Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Фильтр для сабвуфера своими руками. Фильтр низких частот для саба

Автор admin На чтение 5 мин. Просмотров 595 Опубликовано

Низкочастотная акустическая система предназначена для воспроизведения определённого участка звукового диапазона. Этот участок находится ближе к нижним границам зоны слышимости и составляет интервал от 20 до 100-200 Гц. Басовая колонка представляет собой прочный ящик, в котором установлены один или два мощных динамика. Благодаря особенностям воспроизведения низких частот диффузоры имеют большой диаметр, а подвес обеспечивает сильную амплитуду качания звуковой катушки и диффузора. Для того чтобы на катушку низкочастотного громкоговорителя не попадали лишние частоты, на входе системы ставится пассивный или активный фильтр-кроссовер. Фильтр для сабвуфера можно купить или сделать своими руками.

Фильтр низких частот для сабвуфера своими руками

Фильтр низких частот для сабвуфера представляет собой простую схему, которую можно сделать самостоятельно.

Это устройство, в самом простом варианте, содержит катушку индуктивности и конденсатор, поэтому конструкция называется LC-фильтром. Индуктивности и ёмкостиявляются реактивными элементами, поэтому изменяют своё сопротивление в зависимости от частоты сигнала. Конденсатор меняет своё сопротивление обратно пропорционально частоте. При включении ёмкости параллельно нагрузке, высокочастотная составляющая сигнала, закорачивается на землю, а низкие частоты будут беспрепятственно проходить на динамик. Частота, на которой начинается подавление сигнала, называется частотой среза.

Идеальный низкочастотный фильтр для сабвуфера должен мгновенно «гасить» определённые частот. На снимке это показано жёлтой линией. Реальная схема фильтра для сабвуфера отличается тем, что спад происходит плавно. Простейшее устройство из двух элементов называется фильтр первого порядка. Он обеспечивает подавление частот выше порога среза в 6 dBна октаву. Схема второго порядка с дополнительными элементами увеличивает крутизну подавления до 12 dBна октаву, а каждое последующее звено добавляет по 6 dB.

Чем больше звеньев, тем круче происходит подавление лишней полосы звукового диапазона.

Схема фильтра для сабвуфера сделанного своими руками, может включать в себя любое число звеньев. Устройство может быть пассивным или активным.

Пассивный фильтр НЧ для сабвуфера схема

Пассивный фильтр НЧ для сабвуфера своими руками можно сделать за короткое время. Схема не содержит дефицитных деталей и правильно собранная не требует настройки. Простой фильтр низких частот для сабвуфера состоит всего из двух деталей. Это катушка индуктивности и конденсатор. Для того чтобы определить электрические величины этих элементов лучше всего воспользоваться онлайн калькулятором. Для этого нужно набрать в строке поиска «Расчёт LC-фильтров. Онлайн калькулятор». Далее в окне нужно найти следующую таблицу.

Здесь достаточно указать нужную частоту среза, сопротивление нагрузки и нажать «Вычислить». Например, при сопротивлении динамика 4 Ома и частоте среза 220 Гц калькулятор выдаст ёмкость конденсатора в 255,7 микрофарад, а индуктивность 4,09 миллигенри.

При сопротивлении головки 8 ом и подавлении «верхов» начиная с 250 Гц, данные будут 112,5 мкф и 7,2 мГн. Сделать фильтр низких частот для сабвуфера можно на простой печатной плате или использовать пластину из текстолита с контактными площадками.

В качестве конденсаторов используется ёмкость ближайшая по номиналу. В фильтре частот для сабвуфера можно использовать электролитические конденсаторы, но лучше поставить бумажные типа «МБГО», К73-16 или специально предназначенные для акустических систем полипропиленовые ёмкости К78-34. Для получения нужного номинала конденсаторы можно соединять параллельно. Катушки индуктивности можно купить готовые или намотать самостоятельно.

Активный фильтр для сабвуфера своими руками

По сравнению с пассивными конструкциями, активные схемы выравнивают амплитудно- частотную характеристику низкочастотного сигнала, корректируя пики и спады, негативно влияющие на прослушивание музыки. Простой фильтр для сабвуфера своими руками можно сделать на малошумящем операционном усилителе.

Схема фильтра НЧ для сабвуфера, сделанного своими руками, состоит из двух операционных усилителей и небольшого числа дискретных элементов. В качестве основного элемента используется интегральная микросхема LM324, которая содержит четыре операционных усилителя с однополярным питанием, что особенно удобно, если сабвуфер будет использоваться в автомобиле. Активное устройство обеспечивает подавление высокочастотной части звукового диапазона, начиная с 120 Гц. Существует много схем разного уровня сложности, которые сделаны на микросхемах или транзисторах. Интегральные схемы требуют меньшего количества деталей и не критичны к изменению напряжения питания.

Более качественную схему можно сделать на специализированной микросхеме РТ2351. Сигналы с выходов стереофонического усилителя поступают на входные каскады, микшируются и поступают на активный блок подавления низких частот. Точка начала подавления высокочастотной части спектра определяется величиной конденсаторов С3 и С7. Буферный каскад позволяет подключать устройство непосредственно к акустической системе.

Сигнал с двух каналов стереофонического усилителя через RCцепочки поступает на соответствующие входы интегральной микросхемы. Благодаря стабилизатору микросхему можно питать от любого однополярного источника постоянного тока напряжением до 20 вольт. Порог среза активного устройства составляет примерно 70 Гц. Для некоторых акустических систем эта величина подавления может быть слишком низкой. Для величины подавления 200 Гц номиналы конденсаторов должны быть следующими:

  • С1 – 0,47 мкф
  • С2 – 0,47 мкф
  • С3 – 0,047 мкф
  • С7 – 0, 068 мкф

Активный блок ограничения высокочастотной части звукового диапазонаможет использоваться как для домашнего звукового комплекса, так и в автомобиле. Недостатком данной схемы можно считать отсутствие плавной регулировки полосы пропускания, но для работы звукового комплекса это не так важно.

своими руками, низких частот, активный схема, НЧ, пассивный, саба

Многие меломаны сталкиваются с тем, что качество автомобильных акустических систем невысокое. Фильтр для сабвуфера может быть создан своими руками, для чего требуется небольшой набор инструментов и материалов.

Предназначение

Сабвуфер — динамик для вывода низкочастотных колебаний в диапазоне 5-200 Гц. В продаже встречаются пассивный и активный варианты исполнения. При этом частоты делятся на 3 основные категории:

  • Верхние.
  • Средние.
  • Глубокие.

Фильтры предназначены для разделения звука и повышения качества. Он устанавливается для саба пассивного и активного типа, может использоваться как сумматор, который делает систему более эффективной.

Какую магнитолу рекомендуете покупать:Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.

Предназначение системы заключается в распределении частот между несколькими элементам вывода. Сабвуфер способен выводить только низкий диапазон, для которого он отделяется от всего потока.

Ты водитель автомобиля?! Тогда ты сможешь пройти этот простейший тест и узнать . .. Перейти к тесту »

Схема фильтра

При создании устройства могут применяться различные схемы. Простейший НЧ фильтр для сабвуфера называют LC. Его принцип работы обладает следующими особенностями:

  • Создаваемое сопротивление индуктивности сравнимо с частотой звука. Этот момент определяет то, что катушка пропускает низкие частоты и отделяет высокие. С повышением значения частоты увеличивается и сопротивление индуктивности.
  • Сопротивление емкости имеет обратную пропорциональность частоте сигнала, и колебания с высокой частотой затухают на входе.

Подобный пассивный фильтр НЧ прост в исполнении, поэтому его изготавливают чаще других. Более сложна в реализации схема активного фильтра. Она предусматривает применение активного элемента, который повышает эффективность устройства.

Классификация устройств проводится по основным параметрам. Порядок свидетельствует о количестве катушек. Крутизна спада АЧХ определяет то, насколько резко фильтр подавляет сигналы, которые могут стать причиной помехи.

При выборе фильтра также уделяется внимание тому, какая схема расположения динамиков применяется в автомобиле. Наибольшее распространение получили следующие:

  • 3 динамика: басовик, средний и низкие частоты, твитер. В большинстве случаев этого достаточно для реализации поставленной задачи.
  • Более сложная схема предусматривает использование отдельных динамиков для воспроизведения своей частоты.

Полосно-пропускающие, или полосовые устройства эффективно пропускают свою частоту. Полная противоположность — режекторный вариант исполнения, так как полосы вне интервала усиливаются.

Как сделать своими руками

Пассивный фильтр для сабвуфера своими руками просто изготовить благодаря использованию небольшого количества элементов. Фильтр низких частот собирается с учетом нижеприведенных моментов:

  • Сборка может проводиться по схеме, которая скачивается из сети или создается своими руками. В интернете встречается большое количество различных калькуляторов. Их применение существенно упрощает расчеты. Для этого достаточно ввести исходную информацию, и программа при применении формул рассчитывает требуемые показатели.
  • Основными параметрами, применяемыми при расчетах, являются индуктивность и емкость.
  • Простейшая схема представлена сочетанием конденсатора или катушки. Первый элемент можно приобрести в специализированном магазине, для повышения показателя проводится соединение нескольких. Катушка часто изготавливается самостоятельно, для этого применяется медная проволока и стержень из специального сплава.
  • Пайка отдельных элементов должна проводиться с особой осторожностью. Это связано с тем, что слишком высокая температура может привести к перегреву платы и некоторым другим проблемам.

После создания самодельной конструкции следует провести подключение фильтра к сабвуферу. Подключение выполняется следующим образом:

  • Фильтр подключается к сабвуферу через выход предварительного усилителя после регулятора, который отвечает за регулировку громкости. Это позволяет существенно повысить качество звука.
  • Потенциометр применяется для регулирования соотношения громкости сабвуфера и всего сигнального тракта.
  • К выходу проводится подключение усилителя мощности, который работает по классической схеме. Оба применяются для мостового соединения.

Финишный этап заключается в герметизации всех соединительных элементов. В противном случае на контактах со временем может появиться коррозия, которая станет причиной снижения проводимости. Активный изготавливается с применением управляющей платы.

своими руками, низких частот, активный, схема, НЧ, пассивный, саба

Многие меломаны сталкиваются с проблемой низкого качества звука, который выдает акустическая система. Для решения проблемы применяется специальный фильтр для сабвуфера. Он может быть приобретен в специализированном магазине или изготовлен собственным силами для экономии. Фильтры для низкочастотных динамиков могут отличаться по большом количеству признаков. Выбор правильного позволит избежать многих проблем, сделать акустическую систему более эффективной.

Предназначение

Рассматриваемое устройство предназначено для того, чтобы сделать звук более качественным, оно часто называется кроссовером.

Предназначение заключается в повышении эффективности воспроизведения требуемой частоты.

Поэтому низкокачественные динамики могут звучать намного лучше.

Различные НЧ-фильтры для сабвуфера устанавливаются для достижения хорошего качества звучания аудиосистемы. Поэтому есть необходимость в подборе наиболее подходящего изделия. Если в продаже не встречается подходящий кроссовер для саба, то его можно изготовить самостоятельно. Динамики автомобильной акустической системы могут снабжаться еще сумматором.

Как сделать своими руками

Проще всего изготовить пассивный фильтр низких частот. Это связано с тем, что он изготавливается при применении всего нескольких элементов. Среди особенностей проведения работы своими руками отметим следующее:

  • Проводятся подробные расчеты. Повысить удобство можно путем применения специальных калькуляторов, с помощью которых проводится расчет параметров основных элементов изделия.
  • Выбирается наиболее подходящая схема. Она предусматривает применение специального разделителя, который изготавливается в виде сумматора. Качественного звука в этом случае не достигнуть, но устройство прослужит долго.

Простой фильтр для 2-полосного усилителя собрать просто. Инструкция по проведению работы следующая:

  1. Подается сигнал на вход операционного усилителя.
  2. Подается сигнал на МС2.
  3. С выхода ФНЧ переводится сигнал на МС2.
  4. Блок стабилизации напряжения создается на основе резистора, конденсатора и стабилизатора.
  5. При напряжении питания менее 15В из схемы исключается резистор R11. На компонентах R1, R2, C1, C2 собирается сумматор входного сигнала. Этот элемент отключается в том случае, если подается моносигнал. Подключение источника сигнала проводится напрямую ко второму контакту.
  6. Конденсатор C7 предназначается для фильтрации выходного сигнала. Регулятор сигнала основан на R9, R10, C8.
  7. Для получения устройства потребуется печатная плата. Изготовить ее можно самостоятельно из стеклотекстиля, рекомендуемые размеры листа 2 на 4 см.
  8. Поверхность шлифуется до блеска, после чего обезжиривается. Распечатанный рисунок схемы переносится на поверхность.
  9. Выполняется травлене при применении специального состава. Лишняя медь растворяется, после чего поверхность промывается чистой водой.

Для соединения отдельных элементов проводится пайка. При правильной сборке схемы она должна заработать сразу, при этом дополнительная настройка не требуется. Если звука нет, то придется проверить надежность всех соединений. При работе есть вероятность повреждения основных элементов.

Активный фильтр

Большое широкое распространение получил активный фильтр сабвуфера. Подобная схема обладает следующими особенностями:

  • Активный элемент не нагружает акустическую систему.
  • Входной сигнал фильтруется. За счет этого есть возможность устранить шумы.
  • При правильном подходе можно гибко настроить усилитель.
  • Исходный спектр часто разделяется на несколько каналов. Схема активного фильтра позволяет выбрать низкие и средние, высокие частоты.

Изготовить самостоятельно активный фильтр можно, для этого не требуется специальное оборудование.

Пассивный фильтр

Пассивное устройство проще в изготовлении, но обладает менее привлекательными характеристиками. Его особенности заключаются в следующем:

  • Предназначено для отсеивания низких частот в заданном диапазоне.
  • Не усиливает сигнал.

В продаже встречается большое количество пассивных фильтров. Они могут прослужить в течение длительного периода и имеют относительно небольшие размеры.

