu każde 6 dB/oktawę obraca fazę o ćwierć obrotu, dlatego filtr 12 dB może czasem wymagać odwrócenia fazy jednej ze stron, aby brzmiało to prawidłowo. Linkwitz-Riley 24 dB/oktawę jest często bezpiecznym punktem startowym, ponieważ oba przetworniki zwykle mogą grać bez odwracania fazy.

Typ filtra: Butterworth, Linkwitz-Riley czy Bessel?

W wielu programach DSP wybiera się również typ filtra. Wpływa on na zachowanie filtra dolnoprzepustowego i górnoprzepustowego w okolicy punktu podziału oraz na to, jak sumują się razem.

Linkwitz-Riley jest często najłatwiejszy na początek. Filtr dolnoprzepustowy i górnoprzepustowy zwykle ustawia się na tej samej częstotliwości podziału, a ich charakterystyka jest zaprojektowana tak, aby sumowały się równo, gdy zgadzają się poziom, faza i korekcja czasowa. Częstym i bezpiecznym punktem startowym jest Linkwitz-Riley 24 dB/oktawę.

Butterworth także może działać dobrze, ale sumuje się inaczej niż Linkwitz-Riley. Jeśli filtr dolnoprzepustowy i górnoprzepustowy zostaną ustawione dokładnie na tej samej częstotliwości, obszar wokół podziału może stać się zbyt mocny, zależnie od rzędu filtra, poziomu i fazy. Dlatego podziały Butterworth czasem trzeba lekko odsunąć od siebie lub skorygować poziom, aby przejście było równe.

Bessel ma łagodniejszą charakterystykę i może być przydatny w niektórych systemach, ale rzadko jest pierwszym wyborem, gdy zależy Ci na prostym i przewidywalnym punkcie startowym w konfiguracji DSP.

Jak sprawdzić podziały pasma?

Po ustawieniu wartości startowych trzeba sprawdzić, jak głośniki faktycznie łączą się ze sobą. Zacznij od niskiej głośności i słuchaj jednego przejścia naraz, na przykład midbasu ze średniotonowym albo średniotonowego z tweeterem. Warto wyciszać jedną część po drugiej, aby usłyszeć, co gra każdy przetwornik, a następnie posłuchać ich razem.

Jeśli brzmienie robi się cienkie, traci uderzenie albo jest niespokojne w okolicy podziału, EQ nie zawsze jest rozwiązaniem. Najpierw sprawdź poziom, polaryzację, stromość zbocza filtra i częstotliwość podziału. Czasem wystarczy skorygować poziom jednej sekcji, lekko przesunąć podział albo przetestować odwrócenie fazy, aby przejście zaczęło lepiej się składać. W innych przypadkach głośniki nie łączą się poprawnie, ponieważ znajdują się w różnych odległościach od miejsca odsłuchu. Wtedy właściwym rozwiązaniem jest korekcja czasowa, którą omawiamy w następnym kroku.

Skrzynię basową również trzeba sprawdzić względem przedniego systemu. Powinna uzupełniać dół pasma, ale nie sprawiać wrażenia osobnego źródła dźwięku z tyłu. Jeśli bas wydaje się spóźniony, cienki albo przesadnie ciężki w okolicy podziału, przyczyną może być filtr dolnoprzepustowy, filtr subsoniczny, polaryzacja lub korekcja czasowa.