Q factor в магнитоле сколько ставить

Опубликовано: 20.05.2024

Честно говоря, если брать во внимание акустику, то автомобильный салон – не лучшее место для прослушивания своих любимых музыкальных композиций. И дело не только в ограниченном пространстве или недостаточно профессиональной технике. Во-первых, сам слушатель располагается не по центру акустического пространства, которое создается динамиками, а немного сдвинуто. Мест для установки динамиков мало и пространство к тому же ограничено. К тому же в салоне автомобиля много препятствий с разной степенью резонирования (металл, пластик, стекло и пр.). Об эти препятствия звуковые волны ударяются, а иногда не только отталкиваются, но и поглощаются. Обивочный материал, сидения – все это поглощает звуковые волны. Плюс ко всему шум двигателя, дорожный шум и вибрация кузова. Негативных факторов просто масса, потому даже очень качественные динамики, которые будут издавать даже самый отличный звук, будут подвержены влиянию этих факторов, вследствие чего мы получаем в автомобиле не очень качественное звучание. Нельзя не взять и во внимание, роль правильной настройки эквалайзера при проигрывании автомагнитол высокого класса, которые из-за этого могут потерять ряд своих преимуществ. Вышеперечисленные неудобства эквалайзер все-таки может скомпенсировать. Однако не стоит от него ожидать чего-то сверхъестественного. Все-таки из посредственной автомагнитолы, хорошего звука вы вряд ли можете ожидать, даже при помощи эквалайзера. К тому же и посторонние шумы, которые проникают в салон, эквалайзер также не уберет.

Работа эквалайзера.

Вообще главное предназначение эквалайзера – это улучшение акустики в звуковом пространстве в котором находиться слушатель. Так рисунок 1 показывает замкнутую кривую Н, которая представляет диапазон частот, которые воспринимает человеческое ухо. В то же время как кривая N показывает посторонние шумы, которые проникают в салон автомобиля.

Давайте представим, что частотная характеристика, которая выдается нашей звуковой системой за пределами автомобиля, ровная, то есть без эквализации. На рисунке это линия F . Далее попробуем перенести имеющуюся звуковую систему в салон автомобиля, который двигается . Что мы получаем? Бас нашей системы загашивается низкочастотными дорожными шумами, а высокочастотные и среднечастотные диапазоны получают «пики», в результате вибрации пластика в салоне и дверных панелей. Провалы в звуке будут возникать из-за поглощения звука обивочными материалами и сидениями. В результате всего можно заметить, что акустическая картина в общем резко ухудшилась в пределах салона, так как уменьшилась отдача от усилителя и магнитолы нашей системы. Это можно проследить с помощью кривой Z. Главными задачами эквалайзера можно считать срезывание вот этих «пиков» и выравнивание «срезов». Получается, что эквалайзеры должны выравнивать частотную картину, делать слышимыми максимальной количество частот. Результат работы эквалайзера можно увидеть на рисунке в виде линии E. Мы видим, что приподняты низкие частоты выше линии посторонних шумов (линия N), а высокие и средние частоты наоборот пологие, так как ниже, чем линия F. Теоретически именно средние и высокие частоты нету смысла завышать, так как человеческий слух именно к этому диапазону гораздо чувствительней.

Эквалайзер при правильной настройке явно увеличивает звучание. Однако не стоит думать, что при наличии всех частот, звук будет качественным. Здесь еще играет фактор интенсивности этих же частот. Так, усиление частот ниже 70 Гц, усиливает и насыщает звуковую картину, этим собственно говоря, и объясняется присутствие сабвуферов. При усиливании диапазона частот от 170 Гц до 250 Гц, появляется гул. При усиливании диапазона до 1000 Гц человеческий голос становиться намного резче. При интенсивности в 3000 Гц звук становиться пронзительным и резким. При усилении диапазона звучания до 8000 Гц (цимбалы и колокольчики) звуковая картина становится объемной. С помощью эквалайзера можно регулировать интенсивность частот, тем самым можно, как улучшить качество звука, так и при неправильных настройках, ухудшить. В настройках и работе эквалайзера есть масса нюансов и отдельных моментов по настройке, в это мы пока не углублялись. Возможно, эквалайзер можно назвать одним из самых сложных аспектов car audio. И только путем экспериментирования со звуковыми системами можно досконально разобраться в этой теме.

Разновидности эквалайзеров. Их устройство.

Прежде чем начать разбираться и анализировать разнообразные типы эквалайзеров необходимо понять, как устроен сам эквалайзер. Вообще эквалайзер- это электронный фильтр, который очень чувствителен к разным частотам, умеющий управлять ними. Этим определением можно и обозначит пассивные кроссовера, которые так же можно отнести к эквалайзерам. В эквалайзере есть группа фильтров, которые и могут обрабатывать определенный набор характеристик частот звукового сигнала. На рынке аудиотехники можно найти огромное количество разнообразнейших типов эквалайзеров. И эти устройства могут, как усиливать, так и ослаблять звуковые сигналы в разных частотных диапазонах.

