Tere päevast, kallid lugejad! Täna räägime lihtsa madalpääsfiltri kokkupanemisest. Kuid vaatamata lihtsusele ei jää filtri kvaliteet alla poest ostetud analoogidele. Nii et alustame!
Filtri peamised omadused
- Lõikesagedus 300 Hz, kõrgemad sagedused on ära lõigatud;
- Toitepinge 9-30 V;
- Filter tarbib 7 mA.
Skeem
Filtri ahel on näidatud järgmisel joonisel:
Osade nimekiri:
- DD1 – BA4558;
- VD1 - D814B;
- C1, C2 - 10 uF;
- C3 - 0,033 uF;
- C4 - 220 nf;
- C5 - 100 nf;
- C6 - 100 uF;
- C7 - 10 uF;
- C8 - 100 nf;
- R1, R2 - 15 kOhm;
- R3, R4 - 100 kOhm;
- R5 - 47 kOhm;
- R6, R7 - 10 kOhm;
- R8 - 1 kOhm;
- R9 - 100 kOhm - muutuv;
- R10 - 100 kOhm;
- R11 - 2 kOhm.
Madalpääsfiltri valmistamine
Pinge stabiliseerimisseade on kokku pandud takisti R11, kondensaatori C6 ja zeneri dioodi VD1 abil.
Kui toitepinge on alla 15 V, tuleks R11 välja jätta.
Sisendsignaali lisaja on kokku pandud komponentidele R1, R2, C1, C2.
Seda saab välistada, kui sisendisse antakse monosignaal. Sel juhul tuleks signaaliallikas ühendada otse mikrolülituse teise kontaktiga.
DD1.1 võimendab sisendsignaali ja DD1.2 paneb filtri ise kokku.
Kondensaator C7 filtreerib väljundsignaali, R9, R10, C8 peal on realiseeritud helijuhtimine, selle saab ka välistada ja signaali eemaldada C7 negatiivsest jalast.
Oleme vooluringi välja mõelnud, nüüd jätkame trükkplaadi valmistamisega. Selleks vajame klaaskiust laminaati mõõtmetega 2x4 cm.
Madalpääsfiltriplaadi fail:
(allalaadimisi: 420)
Lihvige pind peeneteralise liivapaberiga läikima ja rasvatage pind alkoholiga. Prindime selle joonise välja ja kanname LUT meetodil tekstoliidile.
Vajadusel värvige teed lakiga.
Nüüd peaksite valmistama söövituslahuse: lahustage 1 osa sidrunhapet kolmes osas vesinikperoksiidis (vahekorras vastavalt 1:3). Lisage lahusele näpuotsatäis soola; see on katalüsaator ja ei osale söövitusprotsessis.
Kastame tahvli ettevalmistatud lahusesse. Ootame, kuni liigne vask selle pinnalt lahustub. Söövitusprotsessi lõpus võtame oma tahvli välja, loputame seda jooksva veega ja eemaldame tooneri atsetooniga.
Jootke komponendid, kasutades juhendina seda fotot:
Joonise esimeses versioonis ei teinud ma R4 jaoks auku, nii et jootsin selle altpoolt, see defekt kõrvaldatakse allalaaditavas dokumendis.
Tahvli tagaküljel peate jootma hüppaja:
Kui kasutada kaasaegset raadiot, mille akustiline tundlikkus on 89 dB või kõrgem, on helitugevus tavaliselt täiesti piisav. Seetõttu on esimene (eelarve)võimendi reeglina mõeldud eelkõige subwooferile. Tavaliselt on signaali konditsioneerimisseade, kuid selle võimalused on piiratud. Enamasti on filtritel fikseeritud väljalülitussagedus. Ja spetsialiseeritud võimendi sujuvalt häälestatavate filtritega pole enam eelarve asi.
Kavandatud skeemid on mõeldud just sellisteks juhtudeks. Enamik neist töötati välja "töötajate soovil. Seetõttu on muide trükkplaatide jooniseid vähe - see on puhtalt individuaalne asi, sõltub detailidest ja paigutusest tervikuna. Aga palju sõltub tahvlil, sh “rehade” arv, millele raadioamatöör kordamisel astub, nii et kõik täiendused on teretulnud.Praegu projekteerin tahvleid ainult “isiklikuks kasutamiseks” mõeldud kavandite jaoks, kõige jaoks ei jõua aega ...
Arendamise käigus seati kaks tingimust:
- leppige ainult unipolaarse 12-voldise toiteallikaga, et mitte tegeleda muundurite valmistamisega ja mitte minna võimendi sisse kõrgendatud pinge pärast
- skeem peaks olema äärmiselt lihtne ega vaja kordamiseks erikvalifikatsiooni.
