Ponieważ na akustyce bardzo często się powtarzają pytania więc myślę że potrzebny jest temat "odnośnikowy" - taki jak np. opisy programów symulacyjnych czy strojenie chińczyków na słuch itp. Proszę wszystkich doświadczonych o własne rady, jednocześnie podkreślam, że celem tego tematu jest edukowanie "mniej zaawansowanych" konstruktorów. Proszę więc - jeżeli używasz już jakiegoś symbolu wykraczającego poza 1szą klasę liceum to napisz co to oznacza i z czym to się je. Dla potomnych.
Uwaga: Każda prośba o pomoc, zwłaszcza z wykrzyknikami NIE zostanie rozpatrzona. To jest temat - kompendium o zwrotnicach dla początkujących a nie miejsce gdzie prosi się o obliczenie zwrotnic. Proszę zakładać własne tematy bo takie jak w w/w opisie będę uparcie raportować.
Dodano po 35 [minuty]:
1.CO TO JEST ZWROTNICA?
Zwrotnica lub inaczej filtr pasywny służy do rozdzielenia mocy wzmacniacza na odpowiednie głośniki. No i teraz pytanie "po co?"
Każdy głośnik jest w stanie odtworzyć pewien zakres pasma akustycznego.
Pod pojęciem "pasma" każdy powinien rozumieć dźwięki o pewnym zakresie częstotliwości. I tak niskie tony, inaczej basy to dolny (lewy) zakres pasma.
Dźwięki wysokie, inaczej soprany to prawa część wykresu. Zamieszczam poglądowy wykresik przenoszenia , tutaj akurat głośnika niskotonowego.
(rys1)
Jak widać na wykresiku, głośnik niskotonowy (logiczne) przenosi niskie tony.
Teraz wykresik głośniczka wysokotonowego.
(rys2)
[Specjalnie porównałem dwa skrajnie różnych zastosowań głośniki żaeby nikt nie myślał że to będzie już grać 
]
Jak widać pokrywa tę "prawą" czyli wyższą część pasma.
Zwrotnica służy do tego, aby głośniki można byłoby połączyć i żeby każdy z nich odtwarzał te dźwięki, do których został zaprojektowany.
2.KIEDY ZWROTNICA MUSI BYĆ I DLACZEGO?
Zawsze kiedy chcesz aby w kolumnie grały równocześnie głośniki średnio-wysoko-i niskotonowe trzeba rozdzielić pomiędzy nie pasmo akustyczne. Można to zrobić na 2 sposoby: każdy głośnik podpiąć do własnego wzmacniacza i podawać tym wzmacniaczom podzielone już pasmo, albo podzielić sygnał z jednego wzmacniacza na różne głośniki (tory).
Co się stanie jak "zrezygnujemy" z tego wynalazku?
-Wzmacniacz najpradopodobniej upail głośnik wysokotonowy
-Jeżeli nie będzie w stanie to upali się sam, bo podłączymy do niego równolegle 2 odbiorniki np 4 i 4 ohm co da razem 2 ohm na wyjściu i "bye bye jimmy"
-głośniki mogą odtwarzać nieciekwae dźwięki pracując w paśmie do którego nie zostały przeznaczone (jeżeli się nie spalą )
-przy niziutkich mocach zauważymy że w miejscu gdzie nakładają się możliwości głośników (środek) będzie znacznie głośniej, a na pewno nieciekawie brzmiało.
Oddzielną kwestią jest filtr aktywny; zostanie ona poruszona oddzielnie.
3.BUDOWA ZWROTNICY I DZIAŁANIE.
Każda przeciętna zwrotnica jest zbudowana z tego samego rodzaju elementów - cewek, kondensatorów i oporników. Ich odpowiednie połączenie "filtruje" sygnał audio (można go traktować jak prąd zmienny o różnych częstotliwościach). Sygnał przepływający ze wzmacniacza przez cewkę powoduje "wygaszanie" wyższych częstotliwości a przez kondensator "obcinanie" tych niższych. Oczywiście im niższe tym bardziej obcięte (mocniej przygłuszone).
Tutaj powstaje magiczna kwestia stromości filtru. Co oznaczają opisy zwrotnic 12/12/12/12 ?
