Индуктивное и емкостное сопротивления используются в аудиосхемах для выполнения особых функций. Например, в двухполосной акустической системе низкие частоты сигнала должны попадать на низкочастотную головку

(НЧ-головку), а высокие частоты — на высокочастотную головку (ВЧ-головку). Рассмотрим схему, приведенную на рис. Б-12.

На низких частотах высокое реактивное сопротивление конденсатора противодействует протеканию тока по ВЧ-головке. При возрастании частоты реактивное сопротивление конденсатора уменьшается и ток по ВЧ-головке увеличивается. На очень высоких частотах сопротивление конденсатора практически равно нулю и по ВЧ-головке протекает наибольший ток. Благодаря этому ВЧ-головка защищена от низких частот, в то время как высокие частоты поступают на нее совершенно свободно. И наоборот, индуктивность, последовательно соединенная с НЧ-головкой, имеет высокое реактивное сопротивление на высоких частотах и практически нулевое сопротивление на низких частотах.

Таким образом, конденсатор представляет собой фшьтр верхних частот, а индуктивность — фильтр нижних частот. Собственно, мы только что рассмотрели схему простейшего разделительного фильтра (кроссовера). На самом деле реальные разделительные фильтры устроены, конечно же, значительно сложнее.

Фильтр, состоящий из одной емкости или индуктивности, называется фильтром первого порядка. Такой фильтр обеспечивает величину крутизны спада амплитудно-частотной характеристики 6 дБ/окт (децибел на октаву). Поскольку индуктивное сопротивление с увеличением частоты в два раза также удваивается, поступающее на НЧ-головку напряжение при увеличении частоты сигнала на одну октаву уменьшается вдвое. Аналогично, емкостное сопротивление удваивается при уменьшении частоты сигнала на одну октаву. Поскольку уменьшение напряжения в два раза соответствует снижению звукового сигнала на 6 дБ, крутизна спада фильтра первого порядка имеет значение бдБ/окт. Крутизну спада называют также крутизной характеристики затухания. Фильтр первого порядка называют еще однополюсным фильтром.

Более крутой спад может быть достигнут подключением большего числа емкостей и индуктивностей. Фильтры второго порядка имеют крутизну спада 12 дБ/окт., фильтры третьего порядка — 18 дБ/окт., фильтры четвертого порядка ~ 24 дБ/окт. Фактически, во всех разделительных фильтрах акустических систем крутизна спада лежит между величиной, характерной для фильтров первого и четвертого порядков. Эти характеристики представлены на рис. 7-22 в главе 7, посвященной громкоговорителям.

При другой схеме включения конденсаторов и индуктивностей мы получим схему полосового фильтра. Полосовой фильтр ослабляет сигналы по обе стороны от полосы пропускания. Трехполосный разделительный фильтр акустической системы имеет высокочастотный фильтр для ВЧ-головки, низкочастотный фильтр для НЧ-головки и полосовой фильтр для среднечастотной головки.

Частота среза фильтра — это частота, при которой сигнал уменьшается на 3 дБ. Аналогично, ширина полосы частот аудиоустройства или фильтра — это диапазон, заключенный между значениями частот, на которых спад частотной характеристики достигает 3 дБ.

Все описанные здесь фильтры являются пассивными, так как в них не используются усилители. Фильтры же, построенные с использованием усилительных элементов, называются активными.

Конденсаторы также используются для разделения элементов схемы по постоянному току, при этом они пропускают переменный ток. Далее в этой главе мы поймем, почему во многих аудиосхемах одновременно присутствуют сигналы постоянного и переменного тока. Емкость, включенная в некоторую цепь последовательно, предотвращает протекание по ней постоянного тока, в то же время пропуская аудиосигнал переменного тока. Конденсатор представляет собой очень большое сопротивление для постоянного тока и малое — для переменного тока.

Конденсатор как бы "накапливает" напряжение. По определению, емкость — это способность накапливать заряд. Присоединим конденсатор к электрической батарее. При этом от отрицательного полюса батареи на одну из пластин конденсатора перейдет отрицательный заряд. Источник напряжения перераспределит электроны между обкладками конденсатора. Теперь — даже при отключенной батарее — между обкладками конденсатора сохранится напряжение.

Этот накопленный на конденсаторе заряд может быть смертельно опасен для человека. Усилитель мощности, в котором используются конденсаторы большой емкости, может поразить током, даже если его не включали долгое время. Ударить током могут и небольшие конденсаторы. Эту способность конденсаторов накапливать заряд можно заметить, если выключить усилитель мощности во время воспроизведения записи. Обратите внимание: в течение нескольких секунд после выключения музыка еще продолжает звучать. Работа усилителя обеспечивается за счет заряда, накопленного конденсатором.