Активные и пассивные кроссоверы.

Пассивный кроссовер представляет собой фильтр, который не нуждается во внешнем источнике питания. Пассивные кроссоверы используют электричество линии, в которую подключен, а также обрабатывает сигнал, который усиливается усилителем. В отличие от пассивного кроссовера, активный кроссовер требует внешнего подвода питания, и звуковой сигнал обрабатывается активными кроссоверами до его усиления. По функционалу активные кроссоверы устанавливаются там, где есть несколько усилителей. Особенность активных кроссоверов в том, что он разделяет сигналы на несколько составляющих, а потом и отдельные сигналы по отдельности и усиливает.

Совсем другое дело – графические редакторы, которые представляют собой множество фильтров с разными диапазонами пропускания частот. Сигнал, проходя через это устройство, превращается из многочастотного звука в несколько определенных сигналов с узкими частотными диапазонами. Вот эти разделенные частотные полосы могут быть отрегулированы (срезаны либо усилены) регуляторами по отдельности, которыми и снабжен эквалайзер. Эта регулировка происходит с помощью вращения регулятора или движения ползунка любой из полос эквалайзера, таким образом, мы либо усиливаем, либо уменьшаем интенсивность. Стоит отметить, что та чистота, которая находиться в центре вот той полосы и определяют уровень самой регулировки. Эта частота называется центральной. Она показывает при усилении интенсивности «пик», либо при уменьшении интенсивности – «срез» (cut).

Параметрический эквалайзер выполняет все те же функции, что и эквалайзер графический. Но все-таки есть отличие. Параметрический эквалайзер может регулировать ширину самих полос пропускания частот сигналов, которые разделились, и сдвигать центральную часть вниз вправо и влево. Вот эти дополнительные функции делают звуковую картину более реальной. Гибридный эквалайзер объединяет в себе функции, как графического эквалайзера, так и параметрического эквалайзера. Так называемый «параграфический эквалайзер» представляет собой графический эквалайзер, который имеет возможность передвигать центральную частоту каждой полосе звукового сигнала. Минус в том, что ширину разделенных полос этот эквалайзер изменить не может.

Q-фактор эквалайзера.

Качество регулировки полос определяет Q-фактор. Давайте представим, что у нас есть звуковой сигнал, который имеет диапазон от 25 Гц до 22,000 Гц. Подаем его на вход десятиполосного однооктавного эквалайзера. Для того, что бы понимать следует разъяснить, что октава представляет собой частотный интервал, в котором последняя частот в 3 раза больше чем первая частота. На рисунке 2, наш эквалайзер можно представить именно так.

Q-фактор определяет степень взаимовлияния всех полос при регулировке. Если мы хоть как то регулируем (изменяем) центральную полосу в эквалайзере, то естественно и изменяются соседние частоты как слева, так и справа. Q-фактор у разных эквалайзеров бывает как постоянным, так и переменным. В случае, если у эквалайзера Q-фактор постоянный, то регулирование центральных частот влияет и на частоты, которые находятся внутри той же полосы, при этом не оказывается никакого влияния на полосы находящиеся рядом. Точно будет соответствовать и положение регуляторов на звуковой картине, которую вы создаете. При переменном Q-факторе срез или усиление центральной частоты сразу же влияет на частоты, которые лежат не только в рамках той полосы, но также будут затронуты соседние полосы. В таком случае, пи таком эквалайзере настроить звук труднее, ведь получается, что звуковая картина будет не совсем точно отвечать положению регуляторов на панели устройства эквалайзера.

Эквалайзер с постоянным Q-фактором является более качественным видом эквалайзеров. Качество эквалайзеров еще можно определить по количеству полос. Естественно, чем больше полос, тем лучше. При выборе эквалайзеров не забудьте обратить внимание на октавность. Здесь пропорциональность идет в обратном порядке, то есть чем меньше, тем качественней аппаратура.

Самым качественным устройством можно считать эквалайзер, у которого ширина полос равна третьей части октавы. Интервалом в музыке называется такое определенной целое число, которое обозначает соотношение частот. Чем меньше это соотношение, тем приятнее звуковой ряд. Соответственно начиная из простых интервалов: 1:2 - октава, 2:3 – квинта, 4:5 большая терция, 5:6 – малая терция, 9:8 – интервал, который еще называют целым большим тоном. Один целый тон соответствует двум полутонам.
(16/15)х(16/15) = 256/225 " 9/8
При настройке музыкальных инструментов используется тон камертона, который примерно равен 440 Гц.