Tzw cięcie to jet częstotliwość poniżej lub powyżej której sygnał jest coraz mocniej przygłuszany. Nie ma tu zjwaiska, że od pewnej częstotliwości cięcia zwrotnicy głośnik przestaje grać, od tej częstotliwości gra coraz ciszej. To jak mocno jest wygłuszany opisuje nam właśnie stromość filtru (rząd) I tak filtr 1 go rzędu oznacza się 6dB na oktawę, czyli dwukrotną róznicę w częstotliwości. Po ludzku - mała stromość, głośnik np. wysokotonowy odcięty takim filtrem na 3000 hz będzie grał jeszcze wyraźnie na 1500 hz (6dB ciszej - jak w opisie filtru. Jeżeli go odetniemy 2 rzędem to już przy 1500hz będzie grał ledwo-ledwo, bo aż 12 dB ciszej niż przy częstotliwości cięcia. Oczywiście to mocno uproszczony i poglądowy opis. W rzeczywistości przy cięciu 1 rzędem zwykła kopułka raczej się spali.
Drogi - spotykamy się najczęściej ze zwrotnicami dwu - i trójdrożnymi. Jest to związane z tym, że niektóre głośnik są w stanie odtwarzać (umownie) pół pasma akustycznego, a niektóre mniej. Są oczywiście też głośniki szerokopasmowe które większość pasma pokrywają same, ale jak widać na co dzień mają dużo wad więc nie są powszechnie stosowane.
Więc gdy mamy głośnik niskotonowy "ciągnący" do 3,5 khz i głośnik wysokotonowy "schodzący" do 3 khz to możemy zrobić z nich kolumnę. Będzie nam jeszcze potrzebna zwrotnica dwudrożna.
Będzie się ona typowo składać z 2 cewek i 2 kondensatorów.
Jak sama nazwa wskazuje - dwudrożna - zwrotnica ta będzie posiadać 2 drogi, czyli tory. Pod każdy tor będzie podłączony odpowiedni głośnik. Tor niskotonowy będzie zawierał filtr dolnoprzepustowy (jeszcze raz - głośnik niskotonowy i filtr "dolno-przepustwowy", czyli przepuszczający niskie dźwięki). Tor wysokotonowy - wszystko odwrotnie .
Każdy z torów zwrotnicy będzie miał stromość 12dB na oktawę, czyli 2 rząd. Daje nam to w niskotonowym cewka szeregowo i kondensator równolegle z głośnikiem. W torze wysokotonowym - oczywiście odwrotnie (chcemy przecież uzyskać odwrotny efekt) - szeregowo kondensator i równolegle cewka. Do obliczania wartości tych elementów służą kalkulatory, znajdziemy je w każdym programie symulacyjnym i na wielu stronach internetowych (dla googlujących - zwrotnica po angielsku to crossover).
Teraz mózemy ze spokojnym sercem podłączyć do wyjścia wzmacniacza naszą zwrotnicę, głośniki pod tory i powinno grać. Czy dobrze czy gorzej - tu już najwięcej zależy od wiedzy i doświadczenia konstruktora, niestety aby opisać wszystko musiałbym poświęcić za dużo czasu.
Na razie taka konstrukcja jest wystarczająca aby nic nie zepsuć, ale jest raczej nikła szansa żeby wydobyć z niej naprawdę porządny dźwięk. Wbrew pozorom od dobrej zwrotnicy zwykle zależy więcej niż od samych głośników... Oczywiście w granicach rozsądku, gdy ktoś chce poprosić o zrobienie "porządnej" zwrotnicy do chińskich głośniczków to dostanie widomo jaką odpowiedź...
Z kolei kupując dobre głośniki (cena/jakość, czyli np tesla, stx, o których na forum zresztą najwięcej) i dając do nich badziewną zwrotnicę (tutaj już słynnej marki produkującej lipne zwrotnice nie będę wymieniać ale każdy wie o co chodzi:) ) nie oczekujmy że zestaw zagra ładnie. Prawda jest taka że do każdej kombinacji głośniczków potrzebna jest inna zwrotnica, a chwyty marketingowe typu "nasze zwrotnice zaprojektowane są specjalnie pod głośniki firmy tesla" to wierutne kłamstwo i obok spl alphardów można je postawić....
Najczęsciej spotykane typy zwrotnic: 1go rzędu , 2 giego i 3 go można z łatwością zaprojektować kalkulatorem internetowym. Na przykład http://slave.e-edukacja.pl/~drzepsuj/hiend/xover/projp/projp.htm
Ten kalkulator daje już dość duże możliwości.
Co to są te dziwne nazwiska?