Готовые решения

В продаже встречается большое количество ФНЧ. Купить их можно через интернет-магазин. Среди особенностей отметим:

  • Самые дешевые предложения можно встретить в китайском интернет-магазине, но прослужат они недолго.
  • Производством кроссоверов занимается большое количество компаний. Следует отдавать предпочтение продукции популярных производителей.
  • Готовые решения выбираются в зависимости от того, в каком диапазоне устройству предстоит работать.

Средняя стоимость кроссовера составляет 4$. При этом схема может иметь различные размеры и эксплуатационные характеристики. Подключение проводится при помощи проводов путем пайки. Поэтому требуется паяльник с тонким жалом и подходящим припоем.

Фильтр НЧ для сабвуфера своими руками

Когда мы говорим «Фильтр для сабвуфера» — имеется в виду активный фильтр нижних частот. Он особенно полезен при расширении стереофонической звуковой системы на дополнительный динамик воспроизводящий только самые низкие частоты. Данный проект состоит из активного фильтра второго порядка с регулируемой граничной частотой 50 — 250 Гц, входного усилителя с регулировкой усиления (0.5 — 1.5) и выходных каскадов.

Конструкция обеспечивает прямое подключение к усилителю с мостовой схемой, так как сигналы сдвинуты относительно друг друга по фазе на 180 градусов. Благодаря встроенному источнику питания, стабилизатору на плате, можно обеспечить питание фильтра симметричным напряжением от усилители мощности — как правило это двухполярка 20 — 70 В. Фильтр НЧ идеально подходит для совместной работы с промышленными и самодельными усилителями и предусилителями.

Принципиальная схема ФНЧ

Схема фильтра для сабвуфера показана на рисунке. Работает он на основе двух операционных усилителей U1-U2 (NE5532). Первый из них отвечает за суммирование и фильтрацию сигнала, в то время как второй обеспечивает его кэширование.

Принципиальная схема ФНЧ к сабу

Стереофонический входной сигнал подается на разъем GP1, а дальше через конденсаторы C1 (470nF) и C2 (470nF), резистора R3 (100k) и R4 (100k) попадает на инвертирующий вход усилителя U1A. На этом элементе реализован сумматор сигнала с регулируемым коэффициентом усиления, собранный по классической схеме. Резистор R6 (27k) вместе с P1 (50k) позволяют провести регулировку усиления в диапазоне от 0.5 до 1.5, что позволит подобрать усиления сабвуфера в целом.


Резистор R9 (100k) улучшает стабильность работы усилителя U1A и обеспечивает его хорошую поляризацию в случае отсутствия входного сигнала.

Сигнал с выхода усилителя попадает на активный фильтр нижних частот второго порядка, построенный U1B. Это типичная архитектура Sallen-Key, которая позволяет получить фильтры с разной крутизной и амплитудной. На форму этой характеристики напрямую влияют конденсаторы C8 (22nF), C9 (22nF) и резисторы R10 (22k), R13 (22k) и потенциометр P2 (100k). Логарифмическая шкала потенциометра позволяет добиться линейного изменения граничной частоты во время вращения ручки. Широкий диапазон частот (до 260 Гц) достигается при крайнем левом положении потенциометра P2, поворачивая вправо вызываем сужения полосы частот до 50 Гц. На рисунке далее показана измеренная амплитудная характеристика всей схемы для двух крайних и среднего положения потенциометра P2. В каждом из случаев потенциометр P1 был установлен в среднем положении, обеспечивающим усиление 1 (0 дб).

Сигнал с выхода фильтра обрабатывается с помощью усилителя U2. Элементы C16 (10pF) и R17 (56k) обеспечивают стабильную работу м/с U2A. Резисторы R15-R16 (56k) определяют усиление U2B, а C15 (10pF) повышает его стабильность. На обоих выходах схемы используются фильтры, состоящие из элементов R18-R19 (100 Ом), C17-C18 (10uF/50V) и R20-R21 (100k), через которые сигналы поступают на выходной разъем GP3. Благодаря такой конструкции, на выходе мы получаем два сигнала сдвинутых по фазе на 180 градусов, что позволяет осуществлять прямое подключение двух усилителей и усилителя с мостовой схемой.

В фильтре используется простой блок питания с двухполярным напряжением, основанный на стабилитронах D1 (BZX55-C16V), D2 (BZX55-C16V) и двух транзисторах T1 (BD140) и T2 (BD139). Резисторы R2 (4,7k) и R8 (4,7k) представляют собой ограничители тока стабилитронов, и были подобраны таким образом, чтобы при минимальном напряжении питания ток составлял около 1 мА, а при максимальном был безопасен для D1 и D2.

Элементы R5 (510 Ом), C4 (47uF/25V), R7 (510 Ом), C6 (47uF/25V) представляют собой простые фильтры сглаживания напряжения на базах T1 и T2. Резисторы R1 (10 Ом), R11 (10 Ом) и конденсаторы C3 (100uF/25V), C7 (100uF/25V) представляют собой также фильтр напряжения питания. Разъем питания — GP2.

Подключение сабвуферного фильтра

Стоит отметить, что модуль фильтра для сабвуфера должен быть присоединен к выходу предварительного усилителя после регулятора громкости, что позволит улучшить регулировку громкости всей системы. Потенциометром усиления можно отрегулировать соотношение громкости сабвуфера к громкости всего сигнального тракта. К выходу модуля необходимо подключить любой усилитель мощности, работающий в классической конфигурации, например такой. При необходимости используйте только один из выходных сигналов, сдвинутых по фазе на 180 градусов относительно друг друга. Оба выходные сигнала можно использовать, если нужно построить усилитель в мостовой конфигурации.


ФИЛЬТР ДЛЯ САБВУФЕРА

ФИЛЬТР ДЛЯ САБВУФЕРА

     Каждый хочет иметь у себя дома свой личный очень хороший домашний кинотеатр, что при нынешних ценах на посещение общественного вполне оправдано, но не у каждого это получается. Кто-то довольствуется покупкой дешёвых китайских 2.1 колоночек, кто-то приспосабливает для басов советскую акустику. А самые продвинутые радиолюбители меломаны делают сабвуферный НЧ канал сами. Тем более, что процедура изготовления совсем не сложная. Стандартный сабвуфер - это активный фильтр НЧ, на который подаются сигналы правого и левого каналов линейного выхода, усилитель мощности на много-много ватт и большой деревянный ящик с низкочастотным динамиком. Расчёт и изготовление корпуса дело чисто столярное, об этом можно почитать и на других ресурсах, усилитель мощности так-же не проблема - при богатом ассортименте всевозможных STK-шек и LA-шек. А вот на входном фильтре НЧ для усилителя сабвуферного канала мы здесь остановимся подробно.

     Как известно, сабвуфер воспроизводит частоты до 40 Гц, и используется совместно с небольшими сателлитными громкоговорителями. Сабвуферы бывают пассивные и активные. Пассивный сабвуфер — это помещенная в корпус НЧ-головока, которая подключаются к общему усилителю. При таком способе подключения широкополосный выходной сигнал УМЗЧ подается на вход сабвуфера, а его разделительный фильтр удаляет из сигнала НЧ и подаёт отфильтрованный сигнал на громкоговорители. 


     Гораздо более эффективный и распространённый способ подключения сабвуфера с помощью электронного разделительного фильтра и отдельного усилителя мощности, что позволяет отделять басы от сигнала, подаваемого на основные громкоговорители в том месте тракта, где фильтрация сигнала вносит гораздо меньше нелинейных искажений, чем фильтрация выходного сигнала усилителя мощности. Кроме того, добавление отдельного усилителя мощности для сабвуферного канала существенно увеличивает динамический диапазон и освобождает усилитель основных СЧ и ВЧ каналов от дополнительной нагрузки. Ниже предлагаю первый, простейший вариант фильтра НЧ для сабвуфера. Выполнен он как фильтр сумматор на одном транзисторе и на серьёзное качество звучания с ним рассчитывать не приходится. Оставим его сборку самым начинающим.

     А вот эти три варианта с одинаковым успехом зарекомендовали себя в качестве отличных фильтров для сабвуфера и некоторые из них установлены в моих усилителях.

     Эти фильтры устанавливаются между линейным выходом источника сигнала и входом усилителя мощности сабвуфера. Все они обладают малым уровнем шумов и энергопотреблением, широким диапазоном питающих напряжений. Микросхемы использовал любые сдвоенные ОУ, например TL062, TL072, TL082 или LM358. К пассивным элементам предьявляются обычные требования, как к деталям высококачественных аудиотрактов. На мой слух, звучание нижней схемы было особенно упругим и динаминым, сабвуфер с таким вариантом слушаешь даже не ушами, а животом 🙂

     Технические характеристики фильтра для сабвуфера:

  • напряжение питания, В 12…35В;
  • ток потребления, мА 5;
  • частота среза, Гц 100;
  • усиление в полосе пропускания, дБ 6;
  • затухание вне полосы пропускания, дБ/Окт 12.

     Фотографии плат фильтров сабвуфера предоставленные товарищем Dimanslm:


     Добавление активного сабвуфера существенно увеличивает динамический диапазон, понизижает нижнюю граничную частоту воспроизведения, улучшает чистоту звучания средних частот и обеспечивает высокий уровень громкости без искажений. Удаление низких частот из спектра основного сигнала, поступающего на сателлиты, позволяет им звучать громче и чище, так как конус НЧ-головки не колеблется с большой амплитудой внося серьёзные искажения, пытаясь воспроизвести басы.

     Обсуждение схем на ФОРУМЕ

Фильтр для сабвуфера с регулировкой частоты и фазы

Схема блока обработки звукового сигнала с плавными регулировками:
громкости, верхней частоты среза, сдвига фазы.

Для чего нужен сабвуфер, думаю, никому объяснять не нужно. А если и нужно, то, как говорится, интернет вам в помощь. Там всего этого добра так же много, как низов в хорошем сабе, ну или как схем и описаний усилителей, пригодных для работы с мощными и не очень сабвуферами.

Однако, при проектировании либо приобретение данного типа акустики, следует учесть несколько нюансов:
1. Низкая нижняя граничная частота воспроизводимых частот - вещь всегда хорошая, и чем ниже, тем лучше. А вот чрезмерно-избыточная выходная мощность - не позволит раскрыть всех преимуществ изделия, мало того, может привести к анекдотичной ситуации, когда: "Установленный в машину «Ока» сабвуфер разорвал её на части".
2. Для того, чтобы получить равномерный переход от нижней границы звучания основных АС к сабвуферу, необходима регулировка частоты среза фильтра ФНЧ. Если соответствующей регулировки нет, то мы получаем: либо провал, либо, наоборот, существенное увеличение громкости звука в диапазонах так называемых «верхнего баса» или «нижней середины».
3. Регулировка фазового сдвига также является весьма полезной функцией! Она необходима для того, чтобы сабвуфер и основная АС не имели фазовых (временных) разногласий. Например, если сабвуфер стоит довольно далеко от колонок, то его звучание может запаздывать. Так же фазовый сдвиг всегда возникает в ФНЧ сабвуфера, независимо от того - пассивный он или активный. Чтобы это скорректировать следует использовать регулировку фазового сдвига.

Исходя из этих соображений, и была спроектирована схема НЧ фильтра для сабвуфера. Как обычно, повышенное внимание было уделено тому, чтобы схема получилась максимально простой, качественной и, при отсутствии ошибок, не требовала настройки.

Рис.1

Фильтр построен на микросхеме TL082, представляющей собой сдвоенный ОУ, плюс немногочисленная пассивная рассыпуха. ОУ содержит полевые транзисторы на входах, что обеспечивает его высокое входное сопротивление, необходимое для корректной работы устройства сдвига фазы.

Элементы R1, C2, R3, R4,C3, R5, C4 и DA1.1, образуют ФНЧ (фильтр нижних частот третьего порядка) с регулируемой частотой среза. Схему эту мы придумали на странице (ссылка на страницу). Её главным достоинством является наличие всего одного регулирующего элемента R5, позволяющего перестраивать частоту среза в диапазоне 60...160 Гц.
Фильтр обеспечивает подавление внеполосных сигналов с затуханием −18дБ на октаву и имеет неравномерность АЧХ в полосе пропускания - менее 3дБ. Коэффициент передачи близок к 1.

Элемент DA1.2 с обвесом представляют собой классическую схему фазовращателя с величиной фазового сдвига, зависящей от номиналов элементов C5, 7, R8. Коэффициент передачи фазовращателя - также близок к 1.

Регулировку уровня фазового сдвига проще всего производить на слух при полностью подключённой акустической системе (основная АС + сабвуфер).

Выходное сопротивления каскада, к которому будет подключён данный фильтр, не должно превышать 1 кОм. Это может быть и выход любого ОУ, и выход эмиттерного или истокового повторителя.

Устройство может запитываться и от однополярного источника питания +Uп. В этом случае 4 вывод микросхемы следует посадить на землю, а соответствующие выводы R2, R8 и R10 - к средней точке резистивного делителя, имеющего выходное напряжение +Uп/2.
TL082 сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания вплоть до однополярного +12В.

Описанный в данной статье фильтр может применяться в сабвуферах в связке с массовыми и очень простыми в использовании микросхемами-усилителями НЧ. Изобретать для сабвуфера радикально качественный усилитель на транзисторах, а тем паче, упаси нас Бог - на лампах большого смысла нет. Довольно удачным выбором окажутся микросхемы TDA7294 или TDA7293 (ссылка на страницу) или их умощнённые варианты (на 200 и 800Вт), приведённые на странице ниже в разделе "Это тоже может быть интересно".

 

Преобразователь низких частот для сабвуфера

Главную часть сабвуферов представляет собой фильтр низких частот. Зачем требуется устанавливать ФНЧ? Сабвуфер излучает звуковые сигналы низкой частоты. Если подключить усилитель сразу на сабвуфер, звучание будет таким же, как и с обычными аудиоколонками.

Блок фильтров низкой частоты

ФНЧ срезает частоты, которые не нужны, передает на входной канал усилителя только низкочастотные колебания звуковой частоты. Многие фильтры срезают сигналы меньше 20 Гц и больше 200 Гц, при этом остается бас, который слышен из сабвуфера.

Базовые виды фильтров низких частот:

  • Активный;
  • Пассивный;

Фильтр пассивного вида включает в себя только резисторы и емкости.