Пора бы подумать о звуке. Штатной системе стоит отдать должное. Играет она в целом нормально, для штатки. Но если сравнивать с каким нибудь пионером, то штатная голова играет на уровне какой-нибудь убогой супромистери. Настроек 0. Лево-право, вперёд-назад это не настройки. Выбор пал на Kenwood DPX-3000U.

2DIN магнитола с неплохим звуком и 2мя парами линейных выходов. Заявлена поддержка FLAC и WAV. Цена вопроса — 6200 рублей.
Магнитола позволяет менять подсветку в двух секциях — дислей/кнопки по RGB палитре, а значит цвет можно подогнать под подсветку интерьера.
Что можно в ней крутить по звуку?
1. Эквалайзер. Он тут трёхполосный, казалось бы минус, но есть тут режим ProEQ. В этом режиме каждой полосе можно задать определённую частоту подъёма и ширину подъёма. В НЧ диапазоне центральные частоты — 60,80,100,200гц, в СЧ диапазоне — 1000,1500,2500гц, в ВЧ диапазоне — 8000,12000,15000 гц. Тут вроде всё понятно, а вот про ширину чуть подробнее (примеры будут показаны на эквалайзере с компа). Регулируется ширина полосы параметром Q. И имеется тут несколько значений, от 0.75, до 2х. Чем ниже значение Q, тем больше будет влияние на соседние частоты, на скрине ниже это наглядно видно

А при увеличении Q фактора влияние на соседние частоты уменьшается. Тут существенное влияние начинается от 40 до 200 герц. Горб намного меньше.

Т.е. фактически мы имеем не простой эквалайзер, а что-то вроде параметрического, более гибкого эквалайзера. Его можно настроить более тонко под разную акустику.
2. Тонкомпенсация. Она работает только на низких уровнях громкости, и увеличивает она уровень низких и высоких частот. И чем выше громкость, тем слабее становится эффект.
Т.е. если громкость у нас стоит 17 из 35, то усиление баса и высоких будет примерно таким:

А если приблизиться к 27-30 и 35 то уже таким:

Ну и на максимуме эффект пропадает вообще.

Есть возможно контролировать саб, если он подключен. Тут настройка среза низких частот, фаза сабвуфера, уровень громкости.
В остальном по звуку больше толковых настроек нет. Если сравнивать с пионером, не хватает этой магнитоле фильтра высоких частот. Порезать мидбасы без усилителя тут увы не получится. Ещё нет возможности заставить тыльные динамики играть только басы, как это можно сделать в том же пионере.
И всё же в целом звук у магнитолы очень хороший. Даже на простых 16динамиках она способна выдавать нормальный бас. Сзади Morel Maximo Coax-6 играют вплоть до 40гц. Басит оно весьма прилично, для динамиков. У штатной магнитолы спад частот начинается с 50гц, так что какого-то баса там не добиться. Сделано видимо это для нормальной работы родных динамиков.

Для установки нужна 2din рамка и ISO переходник. Для работы мультируля нужен ещё специальный адаптер.
Заменой доволен. За свою цену отличный вариант.

В физике и технике , то коэффициент качества или Q - фактор является безразмерным параметром , который описывает , как underdamped в генератор или резонатор находится. Он приблизительно определяется как отношение начальной энергии, запасенной в резонаторе, к энергии, потерянной за один радиан цикла колебаний. В качестве альтернативы добротность определяется как отношение центральной частоты резонатора к его ширине полосы при воздействии осциллирующей движущей силы. Эти два определения дают схожие, но не идентичные результаты. Более высокое значение Q указывает на меньшую скорость потери энергии, и колебания затухают медленнее. Маятник, подвешенный на качественном подшипнике, колеблющийся на воздухе, имеет высокую добротность , а маятник, погруженный в масло, - низкую. Резонаторы с высокими показателями качества имеют низкое демпфирование , поэтому они дольше звонят или вибрируют.

СОДЕРЖАНИЕ

Объяснение

Фактор добротности - это параметр, который описывает резонансное поведение слабозатухающего гармонического осциллятора (резонатора). Синусоидально управляемые резонаторы , имеющие более высокие Q факторов резонируют с большими амплитудами (на резонансной частоте) , но имеют меньший диапазон частот вокруг этой частоты , для которых они резонировать; диапазон частот, на котором резонирует осциллятор, называется полосой пропускания. Таким образом, схему радиоприемника с высокой добротностью настроить будет труднее, но она будет обладать большей избирательностью ; он будет лучше фильтровать сигналы от других станций, находящихся поблизости в спектре. Генераторы с высокой добротностью колеблются с меньшим диапазоном частот и более стабильны. (См. Фазовый шум генератора .)

Добротность генераторов существенно различается от системы к системе в зависимости от их конструкции. Системы, для которых важно демпфирование (например, заслонки, предохраняющие дверь от захлопывания), имеют Q около 1 ⁄ 2 . Часы, лазеры и другие резонирующие системы, которым нужен либо сильный резонанс, либо высокая стабильность частоты, имеют высокие показатели качества. Камертоны имеют добротность около 1000. Добротность атомных часов , сверхпроводящих ВЧ- резонаторов, используемых в ускорителях, и некоторых лазеров с высокой добротностью может достигать 10 11 и выше.