Butterworth, bessel, linkwitz riley, czebyszew nic nam nie mówi? W wielkim uproszczeniu - jeżeli nic nam to nie mówi to lepiej zaznaczyć "butterworth". I będzie dobrze . Jeżeli ktoś ma ochotę walnąć wykład o fazach i stromościach to jest mile widziany, ja postoję .
4.Kilka konstruktorskich porad
Dobrze, wiemy już że zwrotnica swoimi róznej stromości filtrami dzieli nam pasmo po to, żeby docierały jego właściwe części do właściwych głośników. I co dalej? Jak to ugryźć?
-po pierwsze NAJPIERW dobieramy głośniki do siebie (pasmem, brzmieniem, efektywnością, zastosowaniem, wzmacniaczem, wieloma innymi rzeczami i oczywiście ceną)
-potem albo pytamy na elektrodzie, albo szukamy sami, jaką dać im częstotliwość cięcia. Przydatne nam są informacje typu "ten gwizdek jest delikatny, trzeba go wysoko ciąć" Albo "ten niskotonowiec wg producenta gr do 3khz, ale naprawdę ciągnie dobrze do 4" Najlepiej gdy producent zamieszcza w internecie lub na pudełku charakterystykę przenoszenia głośnika. Oczywiście trzeba też wiedzieć czy nie jest ona namaowana ręcznie, takie rodzynki na bazarze też się zdażają .
-przypatrujemy się charakterystyce. Jeżeli mamy dobrze dobrane głośniki to pasma na siebie zachodzą. I teraz do wybrania częstotliwości podziału sugerujemuy się kilkoma rzeczami:
*trzeba "ciąć" na płaskeij części charakterystyki, zwłaszcza wysokotonowca. Jeżeli jest poszarpana/mocno spadająca to na pewno nie będzie dobrze.
*wykorzystujemy naturalne dołki na charakterystyce głośnikó. Po co komplikować niepotrzebnie zwrotnicę? wystarczy czasem basowca ciąć 1szym rzędem, w miejscu gdzie on sam "pomoże" zwrotnicy się wygłuszyć. Pamiętajmy - im więcej elementów pomiędzy wzmacniaczem a głośnikiem tym gorzej. Oczywiście minimum jest konieczne, ale po co od razu w skrajności wpadać?
*za wszelką cenę unikamy cięć w "newralgicznym" miejscu 1khz-1,5khz. Tam słyszymy bardzo dobrze, nasz słuch jest wyostrzony dla tego zakresu.
*Pamiętajmy o odpowiednim zabezpieczeniu wysokotonowca- czasem warto zrezygnować trochę z brzmienia i ciąć go wyżej niż dać "volume" i zrezygnować z wysokotonowca w ogóle... (zwłaszcza przy niższych rzędach!)
*gdy tniemy basowca iśredniotonókę dość nisko, możemy pokusić się o "rozsunięcie" cięć. W tych zakresach częstotliwości "dziury" w paśmie na pewno nie uświadczymy - zresztą filtr przecież wygłusza głośnik stopniowo. Można pokusić się o rozsunięcie częst. cięcia o 100 hz przy np 800-900 lub 50 hz przy cięciu 500-550. Nie dopuszczamy wtedy do powstania sytuacji, że w częstotliwości cięcia pracują ze wzmacniaczem 2 głośniki na raz, połączone równolegle. Dodatnio wpływa też to na wrażenia odsłuchowe.
-Pamiętajmy, że zwrotnica pochłąnia moc wzmacniacza. Jakość użytych elementów ma ogromny wpływ na pracę układu. Zwlaszcza grubość drutu w cewkach, (w skrajnym przypadku może cewka w szeregu z niskotonowcem pożreć 1/3 mocy wzmacniacza) Kupujmy kondensatory mkt, mkse, mkp i cewki powietrzne z grubego i czystego drutu.
-Zalej to klejem i porządnie przykręć. Ma być zero drgań. Cewki jeżeli samoróbki to powiązane drutem (miedzianym) i zaklejone. Wszystko w ogóle zalewamy klejem i wiążemy drutem. Z dala z żelazem od cewek powietrznych!.
5.No dobrze, ale JAK w końcu to zrobić?
Gdy już wybierzemy częstotliwość podziału (lub nam ktoś podpowie) chcemy się wziąć do roboty. I nie ma czego wziąc w rękę . Ze schematu wypisujemy pojemności kondensatorów i idziemy do sklepu. Możemy też zaopatrzyć się w drut - jednak nie każdy się porywa na samodzielne nawijanie cewek.