Фильтры не имеют в составе компоненты усиления. Главное преимущество фильтра – это конструктивная простота, малое число компонентов.

Фильтры низких частот имеют негативную сторону. Проходящий через фильтр звук уменьшает громкость, и на выходе остается слабый сигнал, требующий усиления. Для усиления такого сигнала применяют усилитель, после которого сигнал идет на главный усилитель.

Фильтры пассивного вида производят первого порядка. Во втором каскаде фильтрации нет смысла, так как сигнал звука после него уменьшается в десятки раз.

Фильтры активного вида включают в себя пассивный фильтр и усилитель частот звука, который восполняет потери от фильтра, усиливает звук на выходе. ФНЧ можно изготовить с помощью одного транзистора. Фильтры изготавливаются на микросхемах, применяются усилители звука малой мощности.

Главное преимущество фильтра низкой частоты состоит в обеспечении высокого сигнала выхода, в регулировке частот необходимого интервала. Фильтры подключают к питанию. На главном трансформаторе создают обмотку питания фильтра.

Большое число радиодеталей, сложная схема являются вторым недостатком фильтров низкой частоты.

Виды преобразователей частоты

Изобретение частотных преобразователей стало прорывом в приводах электрической машины. Изменился подход в конструировании систем приводов двигателей. Когда создавали сложную конструкцию регулирования значений момента и скорости, то за основу брали двигатели, работающие на постоянном токе. Автономные инверторы тока с двигателями переменного тока вытеснили моторы постоянного тока.

В электрических приводах двигатели короткозамкнутые, вытеснили двигатели с последовательным возбуждением постоянного тока.

Классы преобразователей частоты

Прибор, изменяющий напряжение определенной частоты входа в напряжение с другой частотой является преобразователем частоты.

Классы:

  • Двухзвенные.
  • Непосредственные.

Реверсивный частотник – непосредственный класс прибора. Преимущество состоит в прямом подключении без дополнительных сетевых приборов.

Тиристорный, транзисторный частотник – это двухзвенный инвертор. Он отличается от непосредственного инвертора. Для безопасной эксплуатации ему нужно звено постоянной величины. Для соединения с сетями общепромышленного вида нужен выпрямитель. Выпрямитель, частотник комплектуют совместно, для дальнейшей работы в одной управляющей системе.

Двухзвенные инверторы

Преобразователь частоты, с фильтром, выпрямителем, созданный с инвертором с токовым звеном, называется двухзвенным.

ЭМ – машина электрическая, АИН – инвертор автономного типа, Lф, Сф, — емкость и индуктивность, fнз – выходная частота, u – выходного напряжения при применении выпрямителей, СУВ, СУИ – управляющие системы, uнз – определение напряжения, В – выпрямитель. Включенные связи изображены пунктиром, зависят от типа прибора.

Чтобы улучшить сглаживание и качество энергии применяют фильтр LC. Схема подключения Г-образная. В схеме применяют сдвиг фаз, обмотки трансформатора включают в звезду и треугольник.

Эта схема подключения имеет высокую стоимость, используется совместно с индивидуальным трансформатором.

Выпрямительный блок бывает управляемым и неуправляемым. При управляемом выпрямителе опция регулировки напряжения достается ему или автономному инвертору. Выпрямитель должен иметь реверс и полное управление для осуществления рекуперации электроэнергии (двухкомплектный). Управление инвертором осуществляется  методом импульсов. Широко применяемые способы – широтно-импульсные.

Автономные частотники используются в большей степени.

АИТ – автономный токовый инвертор, СУИ, СУВ – управление частотниками, УВ – управляемый блок выпрямителей, Lф – индуктивность, fнз – частота на выходе, і – ток на выходе звена постоянного тока.

В автономном частотнике выходная величина – это напряжение. В автономном токовом частотнике ток — регулируемое значение. Частота коммутации имеет значение в образовании сигнала выхода заданной частоты. При повышении частоты улучшается качество синусоиды, увеличиваются потери в инверторе.

Результат работы модели инвертора на транзисторах при разных коммутационных частотах:

Частота коммутации 800 Гц

Коммутационная частота 2000 Гц

Частота коммутации 8000 Гц

Уменьшение частоты ухудшает качество тока выхода. Частоту коммутации определяют, чтобы не было пульсаций.

Индуктивность подключена последовательно, емкость параллельно. Работа инвертора образует гармоники, для их снижения применяют фильтры.

Непосредственный частотник

Напряжение сети идет по вентилям управления электрической машины. На фазах подключены частотники с реверсом.

Инвертор низкой частоты изменяет 3-фазное напряжение в 1-фазное. В и Н комплекты включаются, на выходе напряжение двухполярное. Чтобы управлять инвертором применяют законы синуса и прямоугольника.

При прямоугольном законе порядок действия следующий. Полуволна напряжения проходит, на комплект идут импульсы. Комплект работает как выпрямитель с углом опережения. Для уменьшения тока переходят в режим инвертора. Ток снижают, чтобы не было замыкания в частотнике. После паузы вступает комплект №2.

При управлении с синусом выходное напряжение меняется по синусу, а управляющий угол постоянно меняется.

Сабвуферный усилитель в автомобиль

Качественный усилитель на 100 ватт в автомобиль для сабвуфера, собранный на микросхеме ТДА7294, имеет мощность выше, чем на микросхеме ТДА1562 (на 50 Вт). В усилителе используют преобразователь на 12 вольт на две колонки по 40 Вт. В нем фильтр низких частот, размещен на плате с одной стороны, в схеме три блока.

Преобразователь сети сабвуфера

Прибор создан на драйвере КА7500. Существует блокировка перенапряжения, идет отключение, если на входе U больше 15 В. Защита недостающего напряжения уберегает от чрезмерного разряда, драйвер отключается при падении постоянного напряжения до 9 В.

Защита тока предотвращает от неисправностей транзисторов, защищает всю схему. Индикация диода зеленого цвета показывает работу в нормальном режиме, диод красного цвета сигнализирует отключение драйвера. Плавный пуск по схеме дает возможность плавно запустить преобразователь, хотя на выходе большие емкости.

Трансформатор можно изготовить самому, взять готовый от компьютера. Используются выходы на 12 и 5 В, коэффициент трансформации 2,4. Если подается напряжение 14 вольт на линию в 5 В, то получается больше в 2,4 раза. На линии 12 В выходит напряжение 33 В для питания усилителя. Частота тока переключения 50 Гц, изменяется установкой емкости.

Полевые транзисторы можно заменить мощностью выше 100 Вт на выходе.

ФНЧ и усилитель

Схема простая на одном усилителе операционного вида ТL072. Питание подается двухполярное, 12 В, стабилитроны формируют напряжение 12 вольт.

Мощный усилитель на микросхеме

В схеме применена микросхема ТДА 7294 по типовому подключению. Через необходимые цепочки R-C подключены контакты ST и MUTE.

Полезные советы сборки усилителя

  1. В силовых схемах применяйте провод достаточного сечения. Конденсатор входа С4 берите на 4700 мкФ. От него зависит мощность. На линии аккумулятора применяйте предохранитель на 10 А. Пуск инвертора предполагает знание оборудования, питание с ограничителем тока.
  2. Масса подключена удачно, без шума, фона. Легкий гул фильтра создавала микросхема LМ358, она не подходит для звука в качественном режиме. Микросхема TL072 для этих целей подходит.
  3. Частотник защищен от замыкания линии выхода питания. Корпус усилителя изготавливается по своему усмотрению, на качество звука не влияет.

Пассивный фильтр нижних частот для сабвуфера

Фигура 1

В этой статье рассматривается проект простого пассивного фильтра нижних частот первого порядка, который предназначен для размещения перед усилителем звука, подключенным к громкоговорителю сабвуфера. Схема, в которой используются линейные аудиосигналы, имеет регулируемую частоту среза от 20 до 200 Гц. Поскольку активные компоненты не используются, его действительно просто построить, но частота среза зависит от выходного сопротивления источника звука и входного сопротивления усилителя.Для представленной здесь схемы будут приняты типичные значения этих параметров, хотя рекомендуется повторить расчеты для каждого усилителя. Для более точного, но сложного решения можно использовать активный фильтр нижних частот сабвуфера.

1 - Свойства схемы

На следующих рисунках показана частотная характеристика фильтра для f 0 e f 1 , которые являются минимальной и максимальной частотами среза. Также представлен график изменения частотной характеристики в зависимости от потенциометра.Рисунок 2: Модуль передаточной функции фильтра в дБ, для f c = 20 Гц. По оси абсцисс показана частота в логарифмической шкале. Рисунок 3: Модуль передаточной функции фильтра в дБ, для f c = 200 Гц. По оси абсцисс показана частота в логарифмической шкале. Рис. 4: Частота среза фильтра в зависимости от значения потенциометра.

1.1 - Потеря сигнала

Как обычно, пассивный фильтр вводит ослабление A для нефильтрованного сигнала ниже f c , которое составляет: Эту формулу можно получить, подставив 0 в переменную s в передаточной функции фильтра, представленной в разделе 2. В случае фильтра, показанного в этой статье, A = 0,8. Другими словами, потеря сигнала составляет около -1 дБ, что является приемлемым.

2 - Анализ схемы и проект

Передаточная функция схемы: и его частота среза: где R до - полное сопротивление потенциометра R P , а R - частичное значение, принимаемое потенциометром.Чтобы вычислить значения компонентов, можно написать систему уравнений, используя формулу частоты среза, вычисленную в двух предельных случаях: Где f 0 = 20 Гц и f 1 = 200 Гц. Решение системы следующее:

Теперь можно сделать некоторые соображения, чтобы определить числовые значения, которые нужно вставить в два выражения. Выходное сопротивление современных аудиоплееров или компьютеров очень низкое, порядка нескольких Ом, поэтому им можно пренебречь.Напротив, входной импеданс усилителя очень важен. R L = 20 кОм - это обычное значение, которое встречается, например, в Fenice 20, аудиоусилителе класса Hi-Fi, класса T, 15 + 15 Вт на базе Tripath TA2024C. Его значение было измерено с помощью следующего метода: дешевое измерение входного импеданса аудиоусилителя. Подставляя предыдущие значения в систему уравнений и выбирая, например, R A = 390 Ом, можно рассчитать значения других компонентов: C = 2,2 мкФ и R P = 4.7 кОм.

Библиография и другие документы

  1. Активный фильтр нижних частот сабвуфера
  2. Недорогое измерение входного импеданса аудиоусилителя

Что такое фильтр нижних частот и как работают фильтры низких частот? - Мой новый микрофон

Изучая и практикуясь в производстве музыки или звукорежиссуры, вы обязательно столкнетесь с фильтрами нижних частот. Фильтры нижних частот - это мощные инструменты, которые используются в эквализации и в общем звуковом дизайне.

Что такое фильтр нижних частот? Фильтр нижних частот (LPF) - это процессор аудиосигнала, который удаляет нежелательные частоты из сигнала выше определенной частоты среза. Он постепенно отфильтровывает (ослабляет) верхние частоты выше его частоты среза, позволяя проходить нижним частотам, в идеале без каких-либо изменений.

В этой статье мы подробно рассмотрим фильтры нижних частот, расскажем, как они работают, как они устроены и как они используются не только в эквалайзере, но и в других приложениях, связанных со звуком.

По завершении этой статьи я понял, насколько глубока теория фильтров. Стремясь сделать эту статью краткой (она все еще превышает 6000 слов), я включил только самую важную информацию о звуковых фильтрах нижних частот. Пожалуйста, используйте оглавление, чтобы обойти это руководство!


Содержание


Что такое фильтр нижних частот?

Первый абзац ответа - достойное определение фильтра нижних частот, но он оставляет многое для объяснения.Итак, давайте обсудим, что такое фильтр нижних частот и как он работает, начиная с основ.

Итак, мы знаем, что фильтр нижних частот пропускает низкие частоты ниже определенной точки среза, отсюда и название. Фильтры нижних частот иногда называют фильтрами верхних частот, название которых изображает обрезание высоких частот выше определенной точки среза.

Идеальный фильтр нижних частот

В идеале, мы бы хотели, чтобы наш фильтр нижних частот просто отсекал все частоты выше его частоты среза и оставлял все частоты ниже его частоты среза незатронутыми.Этот тип «кирпичной стены» фильтра нижних частот недоступен на практике, но теоретически он будет выглядеть так:

На этой простой диаграмме у нас есть частота (в герцах) по оси абсцисс и относительная амплитуда (в децибелах) по оси ординат.

Герц означает количество циклов в секунду. Поскольку аудиосигналы являются сигналами переменного тока, они имеют циклическую форму волны. При преобразовании в звуковые волны эти формы волны можно услышать как колеблющиеся молекулы воздуха. Общепринятый диапазон слышимости людей составляет от 20 Гц до 20 000 Гц.Таким образом, большинство аудиосигналов попадают в этот диапазон (во избежание обилия непонятной информации).

Децибелы (десятая часть бел) - это относительные единицы измерения, используемые для выражения отношения одной величины к другой в логарифмической шкале. Что касается амплитуды сигнала, разница в 3 дБ будет представлять собой удвоение / уменьшение вдвое значений мощности (мощности и, в конечном итоге, интенсивности звука), а разница в 6 дБ будет удвоением / уменьшением вдвое основных величин мощности (напряжение / ток и, в конечном итоге, уровень звукового давления). ).

Статьи по теме:
• Что такое децибелы? Полное руководство по дБ для аудио и звука
• Единицы измерения и префиксы в звуковой и аудиоэлектронике

На графике выше мы имеем резкую частоту среза на уровне 1 кГц. Никакие частоты выше этого среза не передаются, и все частоты ниже этого среза передаются идеально.

Хотя это невозможно получить аналоговыми или цифровыми средствами, существуют способы приблизить этот тип фильтра нижних частот.

В аналоговых ФНЧ увеличение порядка фильтрации приближает нас к крутизне идеального фильтра около частоты среза.

Цифровые фильтры

In можно также запрограммировать для приближения к такому идеальному «кирпичному» фильтру.

Подробнее об этом позже.

