Ta članek vam bo povedal, kako narediti visokoprepustni filter z lastnimi rokami. Toda preden se lotimo tega, moramo nekaj razumeti. Kaj so visoki in nizkoprepustni filtri sami.
Definicija
Filtre lahko razdelimo na zgornje (visoke) in spodnje (nizke) frekvence. Zakaj ljudje pogosto rečejo "visoke" in ne "visoke" frekvence? To se zgodi zaradi dejstva, da se visoke frekvence v zvočni tehniki začnejo pri dveh kilohertzih. Toda dva kiloherca v radijski tehniki sta frekvenca zvoka, zato se imenuje "nizka".
Obstaja tudi povprečna frekvenca. Nanaša se na zvočno tehniko. Kaj je torej srednji filter? To je kombinacija več zgornjih naprav. Lahko je tudi pasovni filter.
Visokoprepustni filter je elektronska ali kakšna druga naprava, ki prepušča zgornje frekvence signala in ki na vhodu duši signalno frekvenco v skladu s predhodno nastavljeno mejo. Stopnja zatiranja bo odvisna tudi od posebne vrste filtra.
Nizkofrekvenčni se razlikuje po tem, da lahko prenese dohodni signal,ki bo pod nastavljeno mejno vrednostjo, hkrati pa zavira visoke frekvence.
Obseg uporabe
Visokotni filter se lahko uporablja za izolacijo visokofrekvenčnih signalov. Pogosto se uporablja tudi pri obdelavi zvočnih signalov, na primer v ločenih filtrih, ki jih imenujemo tudi križni filtri. Uporabljajo se tudi za obdelavo slik, tako da se lahko izvede pretvorba frekvenčne domene.
Iz tega je sestavljen preprost visokoprepustni filter:
- Upor.
- Kondenzator.
Delo upora na kapacitivnosti (R x C) je časovna konstanta (trajanje procesa) za ta filter, ki bo obratno sorazmerna z mejno frekvenco v hertzih (merska enota nihajnih procesov).
Izračun visokoprepustnega filtra
Kako lahko torej izračunamo? Če želite izvesti vse korake doma, morate narediti eno najpreprostejših tabel za samodejni izračun v Microsoft Excelu, vendar morate za to znati uporabljati formule v tem programu.
Lahko uporabite to formulo:
Kjer je f mejna frekvenca; R je upor upora, Ohm; C je kapacitivnost kondenzatorja, F (faradi).
Vrste
Predstavljene naprave so na voljo v petih vrstah, zdaj pa jih bomo obravnavali eno za drugo.
- v obliki črke U - izgledajo kot črka P;
- T-oblika - spominja na črko T;
- v obliki črke L - spominja na črko G;
- enojni element (kondenzator služi kot filter za visokofrekvence);
- multi-link - to so isti filtri v obliki črke L, le da so v tem primeru povezani zaporedno.
v obliki črke U
Lahko rečemo, da so ti filtri enaki tistim v obliki črke L, vendar jim je na začetku združen še en del. Vse, kar bo napisano za T-obliko, bo res za U-obliko. Edina razlika je v tem, da bodo povečali učinek ranžiranja na radijsko vezje spredaj.
Za izračun filtra v obliki črke U boste morali uporabiti formulo delilnika napetosti in prvemu elementu dodati dodaten shunt upor.
Tu so primeri prehoda RC filtra v obliki črke L v filter RC v obliki črke U tudi za visoke frekvence:
Na sliki lahko vidite, da je originalnemu vezju dodan še en upor 2R, vzporedno s prvim.
Tu je primer pretvorbe v RL:
Tukaj se bo namesto upora pojavil induktor. Dodan je tudi drugi (2L), ki se nahaja vzporedno s prvim.
In tretji primer - pretvorbe v LC:
v obliki črke T
Filter v obliki črke T je isti filter v obliki črke L, le z dodatkom še enega elementa.
Izračunani bodo na enak način kot delilnik napetosti, ki bo sestavljen iz dveh delov z nelinearnim frekvenčnim odzivom. Nato morate dobljeni vrednosti dodati število reaktanc tretjega elementa.
Lahko uporabite tudi drugo metodo izračuna,vendar je v praksi manj natančen. Njegovo bistvo je v tem, da po dobljeni vrednosti prvega izračunanega dela filtra v obliki črke L spremenljivka raste ali pade v podvojevanju in se porazdeli na dva elementa.
Če je kondenzator, se vrednost kapacitivnosti tuljav podvoji, če je upor ali dušilka, potem vrednost upora tuljav, nasprotno, pade dvakrat.
Primeri konverzij so prikazani spodaj.
Prehod iz RC filtra v obliki črke L v T-oblike:
Slika kaže, da je treba za prehod dodati drugi kondenzator (2C).
Prehod RL:
V tem primeru je vse po analogiji. Za uspešen prehod morate dodati drugi zaporedno povezan upor.
Transition LC:
v obliki črke L
Filter v obliki črke L je napetostni delilnik, ki je sestavljen iz dveh komponent z nelinearnim frekvenčnim odzivom (frekvenčni odziv). Za ta filter je dovoljeno uporabljati vezje in vse formule delilnika napetosti.
