Тази статия ще ви каже как да направите високочестотен филтър със собствените си ръце. Но преди да влезем в това, трябва да разберем нещо. Какви са самите високо и нискочестотни филтри.
Определение
Филтрите могат да бъдат разделени на горни (високи) и долни (ниски) честоти. Защо хората често казват "високи", а не "високи" честоти? Това се случва поради факта, че високите честоти в звуковата техника започват от два килохерца. Но два килохерца в радиотехниката са честотата на звука и затова се нарича „ниска“.
Има и такова нещо като средната честота. Отнася се до звуковата техника. И така, какво е средночестотен филтър? Това е комбинация от няколко от горните устройства. Може също да бъде лентов филтър.
Високочестотният филтър е електронно или друго устройство, което пропуска горните честоти на сигнала и което на входа потиска честотата на сигнала в съответствие с предварително зададена граница. Степента на потискане също ще зависи от конкретния тип филтър.
Нискочестотният се различава по това, че може да пропусне входящия сигнал,която ще бъде под зададената граница, като в същото време потиска високите честоти.
Обхват на приложение
Високочестотният филтър може да се използва за изолиране на високочестотни сигнали. Също така често се използва при обработката на аудио сигнали, например в отделни филтри, които също се наричат кросоувър филтри. Те също се използват за обработка на изображения, така че да може да се извърши преобразуване на честотния домейн.
Ето от какво се състои обикновен високочестотен филтър:
- Резистор.
- Кондензатор.
Работата на съпротивлението върху капацитета (R x C) е времевата константа (продължителност на процеса) за този филтър, която ще бъде обратно пропорционална на граничната честота в херци (единица за измерване на процесите на трептене).
Изчисляване на високочестотния филтър
И така, как можем да изчислим? За да завършите всички стъпки у дома, трябва да направите една от най-простите таблици за автоматично изчисление в Microsoft Excel, но за това трябва да можете да използвате формулите в тази програма.
Можете да използвате тази формула:
където f е граничната честота; R е съпротивлението на резистора, Ohm; C е капацитетът на кондензатора, F (фаради).
Видове
Представените устройства се предлагат в пет вида и сега ще ги разгледаме едно по едно.
- U-образна - изглеждат като буквата P;
- T-образна - прилича на буквата T;
- L-образна - наподобява буквата G;
- единичен елемент (кондензаторът служи като филтър за високичестоти);
- multi-link - това са същите L-образни филтри, само че в този случай те са свързани последователно.
U-образна
Можете да кажете, че тези филтри са същите като L-образните, но са съединени допълнително от още една част в началото. Всичко, което ще бъде написано за Т-образно, ще бъде вярно за U-образно. Единствената разлика е, че те ще увеличат маневрения ефект на радио веригата отпред.
За да изчислите U-образен филтър, ще трябва да използвате формулата за делител на напрежението и да добавите допълнителен шунтиращ резистор към първия елемент.
Ето примери за прехода на L-образния RC филтър към U-образния RC филтър също и високи честоти:
Можете да видите на изображението, че друг 2R резистор е добавен към оригиналната верига, успоредно на първата.
Ето пример за преобразуване в RL:
Тук вместо резистор ще се появи индуктор. Добавя се и втори (2L), разположен успоредно на първия.
И третият пример - преобразувания в LC:
Т-образна
T-образният филтър е същият L-образен филтър, само с добавянето на още един елемент.
Те ще бъдат изчислени по същия начин като делителя на напрежението, който ще се състои от две части с нелинейна честотна характеристика. След това към получената стойност трябва да добавите номера на реактивното съпротивление на третия елемент.
Можете да използвате и друг метод за изчисление,на практика обаче е по-малко точен. Същността му се крие във факта, че след получената стойност на първата изчислена част от L-образния филтър, променливата нараства или пада в удвояване и се разпределя върху два елемента.
Ако е кондензатор, тогава стойността на капацитета на намотките се удвоява, ако е резистор или дросел, тогава стойността на съпротивлението на намотките, напротив, пада два пъти.
Примерите за конверсия са показани по-долу.
Преход от L-образен RC филтър към T-образен:
Изображението показва, че трябва да се добави втори кондензатор (2C) за прехода.
Преход RL:
В този случай всичко е по аналогия. За успешен преход трябва да добавите втори резистор, свързан последователно.
Transition LC:
L-образна
L-образният филтър е делител на напрежение, който се състои от два компонента с нелинейна честотна характеристика (честотна характеристика). За този филтър е позволено да се използва схемата и всички формули за делител на напрежение.
