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트위터 보호 커패시터

저주파 손상으로부터 트위터를 보호하기 위한 1차 하이패스 필터의 커패시터 값을 계산합니다.

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공식

C = 1 / (2π × f_c × Z_t)

f_c — Crossover frequency (Hz)
Z_t — Tweeter impedance (Ω)

작동 방식

트위터 보호 커패시터는 소형 보이스 코일을 손상시킬 수 있는 저주파수 신호로부터 트위터를 보호하는 1차 고역 통과 필터 (6dB/옥타브 롤오프) 를 형성합니다.크로스오버 주파수는 직렬 커패시터와 트위터의 공칭 임피던스인 f_c = 1/ (2π × C × Z_Tweeter) 의 상호 작용에 의해 설정됩니다.f_c 미만에서는 커패시터의 리액턴스 x_c = 1/ (2πFC) 가 트위터 임피던스보다 훨씬 높아 트위터를 통한 신호가 감소합니다.이는 대부분의 바이앰프 또는 애드온 트위터 시스템에서 사용되는 단일 커패시터로, 가능한 가장 단순한 크로스오버 소자입니다.더 복잡한 패시브 크로스오버는 우퍼 섹션에 인덕터 (2차, 12dB/옥타브) 를 추가하고 트위터 임피던스 상승에 대한 보상 네트워크를 포함할 수 있습니다.

계산 예제

트위터: 8Ω 공칭 임피던스.원하는 크로스오버 주파수: 3000 헤르츠.
필수 커패시터:
C = 1/ (2π × 3000 × 8)
= 1/(150,796)
= 6.63 × 10F
= 6.63 μF
가장 가까운 표준값: 6.8μF (실제 f_c = 1/ (2π × 6.8×10× 8) ≈ 2930Hz)
1kHz에서의 리액턴스:
Xc = 1/(2π × 1000 × 6.63×10) = 24.0 Ω
(1kHz 속도에서 Xc > Z_트위터 — 신호 감쇠)
100Hz에서의 롤오프:
주파수 비율 = 3000/100 = 30: 1
감쇠량 = −20·로그( 30) ≈ −30 데시벨

실용적인 팁

  • ✓트위터 크로스오버에서 최상의 오디오 품질을 위해 폴리프로필렌 또는 폴리에스터 필름 커패시터 (MKP, MKT 유형) 를 사용하십시오.이들은 전해 타입보다 ESR이 낮고 고주파 성능이 우수합니다.
  • ✓2차 (12dB/옥타브) 하이패스의 경우 트위터와 병렬로 션트 인덕터를 추가하십시오: L = Z/ (2π × f_c).시리즈 C와 션트 L의 조합은 둘 다 동일한 f_c로 설계될 때 버터워스 (Q = 0.707) 정렬을 제공합니다.
  • ✓크로스오버 주파수가 트위터의 정격 전력 처리와 일치하는지 확인합니다. 6.63μF 커패시터 및 8Ω 트위터의 경우 3kHz에서 트위터가 3kHz 이상의 전체 앰프 전력을 수신합니다.트위터가 이 주파수 범위에서 앰프의 전력 출력에 맞는지 확인하십시오.

흔한 실수

  • ✗공칭 임피던스를 8Ω 평탄한 형태로 사용 — 보이스 코일 인덕턴스로 인해 트위터 임피던스가 정격 주파수보다 크게 증가합니다.실제 필터 주파수는 계산된 주파수보다 높게 변할 수 있습니다.Zobel 네트워크는 임피던스를 평탄화하여 크로스오버 동작의 정확도를 높일 수 있습니다.
  • ✗크로스오버 주파수를 너무 낮게 선택하세요. 대부분의 돔 트위터는 2—2.5kHz 이하 (일부는 최고 5kHz) 를 넘지 않아야 합니다.트위터의 공진 주파수 (Fs) 는 크로스오버 주파수보다 최소 1옥타브 낮아야 합니다.트위터 데이터시트를 확인하세요.
  • ✗크로스오버 네트워크에서 전해 (편광) 커패시터 사용 — 오디오 크로스오버에는 무편광 (NP 또는 양극 전해 또는 필름) 커패시터가 필요합니다.편광 전해 커패시터는 왜곡을 일으키며 AC 신호 조건에서 고장날 수 있습니다.

자주 묻는 질문

1차 (6dB/옥타브) 크로스오버는 롤오프가 가장 완만하고 시간 영역 동작 (최소 위상) 이 가장 좋지만 롤오프가 느리다는 것은 트위터가 크로스오버 주파수보다 낮은 상당한 에너지를 받는다는 것을 의미합니다.오버랩 대역이 좁은 드라이버의 경우 고차 크로스오버 (12 또는 18dB/옥타브) 를 사용할수록 보호 성능이 향상되고 작동 범위를 벗어나는 운전자 자극이 감소합니다.
Zobel 네트워크 (트위터와 병렬로 연결된 직렬 RC 회로) 는 보이스 코일 인덕턴스로 인해 고주파수에서 트위터의 상승 임피던스를 평탄화합니다.따라서 크로스오버 필터의 동작을 더 정확하게 예측할 수 있습니다.단순한 1차 단일 커패시터 애플리케이션의 경우 생략되는 경우가 많지만, 고차 네트워크의 경우 크로스오버 정확도가 크게 향상됩니다.
우퍼와 직렬로 연결된 1차 저역 통과 인덕터의 등가 공식은 L = Z/ (2π × f_c) 입니다.우퍼의 경우 f_c 이상으로 -6dB/옥타브 롤오프가 발생합니다. 8Ω 및 3kHz의 경우 L = 8/ (2π × 3000) ≈ 0.42mHz의 롤오프가 발생합니다.

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