Физики и инженеры используют множество альтернативных величин для описания затухания осциллятора. Важные примеры включают: коэффициент затухания , относительную ширину полосы , ширину линии и полосу пропускания, измеренные в октавах .

Концепция Q возникла у К.С. Джонсона из инженерного отдела Western Electric Company при оценке качества катушек (индукторов). Он выбрал символ Q только потому, что в то время все остальные буквы алфавита были взяты. Термин не был задуман как сокращение для «качества» или «фактора качества», хотя эти термины стали ассоциироваться с ним.

Определение

Определение Q с момента его первого использования в 1914 году было обобщено для применения к катушкам и конденсаторам, резонансным цепям, резонансным устройствам, резонансным линиям передачи, объемным резонаторам, Q материала и спектральным линиям.

Резонансные устройства

В контексте резонаторов есть два общих определения Q , которые не совсем эквивалентны. Они становятся примерно эквивалентными, когда Q становится больше, что означает, что резонатор становится менее демпфированным. Одно из этих определений - отношение частоты к полосе пропускания резонатора:

где f _r - резонансная частота, Δ f - ширина резонанса или полная ширина на полувысоте (FWHM), то есть ширина полосы, в которой мощность вибрации превышает половину мощности на резонансной частоте, ω _r = 2 π f _r - угловая резонансная частота, а Δ ω - ширина полосы угловой половинной мощности.

Согласно этому определению, Q - величина, обратная дробной пропускной способности .

Катушки и конденсаторы

Другое распространенное почти эквивалентное определение Q - это отношение энергии, запасенной в колеблющемся резонаторе, к энергии, рассеиваемой за цикл в результате процессов демпфирования:

Фактор 2 π позволяет выразить Q в более простых терминах, включая только коэффициенты дифференциального уравнения второго порядка, описывающего большинство резонансных систем, электрических или механических. В электрических системах запасенная энергия представляет собой сумму энергий, хранящихся в индукторах и конденсаторах без потерь ; потерянная энергия - это сумма энергий, рассеиваемых в резисторах за цикл. В механических системах накопленная энергия - это максимально возможная накопленная энергия или полная энергия, то есть сумма потенциальной и кинетической энергии в некоторый момент времени; потерянная энергия - это работа, совершаемая внешней консервативной силой за цикл для поддержания амплитуды.

В более общем плане и в контексте спецификации реактивных компонентов (особенно катушек индуктивности) используется частотно-зависимое определение Q :

где ω - угловая частота, на которой измеряются запасенная энергия и потери мощности. Это определение согласуется с его использованием при описании цепей с одним реактивным элементом (конденсатором или катушкой индуктивности), где можно показать, что он равен отношению реактивной мощности к реальной мощности . ( См. Отдельные реактивные компоненты .)

Q - фактор и затухание

Q фактор определяет качественное поведение простых затухающих осцилляторов. (Для математических подробностей об этих системах и их поведении см. Гармонический осциллятор и линейная инвариантная во времени (LTI) система .)

Система с низким коэффициентом качества ( Q < 1 ⁄ 2 ) считается чрезмерно демпфированной . Такая система вообще не колеблется, но при выходе из равновесия на выходе из установившегося состояния она возвращается к ней путем экспоненциального затухания , асимптотически приближаясь к значению в установившемся состоянии . Он имеет импульсную характеристику, которая представляет собой сумму двух убывающих экспоненциальных функций с разной скоростью затухания. По мере уменьшения добротности более медленный режим распада становится сильнее по сравнению с более быстрым режимом и доминирует над откликом системы, что приводит к более медленной системе. Фильтр нижних частот второго порядка с очень низким коэффициентом качества имеет переходную характеристику почти первого порядка; выход системы реагирует на входной шаг , медленно повышаясь к асимптоте .
Система с высоким коэффициентом качества ( Q > 1 ⁄ 2 ) считается недостаточно демпфированной . В системах с недостаточным демпфированием колебания определенной частоты сочетаются с уменьшением амплитуды сигнала. Системы с недостаточным демпфированием и низким коэффициентом качества (немного выше Q = 1 ⁄ 2 ) могут колебаться только один или несколько раз перед тем, как выйти из строя. По мере увеличения добротности относительная величина демпфирования уменьшается. Качественный колокол звонит единым чистым звуком очень долго после удара. Чисто колебательная система, такая как вечный звонок, имеет бесконечную добротность. В более общем смысле, выходной сигнал фильтра нижних частот второго порядка с очень высоким коэффициентом качества реагирует на ступенчатый вход, быстро поднимаясь выше, колеблясь вокруг и в конечном итоге приближаясь к установившемуся значению.
Система с промежуточной добротностью ( Q = 1 / 2 ) называется критическим затухание . Как и в системе с избыточным демпфированием, выходной сигнал не колеблется и не выходит за пределы своего установившегося выхода (т. Е. Приближается к установившейся асимптоте). Подобно слабозатухающему отклику, выходной сигнал такой системы быстро реагирует на входной единичный шаг. Критическое демпфирование приводит к максимально быстрому отклику (приближению к конечному значению) без перерегулирования. Спецификации реальной системы обычно допускают некоторое перерегулирование для более быстрого начального отклика или требуют более медленного начального отклика для обеспечения запаса прочности против перерегулирования.