Може да се представи така:
Ако заменим R1 с кондензатор, получаваме високочестотен филтър. Можете да видите снимка на модифицираната схема по-долу:
Формули за изчисление:
|
U вход=U изход(R1+R2)/R2; U изход \u003d U вR2 / (R1 + R2); R общо=R1+R2 R1=U входR2/U изход - R2; R2=U изходR общо/U в |
Сеганека да разгледаме как да изчислим.
Високочестотен филтър за пищялки
Структурата на такъв филтър е доста проста. Той ще се състои само от две части - кондензатор и съпротивление.
Ролята на филтъра, който ще филтрира средночестотните и нискочестотните компоненти в аудиосигнала, ще играе директно ролята на самия кондензатор. И извинете за тавтологията, съпротивата ще действа като съпротива, тоест ще намали нивото на звука.
Важно: високите честоти не се прекъсват от еквалайзера от основното устройство - това ще доведе до лош звук. По-добре е да намалите броя им със съпротива.
Оптималното съпротивление ще се счита за 4,0 и 5,5 ома.
Консумативи за изработка
За да създадете високочестотен филтър за високочестотния високоговорител, ще ви трябват следните материали:
- едно съпротивление 5,5 ома;
- едно съпротивление 4,0 ома;
- два кондензатора MBM 1.0uF;
- залепваща лента или термосвиваема тръба.
Активен високочестотен филтър
Активните филтри имат огромно предимство пред пасивните си колеги, особено при честоти под 10 kHz. Факт е, че пасивните съдържат намотки с повишена индуктивност и кондензатори, които имат голям капацитет. Поради това те се оказват обемисти и скъпи и поради това представянето им далеч не е идеално в крайна сметка.
Голяма индуктивност се постига благодарение наувеличен брой завои на бобината и използване на феромагнитна сърцевина. Това освобождава свойствата му на чиста индуктивност, тъй като дългата жица на бобината с голям брой завои има значително съпротивление, а феромагнитното ядро се влияе от температурата, което силно влияе върху магнитните му свойства. Поради факта, че е необходимо да се използва голям капацитет, е необходимо да се използват кондензатори, които нямат най-добра стабилност. Те включват електролитни кондензатори. Филтрите, наречени активни, до голяма степен са лишени от горните недостатъци.
Схемите на диференциатора и интегратора са изградени с помощта на операционни усилватели, те са най-простите активни филтри. Когато елементите на веригата се избират според ясни инструкции, като се спазва зависимостта от честотата на диференциатора, те стават високочестотни филтри, а на честотата на интеграторите, напротив, стават нискочестотни филтри. По-долу е дадена снимка, обясняваща всичко по-горе:
Високочестотен филтър на усилвателя
Нека помислим за настройка на усилвател в кола.
Преди да настроите усилвателя в колата, трябва да нулирате всички настройки на основното устройство. Честотата на кросоувъра трябва да бъде настроена в диапазона от 50-70 Hz. Филтърът на предния канал на усилвателя в колата е настроен на високи честоти. Граничната честота в този случай е зададена в диапазона от 70-90 Hz.
Ако дизайнът ще осигури усилване канал по канал на предните високоговорители, тогава трябва да проведете отделнонастройки на високоговорителя. За да направите това, филтърът трябва да бъде настроен в подходяща позиция и граничната честота трябва да бъде избрана в района на 2500 Hz.
Наред с други неща, трябва да регулирате чувствителността на усилвателя. За да направите това, първоначално трябва да се нулира, основното е да прехвърлите устройството в режим на максимален обем и след това да започнете да увеличавате чувствителността. В момента, когато се появи изкривяване на звука, трябва да спрете да въртите копчето, а също така трябва леко да намалите самата чувствителност.
Все още има лесен начин да проверите качеството на звука: ако след включване се чуят щракания в субуфера и пукане в високоговорителя, това означава, че има смущения в сигнала..
Басът не трябва да се свързва със субуфер. За да направите това, завъртете фазовия контрол на субуфера на 180 градуса. Ако този регулатор не е налице, тогава трябва да смените положителния и отрицателния свързващ проводник.
Настройте звуковия процесор. За да направите това, трябва да настроите закъсненията за всеки от каналите. Трябва да зададете закъснение на левия канал, така че звукът, идващ от левите високоговорители, да достига до водача едновременно с десния. Трябва да има усещането, че звукът идва от центъра на кабината.
В допълнение към всичко по-горе, звуковият процесор може да премахне свързването на басите в задната част на купето. За да направите това, трябва да зададете еднакви закъснения в десния и левия канал на предната акустика. Това ще премахне локализацията на басите около субуфера.
Сега знаете не самокак да изчислите и сглобите честотен филтър със собствените си ръце, но и как да настроите работата му възможно най-точно.