Реальные фильтры нижних частот

Хотя мы можем довольно близко подойти к идеальным ФНЧ, обычно у нас будет какой-то спад после частоты среза, а не строгий срез.

Таким образом, типичный фильтр нижних частот можно легко визуализировать на следующей диаграмме эквалайзера:

Мы можем видеть на изображении, что выше определенной частоты фильтр начинает ослаблять / фильтровать частоты с устойчивым отрицательным наклоном (амплитуда уменьшается по мере увеличения частоты).Мы также замечаем определенную частоту f H , которая является частотой среза (я определяю ее как f H для «высокой частоты среза», а не f C , которую можно спутать с «центром». частота в других типах фильтров).

Обратите внимание, что частота среза не возникает сразу после начала фильтрации. Скорее, частота среза представляет собой точку -3 дБ затухания фильтра. Как мы вкратце обсуждали, это частота, на которой фильтр снижает мощность сигнала вдвое.Это определение частоты среза используется в фильтрах нижних и верхних частот, полосовых и других фильтрах.

LPF Полоса пропускания, полоса задерживания и переходная полоса

Обратите внимание, что технически фильтр нижних частот будет иметь полосу пропускания (диапазон пропускаемых частот), которая находится в диапазоне от 0 Гц до частоты среза.

Полоса задерживания будет в какой-то момент за полосой пропускания, когда затухание достигнет достаточной точки (например, -50 дБ). В идеальном фильтре полоса пропускания идет до частоты среза, а полоса задерживания - это все, что выше этой частоты среза.Однако в реальных условиях фильтры нижних частот работают немного иначе.

LPF обычно имеют полосу перехода между полосой пропускания и полосой задерживания, где фильтр будет эффективно уменьшать амплитуду сигнала. Ширина полосы перехода зависит от крутизны спада, которая определяется порядком и типом фильтра.

Фильтр нижних частот Порядок

Фильтры часто определяются их порядком. С простыми фильтрами, такими как фильтр нижних и верхних частот, порядок фильтра в значительной степени относится к крутизне переходной полосы (также известной как скорость спада).

Технически порядок фильтра - это минимальное количество реактивных элементов, используемых в цепи. В аналоговых звуковых фильтрах нижних частот эти реактивные элементы почти всегда будут конденсаторами (хотя в определенных ситуациях могут использоваться катушки индуктивности). Мы обсудим это позже в разделе «Аналоговые против». Цифровые фильтры нижних частот.

Итак, порядок фильтра нижних частот по определению является целым числом (мы не можем иметь долю реактивного компонента в цепи), и он влияет на крутизну спада переходной полосы фильтра.

Для стандартных фильтров нижних частот Баттерворта каждое целое число увеличивает крутизну спада на дополнительные 6 дБ на октаву или 20 дБ на декаду.

Обратите внимание, что октава определяется как удвоение (или уменьшение вдвое) частоты, а декада определяется как десятикратное увеличение (или уменьшение) частоты.

Также обратите внимание, что стандартный фильтр Баттерворта поддерживает указанную выше взаимосвязь между порядком и скоростью спада. Другие типы фильтров предлагают другие отношения.Подробнее об этом позже.

А пока давайте рассмотрим следующий график, который показывает 5 различных фильтров нижних частот Баттерворта с порядками от 1 до 5:

Частота среза (точка -3 дБ) каждого фильтра составляет 1 кГц. Скорость спада и переходная полоса (которая может быть ограничена отметкой ослабления -50 дБ) изменяются в зависимости от порядка фильтра.

Мы видим, что по мере увеличения порядка фильтр нижних частот становится все ближе к идеальному фильтру.

Коэффициент добротности фильтра нижних частот

Некоторые фильтры нижних частот имеют регулировку добротности. Это особенно касается плагинов параметрического эквалайзера и блоков цифрового эквалайзера, где фильтр не предназначен для какого-либо определенного типа (Баттерворт, Бессель, Чебышев, Эллиптический и т. Д.).

Для получения дополнительной информации о параметрическом эквалайзере ознакомьтесь с моей статьей «Полное руководство по параметрической эквализации / эквалайзеру».

Коэффициент добротности несколько произвольный. Хотя у него есть свои определения, у многих производителей есть свои собственные технические расчеты для параметра Q.

Однако, в общем смысле, увеличение добротности ФНЧ приведет к увеличению крутизны спада, вызывая формирование резонансного пика на частоте среза и выше.

И наоборот, уменьшение добротности LPF увеличит затухание на частоте среза и выше, в то же время делая крутизну спада более плавной.

Эквалайзеры, которые предлагают регулировку Q-фактора на фильтре нижних частот, обычно имеют график, показывающий, как фильтр влияет на сигнал.

Фильтры нижних частот и фазовый сдвиг

Важно отметить, что в типичных аналоговых фильтрах, таких как стандартный фильтр Баттерворта, будет частотно-зависимый фазовый сдвиг между входным сигналом фильтра / эквалайзера и его выходным сигналом.

Вообще говоря, каждый реактивный компонент в аналоговом фильтре вносит в сигнал фазовый сдвиг на 90 °. Для аналоговых фильтров нижних частот (и цифровых фильтров, которые стремятся воссоздать их в цифровом виде) это означает, что при целочисленном увеличении порядка фильтрации будет происходить сдвиг фазы на 90 °.

В стандартных фильтрах нижних частот Баттерворта половина общего фазового сдвига приходится на частоту среза.

Вот визуальное представление фильтра нижних частот Баттерворта первого порядка с графиками амплитуды-частоты и фазы-частоты:


Аналог Vs. Цифровые фильтры нижних частот

Ключевое различие между аналоговыми и цифровыми фильтрами нижних частот состоит в том, что аналоговые фильтры работают с аналоговыми аудиосигналами, а цифровые фильтры работают с цифровыми аудиосигналами.

Аналоговые аудио схемы LPF используют аналоговые компоненты, такие как резисторы и конденсаторы (в активных схемах LPF используются активные компоненты, такие как операционные усилители). С другой стороны, цифровые фильтры LPF либо встроены в микросхемы цифровых микросхем, либо в программное обеспечение.

Давайте обсудим каждую подробнее, не так ли?

Аналоговые фильтры нижних частот

Аналоговые фильтры проще объяснить, поскольку они сделаны из реальных аналоговых схем, которые относительно легко понять.Обратите внимание, что я не инженер-электрик, и цифровые схемы / программирование выходят за рамки моих знаний.

Итак, в этой статье я постараюсь объяснить, как работают аналоговые фильтры нижних частот. Обратите внимание, что многие цифровые фильтры нижних частот предназначены для воссоздания эффекта аналоговых ФНЧ.

В объяснении будет много уравнений, которые нужно пройти, чтобы помочь нам понять.

Чтобы действительно понять основы работы фильтра нижних частот, мы можем изучить простой пассивный RC LPF первого порядка.Этот фильтр можно визуализировать с помощью следующего изображения. Обратите внимание, что «RC» относится к резистору и конденсатору, используемым в схеме.

Цепь выше можно представить как делитель напряжения:

На схеме выше мы выводим следующую формулу:

Из этой формулы можно сделать вывод, что по мере увеличения 2 рандов V из увеличивается (при условии, что 1 рандов остается постоянным). Запомни это.

В этом уравнении делителя напряжения постоянного тока R 1 представляет сопротивление резистора, который будет вместо резистора RC-цепи, а R 2 представляет сопротивление резистора, который будет вместо конденсатора RC-цепь.Имейте это в виду.

Допустим, аудиосигнал на V в имеет частотное содержание от 20 Гц до 20 000 Гц (диапазон слышимости человека). Это сигнал переменного тока, а не постоянного тока. Сигналы переменного тока зависят от импеданса, который имеет как фазу, так и величину и состоит из сопротивления и реактивного сопротивления цепи.

В идеальном мире (который мы будем использовать для понимания RC-фильтров нижних частот) реактивное сопротивление резистора равно нулю, а сопротивление конденсатора равно нулю.Резистор будет обеспечивать составляющую сопротивления для общего импеданса аудиосигнала, а конденсатор будет составлять составляющую реактивного сопротивления для общего импеданса аудиосигнала.

Итак, со следующей упрощенной схемой RC-фильтра нижних частот:

У нас получилось бы следующее уравнение:

Где:
• X C - емкостное сопротивление конденсатора
• Z - полное сопротивление цепи

Помните, что полное сопротивление складывается из компонентов сопротивления и реактивного сопротивления цепи.Типичная формула импеданса:

Где X L - индуктивная емкость. Поскольку в RC-цепи нет индуктора, X L равно нулю.

Давайте быстро перепишем наше выходное напряжение RC с новой информацией:

Знакомо? Это почти то же самое, что и простой делитель напряжения.

Итак, наш RC-фильтр нижних частот можно сравнить с делителем напряжения, но для аудиосигналов переменного тока. По мере увеличения X C также увеличивается V из (опять же, при условии, что R остается постоянным).

Как он на самом деле работает как фильтр нижних частот? Что ж, реактивная емкость уменьшается с увеличением частоты входного сигнала. Формула для этого выглядит следующим образом:

Где:
f - частота сигнала
• C - емкость конденсатора

Итак, мы имеем следующие правила RC-цепи нижних частот:

  • По мере увеличения частоты емкостное реактивное сопротивление уменьшается.
  • По мере уменьшения емкостного реактивного сопротивления уровень выходного сигнала уменьшается относительно уровня входного сигнала (при условии, что сопротивление цепи остается неизменным).

В основном, как емкостное реактивное сопротивление. уменьшается (по мере увеличения частоты), большая часть сигнала отправляется на землю, а не на выход.

Следовательно, в общем случае RC-цепь нижних частот начнет ослаблять более высокие частоты, и по мере увеличения частоты схема будет ослаблять больше.

Мы уже обсуждали частоту среза. Это точка, в которой полоса пропускания превращается в полосу перехода (или полосу задерживания в идеальных фильтрах). Частота среза находится в точке затухания -3 дБ. Его можно рассчитать с помощью следующего уравнения:

Где:
• R - сопротивление резистора
• C - емкость конденсатора

В качестве дополнительного уравнения мы можем вычислить вышеупомянутый фазовый сдвиг RC-фильтра нижних частот с помощью следующего уравнения:

Надеюсь, в этом есть смысл.Здесь мы рассмотрим самую простую форму аналогового RC-фильтра нижних частот.

Аналоговые фильтры, как правило, просты по конструкции, хотя их сложность увеличивается по мере приближения к характеристикам «идеального фильтра». Многие цифровые фильтры (включая плагины EQ) эмулируют эти аналоговые фильтры.

Помните, что, добавляя дополнительные наборы RC (увеличивая порядок) фильтра нижних частот, мы можем эффективно повысить крутизну спада и сократить полосу перехода.

Существует множество типов фильтров, о которых следует знать.До сих пор мы в основном сосредоточились на популярном фильтре Баттерворта. Однако есть 3 основных типа фильтров (среди многих), о которых мы должны знать, когда дело касается звука. Их:

  • Фильтр Баттерворта
  • Фильтр Бесселя
  • Фильтр Чебышева

Эти «типы» фильтров зависят от значений компонентов, используемых в конструкции фильтра, и коэффициента демпфирования, который прилагается к конструкции фильтра. Изучение схем отдельных ФНЧ выходит за рамки данной статьи, но об этих популярных типах стоит знать.

Что такое фильтр Баттерворта в аудио? Фильтр Баттерворта (фильтр с максимально плоской величиной) - это линейный аналоговый фильтр, предназначенный для получения максимально плоской частотной характеристики в полосе пропускания. Фильтры Баттерворта не имеют слишком крутого спада и часто используются в полочных фильтрах низких / высоких частот и низких / высоких частот.

Чтобы узнать больше о полочных фильтрах, ознакомьтесь с моей статьей Audio Shelving EQ: Что такое фильтры для низких и высоких полок?

Что такое фильтр Бесселя в аудио? Фильтр Бесселя - это линейный аналоговый фильтр с максимально плоской групповой или фазовой характеристикой для сохранения формы волны сигналов в полосе пропускания.Фильтры Бесселя обеспечивают плавный спад частоты за пределами частоты среза и в основном предназначены для линейной фазовой характеристики с небольшим выбросом.

Что такое фильтр Чебышева в аудио? Фильтр Чебышева - это линейный аналоговый фильтр , предназначенный для очень крутого спада за счет пульсаций полосы пропускания (тип I) или пульсаций полосы задерживания (тип II / инверсия).

Вот изображение из Википедии, показывающее типичные различия между фильтрами нижних частот Баттерворта, Чебышева I / II и эллиптическими фильтрами нижних частот:

Обратите внимание, что эллиптический фильтр (также известный как фильтр Кауэра) представляет собой линейный аналоговый фильтр с выравниваемой пульсацией как в полосе пропускания, так и в полосе задерживания.У него очень крутая переходная полоса. Это достигается за счет комбинирования фильтра нижних частот и полосового / режекторного фильтра.

Цифровые фильтры нижних частот

Цифровые фильтры часто бывают более точными и более гибкими по конструкции из-за обширной природы цифровой обработки сигналов (DSP). Точность их конструкции делает их намного более точными по заданным параметрам, тогда как аналоговые фильтры несколько ограничены точностью их компонентов и тракта прохождения сигнала в целом.

Цифровые фильтры

также обладают такими преимуществами, как улучшенное соотношение цены и качества и более постоянный характер изменений температуры и влажности.

Аналоговые фильтры, конечно, выигрывают от работы с непрерывным спектром.

Обратите внимание, что некоторые цифровые фильтры нижних частот предназначены для имитации работы аналоговых ФНЧ. Мы часто находим упомянутые ранее типы фильтров (Баттерворта, Бесселя, Чебышева и т. Д.) В цифровых дизайнах.

Вместо использования аналоговых компонентов (конденсаторы, резисторы, операционные усилители и т. Д.)) цифровые схемы будут встроены в цифровые микросхемы (с сумматорами, вычитателями, задержками и т. д.) или, в качестве альтернативы, могут быть запрограммированы в аудиоплагины.