Lahko ga predstavimo takole:
Če zamenjamo R1 s kondenzatorjem, dobimo visokoprepustni filter. Spodaj si lahko ogledate fotografijo spremenjene sheme:
Formule za izračun:
|
U vhod=U izhod(R1+R2)/R2; U izhod \u003d U vhodR2 / (R1 + R2); R skupaj=R1+R2 R1=U vhodR2/U izhod - R2; R2=U izhodR skupaj/U v |
Zdajpoglejmo, kako izračunati.
visokoprepustni filter za visokotonce
Struktura takega filtra je precej preprosta. Sestavljen bo samo iz dveh delov - kondenzatorja in upora.
Vloga filtra, ki bo filtriral srednje- in nizkofrekvenčne komponente v zvočnem signalu, bo neposredno igrala vlogo samega kondenzatorja. In oprostite na tavtologiji, upor bo deloval kot upor, torej zmanjšal glasnost.
Pomembno: izenačevalnik iz glavne naprave ne prekine visokih frekvenc - to bo povzročilo slab zvok. Bolje je zmanjšati njihovo število z uporom.
Optimalni upor se bo štel za 4,0 in 5,5 Ohm.
Potrošni material za izdelavo
Za ustvarjanje visokofrekvenčnega filtra za visokotonski zvočnik boste potrebovali naslednje materiale:
- en upor 5,5 ohm;
- en upor 4,0 ohm;
- dva kondenzatorja MBM 1.0uF;
- lepilni trak ali toplotno skrčljiva cev.
Aktivni visokoprepustni filter
Aktivni filtri imajo veliko prednost pred svojimi pasivnimi, zlasti pri frekvencah pod 10 kHz. Dejstvo je, da pasivni vsebujejo tuljave povečane induktivnosti in kondenzatorje, ki imajo veliko kapacitivnost. Zaradi tega se izkažejo za obsežne in drage, zato njihova zmogljivost na koncu še zdaleč ni idealna.
Velika induktivnost je dosežena zaradipovečano število zavojev tuljave in uporaba feromagnetnega jedra. S tem se sprostijo njegove lastnosti čiste induktivnosti, saj ima dolga žica tuljave z velikim številom zavojev pomemben upor, na feromagnetno jedro pa vpliva temperatura, kar močno vpliva na njegove magnetne lastnosti. Zaradi dejstva, da je treba uporabiti veliko kapacitivnost, je treba uporabiti kondenzatorje, ki nimajo najboljše stabilnosti. Sem spadajo elektrolitski kondenzatorji. Filtri, imenovani aktivni, so v veliki meri brez zgornjih pomanjkljivosti.
Diferenciatorska in integratorska vezja so zgrajena z uporabo operacijskih ojačevalcev, so najpreprostejši aktivni filtri. Ko so elementi vezja izbrani v skladu z jasnimi navodili, ob upoštevanju odvisnosti od frekvence diferenciatorja, postanejo visokofrekvenčni filtri, na frekvenci integratorjev pa, nasprotno, postanejo nizkofrekvenčni filtri. Spodaj je prikazana fotografija, ki pojasnjuje vse zgoraj:
Visokotni filter na ojačevalniku
Razmislimo o nastavitvi ojačevalnika v avtomobilu.
Preden nastavite ojačevalnik v avtomobilu, morate vse nastavitve glavne naprave ponastaviti na nič. Frekvenca križanja mora biti nastavljena v območju 50-70 Hz. Sprednji kanalni filter na ojačevalniku v avtomobilu je nastavljen na visoke frekvence. Mejna frekvenca je v tem primeru nastavljena v območju 70-90 Hz.
Če bo zasnova predvidevala pokanalno ojačanje sprednjih zvočnikov, potem morate izvesti ločenonastavitve visokotonca. Za to je treba filter nastaviti v ustrezen položaj in izbrati mejno frekvenco v območju 2500 Hz.
Med drugim morate prilagoditi občutljivost ojačevalnika. Če želite to narediti, ga je treba sprva ponastaviti na nič, glavna stvar je prenesti napravo v način največje glasnosti in nato začeti povečevati občutljivost. V trenutku, ko se pojavi popačenje zvoka, morate prenehati vrteti gumb in rahlo zmanjšajte samo občutljivost.
Še vedno obstaja preprost način za preverjanje kakovosti zvoka: če se po vklopu slišijo kliki v nizkotoncu in pokanje v zvočniku, to pomeni, da prihaja do motenj v signalu..
Bass ne sme biti vezan na nizkotonec. Če želite to narediti, obrnite fazni nadzor na nizkotoncu za 180 stopinj. Če tega regulatorja ni, morate zamenjati pozitivno in negativno priključno žico.
Nastavite zvočni procesor. Če želite to narediti, morate prilagoditi časovne zakasnitve za vsak od kanalov. Na levem kanalu morate nastaviti časovni zamik, tako da zvok, ki prihaja iz levega zvočnika, doseže voznika hkrati z desnim. Zdeti bi se moral, kot da zvok prihaja iz središča kabine.
Poleg vsega naštetega lahko zvočni procesor odstrani vezavo nizkih tonov na zadnji strani kabine. Če želite to narediti, morate nastaviti enake zakasnitve v desnem in levem kanalu sprednje akustike. To bo odpravilo lokalizacijo nizkih tonov okoli nizkotonca.
Zdaj veš ne samokako izračunati in sestaviti frekvenčni filter z lastnimi rokami, pa tudi, kako čim bolj natančno nastaviti njegovo delovanje.