Cewki niestety zrobić trudno, jeszcze trudniej pomierzyć. Początkującym proponuję zamawianie standardowych cewewk w stx'ie, janbo itp lub w elektroniku na mieście albo głośnikowym. Tutaj dużo może nie oszczędzimy a można dużo spaprać... Zaawansowanym nawijaczom polecam samodzielną zabawę - można znacznie poprawić jakość zwrotnicy dając np drut >1,5 do największej cewki. Cewek nie łączymy.
6.Indukcyjność cewki głośnika oraz tłumiki czyli po co podłączać rezystory do wzmacniacza?
Głośnik jak wiemy zawiera cewkę, i to w dodatku dość dużą i jeszcze z porządnym rdzeniem. Oczywiście wpływa to na samą zwrotnicę, stąd wynalazek filtru Zobel'a lub inaczej kompensatora indukcyjności. Element ten "przywraca" te nominalne 8 ohm głośnikowi w częstotliwości cięcia. To w wielkim skrócie. Kto chce wiedzieć więcej niech pogoogluje. Również mile widziane wypociny w tym temacie .
L-pad czyli tłumik to nic innego jak rezystor. A właściwie dwa. Dlaczego i po co? Gdy np średniak jest za głośny i nas wkurza, możemy go łatwo przyciszyć. Ale nie możemy mu wpiąć następnych 8 ohm w szereg po prostu, bo zwrotnica "zwariuje" (przecież będzie dla niej głośnik miał 16 ohm, co da zupełnie inne efekty niż zamierzone) . Dlatego dajemy jeden opornik równolegle, a drugi szeregowo, aby całość z głośnikiem miała tyle, co sam głośnik. Kalkulatory do tego też nam pomagają.
FAQ - "Nie mogę dostać kondensatora 8,06 uF - co zrobić - POMÓŻCIE!!!!!!!!"
Wartości kondensatorów się sumują przy podłączeniu ich równolegle. Czyli kleimy je razem i skręcamy nóżki. Tutaj np. kupimy 2,2 uF + 2,2 uF + 3,7 uF co nam da 8,1 uF. Skręcamy, lutujemy i jest ok. Dokładność 5% można spokojnie olać .
"Zrobić na płytce drukowanej czy na czymkolwiek?"
Zrób na czym ci wygodnie - ważne żeby nie było magnetyczne i dobrze trzymało się kupy. "Pająk" z kabli i elementy powklejane w dno kolumny to też dobre rozwiązanie.
"Mam głośnik 4 ohm i jaką zwrotnicę dać żeby miał 8?"
Kijem Wisły nie zawrócisz, zwrotnica to tylko filtr.
"Mam głośniki 4 ohm i zwrotnicę na 8. Czy mogę je połączyć?"
Pofatyguj się sam i sprawdź w kalkulatorze- wpisz jakąś tam częstotliwość cięcia i sprawdź wartości elementów dla 4 i dla 8 ohm. Jeżeli nie widzisz róznicy to coś jest nie tak . Taką zwrotnicę możesz najwyżej rozebrać i przebudować. Czasami przy odrobinie szczęścia się udaje. Podłączone głośniki będą działać, zwrotnica będzie filtrować, ale z pasmami to niezły burdel będzie. Jeżeli nic się nie pali i nie słyszysz że to źle brzmi, to czemu nie... I tak chińskie głośniki sprzedają się najlepiej...
"Mam zwrotnicę od kolumn jakiśtam i chcę ją włożyć gdzieśtam, czy to coś poprawi?" Na 99% pogorszy. Patrz - do każdej kombinacji głośników potrzebna jest inna zwrotnica... No chyba że poprzednia była jeszcze gorsza
"Mam kolumny 3drożne firmy tajwex na alphardach za 300 zł para, czy warto zmienić zwrotnicę na xxxx?" Patrz wyżej. Zresztą nie usłyszysz róznicy... więc po co?
"Mam kolumny za 5k zł szt, mahoń, głośniki made in usa... Czy warto wymienić w nich zwrotnice na lepsze?" Warto, ale ciężko to zrobić
"Jak zrobić ze zwrotnicy dwudrożnej trójdrożną?" Rozebrać na części i kombinować... Zwykle 20% rzeczy się przydaje w nowej...