В системах с отрицательной обратной связью доминирующий отклик с обратной связью часто хорошо моделируется системой второго порядка. Запас по фазе системы разомкнутой устанавливает добротность Q системы с замкнутым контуром; по мере уменьшения запаса по фазе приблизительная замкнутая система второго порядка становится более колебательной (т. е. имеет более высокий коэффициент качества).

Несколько примеров

Топология фильтра нижних частот Саллена – Кея с единичным усилением с одинаковыми конденсаторами и одинаковыми резисторами критически демпфирована (т. Е. Q = 1 ⁄ 2 ).
Фильтр Бесселя второго порядка (т. Е. Фильтр непрерывного времени с минимальной групповой задержкой ) имеет недозатухающий Q = 1 ⁄ √ 3 .
Фильтр Баттерворта второго порядка (т. Е. Фильтр непрерывного времени с самой плоской частотной характеристикой полосы пропускания) имеет недостаточное демпфирование Q = 1 / √ 2 .
Добротность маятника равна:, где M - масса боба, ω = 2 π / T - радианная частота колебаний маятника, а Γ - сила трения, действующая на маятник на единицу скорости. Q знак равно M ω / Γ <\ textstyle Q = / <\ Gamma>>
Конструкция гиротрона с высокой энергией (около ТГц) учитывает как дифракционную добротность как функцию длины резонатора ( L ) и длины волны ( ), так и омическую добротность ( –моды) , где - радиус стенки резонатора, - глубина скин-слоя стенки полости, - скаляр собственных значений (m - индекс азимута, p - радиальный индекс) (примечание: глубина скин-слоя в этом приложении равна ) Q D ≈ 30 ( L λ ) 2 <\ textstyle Q_ \ около 30 \ влево ( <\ frac <\ lambda>> \ вправо) ^ <2>> λ <\ displaystyle \ lambda>Т E м , п <\ displaystyle TE_ > Q Ω знак равно ( р ш δ ) ( 1 - м 2 v м , п 2 ) <\ textstyle Q _ <\ Omega>= \ left (<\ frac ><\ delta>> \ right) \ left (<\ frac <1-m ^ <2>>^ <2>>> \ right)> р ш <\ displaystyle R_ > δ <\ displaystyle \ delta>V м . п <\ displaystyle V_ > δ знак равно 1 / π ж σ ты о <\ textstyle \ delta = <1>/ <\ sqrt <\ pi f \ sigma u_ >>>

Физическая интерпретация

С физической точки зрения Q - это примерно отношение накопленной энергии к энергии, рассеиваемой за один радиан колебания; или почти то же самое, при достаточно высоких значениях Q , в 2 π раз превышающем отношение полной накопленной энергии к энергии, потерянной за один цикл.

Это безразмерный параметр, который сравнивает экспоненциальную постоянную времени τ для затухания амплитуды колеблющейся физической системы с периодом ее колебаний . Точно так же он сравнивает частоту, с которой система колеблется, со скоростью, с которой она рассеивает свою энергию. Точнее, используемые частота и период должны основываться на собственной частоте системы, которая при низких значениях Q несколько выше, чем частота колебаний, измеренная по пересечениям нуля.

Эквивалентно (для больших значений Q ) добротность приблизительно равна количеству колебаний, необходимых для того, чтобы энергия свободно колеблющейся системы упала до e −2 π , или примерно 1 ⁄ 535 или 0,2% от ее первоначальной энергии. Это означает, что амплитуда падает примерно до e - π или 4% от исходной амплитуды.

Ширина (полоса пропускания) резонанса определяется (приблизительно):

где f _N - собственная частота , а Δ f - полоса пропускания - это ширина диапазона частот, для которого энергия составляет, по крайней мере, половину своего пикового значения.

Резонансная частота часто выражается в натуральных единицах (радианах в секунду), а не в f _N в герцах , как

а коэффициент демпфирования можно выразить как:

Огибающая колебаний затухает пропорционально e - αt или e - t / τ , где α и τ можно выразить как:

Энергия колебаний или рассеиваемая мощность спадает в два раза быстрее, то есть пропорционально квадрату амплитуды, как e −2 αt или e −2 t / τ .

