Podział pasma akustycznego między głośnikami to proces zarządzania zakresem częstotliwości dźwięków, które są reprodukowane przez różne głośniki w systemie audio lub zestawie głośników. Jest to istotna koncepcja w konstrukcji systemów audio, zwłaszcza w systemach wielodrożnych, gdzie różne głośniki są odpowiedzialne za różne częstotliwości dźwięku.

W systemie audio z podziałem pasma akustycznego stosuje się różne głośniki do reprodukcji różnych zakresów częstotliwości, takich jak:

1. Niskotonowy głośnik (subwoofer): Ten głośnik jest odpowiedzialny za niskie częstotliwości, zwane basem. Subwoofery są w stanie generować głębokie i wibracyjne dźwięki, które odczuwamy jako bas.

2. Średniotonowy głośnik (midrange): Głośnik średniotonowy obsługuje średnie częstotliwości, które zawierają wiele informacji związanych z głosem ludzkim i instrumentami muzycznymi.

3. Wysokotonowy głośnik (tweeter): Głośnik wysokotonowy koncentruje się na wysokich częstotliwościach, takich jak dźwięki dzwonków, cymbałów i wyższe partie instrumentów smyczkowych. Odpowiada za reprodukcję szczegółów i klarowności w muzyce.

Podział pasma akustycznego między te różne głośniki jest ważny, ponieważ każdy rodzaj głośnika jest zoptymalizowany do pracy w określonym zakresie częstotliwości, co pozwala na uzyskanie lepszej jakości dźwięku. Głośniki niskotonowe są w stanie generować niskie częstotliwości bez zniekształceń, podczas gdy głośniki średniotonowe i wysokotonowe są w stanie reprodukować średnie i wysokie częstotliwości z większą precyzją.

Proces podziału pasma akustycznego jest kontrolowany przez elementy takie jak filtry częstotliwościowe , które kierują odpowiednie częstotliwości do odpowiednich głośników. Dzięki temu zapewnia się, że każdy głośnik pracuje w swoim najlepszym zakresie częstotliwości, co przekłada się na bardziej klarowny i zrównoważony dźwięk w systemie audio.

Teraz trochę teorii o filtrach:

Filtry akustyczne są narzędziami używanymi w dziedzinie akustyki do kontroli, kształtowania i poprawy jakości dźwięku oraz redukcji hałasu. Istnieje wiele rodzajów filtrów akustycznych, z których każdy ma swoje własne zastosowanie. Oto kilka głównych rodzajów filtrów akustycznych:

1. Filtr dolnoprzepustowy (Low-Pass Filter): Ten rodzaj filtra przepuszcza tylko sygnały o częstotliwościach niższych niż ustalona wartość graniczna. Jest używany do eliminowania wysokich częstotliwości z sygnałów dźwiękowych. W praktyce stosuje się go często do redukcji szumów i zakłóceń w sygnałach audio.

2. Filtr górnoprzepustowy (High-Pass Filter): Filtr górnoprzepustowy przepuszcza tylko sygnały o częstotliwościach wyższych niż ustalona wartość graniczna. Jest używany, aby wyizolować wysokie częstotliwości lub usunąć niskie tony z dźwięku. Jest często stosowany w mikrofonach do eliminowania niepożądanych dźwięków niskotonowych.

3. Filtr pasmowo-przepustowy (Band-Pass Filter): Ten filtr przepuszcza sygnały znajdujące się w określonym zakresie częstotliwości. Jest używany do wyodrębniania konkretnego pasma częstotliwości z sygnału dźwiękowego.

4. Filtr pasmowo-zaporowy (Band-Stop Filter lub Notch Filter): Filtr pasmowo-zaporowy działa odwrotnie niż filtr pasmowo-przepustowy. Blokuje sygnały znajdujące się w określonym zakresie częstotliwości i przepuszcza resztę. Jest używany do eliminowania konkretnych zakłóceń lub wyciszania niepożądanych częstotliwości.

5. Filtr graficzny (Graphic Equalizer): To rodzaj filtra, który pozwala na dostosowanie poziomu głośności w różnych pasmach częstotliwości. Jest używany w systemach audio do dostrojenia brzmienia dźwięku według preferencji użytkownika.

6. Filtr cyfrowy: Filtry cyfrowe są implementowane za pomocą algorytmów cyfrowych i stosowane w cyfrowych procesorach dźwięku. Mogą być bardzo elastyczne i precyzyjne w kształtowaniu dźwięku.

7. Filtr aktywny i pasywny: Filtry aktywne zawierają elementy aktywne, takie jak tranzystory lub operacyjne wzmacniacze, które wzmacniają i kształtują sygnał. Filtry pasywne nie zawierają elementów aktywnych i opierają się na rezystorach, kondensatorach i cewkach indukcyjnych.