Цифровой фильтр нижних частот впишется в один из двух лагерей:

  • Бесконечная импульсная характеристика (БИХ)
  • Конечная импульсная характеристика (КИХ)

Что такое фильтр с бесконечной импульсной характеристикой в ​​аудио? БИХ-фильтр - это линейный, не зависящий от времени аналоговый тип фильтра (который также был оцифрован), который работает с импульсной характеристикой, которая продолжается бесконечно, никогда не становясь точно равной нулю.Фильтры Баттерворта, Чебышева, Бесселя и эллиптические фильтры являются примерами БИХ-фильтров.

Что такое фильтр с конечной импульсной характеристикой в ​​аудио? КИХ-фильтр - это фильтр (аналоговый или цифровой, хотя почти всегда цифровой), который работает с импульсной характеристикой конечной длительности, устанавливающейся на ноль в течение некоторого времени. Он хорошо подходит для линейно-фазового эквалайзера.

Говоря о линейно-фазовом эквалайзере, стоит упомянуть и об этих специализированных эквалайзерах.

Линейный фазовый эквалайзер (который почти всегда будет иметь опции фильтра нижних частот) эффективно устраняет любой фазовый сдвиг в аудиопроцессоре.

Вспомните в разделе «Фильтры нижних частот и фазовый сдвиг», как мы обсуждали неизбежный фазовый сдвиг аналоговых ФНЧ (фазовый сдвиг на 90º для каждого реактивного компонента в цепи).

Линейный фазовый эквалайзер (и фильтр нижних частот) использует цифровую обработку сигнала (DSP) для анализа частотного содержания сигнала и применения усиления к соответствующим частотам через фильтры FIR (конечный импульсный отклик), чтобы исключить любой сдвиг фазы. что возникает.

Liny EQ от Blue Cat (ссылка, чтобы узнать цену в магазине плагинов) - отличный пример плагина линейного фазового эквалайзера:

Линия эквалайзера синего кота

Для получения дополнительной информации о линейно-фазовом эквалайзере ознакомьтесь с моей статьей «Полное руководство по линейно-фазовой эквалайзеру / эквалайзеру».

Обзор аналоговых и цифровых фильтров нижних частот

Вот небольшая таблица, обобщающая то, что мы обсуждали в этом разделе.

Аналоговый аудио LPF Цифровой аудио LPF
Фильтрует аналоговые (непрерывные) аудиосигналы Фильтрует цифровые (дискретные) аудиосигналы
Изготовлен из аналоговых компонентов Встроен в цифровые микросхемы (с сумматорами, вычитателями, задержками и т. Д.)), или же;
Закодировано в ПО
Ограниченные функциональные возможности и адаптируемость Более универсальные возможности программирования
Более чувствительны к изменениям окружающей среды Менее чувствительны к изменениям окружающей среды
Аналоговые компоненты создают тепловой шум Квантование приводит к появлению цифрового шума
Более высокие производственные затраты Более низкие производственные затраты

Актив.Пассивные фильтры нижних частот

Ключевое различие между активными и пассивными фильтрами нижних частот состоит в том, что активные фильтры нижних частот требуют мощности для работы, а пассивные фильтры низких частот - нет.

Это связано с тем, что в цепи активных ФНЧ будет какой-то усилитель. Эти усилители (часто операционные усилители) получают питание от источника и используют его для усиления сигнала, проходящего через фильтр нижних частот или звуковой эквалайзер.

Обратите внимание, что метки «активный» и «пассивный» обычно применяются только к аналоговым фильтрам.Цифровые фильтры по своей конструкции активны (это относится к оборудованию, которое построено на транзисторах и программном обеспечении, требующем вычислений).

С этим праймером давайте обсудим активный и пассивный фильтры нижних частот более подробно, начав с более простого: пассивного ФНЧ.

Пассивные фильтры нижних частот

В моем объяснении аналоговых фильтров нижних частот я сосредоточился исключительно на схеме пассивного RC-фильтра нижних частот. Итак, у нас уже есть четкое представление о пассивных фильтрах нижних частот.

Опять же, самый простой пассивный фильтр нижних частот первого порядка выглядит примерно так:

Обратите внимание, что мы можем увеличить скорость спада пассивного фильтра, добавив полюса. Однако это происходит за счет потери амплитуды сигнала (поскольку в схеме нет каскадов усиления) и ухудшается передача сигнала внутри схемы из-за плохого импедансного моста (поскольку нет буфера между полюсами или на выходе ФНЧ).

Пассивные фильтры нижних частот просты для понимания.К счастью, поскольку им поручено только срезать частоты (выше частоты среза), они не обязательно нуждаются в активном усилении.

Однако, как уже упоминалось, пассивный ФНЧ может работать плохо, поскольку он естественным образом снижает амплитуду проходящего через него сигнала (даже на нижних частотах). Также труднее найти надлежащий мостовой импеданс между выходом пассивного LPF и следующим аудиоустройством (нагрузкой).

Пассивные фильтры нижних частот все еще используются в определенных приложениях, и на рынке есть даже блоки пассивного эквалайзера, которые по определению будут иметь пассивные фильтры нижних частот (если они включают фильтр нижних частот).

Обратите внимание, что в пассивных эквалайзерах есть каскад усиления для «компенсационного усиления» после схемы (схем) фильтра. Просто в схеме (ах) фильтра нет активных компонентов.

Для получения дополнительной информации об усилении макияжа и пассивном эквалайзере, ознакомьтесь со следующими статьями «Мой новый микрофон», соответственно:
• Сжатие динамического диапазона: что такое регулировка усиления макияжа?
• Полное руководство по пассивной эквализации / EQ

Активные фильтры нижних частот

Чаще всего используется активный фильтр нижних частот.

В активных аналоговых фильтрах нижних частот обычно используются операционные усилители. Эти операционные усилители полезны для фильтров с единичным усилением (фильтров, которые поддерживают амплитуду сигнала, но не увеличивают амплитуду сигнала) и фильтров, которые действительно обеспечивают правильный каскад усиления.

Это усиление позволяет разработчикам LPF увеличивать порядок фильтра, тем самым увеличивая крутизну спада, не беспокоясь о потере общей амплитуды сигнала.

Еще одним огромным преимуществом активной конструкции LPF является улучшение выходного сопротивления фильтра.Включив операционный усилитель, мы можем установить низкий выходной импеданс на всех частотах для улучшения передачи сигнала между LPF и следующим аудиоустройством.

Вот пример активного RC-фильтра нижних частот первого порядка с единичным усилением:

Обратите внимание, что он очень похож на вышеупомянутый пассивный RC-фильтр. Основное отличие, конечно же, в операционном усилителе. В этом случае операционный усилитель не усиливает сигнал. Скорее, он поддерживает единичное усиление и обеспечивает соответствующий выходной импеданс для цепи фильтра нижних частот.

Теперь давайте посмотрим на простой RC-фильтр нижних частот первого порядка, который предлагает усиление:

Коэффициент усиления A В неинвертирующего усилителя рассчитывается по следующему уравнению, включая резистор обратной связи (R 2 ) и соответствующий ему входной резистор (R 1 ):

Коэффициент усиления всей схемы зависит от частоты (поскольку фильтр нижних частот ослабляет более высокие частоты). Это усиление можно определить с помощью следующего уравнения:

С помощью этого уравнения мы можем наблюдать следующее:

  • На низких частотах ( f < f C ): A = V out / V in = A V / {small number} ≈ A V
  • At частота среза ( f = f C ): A = V out / V in = A V / √2 = 0.707 A V
  • На высоких частотах ( f > f C ): A = V out / V in = A V / {большое число} «A V

Если подставить 0,707 A V в следующее уравнение для децибел, мы можем подтвердить, что частота среза действительно составляет -3 дБ от единицы:

Если мы посмотрим на фильтр второго порядка (на упрощенной схеме), мы получим следующее:

Имея дело с фильтрами второго порядка (и выше), мы имеем коэффициент демпфирования в цепи.Коэффициент демпфирования этой простой топологии фильтра Саллена-Ки составляет:

Значит, значения R F и R I участвуют в определении коэффициента усиления и демпфирования схемы. R F и R I также определяют, какой у нас фильтр: Баттерворта, Бесселя или Чебышева. Обратите внимание, что следующее применимо только к фильтру второго порядка:

  • Баттерворта:
    • R F / R I = 0,586
    • DF = 1.414
    • A V = 4 дБ
  • Bessel:
    • R F / R I <0,586
    • DF> 1,414
    • A V <4 дБ
  • Чебышев:
    • R F / R I > 0,586
    • DF <1,414
    • A V > 4 дБ

Давайте теперь посмотрим на RC-фильтр нижних частот шестого порядка ниже:

Возможно, первое, что следует отметить, это то, что на каждые две пары резистор-конденсатор (на каждое увеличение на два в порядке фильтра) в схеме будет операционный усилитель.Это стандарт для поддержания надлежащего каскадирования усиления и буферизации по всей цепи.

Возвращаясь к крутизне спада, этот фильтр нижних частот будет иметь крутизну на 36 дБ / октаву или 120 дБ / декаду выше частоты среза. Этот фильтр может принимать фильтры Баттерворта, Бесселя, Чебышева или любой другой возможный «тип» фильтра нижних частот с учетом топологии. Различные соотношения R F / R I между тремя наборами будут отличаться от тех, которые определены выше для фильтра второго порядка.

Надеюсь, я вас не запутал. Есть много других подробных ресурсов по фильтрам. Основное внимание в этой статье уделяется разработке и использованию фильтров нижних частот в аудио, поэтому я воздержусь от того, чтобы заходить слишком далеко в кроличью нору!

Обзор активных и пассивных фильтров нижних частот

Вот небольшая таблица, обобщающая то, что мы обсуждали в этом разделе.

Active Audio LPF Passive Audio LPF
Требуется питание Не требуется питание
Включает активные и пассивные компоненты (включая операционные усилители) Включает только пассивные компоненты (резисторы, конденсаторы и т. Д.))
Предлагает усиление выше единичного усиления (повышает в дополнение к отсекам) Не может предлагать усиление выше единичного усиления (только отсечки)
Низкое выходное сопротивление (работа независимо от нагрузки) Более высокое выходное сопротивление (работа в зависимости от нагрузки)
Более высокие производственные затраты Более низкие производственные затраты

Можно отметить дополнительные моменты, которые неприменимы к аудио LPF (как и к очень высокочастотным сигналам), но в любом случае их стоит упомянуть:

  • Пассивные фильтры LPF могут включать индукторы.
  • Активные ФНЧ не могут обрабатывать такие высокие амплитуды сигнала, как пассивные фильтры, из-за операционного усилителя.
  • Активные ФНЧ имеют ограниченную полосу пропускания из-за операционного усилителя.

Смешивание с фильтрами низких частот

Теперь, когда мы понимаем, что такое фильтр нижних частот и как он работает, давайте рассмотрим его практическое применение, когда дело доходит до микширования звука.

Фильтры нижних частот используются для микширования следующим образом:

Уменьшите конкуренцию между инструментами в High-End

Одна из наиболее важных задач звукового эквалайзера - очистка частотного спектра, чтобы инструменты были слышны.Это означает уменьшение частотных диапазонов некоторых треков, чтобы другие треки могли просвечивать в этих же диапазонах.

Фильтры нижних частот могут эффективно устранять высокие частоты некоторых выбранных дорожек, тем самым позволяя другой дорожке (дорожкам) занять высокие частоты с улучшенной четкостью. Это также может снизить резкость всего микса.

В high-end не так много «музыкальной» информации (гармоник). Однако, исключив «яркость» некоторых инструментов, мы можем усилить воспринимаемую яркость / воздушность других инструментов.Также ничто не мешает нам снизить частоту среза ФНЧ до среднего диапазона, чтобы начать фильтрацию гармонического содержимого.

Уменьшить шипение

Если исходный материал записан неправильно или с использованием некачественного оборудования, шипение (среди прочего) может быть нежелательным слышимым результатом.

Некоторое количество шипения неизбежно в аналоговом оборудовании, включая микрофоны, из-за природы электричества и электрических компонентов, которые используются в конструкции звукового оборудования.Обычно это называют «собственным шумом».

Статьи по теме:
• Что такое самошум микрофона? (Эквивалентный уровень шума)
• Какое хорошее соотношение сигнал / шум для микрофона?
• 15 способов эффективного снижения шума микрофона

Большая часть того, что мы называем «шипением», находится в верхней части частотного спектра. Следовательно, использование фильтра нижних частот может помочь уменьшить уровень шипения в сигнале. Просто убедитесь, что вы помните о любых эффектах, которые LPF будет иметь на тон, когда вы понижаете частоту среза.

Существуют также звуковые плагины, которые могут помочь уменьшить шум, не затрагивая частотную составляющую сигнала. Waves X-Noise (ссылка, чтобы проверить это на Waves) - отличный пример такого плагина.

Волны X-Noise

Waves Audio входит в список лучших мировых брендов аудиоподключаемых модулей (VST / AU / AAX) для моего нового микрофона.

Добавить глубину

Глубина - важный параметр при смешивании. По сути, это воспринимаемое расстояние до источника звука в контексте микса.

В реальном мире акустики увеличение расстояния между источником звука и слушателем может привести к нескольким событиям. Я добавлю в скобки звуковые эффекты, которые помогают имитировать эту психоакустическую воспринимаемую глубину:

  • Звук будет тише (громкость / усиление).
  • Звук дойдет до ушей слушателя позже (задержка).
  • Звук, скорее всего, будет отражаться от других поверхностей в акустическом пространстве и достигать ушей слушателя в разное время (задержка и реверберация).
  • Звук будет менее сфокусированным (модуляция, например, хорус).
  • Звук будет менее высоким, поскольку более высокочастотные звуковые волны сначала теряют энергию из-за трения среды / воздуха (LPF).

Статья по теме: Полный список: аудиоэффекты и процессы для сведения / производства.

Таким образом, уменьшив высокие частоты источника с помощью фильтра нижних частот (или полки верхних частот или другого эквалайзера), мы можем создать иллюзию того, что источник находится еще дальше в миксе.

Добавить край с резонансом

Как мы обсуждали ранее, полоса пропускания фильтра нижних частот (особенно около частоты среза) не всегда идеально ровная. Во многих случаях будет какой-то резонансный пик или усиление эквалайзера около / ниже частоты среза.