Для двухполюсного фильтра нижних частот передаточная функция фильтра равна

Для этой системы, когда Q > 1 ⁄ 2 (т. Е. Когда система недостаточно демпфирована), она имеет два комплексно сопряженных полюса, каждый из которых имеет действительную часть - α . То есть параметр затухания α представляет собой скорость экспоненциального затухания колебаний (то есть выхода после импульса ) в систему. Более высокий коэффициент качества подразумевает более низкую скорость затухания, и поэтому системы с высокой добротностью колеблются в течение многих циклов. Например, качественные колокола долгое время после удара молотком имеют примерно чистый синусоидальный звук .

Электрические системы

Для электрический резонансной системы, то Q - фактор представляет собой эффект электрического сопротивления и, для электромеханических резонаторов , таких как кристаллы кварца , механическое трение .

Связь между Q и пропускной способностью

2-сторонний пропускная способность по отношению к резонансной частоте F ₀ Гц Р ₀ / Q .

Например, антенна, настроенная на значение Q 10 и центральную частоту 100 кГц, будет иметь полосу пропускания 10 кГц по 3 дБ.

В аудио полоса пропускания часто выражается в октавах . Тогда отношение между Q и пропускной способностью будет

где BW - ширина полосы в октавах.

Цепи RLC

В идеале серия RLC цепи , так и в настроенном радиочастотном приемнике (TRF) Q фактор является:

где R , L и C - сопротивление , индуктивность и емкость настроенного контура соответственно. Чем больше последовательное сопротивление, тем меньше добротность цепи .

Для параллельной RLC цепи, Q - фактор является обратным случае серии:

Рассмотрим схему, в которой R , L и C включены параллельно. Чем ниже параллельное сопротивление, тем большее влияние оно окажет на демпфирование цепи и, следовательно, тем ниже будет добротность . Это полезно при разработке фильтра для определения полосы пропускания.

В параллельной LC- цепи, где основные потери - это сопротивление катушки индуктивности R , включенной последовательно с индуктивностью, L , Q такие же, как в последовательной цепи. Это обычное явление для резонаторов, где желаемым результатом является ограничение сопротивления катушки индуктивности для улучшения добротности и сужения полосы пропускания.

Отдельные реактивные компоненты

Вопрос индивидуального реактивного компонента зависит от частоты , при которой она вычисляется, которая , как правило , резонансная частота контура , что он используется в. Q индуктора с сопротивлением потерь ряда является Q резонансного контура с использованием этот индуктор (включая его последовательные потери) и идеальный конденсатор.

ω₀ - резонансная частота в радианах в секунду,
L - индуктивность,
X _L - индуктивное реактивное сопротивление , а
R _L - последовательное сопротивление индуктора.

Q конденсатора с сопротивлением потерь серии является таким же , как Q резонансного контура с использованием этого конденсатора с идеальной катушкой индуктивностью:

ω₀ - резонансная частота в радианах в секунду,
C - емкость,
X _C - емкостное реактивное сопротивление , а
R _C - последовательное сопротивление конденсатора.

В общем, добротность резонатора, включающего последовательную комбинацию конденсатора и катушки индуктивности, может быть определена из значений добротности компонентов, независимо от того, вызваны ли их потери последовательным сопротивлением или иным образом:

Механические системы

Для одной затухающей системы масс-пружинной, то Q - фактор представляет собой эффект упрощенной вязкого затухания или сопротивления , где сила торможения или сила сопротивления пропорциональна скорости. Формула Q-фактора:

где M - масса, k - жесткость пружины, а D - коэффициент демпфирования, определяемый уравнением F _damping = - Dv , где v - скорость.

Акустические системы

Вопрос музыкального инструмента имеет решающее значение; чрезмерно высокая Q в резонаторе не будет равномерно усиливать множество частот инструмента производит. По этой причине струнные инструменты часто имеют корпус сложной формы, поэтому они довольно равномерно воспроизводят широкий диапазон частот.

Q из через латунный инструмента или духовых инструментов потребности быть достаточно высокой , чтобы выбрать одну частоту из более широкого спектра жужжание губ или тростника. Напротив, вувузела сделана из гибкого пластика и поэтому имеет очень низкую добротность для медных духовых инструментов, что придает ей мутный, хриплый звук. Инструменты из более жесткого пластика, латуни или дерева имеют более высокое значение Q. Чрезмерно высокий Q может затруднить взятие ноты. Q в приборе может варьироваться в зависимости от частоты, но это может быть нежелательно.

Резонаторы Гельмгольца имеют очень высокую добротность, так как они предназначены для выделения очень узкого диапазона частот.

