Denne artikkelen vil fortelle deg hvordan du lager et høypassfilter med egne hender. Men før vi kommer inn på dette, må vi forstå noe. Hva er selve høy- og lavpassfiltrene.
Definition
Filtre kan deles inn i øvre (høy) og nedre (lav) frekvenser. Hvorfor sier folk ofte "høye" og ikke "høye" frekvenser? Dette skjer på grunn av det faktum at høye frekvenser i lydteknikk starter fra to kilohertz. Men to kilohertz i radioteknikk er lydens frekvens, og derfor kalles den "lav".
Det er også noe som heter gjennomsnittsfrekvensen. Det refererer til lydteknikk. Så hva er et midtpassfilter? Dette er en kombinasjon av flere av de ovennevnte enhetene. Det kan også være et båndpassfilter.
Et høypassfilter er en elektronisk eller annen enhet som passerer de øvre frekvensene til signalet, og som ved inngangen undertrykker signalfrekvensen i samsvar med en tidligere innstilt cutoff. Graden av undertrykkelse vil også avhenge av den spesielle typen filter.
Lavfrekvens skiller seg ved at den kan sende det innkommende signalet,som vil være under innstilt grenseverdi, samtidig som de undertrykker de høye frekvensene.
Anvendelsesomfang
Høypassfilteret kan brukes til å isolere høyfrekvente signaler. Det brukes også ofte i behandling av lydsignaler, for eksempel i separate filtre, som også kalles delefiltre. De brukes også til bildebehandling slik at frekvensdomenekonvertering kan utføres.
Dette er hva et enkelt høypassfilter består av:
- Resistor.
- kondensator.
Arbeidet med motstand på kapasitans (R x C) er tidskonstanten (varigheten av prosessen) for dette filteret, som vil være omvendt proporsjonal med grensefrekvensen i hertz (en måleenhet for oscillasjonsprosesser).
Beregner høypassfilteret
Så hvordan kan vi beregne? For å fullføre alle trinnene hjemme må du lage en av de enkleste automatiske beregningstabellene i Microsoft Excel, men for dette må du kunne bruke formlene i dette programmet.
Du kan bruke denne formelen:
Hvor f er grensefrekvensen; R er motstanden til motstanden, Ohm; C er kapasitansen til kondensatoren, F (farads).
Typer
De presenterte enhetene kommer i fem typer, og nå vil vi vurdere dem én etter én.
- U-formet - de ser ut som bokstaven P;
- T-formet - ligner bokstaven T;
- L-formet - ligner bokstaven G;
- enkeltelement (kondensator fungerer som et filter for høyfrekvenser);
- multi-link - dette er de samme L-formede filtrene, bare i dette tilfellet er de koblet i serie.
U-formet
Du kan si at disse filtrene er de samme som de L-formede, men de er i tillegg sammenføyd med en del til i begynnelsen. Alt som vil bli skrevet for T-formet vil være sant for U-formet. Den eneste forskjellen er at de vil øke shunteffekten på radiokretsen foran.
For å beregne et U-formet filter, må du bruke spenningsdelerformelen og legge til en ekstra shuntmotstand til det første elementet.
Her er eksempler på overgangen til det L-formede RC-filteret til det U-formede RC-filteret også høye frekvenser:
Du kan se på bildet at en annen 2R-motstand er lagt til den originale kretsen, parallelt med den første.
Her er et eksempel på konvertering til RL:
Her, i stedet for en motstand, vil en induktor dukke opp. En andre (2L) er også lagt til, plassert parallelt med den første.
Og det tredje eksempelet - konverteringer til LC:
T-formet
T-formet filter er det samme L-formede filteret, bare med tillegg av ett element til.
De vil bli beregnet på samme måte som spenningsdeleren, som vil bestå av to deler med en ikke-lineær frekvensgang. Deretter, til den oppnådde verdien, må du legge til antallet reaktanser for det tredje elementet.
Du kan også bruke en annen beregningsmetode,den er imidlertid mindre nøyaktig i praksis. Dens essens ligger i det faktum at etter den oppnådde verdien av den først beregnede delen av det L-formede filteret, vokser eller faller variabelen i dobling og fordeles over to elementer.
Hvis det er en kondensator, dobles verdien av kapasitansen til spolene, hvis det er en motstand eller en choke, så faller verdien av motstanden til spolene tvert imot to ganger.
Konverteringseksempler vises nedenfor.
Overgang fra L-formet RC-filter til T-formet:
Bildet viser at en ekstra kondensator (2C) må legges til for overgangen.
Transition RL:
I dette tilfellet er alt analogt. For en vellykket overgang må du legge til en ekstra motstand koblet i serie.
Transition LC:
L-formet
Et L-formet filter er en spenningsdeler som består av to komponenter med en ikke-lineær frekvensrespons (frekvensrespons). For dette filteret er det tillatt å bruke kretsen og alle formler for spenningsdeler.
