Большинство современных акустических систем способны эффективно воспроизводить частоты, начиная с 50-70 Гц, при этом нижняя частота звука большинства музыкальных инструментов лежит ниже 30 Гц. Современные записи симфонической и рок-музыки, сделан-ные на компакт-дисках, и даже на виниловых пластинках, содержат много составляющих в диапазоне 20-40 Гц. Поэтому проблема улучшения низких частот стоит достаточно остро.
Обычно, для улучшения восприятия низких частот увеличивают объем громкоговорителя или выводят низкие частоты в отдельный третий канал, и воспроизводят их через одно-канальный объемных низкочастотный громко¬говоритель с НЧ-динамиком большого диаметра — "сабвуфер". Однако есть и более экономичный путь — введение в тракт специального активного фильтра, который поднимает усиление на этих низких частотах, сохраняя линейность тракта в остальной части диапазона неизменной.
Громкоговорители с динамическими головками компрессионного типа имеют в области АЧХ по звуковому давлению, форму характеристики, аналогичную АЧХ фильтра верхних частот (рисунок 1 кривая 1) второго порядка, с крутизной спада ниже частоты среза 12 дб на октаву. Добротность низкочастотного динамика для достижения максимально плоской АЧХ выбирают в разных громкоговорителях от 0,7 ДО 1,1-
С учетом вышесказанного, можно расширить полосу эффективно воспроизводимых частот вниз на октаву, воспользовавшись фильтром, АЧХ которого характеризуется постоянной добротностью (рисунок 1 кривая 2), не зависящей от параметров динамика, и только частота квазирезонанса потребует подстройки под определенный громкоговоритель.
При правильной настройке результирующая АЧХ (рисунок 1 кривая 3) становится в общем диапазоне предельно плоской, и её нижняя граница смещается примерно на октаву в область нижних частот. Наклон АЧХ на частотах ниже граничной получается 24 дб на октаву, такой же как у ФВЧ четвертого порядка. В результате, благодаря этому, кроме улучшенного воспроизведения частот участка диапа¬зона 30-50 Гц фильтр эффективно подавляет инфразвуковые колебания, вызванные, например короблением винилового диска.

Принципиальная схема такого устройства, собранного на основе распространенной микросхемы К1401УД2Б, содержащей четыре операционных усилителя общего применения, показана на рисунке 2. На операционных усилителях А1.1 и А1.3 выполнены повторители, которые служат для исключения влияния цепей источника сигнала (выходного каскада предварительного или корректирующего усилителя) на работу активного фильтра. Делитель R1-R2 (R1'-R2*) обеспечивает необходимое входное сопротивление устройства и его коэффициент передачи, равный единице.
На ОУ А1.2 и А1.4 выполнены фильтры Саллена-Ки второго порядка. Частота квазирезонанса этих фильтров устанавливается счетверенным переменным резистором R5 в пределах 20-50 Гц. Эквивалентная добротность задана отношением сопротивлений R6/R7 (R67R71 для другого канала), а значит коэффициентом передачи ОУ А1.2 и ОУ А1.4.
При налаживании необходимо фильтр настроить (при помощи переменного резистора R5) таким образом, чтобы частота квазирезонанса (максимума АЧХ фильтра) была на уровне на октаву ниже резонансной частоты громкоговорителя.
Определить сопротивление секции резистора R5 можно и расчетным путем, из формулы : R5=(1600/(FC))-68, где F - требуемая частота квазирезонанса фильтра (Гц), С - емкость С1, (емкости С1, С2, С1' и С2* одинаковые) в мкФ.
Поступить в отношении резистора R5 можно разными способами, выбрав нужное сопротивление экспериментально, или рассчитав необходимое сопротивление из формулы, можно либо установить вместо секций переменного резистора резисторы расчетного сопротивления, в том случае, если усилительное устройство всегда работает с одними АС. Либо сделать на ручке резистора
R5 риску и метки, которые обозначить в значениях разных резонансных частот громкоговорителей. Так, чтобы фильтр можно было легко и оперативно перестроить для работы с любой конкретной АС.

радиоконструктор 6 / 2002