Таким образом, мы можем использовать некоторые фильтры нижних частот для усиления определенных резонансных полос, чтобы придать дорожке некоторый край непосредственно перед точкой, в которой отфильтровываются высокие частоты.

Чтобы получить максимальную «грань» от источника звука, обычно лучше всего иметь резонанс и отсечку в среднем диапазоне, где в сигнале присутствует заметная гармоническая составляющая.

Автоматизировать!

Автоматизация фильтра нижних частот может быть использована с большим эффектом для создания акустического интереса к источнику звука.

Если вам нравятся синтезаторы, вы, вероятно, знаете, как автоматизация или иная модуляция фильтра нижних частот может дать отличные результаты.

Педали эффектов

Wah-wah и с фильтром огибающей также могут модулировать фильтр нижних частот для достижения своего звукового эффекта, особенно когда есть пик резонанса около среза.

Статьи по теме:
• Что такое педали эффектов Wah-Wah для гитары и как они работают?
• Что такое педали эффектов фильтров огибающих и как они работают?

Когда дело доходит до автономных фильтров нижних частот, мы можем распространить эти эффекты на любой источник звука, автоматизируя фильтр нижних частот (особенно параметр частоты среза).

Мы также можем использовать автоматизацию, чтобы эффективно увеличивать или уменьшать воспринимаемую глубину трека, а также снижать конкуренцию в high-end, когда другие треки вводятся в аранжировку (или удаляются из нее).


Другие применения фильтров нижних частот в аудио

Помимо микширования, фильтры нижних частот используются во многих других звуковых стандартах и ​​оборудовании.

Фильтры нижних частот используются в звуке общего назначения следующим образом:

Фильтры сглаживания и восстановления

Если вы какое-то время интересовались звуком, вы знаете, что аудиосигналы могут быть аналоговыми или цифровыми.В то время как аналоговые сигналы обычно используются с преобразователями (громкоговорители, наушники, микрофоны и т. Д.) И некоторыми способами хранения (винил, лента и т. Д.), В современных случаях обычно используется цифровое аудио хранилище (внутри DAW, потоковая передача, облачное хранилище и т. Д.) хранилище на жестком диске и т. д.).

Записываем ли мы с помощью микрофонов или аналоговых инструментов на цифровую звуковую рабочую станцию ​​или воспроизводим цифровой звук через динамики или наушники, нам потребуется преобразование аналогового и цифрового звука.

Это преобразование выполняется с помощью точно названных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП).

При переходе от аналогового к цифровому, АЦП будет производить выборку звука с высокой частотой дискретизации и назначать амплитуду (в пределах установленной битовой глубины) каждой выборке, чтобы смоделировать форму аналогового сигнала.

При переходе от цифрового сигнала к аналоговому ЦАП будет пытаться создать плавный непрерывный сигнал на основе отсчетов цифрового сигнала.

В обоих преобразователях используются аналоговые фильтры нижних частот.

Фильтр сглаживания

В АЦП ФНЧ называется фильтром сглаживания. Фильтр сглаживания, как следует из названия, фильтрует аналоговый сигнал перед дискретизацией / преобразованием, чтобы избежать наложения спектров.

Псевдоним - это ошибка выборки, которая возникает, когда частота дискретизации слишком мала для правильного определения частоты входного сигнала. Когда происходит наложение спектров, дискретизированный сигнал в конечном итоге имеет более низкую частоту, чем входной сигнал.

Обратите внимание, что типичные аудиосигналы не являются простыми синусоидальными волнами и имеют широкий диапазон частот. Таким образом, псевдонимы вносят искажения и другие артефакты в цифровой аудиосигнал (а не просто изменяют частоту сигнала).

При этом проще всего визуализировать сглаживание с помощью простой синусоидальной волны. Давайте посмотрим на несколько иллюстраций, которые помогут нам понять псевдоним:

На следующем изображении у нас есть синусоидальная волна 12 кГц, дискретизируемая с частотой 48 кГц.Точки представляют каждую точку выборки, а красный сигнал представляет собой выбранный сигнал (обратите внимание, что он наложен поверх исходного сигнала черным цветом). Другими словами, АЦП эффективно преобразует сигнал из аналогового в цифровой.

На этом следующем изображении у нас есть входной сигнал 36 кГц, дискретизированный с той же частотой 48 кГц. Точки представляют каждую точку выборки, а красный сигнал представляет собой выбранную форму волны. Обратите внимание, что для создания сигнала, который проходит через каждую точку выборки (не проходя сначала через цикл), выбранная форма волны должна принимать другую форму волны, на этот раз с частотой 6 кГц.По сути, это то, что такое алиасинг.

Обычно цифровой звук дискретизируется с частотой 44,1 кГц или 48 кГц, хотя также распространены более высокие частоты 88,2, 96, 176,4 и 192 кГц.

Теорема выборки Найквиста-Шеннона по существу утверждает, что во избежание наложения спектров цифровая система дискретизации должна иметь частоту дискретизации, по крайней мере, в два раза выше, чем наивысшая частота дискретизации звука.

Звуковой диапазон человеческого слуха составляет от 20 Гц до 20 кГц, поэтому мы можем эффективно снизить низкие частоты выше 20 кГц, не оказывая чрезмерного влияния на то, что мы слышим.Обратите внимание, что в случае появления наложения спектров частоты выше диапазона слышимости вызовут искажения и артефакты в диапазоне слышимости.

Таким образом, при самой низкой общей частоте дискретизации 44,1 кГц нам нужно, чтобы самая высокая частота аудиосигнала составляла 22,05 кГц или 22050 Гц. Это дает нам немного места в частотном спектре для спада частот между (в идеале) 20 кГц и 22,05 кГц.

Помните, что фильтры нижних частот должны учитывать некоторый переходный период.Спад на 40 дБ обычно считается достаточным, чтобы сделать наложение «несущественным». По этой метрике нам понадобится фильтр очень высокого порядка, приближенный к кирпичному / идеальному фильтру.

Реконструкция фильтра

В ЦАП ФНЧ называется реконструкцией фильтра, препятствующего формированию изображения.

Когда цифровой сигнал преобразуется в аналоговый, это не сигнал непрерывного времени. Скорее, он имеет дискретные изменения напряжения при заданной частоте дискретизации. Путем низкого прохождения преобразованного сигнала мы можем эффективно сгладить этот дискретный сигнал на высоких частотах, чтобы получить типичный аналоговый сигнал с непрерывным временем.

Удалив высокочастотные компоненты сигнала, мы можем избавиться от любых искажений или образов в сигнале.

Обратите внимание, что в идеале эти фильтры нижних частот должны быть идеальными, то есть они должны быть каменными фильтрами. Обычно это достигается (приблизительно) с помощью ФНЧ с импульсной характеристикой sinc.

Фильтры деактивации

Фильтры уменьшения выделения используются в системах, где предварительное выделение и ослабление выделения необходимо для улучшенной передачи сигнала.Это, прежде всего, FM-радио и запись / воспроизведение виниловых пластинок.

Фильтры предыскажения, как правило, представляют собой фильтры высоких частот, обрезных фильтров нижних частот или повышающих фильтров верхних частот. Они используются для улучшения отношения сигнал / шум на высоких частотах (с FM-радио) или для улучшения хранения (как известно, винил плохо хранит низкочастотную информацию в своих канавках).

Затем при воспроизведении требуется фильтр уменьшения выделения, чтобы отменить эффект фильтра предварительного выделения, возвращая сигнал к его исходной частотной характеристике.

Поскольку фильтры предыскажения относятся к высокочастотному (или аналогичному) разнообразию, фильтры ослабления выделения относятся к низкочастотному (или подобному) разнообразию.

Чтобы наглядно представить себе, вот изображение фильтра уменьшения выделения (синим цветом) и фильтра предварительного выделения (розового цвета) для FM-радио (постоянная времени 75 мкс и частота среза 2122 Гц):

Аналогичным образом, стандарт эквализации RIAA - это эквалайзер с предварительным / пониженным акцентом для записи и воспроизведения фонографических / виниловых пластинок. Он представлен на изображении ниже с синей линией, представляющей эквалайзер воспроизведения (уменьшение акцента), и розовой линией, представляющей эквалайзер записи (предыскажение):

Сабвуфер Кроссоверы

Сабвуферы - это громкоговорители, специально разработанные для воспроизведения низкочастотных звуковых волн (обычно от 20 Гц до 200 Гц) аудиосигнала.

Эти громкоговорители важны в системах, предназначенных для воспроизведения всего диапазона слышимых частот, поскольку большинство громкоговорителей не могут точно воспроизводить эту низкочастотную информацию (если вообще).

Более того, что позволяет нам слышать низкие частоты, сабвуферы позволяют нам почувствовать низкие частоты звука.

В системах с сабвуферами эти специализированные динамики обычно передают определенную полосу частот общего аудиосигнала.

Кроссовер громкоговорителей (независимо от того, является ли он автономным устройством или частью усилителя мощности) эффективно снижает низкочастотный сигнал, который будет отправлен на сабвуфер, чтобы не передавать какую-либо информацию среднего / высокого уровня.Отправка сигналов с частотами за пределами выделенного диапазона сабвуфера может привести к неидеальным и «грязным» характеристикам сабвуфера.

Сабвуферы потребительского уровня, подобные тем, что используются в автомобилях, обычно воспроизводят 20 Гц - 200 Гц, в то время как профессиональные сабвуферы с усилением живого звука предназначены для воспроизведения звука ниже 100 Гц. Системы, одобренные THX, предназначены для работы с частотой ниже 80 Гц.

Для получения дополнительной информации о кроссоверах для динамиков ознакомьтесь с моей статьей Что такое кроссовер для динамиков? (Активный пассивный).

Включение в полосовые фильтры

Что такое полосовой фильтр в аудио? Полосовой фильтр «пропускает» полосу частот (определенный диапазон выше нижней среза и ниже высокой среза), постепенно ослабляя частоты ниже нижней среза и выше высокой среза.

Полосовые фильтры можно рассматривать как последовательные / каскадные фильтры верхних и нижних частот. Частота среза фильтра высоких частот ( f H ) будет ниже, чем частота среза фильтра низких частот ( f L ).

Вот визуальное представление графика частоты полосового фильтра:

А вот упрощенная схема, представляющая аналоговый полосовой фильтр с фильтром нижних частот первого порядка и фильтром нижних частот первого порядка:

Для получения дополнительной информации о полосовых фильтрах ознакомьтесь с моей статьей Audio EQ: Что такое полосовой фильтр и как работают BPF?

Включение в ленточные фильтры

Что такое полосовой фильтр в аудио? Полосовой фильтр (он же режекторный фильтр или режекторный фильтр) работает, удаляя частоты в указанной полосе в пределах общего частотного спектра.Это позволяет частотам ниже нижней точки отсечки проходить вместе с частотами выше верхней точки отсечки.

Полосовые фильтры можно рассматривать как параллельные фильтры верхних и нижних частот. Частота среза фильтра высоких частот ( f H ) будет больше, чем частота среза фильтра низких частот ( f L ).

Вот визуальное представление графика частоты полосового фильтра:

А вот упрощенная схема, представляющая аналоговый полосовой фильтр с фильтром нижних частот первого порядка и фильтром нижних частот первого порядка:

Чтобы узнать больше о полосовых фильтрах, ознакомьтесь с моей статьей Audio EQ: Что такое полосовой фильтр и как работают BSF?


Что такое фильтр высоких частот в звуковом эквалайзере? Фильтр высоких частот (HPF) - это процессор аудиосигнала, который удаляет нежелательные частоты из сигнала ниже определенной частоты среза.Он постепенно отфильтровывает (ослабляет) нижние частоты ниже его частоты среза, позволяя проходить верхним, в идеале без каких-либо изменений.

Статья по теме: Audio EQ: Что такое фильтр высоких частот и как работают HPF?

Что такое полочный эквалайзер? Shelving Eq использует полочные фильтры высоких и / или низких частот для воздействия на все частоты выше или ниже определенной частоты среза соответственно. Шельфинг может использоваться либо для усиления / усиления, либо для уменьшения / ослабления и воздействует на все частоты одинаково за пределами определенной точки.

Активные фильтры

| Построй свой собственный | Главная панель | Дипольный НЧ-динамик | Кроссовер / эквалайзер | Принадлежности |
| Системный тест | Дизайнерские модели | Прототипы | Активные фильтры | Окружать | FAQ |

Вот каталог схем линейного уровня, которые я нашел полезно для создания активных громкоговорителей.Возможны многие другие топологии, но Перед выбором схемы всегда следует анализировать способность схемы обрабатывать сигнал и ее вклад в общий шум системы. Пакет программного обеспечения САПР, например CircuitMaker. наиболее удобен для анализа и проектирования активных фильтров. LspCAD программное обеспечение позволяет увидеть, как активный фильтр изменяет измеряет частотную характеристику драйвера и позволяет оптимизировать ее до целевого отклик. Все фильтры линейного уровня ниже включены в стандарт LspCAD. и профессиональные версии.Значения компонентов для всех фильтров ниже и для двойной источник питания можно определить по схеме таблица дизайна предоставлено Бернхардом Фаульхабером. Она охватывает больше случаев, чем предыдущая таблица по Алистер Сиббальд.

1 - Ступень буфера
2 - 12 дБ / окт. Кроссовер Linkwitz-Riley
3 - 24 дБ / окт. Кроссовер Linkwitz-Riley
4 - Коррекция задержки
5 - Стеллаж ФНЧ и пассивная цепь
6 - Стеллаж highpass & passive circuit
7 - Режекторный фильтр
8-6 дБ / окт. Дипольная эквализация
9 - 12 дБ / окт. Эквализация верхних частот («Преобразование Линквица», Biquad)
10 - Регулируемое усиление и фиксированное затухание
11 - Линейный драйвер
12 - Блок питания
13 - Печатные платы
14 - Литература

------------------------------------------------- ----------------

1 - Ступень буфера

Буфер как первая ступень активного кроссовер / эквалайзер обеспечивает необходимый низкий импеданс источника для следующих фильтровать сети.Буфер также обеспечивает высокую импедансную нагрузку на предусилитель. выходная цепь и опция фильтра верхних частот для блокировки постоянного тока. (w-xo-lp2.gif, pmtm-eq1.gif, 38xo_eq.gif) Вверх

2 - 12 дБ / окт. Кроссовер Linkwitz-Riley

Два выхода кроссоверного фильтра LR2 - 180 градусов. не совпадают по фазе на всех частотах, что требует использования одного из драйверов с обратная полярность, так что два акустических выхода суммируются по фазе.На Частота кроссовера на выходах фильтров на 6 дБ ниже.
Акустическая частота и полярный отклик контролируются электрическим фильтры и отклик установленных драйверов. Электрический фильтр не дать желаемый результат при недостаточном нахлесте и ровности АЧХ драйвера и когда они смещены друг относительно друга. Это можно исправить в много случаев с добавлением схемы коррекции фазового сдвига. Я считаю кроссовер мало полезен, потому что спад 12 дБ / окт фильтр верхних частот ниже частоты кроссовера не уменьшает отклонения динамический диффузор, когда получается ровная частотная характеристика.Мое предыдущее предположение что групповая задержка кроссовера LR4 4-го порядка на низких частотах вносить слышимые искажения было не правильно. Следовательно Рекомендую не использовать кроссовер LR2. (38xo_eq1.gif, FAQ19, xo12-24b.gif)

Схема LR2 использует топологию активного фильтра Саллена-Ки. для реализации передаточной функции 2-го порядка. Ответ определяется как w 0 и Q 0 , который устанавливает расположение пары полюсов в комплексе частотной s-плоскости и двумя дополнительными нулями при s = 0 для фильтра верхних частот.в случай фильтров LR2 Q 0 = 0,5, и Q 0 = 0,71 для каждого двух каскадных фильтров 2-го порядка, которые образуют фильтр LR4. Частота ответ получается установкой s = jw и решение передаточной функции для величины и фазы. Формулы ниже можно использовать для создания фильтров с разными значениями для w 0 или Q 0 , или проанализировать данную схему на ее w 0 и Q 0 значений.

Фильтры Линквица-Райли любого порядка могут быть реализованы с помощью каскад фильтров Саллена-Ки 2-го порядка.Значения Q 0 для каждого этапа перечислены в таблице ниже. Значения компонентов каждого этапа для данного частоту кроссовера f 0 можно рассчитать, используя Q 0 и выбор удобного значения для C 2 или R 2 в формулах выше.

LR2 LR4 LR6 LR8 LR10
Q 0 1 ступени 0.5 0,71 0,5 0,54 0,5
Q 0 2 ступени 0,71 1,0 1,34 0,62
Q 0 ступени 3 1,0 0,54 1.62
Q 0 ступени 4 1,34 0,62
Q 0 ступени 5 1,62
дБ / крутизна октавы 12 24 36 48 60

Фильтры кроссовера более высокого порядка, чем LR4, вероятно, являются бесполезно из-за увеличения пика групповой задержки около f 0 .
Топ

3 - 24 дБ / окт. Кроссовер Linkwitz-Riley

Разделительный фильтр LR4 24 дБ / окт. выходы со смещением по фазе на 360 градусов на всех частотах. На частота перехода Fp отклик на 6 дБ ниже. Электрическая сеть будет только дать целевой точный отклик акустического фильтра, если драйверы плоские и имеют широкое перекрытие. Это бывает редко. Крутые наклоны фильтра делают комбинированный акустический отклик менее чувствителен к ошибкам величины в драйвере отклики, но ошибки фазового сдвига обычно необходимо исправлять с помощью дополнительная сеть allpass.(xo12-24b.gif, 38xo_eq1.gif, models.htm # E) Верх


Расс Райли и Зигфрид Линквиц, сентябрь 2006 г., Дуглас-Сити, Калифорния
В шестидесятые начало семидесятых, я работал с Рассом Райли в научно-исследовательской лаборатории Hewlett-Packard в Пало-Альто на разработку испытательного оборудования ВЧ и СВЧ. Как и многие другие инженеры, у нас были "G-Jobs", создающие такие вещи, как электронное зажигание для наших жуков и фургонов VW, FM-приемники, фазовая синхронизация широтно-импульсные FM-демодуляторы, коротковолновые приемники, предварительная аудиосистема и питание усилители, аудиоанализаторы третьей октавы, эквалайзеры для наушников и конечно, громкоговорители.После измерения акустического и электрического отзывы коммерческих спикеров мы уравняли и постарались понять почему они были разработаны со странно выглядящими схемами драйверов, использовались большие перегородки, были заполнены различными внутренними демпфирующими материалами и использовали различные методы усиления и демпфирования короба. В конце концов мы полностью переработали их и построили собственные динамики. Расс и его жена, У Вики, опытного органиста, всегда был самый критический и надежный слух.Он гениальный инженер-конструктор, активный участник, вдохновлявший и бросили вызов многим из нас в наших HP и неофициальных дизайнерских проектах.
Русс ушел на пенсию после более чем 40 лет в НИОКР для HP / Agilent и сейчас живет с женой в глухой горной долине, в настоящей бревенчатой ​​хижине, среди груши, сливы и ореховые деревья, ягодные кусты, курица и олени, звуки большого ручья и сосны и ели, поднимающиеся по склонам.Он умер мирно в своем бревенчатом домике 6 декабря 2010 г.

4 - Коррекция задержки

Секция всепроходного фильтра первого порядка с плоской амплитудой отклик, но сдвиг фазы, который изменяется от 0 градусов до -180 градусов, или -180 градусов до -360 градусов, часто используется для коррекции разницы фазовых характеристик между водителями. Несколько секций могут задерживать выход твитера и компенсировать для драйвера, установленного впереди СЧ.Схемы активного кроссовера которые не включают схему фазовой коррекции, применимы лишь в незначительной степени. (allpass.gif, allpass2.gif, models.htm # E, 38xo_eq1.gif) Вверх

5 - Стеллаж нижний

Схема этого типа полезна для повышения уровня низких частот. частотной характеристики для компенсации повышения высоких частот от дифракция края передней панели. Он также может служить для выравнивания низких частот. спад с открытой перегородки динамика.(shlv-lpf.gif, 38xo_eq1.gif) Вверх

Показана пассивная RC-версия полочного фильтра нижних частот. ниже.

6 - Стеллаж высокий

Схема, используемая для усиления высоких частот или сглаживания переход между установленным на полу НЧ-динамиком и отдельно стоящим среднечастотным динамиком. (shlv-hpf.gif, 38xo_eq1.gif, models.htm # F) Верх

Показана пассивная RC-версия полочного фильтра верхних частот. ниже.

7 - Режекторный фильтр

Режекторные фильтры используются для создания провалов в частоте. отклик для устранения резонансов водителя или помещения. Три схемы выше такой же ответ. А) сложно реализовать из-за большого индуктор. B) используется для удаления пика дипольного отклика 6 дБ / окт. C) дает удобные значения компонентов для комнатного эквалайзера ниже 100 Гц. (номер EQ, индуктр1.гифка индуктр2.gif, 38xo_eq1.gif ) Топ

Дипольный эквалайзер 8-6 дБ / окт.

Выравнивание спада АЧХ диполя обычно требует не только усиления на 6 дБ / октаву в сторону низких частот, но и удаление пика в ответе. (Модели A2) Три схемы различаются по своей способности снимите такой козырёк.

A) Полочный фильтр нижних частот не может корректировать пики.
Б) Схема на основе мостовой Т-схемы ограничена по форме кривых, которые могут быть реализованы. Он также имеет более высокое усиление для шума операционного усилителя. чем сигнал на высоких частотах.
C) Полочный фильтр нижних частот с добавленным режекторным фильтром является наиболее гибкой схемой. (models.htm # D) Топ

9 - 12 дБ / окт. Эквализация верхних частот («Преобразование Линквица», Biquad)

Большинство драйверов имеют фильтр верхних частот второго порядка. поведение, потому что они состоят из механических систем демпфирования податливости массы.Они описываются парой нулей в начале s-плоскости и парой комплексные полюса с положением, определяемым Fs и Qt. Схема выше позволяет поместите пару комплексных нулей (Fz, Qz) поверх пары полюсов, чтобы точно компенсировать их эффект. Затем можно разместить новую пару полюсов (Fp, Qp) на более низком или более высоком уровне. частота, чтобы получить другую, более желаемую частотную характеристику.
Это позволяет расширить отклик низкочастотного динамика с закрытым корпусом на более низкие частоты, в приведенном выше примере схемы от 55 Гц до 19 Гц, при условии, что драйвер имеет соответствующий возможность перемещения объема и управление мощностью.Частотная характеристика эквалайзера показана ниже с поправкой на низкочастотный динамик с пиковый отклик (Qp = 1,21) и ранний спад (Fp = 55 Гц), чтобы получить отклик на 6 дБ ниже при 19 Гц и Q = 0,5.

Отображаются связанные отклики с фазовой и групповой задержкой. ниже.

Увеличена не только частотная характеристика, но и время отклик также улучшается, о чем свидетельствует уменьшение перерегулирования и звона нижняя отсечка ступенчатой ​​характеристики фильтра верхних частот.

Это видно из описания s-плоскости передаточные функции, которые отменяются сложными полюсами водителя в коробке набором комплексных нулей в эквалайзере. Указанные действительные полюсы оси эквалайзер вместе с нулями драйвера в начале координат s-плоскости определяют общий отклик громкоговорителя по частоте и времени.

Действие эквалайзера трудно визуализировать во времени. домен, потому что форма выходного сигнала драйвера является сверткой входного сигнал s (t) с импульсной характеристикой эквалайзера h 1 (t), который в свою очередь должен быть свернут с импульсной характеристикой h 2 (t) драйвера.Свертка - это процесс, при котором текущее значение временной характеристики определяется взвешенным по времени интегралом по прошлому поведению. Ниже приведены ответы комбинации драйвера, эквалайзера и драйвера-эквалайзера, если входной сигнал s (t) это импульс.

Более наглядными являются ответы на 4-тактный, прямоугольная огибающая 70 Гц тонального сигнала s (t). Например, вывод драйвера свертка пакета s (t) с импульсной характеристикой драйвера h 2 (t).Обратите внимание, что фаза драйвера опережает входной сигнал, как и следовало ожидать. для высокочастотного отклика. При отключении входной пачки на 57,14 мс реакция драйвера кольца к нулю, регулируемые Fp = 55 Гц и Qp = 1,21.

Отклик выхода эквалайзера отстает от его импульсного входа. Этот сигнал заставит водителя откорректировать отклик, чтобы он больше не преобладает Fp = 55 Гц и Qp = 1,21. Выходной сигнал эквалайзера свернут с импульсная характеристика h 2 (t) драйвера для получения желаемого уравновешенного вывод драйвера.Теперь затухание выходного сигнала драйвера следует за характеристикой фильтра верхних частот 2-го порядка, определяемой Qp = 0,5 и Fp = 19. Гц эквалайзера, после прекращения возбуждения.
Конечно, ни один драйвер не механический. такие параметры, как масса, податливость и демпфирование, были изменены в процессе эквализация, был изменен только входной сигнал на драйвер.

Вышеупомянутая схема также может использоваться для коррекции спада низких частот твитера, чтобы эквализованный твитер становится секция фильтра в точном акустическом фильтре верхних частот LR4.(f0Q0fpQp.gif, pz-eql.xls, f0Q0.gif, FAQ15, sb80-3wy.htm, sb186-48.gif , sb186-50.gif)

КЛЛ Конструктор преобразований Линквица с анализом чувствительности Монте-Карло »автор: Чарли Лауб упрощает выбор значений компонентов и демонстрирует влияние допуски компонентов на частотную характеристику. Имейте в виду, что LT - это на основе измерения параметров драйвера Fs и Qt. Только слабый сигнал параметры легко определить. Fs и Qt изменяются с увеличением уровня сигнала и в разной степени для разных драйверов.Это делает выравнивание неточным, но на практике он остается эффективным.
Топ

10 - Регулируемое усиление и фиксированное затухание

Основным преимуществом активных кроссоверов линейного уровня является эффективность, с которой драйверы разной чувствительности могут быть объединены в акустическая система. В трех схемах используются потенциометры с линейным конусом, но изменение усиления примерно линейно в дБ.Схемы B и C предполагают 10k Ом нагрузки, такой как входное сопротивление усилителя мощности. Цепь A оптимален между ступенями фильтра из-за низкого выходного сопротивления. Размещение каскада с регулируемым усилением в цепи фильтра должны быть тщательно продуманы, потому что это влияет на шумовые характеристики и обработку сигналов. (gain-adj.gif, attnrout.gif, 38xo_eq1.gif) Топ

Иногда требуется фиксированное затухание A дБ или A для входного напряжения V2 каскада с входным сопротивлением R3 при возбуждении от операционного усилителя с выходным напряжением V1.В примере ниже 3 Требуется затухание дБ (a = 1,41). Нагрузка Rin, которую видит операционный усилитель должно быть около 2000 Ом. Следующий каскад усилителя имеет входное сопротивление 10кОм.

Для разработки аттенюатора с заданным выходом импеданс Rout см .: attnrout.gif

11 - Линейный драйвер

Выходной каскад фильтра должен быть способен управлять кабели, которые обычно имеют емкость порядка 150 пФ на метр длины, не заходя в колебания.Резистор 196 Ом поддерживает резистивную компонент нагрузки и привязка выхода к отрицательному входу для внеполосных частот (> 100 кГц) снижает усиление контура. Все вышеперечисленные схемы могут управлять кабелями. если операционные усилители, такие как OPA2134 или OPA2604. В большинстве случаев нет необходимости в отдельной строке Водитель.