Te to tylko niektóre z podstawowych rodzajów filtrów akustycznych. Wybór odpowiedniego rodzaju filtra zależy od konkretnego zastosowania i celu, jakie chcesz osiągnąć w obrębie dziedziny akustyki. Filtry akustyczne są kluczowym narzędziem w kształtowaniu dźwięku, eliminowaniu zakłóceń i poprawie jakości dźwięku w różnych dziedzinach, od audiofilii po przemysł.

Odcinanie częstotliwości filtrami zawsze stosujemy z określonych zboczem na oktawę. A co to oktawa?

Oktawa to pojęcie używane w muzyce i akustyce, które odnosi się do stosunku między dwiema częstotliwościami dźwięku. Oktawa jest jednym z podstawowych interwałów muzycznych i jest szeroko stosowana w teorii i praktyce muzycznej. Oktawa różni się od innych interwałów tym, że dźwięki w oktawie mają podobny charakter i brzmią „podobnie”, ale jednocześnie różnią się długością fali i częstotliwością.

Oto kilka ważnych informacji na temat oktawy:

1. Stosunek częstotliwości: W oktawie stosunek częstotliwości między dźwiękami wynosi dokładnie 2:1. Oznacza to, że drugi dźwięk jest dwukrotnie wyższy w częstotliwości niż pierwszy. Na przykład, jeśli pierwszy dźwięk ma częstotliwość 440 Hz, to dźwięk w oktawie będzie miał częstotliwość 880 Hz.

2. Podobieństwo brzmienia: Dźwięki w oktawie brzmią podobnie i są często postrzegane jako „te same”, ale różnią się wysokością tonu. Oznacza to, że dźwięki w oktawie mają zbliżony charakter dźwiękowy, ale są wyższe lub niższe.

3. Oktawy w skali muzycznej: W wielu skalach muzycznych, takich jak skala diatoniczna, dźwięki w oktawie są uważane za jedno z podstawowych położeń dźwięków. Na przykład, skala C-dur zawiera dźwięki od C do C, co jest jednym pełnym oktawicznym zakresem.

4. Podział oktawy: Oktawa może być podzielona na mniejsze interwały, takie jak tercje, kwinty, czy seksty. Te interwały stanowią podstawę harmonii i tworzenia akordów w muzyce.

5. Wykorzystanie w instrumentach muzycznych: W wielu instrumentach muzycznych, takich jak gitara, pianino, czy flet, oktawy są często wykorzystywane do tworzenia zakresu tonalnego instrumentu. Oktawowe zestawienie dźwięków jest podstawą skomponowanych utworów muzycznych.

Oktawa jest podstawowym elementem w teorii i praktyce muzycznej, a jej zrozumienie jest istotne dla muzyków, kompozytorów, inżynierów dźwięku i wszystkich zainteresowanych dziedziną muzycznej akustyki.

W kontekście filtrów akustycznych, stromość zbocza odnosi się do szybkości, z jaką amplituda lub częstotliwość sygnału jest zmieniana w obszarze filtra. Oznacza to, jak szybko poza pasmem przepustowym filtra amplituda lub częstotliwość sygnału maleje lub wzrasta w kierunku częstotliwości granicznej filtra.

Stromość zbocza jest istotnym parametrem w projektowaniu filtrów akustycznych, ponieważ wpływa na zdolność filtra do eliminowania lub przepuszczania określonych częstotliwości lub pasm częstotliwości. Istnieją dwa główne rodzaje stromości zbocza:

1. Stromość zbocza dolnoprzepustowego filtra: Określa, jak szybko amplituda lub częstotliwość sygnału spada poza pasmem przepustowym filtra w kierunku niższych częstotliwości. Filtry dolnoprzepustowe z szybkim zboczem mają stromsze zbocze i bardziej efektywnie eliminują wysokie częstotliwości.

2. Stromość zbocza górnoprzepustowego filtra: Określa, jak szybko amplituda lub częstotliwość sygnału spada poza pasmem przepustowym filtra w kierunku wyższych częstotliwości. Filtry górnoprzepustowe z szybkim zboczem są skuteczne w eliminowaniu niskich częstotliwości.

Wartość stromości zbocza jest mierzona w decybelach na oktawę (dB/octave) lub decybelach na dekadę (dB/decade) i zależy od konkretnego typu filtra oraz jego konstrukcji. Filtry akustyczne o większej stromości zbocza mają zdolność bardziej radykalnego odcinania częstotliwości poza pasmem przepustowym, co może być przydatne w różnych zastosowaniach, takich jak redukcja zakłóceń, kształtowanie dźwięku lub eliminacja niepożądanych częstotliwości. Jednak zbyt strome filtry mogą wprowadzać niepożądane artefakty dźwiękowe, dlatego dobór odpowiedniej stromości zbocza zależy od konkretnego celu i potrzeb aplikacji.