Оптические системы

В оптике , то Q - фактор из резонансной полости задается

где f _o - резонансная частота, E - запасенная энергия в полости, а P = - dE / dt это рассеиваемая мощность. Оптическая добротность равна отношению резонансной частоты к ширине полосы резонанса полости. Среднее время жизни резонансного фотона в полости пропорционально ее добротности . Если Q - фактор лазер полости резко изменяется от низкого значения к высоким одному, то лазер будет излучать импульс света , который является гораздо более интенсивным , чем нормальный выход непрерывного лазера. Этот метод известен как Q- переключение . Q - фактор имеет особое значение в плазмоники , где потеря связана с затуханием поверхностного плазмонного резонанса . Хотя потери обычно считаются препятствием в разработке плазмонных устройств, это свойство можно использовать для представления новых улучшенных функций.

Работая с эквалайзерами, мы чаще всего пользуемся всего двумя параметрами – Freq, который определяет центральную частоту фильтра и Gain, который определяет коэффициент усиления на центральной частоте фильтра. К этому списку можно добавить еще выбор типа фильтров эквалайзера, но практически во всех современных программных эквалайзерах этот выбор происходит автоматически и зависит от первоначального места размещения узла на частотном диапазоне. Если вы щелкнете мышью в области 20-30 Гц, скорее всего будет создан фильтр верхних частот; если создать узел в районе 60-70 Гц, скорее всего будет создана низкочастотная полка; если создать узел выше 100 Гц, будет создан колокол, и т.д. Конечно, для каждого эквалайзера значения частоты для определения типа фильтров будут разными, но тенденция рынка такова – современный эквалайзер должен определять типы кривых фильтров эквалайзера автоматически. Таким образом, у нас с вами остается всего два параметра (Freq, Gain), с которыми мы и осуществляем манипуляции. В этом списке чего-то не хватает, не так ли?

Наравне с параметрами центральной частоты и коэффициента усиления фильтров, существует еще один крайне важный параметр – добротность фильтров (Q), который определяет ширину усиливаемой или ослабляемой полосы частот и определяется как отношение центральной частоты к ширине этой полосы, лежащей в пределах 3 дБ от коэффициента усиления на центральной частоте. Проще говоря, чем выше значение добротности, тем уже полоса частот, и чем ниже значение добротности, тем полоса частот шире. Все это, в первую очередь, касается колоколообразных фильтров. Для полочных и обрезных фильтров значение добротности определяет крутизну спада фильтров на центральной частоте. Таким образом, в ваших руках появляется инструмент, способный формировать частотные ландшафты – от пологих возвышенностей до отвесных скал.

Как же использовать параметр добротности (Q) на практике?

Существует несколько важных вещей, которые стоит учитывать при настройке параметра добротности:

1. Усиливая полосу частот, уменьшаем значение добротности

Основной задачей эквализации является, в первую очередь, получение оптимального баланса частот внутри отдельных инструментов, что в итоге способствует балансировке всего микса. Исходя из этого, любое усиление частот должно быть мягким и аккуратным. Человеческий слух очень цепко реагирует на слишком громкие диапазоны частот, поэтому для сохранения баланса звучания при усилении частот важно использовать именно широкие полосы, соответствующие низким значениям добротности.

2. Ослабляя полосу частот, увеличиваем значение добротности

Любой срез или ослабление частот влечет за собой достаточно существенное изменение внутреннего баланса инструмента и, соответственно, его звучания. С помощью ослабления частотных полос можно решить множество вопросов, включая подавление грязи, шума, бубнения, гула, ватности, свиста и других нежелательных призвуков, но в то же время при неправильной настройке добротности фильтров можно существенно навредить инструменту, сделав его звучание тусклым, тонким и вялым. Чтобы избежать этих неприятных вещей, достаточно увеличить значение добротности фильтров и ослаблять достаточно узкие диапазоны частот. Таким образом вы уберете лишнее, оставив при этом все полезные частоты. При использовании экстремально высоких значений добротности колоколообразного фильтра, можно создать режекторный фильтр, который отлично подходит для подавления какой-то конкретной частоты или узкой полосы частот. Это бывает полезно, когда нужно подавить очень сильные резонансы или же удалить статичный шум, например, гул от электросети на 50 или 60 Гц, в зависимости от региона, в котором была осуществлена запись.

3. Не используйте слишком высокие значения крутизны спада для обрезных фильтров

В свое время я мечтал найти такой эквалайзер, в котором был бы обрезной фильтр, способный срезать частоты под углом 90 градусов, то есть такой себе brickwall-фильтр. Но когда я нашел такой фильтр в IZotope Ozone и включил его, я понял, что он звучит очень немузыкально. Действительно, подавление частот ниже центральной частоты фильтра было впечатляющим – фильтр резал все, но это ли мне было нужно на самом деле? Я хотел получить чистый, аккуратный, точный и приятный для слуха срез, а в итоге получил красивую картинку для глаз и ужасный сдвиг фазы для ушей. Таким образом, я понял, что при настройке добротности (крутизны) обрезных фильтров нужно учитывать скорее не степень подавления частот, а скорее тандем подавление/музыкальность. Наиболее музыкально звучат обрезные фильтры с подавлением в 6 и 12 дБ на октаву. Если нужно использовать фильтры с подавлением в 24 дБ на октаву или выше, лучше применить линейнофазовые фильтры, которые не создают фазовых искажений. При использовании обрезных фильтров с высокой крутизной на отдельных дорожках особых проблем может и не возникнуть, но если вы используете такие фильтры на подгруппах или тем более на мастер-канале – будьте готовы к тому, что инструменты могут потерять локализацию, а стереокартина «поплыть».