Esimene diagramm on mõeldud kõige lihtsamate paigalduste jaoks. Seetõttu pole selle omadused kaugeltki ideaalsed, kuid võimalused on täiesti piisavad. Lõppsageduse sageduse häälestamise lai valik võimaldab bassikõlarit kasutada peaaegu kõigi akustiliste süsteemidega. Kui raadiol pole lineaarseid väljundeid, pole see oluline. Ahel võib töötada ka raadio "kõlari" väljunditest. Selleks on vaja ainult tõsta takistite R1, R2 takistust 33...100 kOhm-ni.
Subwooferi reprodutseeritava laia sagedusriba korral on heli "sobitamiseks" eesmiste kõlaritega vaja kasutada reguleeritavat faasinihutit. Kõige lihtsama faasinihutiga summari vooluring on näidatud järgmisel joonisel. Võrreldes eelmise skeemiga on piirsageduse häälestamise piirangud mõnevõrra kitsendatud, kõik muud soovitused jäävad kehtima. Trükkplaati pole kaasas - olgu see "kodutöö".
Lihtsamate skeemide võimalused on aga piiratud. Passiivne summaar tekitab suure signaali sumbumise, mis sunnib võimendit kasutama maksimaalset tundlikkust. Lisaks võib raadio puhverdamata lineaarsest väljundist töötades (ja eelarveridadel on need kõik sellised) stereokanalite eraldatus halveneda summari madala sisendtakistuse tõttu.
Seetõttu peate minema vasaku ja parema kanali signaalide aktiivsele mikserile. Kõige mugavam on seda teostada väljatransistoride abil - üle 3-voldise väljalülituspingega transistoride kasutamisel (KP303G, KP303E) saavutatakse vajalik töörežiim ilma värava nihketa. Sel juhul on sisendi lahtisidestuskondensaator valikuline. Ja see on täiendav helikvaliteedi paranemine. Ja väljatransistorid ise on "üllasemad".
Kui võimendi sisseehitatud filter on rahuldav, saab ahelat lihtsustada.
Ja lõpuks, kui teil on kõik, mida vajate, ja vajate ainult faasilülitit.
Lõpuks, kui bassikõlar on midagi keerukamat kui suletud kast, tuleks võimenduskanalisse lisada madalfilter. Tõsi, kvaliteediteguri suurendamiseks oli vaja seda teostada kolmanda järgu skeemi järgi, kuigi sageduskarakteristik vastab teisele.
Juhtudel, kui peate ehitama subwooferi signaali konditsioneerimisseadme otse võimendisse, on mõttekas lülituda bipolaarsele op-amp toiteallikale. Allpool on vooluringi versioon, mida täiendavad kõrgetasemeline sisend ja võimenduse juhtimine. Takisti R18 määrab minimaalse väljundsignaali taseme. Kui peate selle nullini vähendama, tuleks takisti asendada hüppajaga või vähendada takistust 100-200 oomini. Sisendastmed ja filter jäid praktiliselt muutumatuks, kuid tõstes toitepinget 15 V-ni, suurendati veidi ülekoormusvõimet. Filtri reitingute kerge muutus suurendas selle kvaliteeditegurit ja selle tulemusena suurenes sageduskarakteristiku kalle otse pöördetsoonis. Laia ribaga läheneb see kolmanda järgu filtrile. Seadistamisel peate tagama, et transistori VT3 emitteri konstantne pinge oleks 6-7 volti.
Kui teil on vaja selle filtri ülekandekoefitsienti suurendada, saate väljatransistoride allikate takistitest mööda minna elektrolüütkondensaatoritega, mille võimsus on 10 mikrofaradi või rohkem. Võimendus suureneb umbes 3 korda, kuid on moonutamise oht.
Osad ja paigaldus
Lõikesageduse sujuvaks reguleerimiseks on vaja mittelineaarse takistussõltuvusega (tüüp B) takisteid. Mootori keskmises asendis on ühe “hobuseraua” poole takistus märgatavalt suurem kui teisel. Need tuleb sisse lülitada, et mootor lühistaks suurema takistusega sektsiooni.
Keraamilisi kondensaatoreid ei saa mikrofoniefekti tõttu heliteel kasutada, neid saab paigaldada ainult toiteahelasse. Odavatest ja ligipääsetavatest on kõige parem kasutada polüpropüleeni, fluoroplasti või lavsaani. Näiteks K73-17 (0,01–6,8 mikrofaradi, pinge 50–630 V, hind 0,5–8 rubla tüki kohta olenevalt suurusest ja tolerantsist). Kondensaatorid tuleb valida paarikaupa minimaalse levikuga (oluline pole mahtuvuse täpne väärtus, vaid kanalite ebakõla). Paljud kaasaegsed multimeetrid võimaldavad mõõta mahtuvust otse. Kui see pole võimalik, on parem kasutada 5% tolerantsiga kondensaatoreid.
Kanalite väljatransistorid tuleb valida paarikaupa, lähtudes algsest äravooluvoolust ja väljalülituspingest. Kui see pole võimalik, on parem kasutada samast partiist pärinevaid transistore - pakendi sees on parameetrite levik tavaliselt väike. KP303 asemel saab kasutada KPS seeria kooste, kus paaride identsus on tehnoloogiliselt tagatud. KT3102E asemel saab kasutada mistahes teisi n-p-n transistore, mille vooluülekandetegur on üle 50. Ühesõnaga avanevad laiad võimalused loovuseks...
Häirete vältimiseks peate KP303 transistoride jaoks ühendama transistori maandusjala (korpuse klemm) ühise juhtmega. Sisendjagurid peaksid olema ka võimalikult lähedal transistorile, et vältida pikki juhtmeid jaoturi-värava ahelas. See on eriti oluline, kui jagaja takistus on kõrge.
Allikas http://www.bluesmobil.com/shikhman/ A. I. Shikhatov 1999-2003
Madal- ja kõrgpääsfiltrid on iga võimendi lahutamatu osa. Tavaliselt paigaldatakse need elektrimähise kõrvale. Sel juhul pole liikuvaid elemente. Selliste seadmete peamised parameetrid hõlmavad ribalaiust. Lisaks saavad spetsialistid arvutada signaali pealtkuulamist. Kui me räägime madala vibratsiooniga filtritest, võib neid kõige sagedamini leida bassikõlaritest. Sellisel juhul tegeleb muundur kõrgsageduslainete muutmisega.
Kuidas teha lihtsat filtrit?
Madalpääsfiltri oma kätega kokkupanemiseks on kõige parem valida algselt magnetvõrk. Elektriline mähis peaks sel juhul asuma takistite taga. Praeguse ribalaiuse suurendamiseks kasutatakse spetsiaalset eelvalijat. Lisaks mängib see seadmes juhi rolli. Filtri signaali pealtkuulamine sõltub ainult kondensaatorite tüüpidest.
Tänapäeval peetakse kõige levinumaks põllumudeleid. Nende mahtuvus kõigub keskmiselt umbes 3 pF. Kõik see stabiliseerib lõpuks lühilaineimpulsse ahelas. Kunstlike signaalide loomiseks kasutatakse kajakat. Teisendus peaks sel juhul toimuma piiravat sagedust muutmata.
Filtri arvutamine
Madalpääsfiltri arvutamine toimub väljalülitusvõnkumiste kaudu. Lisaks võtab valem arvesse konstantset signaali edastuskoefitsienti. Kui me räägime aktiivsetest filtritüüpidest, siis võetakse arvesse ka kondensaatorite mahtuvust. Võnkumiste amplituudi arvestamiseks arvutatakse täiendavalt ülekandefunktsioon. Kui väljundsagedus lõpuks ületab algsed parameetrid, on alalisvoolu võimendus positiivne.
Aktiivsed filtritüübid
Aktiivne madalpääsfilter eristub eelkõige selle suure ribalaiuse poolest sagedusel 5 Hz. Lisaks on süsteemi paigaldatud signaali pealtkuulamise elemendid. Sel juhul on kondensaatorid joodetud spetsiaalsele magnetvõrele. Piiramissageduse reguleerimiseks kasutatakse transistore. Seadme võimalusi saab laiendada kondensaatorite lisamisega ahelasse. Nende mahtuvus peab olema vähemalt 40 pF.
Positiivse tagasiside saamiseks kasutatakse analoogmodulaatorit. See on paigaldatud ahelasse ainult kondensaatorite taha. Süsteemi võnkeahelaid saab stabiliseerida zeneri dioodide abil. Nende ribalaius peab olema vähemalt 5 Hz. Sel juhul sõltub negatiivse takistuse parameeter otseselt sagedusvahemiku kattumisest.
Passiivsete filtrite tüübid
Passiivne madalpääsfilter töötab vibratsiooni moonutamise põhimõttel. See juhtub reverbi paigaldamisega. Kõik vooluahela elemendid asuvad sel juhul magnetvõrgul. Filtrites kasutatakse laias valikus modulaatoreid. Tänapäeval peetakse kõige levinumaid kahepoolseid analooge.
Võnkumiste perioodiline muutus võib lisaks toimuda transistoride asendi muutmisega. Filtris peaks kokku olema kolm kondensaatorit. Sel juhul sõltub palju võimendi enda ribalaiusest. Kui see parameeter ületab 10 Hz, peab seadmes olema vähemalt neli kondensaatorit.
Lisaks arvutatakse enne nende paigaldamist maksimaalne pinge. Selleks peate võtma toiteallika nimivoolu ja, võttes arvesse kondensaatorite mahtuvust, seostama selle põiktalaga. Filtri tundlikkuse minimeerimiseks kasutatakse spetsiaalseid tetroode. Need elemendid on üsna kallid, kuid signaali edastamise kvaliteet on oluliselt paranenud.
PR1 takistitel põhinevad seadmed
Nende takistitega esmajärguline madalpääsfilter suudab taluda maksimaalset takistust 4 oomi. Kõik vooluringi elemendid asuvad reeglina magnetvõrgul. Süsteemi saab paigaldada mitmesuguseid kondensaatoreid. Sel juhul on oluline ribalaiuse indikaator eelnevalt välja arvutada. Kui kondensaatorite mahtuvus ületab 2 pF, tuleb kasutada zeneri dioodi.
Lisaks paigaldavad mõned spetsialistid reverberaatori, mis võib vibratsiooni amplituudi oluliselt vähendada. Vahesagedus sõltub sel juhul üsna tugevalt ahelate sidumisest. Toiteallika nimipinge peab olema vähemalt 20 V. Et madalpääsfilter häiretega edukalt toime tuleks, on süsteemis olevad dioodid räni tüüpi. Kui toiteallikas on seatud üle 30 V, võivad transistorid lõpuks läbi põleda.
Kuidas PR2 takistitega mudelit kokku panna?
Seda tüüpi takistitega lihtsat madalpääsfiltrit saab üsna edukalt kasutada ka 30 V toiteallikaga. Sel juhul peab ribalaiuse parameeter olema vähemalt 40 Hz tasemel. Süsteemis on positiivne tagasiside tänu võnkumiste stabiilsusele.
Negatiivse takistuse parameeter sõltub suuresti impulsside töötsüklist. Madalpääsfiltri arvutamisel tuleb sel juhul arvestada kontsentratsioonindikaatorit. Kondensaatorid on otstarbekam paigaldada mahtuvuslikku tüüpi süsteemi. Dioodsildu kasutatakse seadmetes üsna harva. See on tingitud just resonantssageduste puudumisest.
Võimsate muunduritega mudelid
Võimsate muunduritega filtrid võivad märkimisväärselt suurendada läbilaskvust - kuni 33 Hz. Sel juhul ei ületa süsteemi negatiivne takistus 4 oomi. Rullid on sel juhul elektrilised. Liikuvaid elemente omakorda ei kasutata. Filtri eelselektor asub tavaliselt vahetult spiraali taga. Erinevate rikete riskide minimeerimiseks kasutatakse spetsiaalseid zeneri dioode.
Sel juhul tuleks valida analoogtüüpi takistid. Seadmes tagasiside vähendamiseks paigaldatakse kondensaatorid paarikaupa. Mõnel juhul kasutatakse kahekordse toimega zeneri dioode. Siiski on neil ka puudusi. Esiteks peaksime märkima seadme tundlikkuse üsna järsku tõusu.
Kondensaatoritega seadmed
Mahtuvuslike kondensaatoritega filtreid iseloomustab stabiilne vooluahela häälestamine. Sel juhul sõltub ribalaiuse parameeter otseselt elektrimähise tüübist. Kui arvestada kromaatilisi analooge, eristatakse neid kõrge piirava sagedusparameetri poolest. Lisaks on oluline arvestada filtris olevate kondensaatorite mahtu. Impulsside järjestuse töötsükkel sõltub ainult muunduri tüübist.
Mõnel juhul ei tööta madalpääsfilter temperatuuri järsu tõusu tõttu. Sel juhul on vaja täiendavalt paigaldada türistor mähise lähedusse. Seda tüüpi filtrid ei saa töötada inertsiaalvõimenditega. Lisaks tuleb arvestada, et toiteallikas peab vastu pidama maksimaalsele pingele vähemalt 30 V.
Välikondensaatoritega mudelid
Madalpääsfiltreerimine väljakondensaatorite abil on üsna tavaline. See on suuresti tingitud selle odavusest. Sel juhul on ribalaiuse parameeter 5 Hz. Ahela negatiivne takistus sõltub omakorda paigaldatud transistoridest. Kui kasutate ühe kanaliga elemente, vähendavad need oluliselt võrdluspinget.
Filtri tegeliku induktiivsuse hälve sõltub seadme tundlikkusest. Zeneri dioode kasutatakse süsteemis üsna harva. Kui aga negatiivse takistuse parameeter ületab 5 oomi, tuleks neid kasutada. Lisaks võite mõelda türistorite kasutamisele. Need elemendid aitavad paljuski dipooliga süsteemis toime tulla. Seega väheneb seadme tundlikkus oluliselt.
Kuidas kasutada pikisuunalist resonaatorit?
Pikisuunalisi resonaatoreid paigaldatakse filtritesse üsna harva. Need seadmed on mõeldud vooluringide liidese parandamiseks. Selle tulemusena võib ribalaiuse parameeter tõusta 40 Hz-ni. Selleks, et süsteem korralikult töötaks, on lisaks paigaldatud zeneri dioodid. Eelvalijad on sel juhul kasutud. Samuti peate enne zeneri dioodi paigaldamist mõtlema negatiivse takistuse parameetrile.
Kui see ületab 5 oomi, tuleb kasutada mahtuvuslikke kondensaatoreid. Süsteemitõrkeid saab minimeerida mitmel viisil. Kõige populaarsemaks neist peetakse päästikute paigaldamist. Lisaks soovitavad paljud eksperdid asetada mähiste lähedusse spetsiaalsed piirajad. Need seadmed võimaldavad lõpuks resonaatoril stabiilsemalt töötada.
Dielektriliste takistite kasutamine ahelas
Dielektrilised takistid filtrites ei ole väga haruldased. Need on ette nähtud negatiivse takistuse parameetri vähendamiseks. Samas on võimalik kasutada võimsaid toiteallikaid. Sel juhul kasutatakse peamiselt võrdlustüüpi dioode. Resonantssageduste sobitamine sõltub ainult takisti väljundist.
Filtri kondensaatorid valitakse võimsusega vähemalt 5 pF. See on vajalik ribalaiuse parameetri suurendamiseks vähemalt 3 Hz-ni. Kõik see normaliseerib lõppkokkuvõttes seadme tundlikkust. Lisaks kasutatakse filtri arvutamiseks võrdluspinge indikaatorit. Keskmiselt on see 30 V. Kui türistoreid süsteemis ei kasutata, võivad lõpuks kannatada takistid.
Modulaatoritega mudelid
Modulaatoriga madalpääsfilter on vajalik selleks, et kasutaja saaks seadet häälestada. Kuid selliste seadmete ribalaiuse parameeter võib olla erinev. Modulaator paigaldatakse tavaliselt magnetvõrele. Kasutada saab eelvalijat, mis on seotud ülaltoodud elemendiga. Lisaks tuleb märkida, et modulaator on mõnel juhul võimeline tekitama madallaine häireid. See on tingitud võrdluspinge suurenemisest. Riskide minimeerimiseks on sel juhul parem paigaldada modulaatori kõrvale keskmise võimsusega zeneri diood.
Lairiba filtritakistid
Lairibatakistitega madalpääsfiltriga võimendil on nii eeliseid kui ka ilmselgeid puudusi. Kui kaalume eeliseid, on oluline märkida selle suur läbilaskevõime. Katoodiühendus toimub sel juhul väikese plaadi kaudu. Selliste takistite puuduseks peetakse suurenenud tundlikkust.
Selle tulemusena muutub kondensaatorite töö palju raskemaks. Mõnel juhul on elektrimähisele lisakoormus. Igal juhul on riskide minimeerimiseks oluline filter arvutada. Selleks ei võeta arvesse mitte ainult läbilasketegurit, vaid ka süsteemi paigaldatud kondensaatorite mahtuvust.
Tänapäeval on subwoofer iga kodukino lahutamatu osa. Samas mitte ainult kodus. Avalikes kinodes on ka subwooferid. Nende ülesanne on reprodutseerida maksimaalse realistlikkusega tulistamist, plahvatusi, üle ekraani roomava tanki mürinat või ekraani külmas välisruumis hõljuvat tähtedevahelist galaktilist keiserlikku ristlejat. Jah, jah, ma tean, et ristlejad sõidavad vaikselt avakosmoses, kuid vapustava Tähesõdade filmieepose lavastanud George Lucasel on selles küsimuses hoopis teine arvamus. Ja see on õige arvamus, sest üks asi on vaadata vaikset keiserlikku ristlejat ja teine asi on kuulda ja isegi tunda võimsa masina möödumist. Jah, ma ei rääkinud tunnetusest midagi, sest võimsa subwooferi tekitatud madala sagedusega vibratsiooni tunnetab sõna otseses mõttes kogu keha.
Tegelikult on bassikõlar ise võimas madala sagedusega kõlar, mis on ühendatud mitme kanaliga võimendisüsteemi spetsiaalse subwooferi kanaliga. Filmi heliriba salvestamisel kirjutatakse subwooferi kanal eraldi, nii et kogu selles sisalduv teave on ainult selle kohta, kus ja millal ning millise jõuga paugutada. Kuid see on digitaalse signaali salvestamise puhul. Analoogsalvestuse ja taasesituse ajal saab subwooferi kanali signaali eraldada üldisest fonogrammi signaalist spetsiaalse madalpääsfiltri – LPF abil.
Üldjuhul genereerib subwooferi kanali signaali just madalpääsfilter ja just selle parameetritest sõltub, kui võimsalt, rikkalikult ja selgelt subwoofer buumib. Muidugi ei sõltu see mitte ainult madalpääsfiltrist, vaid ka bassikõlari enda akustilisest disainist, kui kõrgele järgmisel filmivõttel või plahvatusest toolil hüppate, kuid nüüd vaatame madalpääs- läbida filter.
Madalpääsfiltri kahte kõige olulisemat parameetrit nimetatakse: piirsagedus ja kalle.
Alustame esimesest.
Fakt on see, et subwooferi kõlar on suur, raske, kohmakas, enamasti tohutu difuusoriga, mis on loodud kõrge helirõhu tekitamiseks, surudes vaataja toolile. Selle hajuti võnkeamplituud peab olema üsna suur, nii et väljundvõimendist antakse subwooferile väga korralik võimsus. Kui me kõlarisse antava signaali RF komponente välja ei filtreeri, põletame selle lihtsalt läbi, sest füüsiliselt ei saa see nii kiiresti liikuda, mille tagajärjel kõlari mähis kuumeneb üle ja hävib.
Seega lõikab meie madalpääsfilter lihtsalt sisendsignaalist ära subwooferi jaoks mittevajalikud sagedusvahemiku osad ja jätab väljundisse ainult need, mis bassikõlarit ei riku ja mida see tõhusalt taastoodab.
Vaatame madalpääsfiltri amplituud-sagedusreaktsiooni (jah, esimene pilt!):
Seega on piirsagedus inimese mõistes sagedus, millest üle väljundsignaali amplituud järsult langeb. Vaata vasakpoolset pilti: selline peaks välja nägema ideaalne madalpääsfilter - kuni teatud sageduseni on signaal, pärast seda pole. Kuid tegelikkus, nagu tavaliselt, on mõnevõrra hullem. Parempoolne pilt näitab tõelise madalpääsfiltri tööd. Sagedust, mille juures väljundsignaali taset nõrgeneb 3 dB võrra, nimetatakse madalpääsfiltri piirsageduseks – Fav. pildil. Nagu parempoolselt pildilt näha, siis päris madalpääsfilter ei summuta signaali üle piirsageduse kohe, vaid järk-järgult ja siin on võimalus liikuda edasi madalpääsfiltri teise põhitunnuse juurde - languse kalle.
Teadupärast on ideaali poole püüdlemine inimkonna suurim viga. Sellegipoolest ei lakka inimkond kunagi seda jälitamast, korjates teel suuri kaadreid.
Madalpääsfiltriga on sama lugu. Nagu näete ülaltoodud pildil, pöörab ideaalne madalpääsfilter sageduskarakteristikut piirsagedusel 90 kraadi võrra, see tähendab, et madalpäässageduse väljundisse ei ilmu mitte ühtegi signaali tilka üle piirsageduse. filter. See on ideaalne madalpääsfiltri kalle.
Iga tõelise madalpääsfiltri puhul on see omadus lamedam ega muutu kunagi ideaalseks, kuid võib sellele võimalikult lähedale jõuda.
Vaatame teist joonist - see näitab madalpääsfiltri kaldenurka sõltuvalt nn madalpääsfiltri järjestusest - filtri moodustavate ühikute arv.
Mida rohkem on madalpääsfiltris linke, seda lähemal on selle sagedusreaktsioon ideaalile. Kuid siinkohal tuleb märkida, et filtri linkide arvu suurenemine põhjustab selle vooluahela keerukuse ja selle tagajärjel filtri valmistatud elektrooniliste komponentide arvu ja sellest tulenevalt selle seadme hinna suurenemise. Lisaks muidugi suureneb müra ja moonutused ning väheneb väljundsignaali amplituud.
Madalpääsfiltri lihtsaim link näeb välja järgmine:
See on esimese järgu passiivne madalpääsfilter. Selliseid seoseid järjest kaasates on võimalik saavutada väga oluline langus. Kuid samal ajal, nagu eespool märgitud, suureneb helitee müra ja moonutused märkimisväärselt. Veelgi enam, sellise filtri sisend- ja väljundtakistuse sobitamiseks on vaja paigaldada madalpääsfiltri sisendisse ja väljundisse puhvervõimendid. Vastasel juhul mõjutavad signaaliallika takistus ja filtri koormuse takistus oluliselt väljalülitussagedust.
Seetõttu kasutatakse madalpääsfiltrite ehitamiseks enamasti operatiivvõimenditel põhinevaid aktiivseid filtriahelaid.
Siin on näiteks aktiivne teist järku madalpääsfilter:
Vaatamata filtri enda lihtsusele, tuleb meeles pidada puhvervõimendeid, mida on vaja ka seda tüüpi madalpääsfiltrite jaoks. Ja pealegi ei piisa 2. järjekorrast, mis tähendab, et kaks sellist filtrit on vaja järjestikku ühendada.
Üldiselt kasvab skeem korralikult.
Enamgi veel. Kui hakkate alles uurima bassikõlareid ja kõike nendega seonduvat, hakkate kindlasti lugema spetsiaalseid saite ja foorumeid, kus arutatakse teatud madalpääsfiltrite ehitamise meetodeid. Ja siis selgub, et muu hulgas on olemas Chebyshev filter, Butterworthi filter, elliptiline filter ja Sallen-Key filter. Ja igal vooluringilahendusel on oma plussid ja miinused. Ausalt öeldes võid end kergesti maha matta.
Ilmselt, olles seda kõike iidses vene melanhoolias vaadanud, kratsis Taiwani ettevõte PTC pead ja lasi välja suurepärase mikroskeemi - PT2351 - kolmanda järgu Sallen-Key madalpääsfiltri.
8-kontaktilises pakendis olev mikroskeem sisaldab kõiki elemente, mis on vajalikud väga korralike omadustega madalpääsfiltri ehitamiseks.
Allikast tulev stereosignaal suunatakse kahte suure sisendtakistusega puhvervõimendisse. Signaal segatakse ja normaliseeritakse segisti taseme järgi, pärast mida läheb see otse madalpääsfiltrisse, millel on sisseehitatud väljundpuhver (väljundtakistus - ainult 40 oomi), mis võimaldab teil filtri otse ühendada laadige ilma täiendava tantsimiseta operatsioonivõimendi puhvriga.
Sellise filtri väljalülitussageduse määravad välised kondensaatorid.
Selle mikroskeemi põhjal töötati välja isekoostekomplekt NM0103 “LPF subwooferile”.
Peamised tehnilised omadused:
Skemaatiline diagramm:
Nagu näete, on vooluahel lihtne, väga väikese arvu väliskomponentidega.
Ahel on universaalne – tänu sisseehitatud pingestabilisaatorile VD1, R3, C6 saab seda madalpääsfiltrit kasutada nii auto subwooferi ehitamiseks kui ka kodukino või 2.1 muusikasüsteemide jaoks. Maksimaalne filtrile antav toitepinge on 20 volti. Kui aga suurendate takistit R3, saate teha rohkem.
Toiteallikas on unipolaarne, mis hõlbustab oluliselt sellise filtri integreerimist olemasolevasse heliteesse.
Filtri väljalülitussageduse määrab kondensaatorite C3, C7 mahtuvus. Komplekt sisaldab kahte erineva võimsusega kondensaatorite komplekti madalpääsfiltri ehitamiseks, mille piirsagedus on 60 Hz või 80 Hz.
Filtri sagedusreaktsioon:
Noh, kui mingil põhjusel komplekti kuuluvate kondensaatorite nimiväärtused teile ei sobi, saate need valida allolevast tabelist:
Mõned kondensaatorite nimiväärtused on mittestandardsed ja koosnevad kahest standardsest kondensaatorist; nimiväärtused on märgitud sulgudes.
Selle vooluahela puuduste hulgas, võrreldes op-amplitel põhinevate vooluahelatega, võib märkida katkestussageduse sujuva reguleerimise võimatust, samuti väljundsignaali faasi reguleerimise puudumist. Aga kui sageli on selliseid kohandusi vaja?
"- tähendab aktiivset madalpääsfiltrit. See on eriti kasulik stereohelisüsteemi laiendamisel täiendava kõlariga, mis taasesitab ainult kõige madalamaid sagedusi. See projekt koosneb teise järgu aktiivsest filtrist reguleeritava piirsagedusega 50–250 Hz, võimenduse juhtimisega (0,5–1,5) sisendvõimendist ja väljundastmetest.
Disain võimaldab otseühendust sildvõimendiga, kuna signaalid on üksteisega 180 kraadi faasist väljas. Tänu plaadil olevale sisseehitatud toiteallikale ja stabilisaatorile on võimalik filtrit varustada sümmeetrilise pingega võimsusvõimendilt - tavaliselt bipolaarne 20 - 70 V. Madalpääsfilter sobib ideaalselt töötamiseks tööstuses ja kodus -valmistatud võimendid ja eelvõimendid.
Madalpääsfiltri skeem
Subwooferi filtriahel on näidatud joonisel. See töötab kahe operatiivvõimendi U1-U2 (NE5532) baasil. Esimene neist vastutab signaali summeerimise ja filtreerimise eest, teine aga selle vahemällu salvestamise eest.
Subwooferi madalpääsfiltri skemaatiline diagramm
Stereosisendsignaal antakse konnektorisse GP1 ja seejärel kondensaatorite C1 (470nF) ja C2 (470nF), takistite R3 (100k) ja R4 (100k) kaudu võimendi U1A inverteerivasse sisendisse. See element rakendab reguleeritava võimendusega signaali liitjat, mis on kokku pandud klassikalise vooluahela järgi. Takisti R6 (27k) koos P1-ga (50k) võimaldab reguleerida võimendust vahemikus 0,5 kuni 1,5, mis võimaldab teil valida subwooferi võimenduse tervikuna.
Takisti R9 (100k) parandab võimendi U1A stabiilsust ja tagab selle hea polarisatsiooni sisendsignaali puudumisel.
Võimendi väljundist tulev signaal läheb U1B ehitatud teist järku aktiivsesse madalpääsfiltrisse. See on tüüpiline Sallen-Key arhitektuur, mis võimaldab saada erineva kalde ja amplituudiga filtreid. Selle karakteristiku kuju mõjutavad otseselt kondensaatorid C8 (22nF), C9 (22nF) ja takistid R10 (22k), R13 (22k) ja potentsiomeeter P2 (100k). Potentsiomeetri logaritmiline skaala võimaldab teil nuppu keerates saavutada lõikesageduse lineaarse muutuse. Lai sagedusvahemik (kuni 260 Hz) saavutatakse potentsiomeetri P2 äärmise vasakpoolse asendiga, paremale pööramine põhjustab sagedusriba ahenemise 50 Hz-ni. Alloleval joonisel on näidatud kogu vooluringi mõõdetud amplituudireaktsioon potentsiomeetri P2 kahe äärmise ja keskmise asendi jaoks. Igal juhul seati potentsiomeeter P1 keskmisesse asendisse, andes võimenduse 1 (0 dB).
Filtri väljundist saadavat signaali töödeldakse võimendi U2 abil. Elemendid C16 (10pF) ja R17 (56k) tagavad U2A m/s stabiilse töö. Takistid R15-R16 (56k) määravad U2B võimenduse ja C15 (10pF) suurendab selle stabiilsust. Skeemi mõlemas väljundis kasutatakse filtreid, mis koosnevad elementidest R18-R19 (100 Ohm), C17-C18 (10uF/50V) ja R20-R21 (100k), mille kaudu saadetakse signaalid GP3 väljundpistikusse. Tänu sellele konstruktsioonile saame väljundis kaks 180 kraadi võrra faasinihutatud signaali, mis võimaldab otse ühendada kaks võimendit ja sildvõimendit.
Filter kasutab lihtsat bipolaarset pingetoiteallikat, mis põhineb zeneri dioodidel D1 (BZX55-C16V), D2 (BZX55-C16V) ja kahel transistoril T1 (BD140) ja T2 (BD139). Takistid R2 (4,7k) ja R8 (4,7k) on zeneri dioodide voolupiirajad ja need on valitud nii, et minimaalse toitepinge korral on vool umbes 1 mA ja maksimaalselt ohutu D1 ja D2.
Elemendid R5 (510 Ohm), C4 (47uF/25V), R7 (510 Ohm), C6 (47uF/25V) on lihtsad pinget siluvad filtrid, mis põhinevad T1 ja T2 baasil. Toitepinge filtriks on ka takistid R1 (10 oomi), R11 (10 oomi) ja kondensaatorid C3 (100uF/25V), C7 (100uF/25V). Toitepistik - GP2.
Subwooferi filtri ühendamine
Tasub teada, et bassikõlari filtrimoodul tuleks pärast helitugevuse reguleerimist ühendada eelvõimendi väljundiga, mis parandab kogu süsteemi helitugevuse reguleerimist. Võimenduse potentsiomeetri abil saate reguleerida bassikõlari helitugevuse ja kogu signaalitee helitugevuse suhet. Iga klassikalises konfiguratsioonis töötav võimsusvõimendi tuleb ühendada mooduli väljundiga. Vajadusel kasutage ainult ühte väljundsignaalidest, üksteise suhtes 180 kraadi faasist väljas. Mõlemat väljundsignaali saab kasutada, kui teil on vaja ehitada võimendi sillakonfiguratsioonis.