Det kan representeres slik:
Hvis vi bytter ut R1 med en kondensator, får vi et høypassfilter. Du kan se et bilde av det endrede opplegget nedenfor:
Formler for beregning:
|
U inn=U ut(R1+R2)/R2; U ut \u003d U innR2 / (R1 + R2); R tot R1+R2 R1=U innR2/U ut - R2; R2=U utR tot alt/U inn |
Nåla oss ta en titt på hvordan du regner ut.
Høypassfilter for diskanthøyttalere
Strukturen til et slikt filter er ganske enkel. Den vil bestå av bare to deler - en kondensator og en motstand.
Rollen til filteret, som vil filtrere ut mellom- og lavfrekvente komponenter i lydsignalet, vil direkte spille rollen som selve kondensatoren. Og unnskyld tautologien, motstand vil fungere som motstand, det vil si redusere volumnivået.
Viktig: høye frekvenser kuttes ikke av equalizeren fra hovedenheten - dette vil føre til dårlig lyd. Det er bedre å redusere antallet med motstand.
Optimal motstand vil bli vurdert 4,0 og 5,5 Ohm.
Crafting forbruksvarer
For å lage et høypassfilter for diskanthøyttaleren trenger du følgende materialer:
- én motstand 5,5 ohm;
- én motstand 4,0 ohm;
- to kondensatorer MBM 1.0uF;
- gaffatape eller krympeslange.
Aktivt høypassfilter
Aktive filtre har en enorm fordel fremfor sine passive motparter, spesielt ved frekvenser under 10 kHz. Faktum er at passive inneholder spoler med økt induktans og kondensatorer, som har stor kapasitans. På grunn av dette viser de seg å være store og dyre, og derfor er ytelsen langt fra ideell til slutt.
Stor induktans oppnås pgaet økt antall omdreininger av spolen og bruk av en ferromagnetisk kjerne. Dette frigjør egenskapene til ren induktans, fordi den lange ledningen til spolen med et stort antall svinger har en betydelig motstand, og den ferromagnetiske kjernen påvirkes av temperatur, noe som i stor grad påvirker dens magnetiske egenskaper. På grunn av det faktum at det er nødvendig å bruke en stor kapasitans, er det nødvendig å bruke kondensatorer som ikke har den beste stabiliteten. Disse inkluderer elektrolytiske kondensatorer. Filtre, k alt aktive, er stort sett blottet for de ovennevnte ulempene.
Differensiator- og integratorkretser er bygget ved hjelp av operasjonsforsterkere, de er de enkleste aktive filtrene. Når kretselementer velges i henhold til klare instruksjoner, og observerer avhengigheten av frekvensen til differensiatoren, blir de høyfrekvente filtre, og på frekvensen til integratorer, tvert imot, blir de lavfrekvente filtre. Et bilde som forklarer alt ovenfor er gitt nedenfor:
Høypassfilter på forsterkeren
La oss vurdere å sette opp en forsterker i en bil.
Før du setter opp forsterkeren i bilen, må du nullstille alle innstillingene til hovedenheten. Delefrekvensen må stilles inn i området 50-70 Hz. Frontkanalfilteret på forsterkeren i bilen er satt til høye frekvenser. Grensefrekvensen i dette tilfellet er satt i området 70-90 Hz.
Hvis designet vil sørge for kanal-for-kanal-forsterkning av fronthøyttalerne, må du utføre en separatdiskantinnstillinger. For å gjøre dette må filteret settes i riktig posisjon og grensefrekvensen bør velges i området 2500 Hz.
Du må blant annet justere følsomheten til forsterkeren. For å gjøre dette, må den i utgangspunktet tilbakestilles til null, det viktigste er å overføre enheten til maksimal volummodus, og deretter begynne å øke følsomheten. I det øyeblikket lydforvrengning vises, må du slutte å vri på knappen, og du bør også redusere selve følsomheten litt.
Det er fortsatt en enkel måte å sjekke lydkvaliteten på: Hvis det, etter å ha slått på, høres klikk i subwooferen, og knitring i høyttaleren, betyr dette at det er forstyrrelse av signalet.
Bass skal ikke knyttes til en subwoofer. For å gjøre dette, vri fasekontrollen på subwooferen 180 grader. Hvis denne regulatoren ikke er til stede, må du bytte de positive og negative tilkoblingsledningene.
Sett opp lydprosessoren. For å gjøre dette må du justere tidsforsinkelsene for hver av kanalene. Du må stille inn en tidsforsinkelse på venstre kanal slik at lyden som kommer fra venstre høyttaler når føreren samtidig med den høyre. Det skal føles som om lyden kommer fra midten av hytta.
I tillegg til alt det ovennevnte, kan lydprosessoren fjerne bassbindingen på baksiden av kabinen. For å gjøre dette må du stille inn de samme forsinkelsene i høyre og venstre kanal på frontakustikken. Dette vil eliminere basslokalisering rundt subwooferen.
Nå vet du ikke barehvordan beregne og montere et frekvensfilter med egne hender, men også hvordan sette opp driften så nøyaktig som mulig.