4. Изучите документацию к вашим эквалайзерам

5. Полоса частот с низкой добротностью затрагивает не только узкую область вокруг центральной частоты фильтра

Вы задумывались когда-нибудь о том, почему при использовании высокочастотной полки на 10 кГц инструменты начинают звучать очень сочно, а не просто воздушно? Все дело в том, что чем сильнее вы будете усиливать высокочастотную полку с центральной частотой на 10 кГц, тем сильнее она будет захватывать нижестоящие частоты, тем самым усиливая не только высокие частоты, но и высокую средину. Усиление именно этих, более низких частот, а не верха от 10 кГц, и дает этот эффект яркости и сочности. Чем более пологие склоны полочных фильтров, тем больше будет захвачено частот в стороне от центральной частоты фильтра. Помните об этом и всегда спрашивайте себя о том, что же вы хотите усилить или ослабить в действительности? Вы хотите манипулировать всем этим огромным частотным диапазоном внутри полки или же на самом деле вас интересует какая-то конкретная частота рядом с ней?

Параметр добротности (Q) не является чем-то малозначительным или рудиментарным. Он настолько же важен, насколько и параметры частоты (Freq) и коэффициента усиления (Gain). Я надеюсь, что мои рекомендации помогут вам использовать ваши эквалайзеры более обдуманно, чтобы в итоге получить действительно чистые и сбалансированные записи.

Что означают загадочные для меня 2N, 1N, 1W,2W
Логично предположить, что это Narrow и Wide соответственно, что что это, как соотносится с частотами в каждом диапазоне, и как его настроить?

Можно методом перебора, но не хочется
Спасибо.

Legacy :D » Чт авг 04, 2011 09:42

Q-фактор определяет качество регулировки полос эквалайзера. Допустим, мы имеем звуковой сигнал, имеющий диапазон от 20 Гц до 22,000 Гц. Подадим его на вход 10-ти полосного однооктавного эквалайзера. Октава - это частотный интервал, последняя частота которого в два раза больше первой (например, 100 Гц - 200Гц есть октава). Следовательно, наш эквалайзер можно представить на рисунке 2 следующим образом.

Степень взаимовлияния полос при регулировке определяется Q-фактором. Регулировка центральной полосы в эквалайзере влечет за собой соответствующее изменение соседних частот справа и слева от нее. Эквалайзеры бывают с постоянным или с переменным Q-фактором. Если эквалайзер имеет постоянный Q-фактор, то регулировка центральной частоты повлияет на частоты, находящиеся внутри этой же полосы, и не окажет практически никакого влияния на соседние полосы. Положение регуляторов в точности будут соответствовать звуковой картине, создаваемой Вами. Если же эквалайзер имеет переменный Q-фактор, то усиление или срез центральной частоты повлияет на частоты, лежащие не только в пределах соответствующей полосы, но и затронет частоты в соседних полосах. Настроить звук такими эквалайзерами гораздо труднее, так как положение регуляторов на панели эквалайзера не будет точно соответствовать реальной звуковой картине.

Как видим, эквалайзеры с постоянными Q-факторами более качественны. Также качество эквалайзера определяется количеством полос - чем больше, тем лучше. Следует обращать внимание и на октавность эквалайзера. Чем меньше октавность, тем качественнее устройство.
Самыми хорошими эквалайзерами считаются устройства, ширина полос которых равна 1/3 октавы.
В музыке интервалом называется определенное целочисленное соотношение двух частот. Чем меньше эти целые числа, тем приятнее звуковое восприятие. Простейшие интервалы: октава - 1:2; квинта 2:3; кварта 3:4; большая терция 4:5; малая терция 5:6. Интервал 9:8 называют большим целым тоном, интервал 10:9 - малым целым тоном, 16:15 - полутоном. Два полутона примерно соответствуют одному целому тону:

(16/15)х(16/15) = 256/225 " 9/8

Основным тоном для настройки музыкальных инструментов считается тон камертона равный 440 Гц ( нота ЛЯ первой октавы)

ИМХО, но получается, что только на слух или при помощи спецтехники, потому как каждый дин, усилитель и преобразователь имеет свою степень искажения, добротность, диапазон воспроизводимых частот etc.

Читайте также: