Šis raksts jums pastāstīs, kā ar savām rokām izveidot augstfrekvences filtru. Bet, pirms mēs iedziļināmies šajā jautājumā, mums kaut kas ir jāsaprot. Kas ir paši augstās un zemās caurlaidības filtri.
Definīcija
Filtrus var iedalīt augšējās (augstās) un zemākās (zemās) frekvencēs. Kāpēc cilvēki bieži saka "augstas", nevis "augstas" frekvences? Tas notiek tāpēc, ka augstas frekvences skaņas inženierijā sākas no diviem kiloherciem. Bet divi kiloherci radiotehnikā ir skaņas frekvence, un tāpēc to sauc par “zemu”.
Ir arī tāda lieta kā vidējā frekvence. Tas attiecas uz skaņas inženieriju. Tātad, kas ir vidējas caurlaidības filtrs? Šī ir vairāku iepriekš minēto ierīču kombinācija. Tas var būt arī joslas caurlaides filtrs.
Augstas caurlaidības filtrs ir elektroniska vai kāda cita ierīce, kas laiž garām signāla augšējās frekvences un kura ieejā nomāc signāla frekvenci saskaņā ar iepriekš iestatīto nogriezni. Slāpēšanas pakāpe būs atkarīga arī no konkrētā filtra veida.
Zemā frekvence atšķiras ar to, ka tā var nodot ienākošo signālu,kas būs zem iestatītās robežvērtības, tajā pašā laikā nomācot augstās frekvences.
Lietošanas joma
Augsto caurlaidību filtru var izmantot, lai izolētu augstfrekvences signālus. To bieži izmanto arī audio signālu apstrādē, piemēram, atsevišķos filtros, kurus sauc arī par krustojuma filtriem. Tos izmanto arī attēlu apstrādei, lai varētu veikt frekvenču domēna pārveidošanu.
Šajā ir vienkāršs augstas caurlaidības filtrs:
- Rezistors.
- Kondensators.
Kapacitātes pretestības darbs (R x C) ir šī filtra laika konstante (procesa ilgums), kas būs apgriezti proporcionāla izslēgšanas frekvencei hercos (oscilācijas procesu mērvienība).
Augstfrekvences filtra aprēķināšana
Tātad, kā mēs varam aprēķināt? Lai veiktu visas darbības mājās, ir jāizveido viena no vienkāršākajām automātisko aprēķinu tabulām programmā Microsoft Excel, taču šim nolūkam ir jāprot izmantot šīs programmas formulas.
Varat izmantot šo formulu:
Kur f ir robežfrekvence; R ir rezistora pretestība, Ohm; C ir kondensatora kapacitāte, F (farads).
Veidi
Prezentētajām ierīcēm ir pieci veidi, un tagad mēs tās izskatīsim pa vienam.
- U veida - tie izskatās pēc burta P;
- T-veida - atgādina burtu T;
- L-veida - atgādina burtu G;
- viens elements (kondensators kalpo kā filtrs augstaifrekvences);
- multi-link - tie ir tie paši L formas filtri, tikai šajā gadījumā tie ir savienoti virknē.
U-veida
Var teikt, ka šie filtri ir tādi paši kā L-veida, bet tiem sākumā tiek pievienota vēl viena daļa. Viss, kas tiks rakstīts T-veidam, būs patiess U-veidam. Vienīgā atšķirība ir tā, ka tie palielinās manevrēšanas efektu uz priekšējo radio ķēdi.
Lai aprēķinātu U formas filtru, jums būs jāizmanto sprieguma dalītāja formula un jāpievieno papildu šunta rezistors pirmajam elementam.
Šeit ir piemēri L-veida RC filtra pārejai uz U-veida RC filtru, arī augstās frekvences:
Attēlā var redzēt, ka oriģinālajai shēmai paralēli pirmajai ir pievienots vēl viens 2R rezistors.
Šeit ir piemērs konvertēšanai uz RL:
Šeit rezistora vietā parādīsies induktors. Tiek pievienots arī otrs (2L), kas atrodas paralēli pirmajam.
Un trešais piemērs - reklāmguvumi uz LC:
T-veida
T veida filtrs ir tas pats L formas filtrs, tikai pievienojot vēl vienu elementu.
Tie tiks aprēķināti tāpat kā sprieguma dalītājs, kas sastāvēs no divām daļām ar nelineāru frekvences reakciju. Tālāk pie iegūtās vērtības jāpievieno trešā elementa pretestības skaitlis.
Varat izmantot arī citu aprēķina metodi,tomēr praksē tas ir mazāk precīzs. Tās būtība slēpjas apstāklī, ka pēc L veida filtra pirmās aprēķinātās daļas iegūtās vērtības mainīgais pieaug vai krītas dubultojoties un tiek sadalīts pa diviem elementiem.
Ja tas ir kondensators, tad spoļu kapacitātes vērtība dubultojas, ja tas ir rezistors vai drosele, tad spoļu pretestības vērtība, gluži pretēji, krītas divas reizes.
Reklāmguvumu piemēri ir parādīti tālāk.
Pāreja no L-veida RC filtra uz T-veida:
Attēlā redzams, ka pārejai jāpievieno otrs kondensators (2C).
Pāreja RL:
Šajā gadījumā viss ir pēc analoģijas. Lai pāreja būtu veiksmīga, jāpievieno otrs virknē savienots rezistors.
Transition LC:
L-veida
L veida filtrs ir sprieguma dalītājs, kas sastāv no diviem komponentiem ar nelineāru frekvences reakciju (frekvences reakciju). Šim filtram ir atļauts izmantot ķēdi un visas sprieguma dalītāja formulas.
To var attēlot šādi:
Ja aizstājam R1 ar kondensatoru, mēs iegūsim augstfrekvences filtru. Tālāk varat redzēt modificētās shēmas fotoattēlu:
Aprēķinu formulas:
|
U in=U out(R1+R2)/R2; U ārā \u003d U iekšāR2 / (R1 + R2); R kopā=R1+R2 R1=U inR2/U out - R2; R2=U noR kopā/U iekšā |
Tagadapskatīsim, kā aprēķināt.
Augstfrekvences filtrs augstfrekvences skaļruņiem
Šāda filtra struktūra ir diezgan vienkārša. Tas sastāvēs tikai no divām daļām – kondensatora un pretestības.
Filtra loma, kas audio signālā izfiltrēs vidējās un zemās frekvences komponentus, tieši pildīs paša kondensatora lomu. Un piedodiet par tautoloģiju, pretestība darbosies kā pretestība, tas ir, samazinās skaļuma līmeni.
Svarīgi: ekvalaizers nenogriež augstās frekvences no galvenās ierīces - tas radīs sliktu skaņu. Labāk ir samazināt to skaitu ar pretestību.
Optimālā pretestība tiks uzskatīta par 4,0 un 5,5 omi.
Amatniecības izejmateriāli
Lai izveidotu augstas caurlaidības filtru augstfrekvences skaļrunim, jums būs nepieciešami šādi materiāli:
- viena pretestība 5,5 omi;
- viena pretestība 4,0 omi;
- divi kondensatori MBM 1.0uF;
- kanālu lente vai termiski saraušanās caurules.
Aktīvs augstas caurlaidības filtrs
Aktīvajiem filtriem ir milzīgas priekšrocības salīdzinājumā ar pasīvajiem līdziniekiem, īpaši frekvencēs, kas zemākas par 10 kHz. Fakts ir tāds, ka pasīvajos ir palielinātas induktivitātes spoles un kondensatori, kuriem ir liela kapacitāte. Tāpēc tie izrādās apjomīgi un dārgi, un tāpēc to veiktspēja galu galā ir tālu no ideāla.
Liela induktivitāte tiek sasniegta, pateicotiespalielināts spoles apgriezienu skaits un feromagnētiskā serdeņa izmantošana. Tas atbrīvo tās tīrās induktivitātes īpašības, jo spoles garajam vadam ar lielu apgriezienu skaitu ir ievērojama pretestība, un feromagnētisko serdi ietekmē temperatūra, kas lielā mērā ietekmē tā magnētiskās īpašības. Sakarā ar to, ka ir nepieciešams izmantot lielu kapacitāti, ir jāizmanto kondensatori, kuriem nav vislabākās stabilitātes. Tajos ietilpst elektrolītiskie kondensatori. Filtriem, kurus sauc par aktīviem, lielākoties nav iepriekš minēto trūkumu.
Diferenciatoru un integratoru shēmas ir veidotas, izmantojot darbības pastiprinātājus, tie ir vienkāršākie aktīvie filtri. Ja shēmas elementus izvēlas pēc skaidrām norādēm, ievērojot atkarību no diferenciatora frekvences, tie kļūst par augstfrekvences filtriem, bet integratoru frekvencē, gluži pretēji, tie kļūst par zemfrekvences filtriem. Tālāk ir sniegts fotoattēls, kas izskaidro visu iepriekš minēto:
Augstfrekvences filtrs uz pastiprinātāja
Apsvērsim iespēju uzstādīt pastiprinātāju automašīnā.
Pirms iestatāt pastiprinātāju automašīnā, visi galvenās ierīces iestatījumi ir jāatiestata uz nulli. Crossover frekvence jāiestata diapazonā no 50-70 Hz. Automašīnas pastiprinātāja priekšējā kanāla filtrs ir iestatīts uz augstām frekvencēm. Izslēgšanas frekvence šajā gadījumā ir iestatīta diapazonā no 70 līdz 90 Hz.
Ja dizains paredz priekšējo skaļruņu pastiprināšanu pa kanāliem, jums ir jāveic atsevišķstweetera iestatījumi. Lai to izdarītu, filtrs ir jāiestata atbilstošā pozīcijā un izslēgšanas frekvence ir jāizvēlas aptuveni 2500 Hz.
Cita starpā jums ir jāpielāgo pastiprinātāja jutība. Lai to izdarītu, sākotnēji tas ir jāatiestata uz nulli, galvenais ir pārslēgt ierīci uz maksimālā skaļuma režīmu un pēc tam sākt palielināt jutību. Brīdī, kad parādās skaņas kropļojums, jums ir jāpārtrauc griezt kloķi, kā arī nedaudz jāsamazina pati jutība.
Joprojām ir vienkāršs veids, kā pārbaudīt skaņas kvalitāti: ja pēc ieslēgšanas zemfrekvences skaļrunī ir dzirdami klikšķi un skaļrunī čīkstēšana, tas nozīmē, ka signālam ir traucējumi.
Bass nedrīkst būt saistīts ar zemfrekvences skaļruni. Lai to izdarītu, pagrieziet zemfrekvences skaļruņa fāzes vadību par 180 grādiem. Ja šī regulatora nav, tad ir jāsamaina pozitīvās un negatīvās pieslēguma vadi.
Iestatiet skaņas procesoru. Lai to izdarītu, katram kanālam ir jāpielāgo laika aizkaves. Kreisajam kanālam ir jāiestata laika aizkave, lai skaņa, kas nāk no kreisajiem skaļruņiem, sasniegtu vadītāju vienlaikus ar labo. Jājūt, ka skaņa nāk no salona centra.
Papildus visam iepriekšminētajam skaņas procesors var noņemt kabīnes aizmugurē esošo basu stiprinājumu. Lai to izdarītu, priekšējās akustikas labajā un kreisajā kanālā jāiestata vienādi aizkave. Tas novērsīs basu lokalizāciju ap zemfrekvences skaļruni.
Tagad jūs zināt ne tikaikā ar savām rokām aprēķināt un salikt frekvenču filtru, bet arī kā pēc iespējas precīzāk iestatīt tā darbību.