Работоспособность активных цепей всегда следует проверять на наличие межкаскадных клиппирования, а также для генерации с помощью широкополосного (> 10 МГц) осциллографа.Топ

12 - Блок питания

Рекомендую оставить усилие создание регулируемого источника питания для одного из многих поставщиков, предлагающих розетки и настольные модели. Выходные характеристики от +/- 12 В до +/- 15 В постоянного тока при> 250 мА и при <1% пульсации и шума будет достаточно. Часто такие принадлежности могут быть можно найти в магазинах электронных излишков. Топ

13 - Печатная плата платы WM1 и MT1

Для упрощения построения активной линии уровня эквалайзеры и кроссоверы Предлагаю три печатные платы, ORION / ASP, WM1 и MT1.В дорожки схемы расположены так, чтобы учесть различные конструкции фильтров. Это до пользователю, чтобы определить фактическую конфигурацию схемы и значения компонентов. Затем необходимые компоненты и перемычки загружаются в соответствующие места на плате, чтобы получить желаемый отклик фильтра. Я буду предоставьте конкретную информацию для сборки кроссовера / эквалайзера PHOENIX на плату ORION / ASP и преобразование Linkwitz на плате WM1.

WM1 предназначен для реализации функциональности схемы 1, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 и их различные комбинации.Схема Плата обеспечивает две из указанных ниже топологий для двух каналов эквализации или для более сложная коррекция отклика одного канала.

Плата WM1 может использоваться для:

  • Выравнивание существующего динамика с пассивным кроссоверы, ступенчатая коррекция перегородки и расширение НЧ отклик.
  • Коррекция полярности и нуля низкочастотного динамика в закрытом корпусе и LR2 кроссоверный фильтр нижних частот.Переменное усиление.
  • Коррекция полюса-нуля СЧ и кроссовера LR2 фильтр верхних частот.
  • Дипольный НЧ-динамик с насечкой и переменным прирост. LR2 кроссовер lowpass.
  • Дипольный низкочастотный динамик для низкочастотных динамиков.
  • Низкая частота, отдельный канал и общий отклик эквализация многополосных динамиков, если элементы этой топологии позволяют получить нужный вам ответ.
  • Уравнивание надстройки вуфер, FAQ10, FAQ15

MT1 предназначен для реализации функциональность цепей 1, 2, 3, 4, 5, 10 или 11 и различные комбинации эти. На печатной плате две топологии, указанные ниже.

На плате MT1 можно построить:

  • 2-полосный динамик с кроссоверами порядка 1, 2, 3 или 4. Канал твитера имеет схему переменного усиления и задержки для выравнивания акустический центр твитера с вуфером.Этап входного буфера может предоставить 4p до 2p Коррекция полярного отклика (шаг перегородки).
  • Высокочастотный и среднечастотный каналы 3-полосной системы. Среднечастотный фильтр верхних частот низкочастотного динамика и среднечастотного кроссовера должен быть предоставляется платой WM1.
  • Твитер и верхние средние или верхние средние частоты и нижние среднечастотные каналы 4-полосной системы.
  • Большое разнообразие активных многоканальных линейных уровней фильтры в сочетании с платой WM1.
  • Кроссовер для надстройки вуфер, FAQ10, FAQ15

Платы - это практические инструменты для экспериментов. и узнать об активной электронике. Вы обнаружите, что активный громкоговоритель системы дают вам свободу подбирать драйверы самых разных чувствительности, легче проектировать и может обеспечить большую точность звука воспроизведения, чем это возможно с пассивными кроссоверами высокого уровня и фильтры.

См. Страницу с печатной платой. Информация для заказа.Топ

.

14 - Литература

Можно получить много полезной информации из указаний по применению различных производителей операционных усилителей. Если вам нужен переподготовьте или ознакомьтесь с схемами, затем прочтите:

[1] Мартин Хартли Джонс, A практическое введение в электронные схемы , Cambridge University Press, 1995. Это хорошо иллюстрированный, легко читаемый, но технически прочный текст. Это охватывает широкий спектр устройств - от ламп до микросхем - и многие базовые схемы функции.

Следующие книги охватывают ряд концепций и углубиться в конкретные актуальные темы, чтобы лучше понять электронные схемы и электроакустические модели.

[2] Герман Блинчиков и Анатолий Зверев, Фильтрация во временной и частотной областях , John Wiley, 1976. Широкий и фундаментальный взгляд на фильтры.
[3] Артур Б. Уильямс и Фред Дж. Тейлор, Разработка электронного фильтра. Справочник , McGraw-Hill, 1995.Формулы проектирования и анализа для всех типов фильтры.
[4] Джаспер Дж. Гедблод, Электромагнитная совместимость, , Прентис Холл, 1990 год. Основные концепции и методы работы с радиочастотой вмешательство.
[5] Генри В. Отт, Методы снижения шума в электронных системах, , Джон Wiley, 1976. Практические шаги по борьбе с RFI.
[6] Манфред Цолльнер и Эберхард Цвиккер, Elektroakustik , Springer, 1998 г.Самая полная и надежная инженерия уровень представления электроакустических преобразователей и связанных предметов.
В Немецкий, насколько мне известно, сопоставимого текста на английском языке нет.
[7] Уолтер Дж. Юнг, редактор, Op Amp Applications , Analog Устройства, 2002. Все, что вы когда-либо хотели знать об использовании операционных усилители, и не только на звуковых частотах.
Верх

------------------------------------------------- -----------------

| Построй свой собственный | Главная панель | Дипольный НЧ-динамик | Кроссовер / эквалайзер | Принадлежности |
| Системный тест | Дизайнерские модели | Прототипы | Активные фильтры | Окружать | FAQ |

Схема, типы, калькуляторы и их применения

В электронных устройствах фильтры - это схемы, которые разрешают требуемые частотные компоненты и блокируют все остальные частотные компоненты сигнала.Например, в радио или телевидении схема настраивающего фильтра отклоняет нежелательные частоты, разрешая только желаемый канал. Цепи фильтров делятся на четыре типа в зависимости от диапазона частот, который позволяет схема при блокировании всех остальных частот. Это фильтры нижних частот, фильтры верхних частот, полосовые фильтры и полосовые фильтры. Эти типы цепей фильтров подпадают под категорию пассивных фильтров, потому что в цепи используются резистор пассивных элементов, конденсатор и катушки индуктивности.В этой статье описывается фильтр нижних частот с использованием операционного усилителя (активного элемента), который также называют активным ФНЧ.

Что такое фильтр низких частот?

Определение: Схема фильтра, которая допускает только низкочастотные компоненты и блокирует все другие высокочастотные компоненты, называется фильтром нижних частот. Само название LPF указывает на частоту нижнего диапазона.

Этот тип схемы фильтра позволяет использовать частотные составляющие сигнала меньше, чем вырезка частотного диапазона сигнала.Коэффициент усиления фильтра нижних частот обратно пропорционален частоте. Если частота входного сигнала увеличивается, коэффициент усиления схемы уменьшается и также становится равным нулю на конечной стадии переходной полосы. Таким образом, пропускная способность также ограничена. Но на практике LPF позволяет использовать низкочастотные компоненты сигнала, даже если он достигает частоты среза.

Цепь фильтра нижних частот

Схема цепи фильтра нижних частот показана ниже. Он содержит пассивные элементы, резистор и конденсатор, соединенные последовательно с приложенным входным напряжением на резисторе, а его выходное напряжение получается на конденсаторе.

Схема фильтра нижних частот

ФНЧ первого порядка

Фильтр нижних частот первого порядка бывает двух типов. Это

Индуктивный тип LPF

Этот тип представляет собой простую цепь RL, как показано ниже. Когда частота сигнала увеличивается, сопротивление катушки индуктивности увеличивается. Это приводит к блокировке высокочастотных сигналов и пропускает только низкие частоты сигнала через цепь.

Индуктивный тип LPF

Емкостный тип LPF

Этот тип представляет собой простую RC-цепочку LPF, как показано на рисунке выше.Ее также называют простой схемой фильтра нижних частот. Когда частота сигнала увеличивается, тогда сопротивление конденсатора уменьшается, что приводит к блокировке высоких частот сигнала и пропускает только низкие частоты сигнала через цепь.

ФНЧ второго порядка

Цепь фильтра нижних частот второго порядка представляет собой схему RLC, как показано на диаграмме ниже. Выходное напряжение получается на конденсаторе. Этот тип LPF работает более эффективно, чем LPF первого порядка, потому что два пассивных элемента индуктивность и конденсатор используются для блокировки высоких частот входного сигнала.

Фильтр нижних частот второго порядка

Фильтр нижних частот с ОУ

ФНЧ с ОУ называется активным фильтром нижних частот. Очень легко спроектировать схему фильтра нижних частот с использованием операционного усилителя без использования электрических компонентов, таких как индуктор, который очень сложно спроектировать, а также является дорогостоящим. Операционные усилители (операционные усилители) используются в схемах фильтров для усиления сигнала, а также для управления усилением. Операционные усилители изменяют частотную характеристику и обеспечивают лучшее усиление напряжения в своей обратной связи.Он также имеет более высокий входной импеданс, более низкий выходной импеданс, низкий уровень шума и высокий уровень производительности.

Фильтр нижних частот с использованием операционного усилителя

Работа базовой схемы LPF (пассивного фильтра) и фильтра нижних частот с использованием операционного усилителя (активного фильтра) одинакова, за исключением того, что операционный усилитель подключен к цепи RC-фильтра. . Это может быть инвертирующий или неинвертирующий операционный усилитель. Принципиальная схема фильтра нижних частот с использованием операционного усилителя показана ниже.

Схема активного LPF первого порядка с использованием операционного усилителя

Активная схема LPC первого порядка спроектирована с конденсатором, резистором и операционным усилителем, как показано ниже.Инвертирующий или неинвертирующий операционный усилитель подключается к RC-цепи, чтобы получить активную схему LPF. Амплитуда выходного сигнала, полученного от схемы RC-фильтра нижних частот, меньше амплитуды входного сигнала. Этот низкочастотный сигнал RC-цепи LPF подается на операционный усилитель в качестве входа для достижения усиления, высокого коэффициента усиления и стабильности фильтра. Здесь операционный усилитель действует как буферная схема, как повторитель напряжения с коэффициентом усиления постоянного тока = 1.

Активный ФНЧ первого порядка

По мере увеличения частоты входного сигнала он проходит через конденсатор для увеличения амплитуды выходного сигнала для усиление, связанное с усилением полосы пропускания.На низких частотах выходной сигнал RC-цепи проходит непосредственно через операционный усилитель для усиления.

Коэффициент усиления по напряжению определяется как DC = 1 + R2 / R1

Схема активного ФНЧ второго порядка с ОУ

Схема активного ФНЧ второго порядка спроектирована путем каскадирования двух цепей RC-фильтра нижних частот с операционный усилитель. Здесь операционный усилитель действует как усилитель источника с управляемым напряжением. Частотная характеристика такая же, как у активного LPF первого порядка, за исключением того, что усиление полосы задерживания в два раза больше, чем у активного LPF i первого порядка.е, 40 дБ / декада. Каскадирование цепей фильтров формирует фильтры более высокого порядка, усиление которых является произведением каждой RC-цепи LPF.

Активный фильтр нижних частот второго порядка

Мы знаем, что усиление активного ФНЧ первого порядка составляет -3 дБ на частоте среза. Таким образом, усиление активного ФНЧ второго порядка составляет -6 дБ на частоте среза, то есть усиление увеличилось вдвое.

Коэффициент усиления рассчитывается как

Av = Av1 x Av2

Общий коэффициент усиления в дБ

Av = Av1 + Av2

Принципиальная схема активного ФНЧ второго порядка показана ниже.

Вычислитель LPF

Вычислитель фильтра нижних частот предназначен для вычисления частоты среза, усиления по напряжению и фазового сдвига цепи LPF.

Из принципиальной схемы LPF (RC-цепи) мы можем заметить, что Vi - это приложенное входное напряжение

Vo - выходное напряжение

Используя передаточную функцию схемы, мы получаем

H ( s) = V₀ (s) / Vᵢ (s) = (1 / sC) / (R + (1 / sC))

Поскольку Vo (s) = 1 / sC

Vi (s) = R + 1 / с

H (s) = 1 / (1 + sCR)

Пусть s = jω

Тогда приведенное выше уравнение принимает вид

H (jω) = 1 / (1 + jωCR)

Мы можем вычислить величину передаточной функции из приведенного выше уравнения.2]

Величина передаточной функции вычисляется с помощью «ω», т. Е. Угловой частоты

Если ω = 0, то величина передаточной функции = 0

Если ω = 1 / CR, то величина передаточной функции = 0,707

Если ω = бесконечность, то величина передаточной функции = 0

Для расчета усиления и фазового сдвига LPF,

Рассмотрим ω = 1 / RC и ω = ωc для приведенного выше уравнения

Тогда приведенное выше уравнение принимает вид

Усиление | H (jω) = 1 / √ [1+ (ω / ωc) ^ 2]

Поскольку общее усиление напряжения равно,

Av = 20log10 (Vout / Vin) в дБ

Рассмотрим f = рабочая частота и fc = частота среза

Фазовый сдвиг цепи LPF составляет

Φ = tan⁻¹ (ω / ωc)

Отсечка частота цепи ФНЧ,

fc = 1 / 2πRC

Следовательно,

Фазовый сдвиг, 90 003

Φ ⁼ tan⁻¹ (2πfRC)

Уравнение емкостного реактивного сопротивления в омах цепи LPF дается как

Xc = 1 / 2πfC

Где C = емкость в Фарадах

f = рабочая частота в Гц

Характеристики частотной характеристики представлены между усилением (дБ) и частотой (Гц).

Частотная характеристика

На низких частотах усиление LPF выше, чем усиление полосы пропускания фильтра

На высоких частотах усиление LPF меньше, чем его усиление полосы пропускания, и оно падает до -20 дБ

По мере увеличения частоты выходное напряжение падает на 70,71% ниже входного.

Приложения

Приложения с фильтром нижних частот включают следующее.

  • Используется для удаления шума высокочастотных сигналов
  • Используется в аудиоприложениях
  • Используется в биомедицинских приложениях
  • Используется в электронных приложениях, таких как громкоговорители, сабвуферы и т. Д.
  • Используется в цифроаналоговых преобразователях
  • -анализирующие фильтры
  • Используются в анализаторах волн, усилителях звука и эквалайзерах.

Таким образом, это все касается обзора схемы фильтра нижних частот с использованием операционного усилителя, базовой схемы LPF, активного LPF первого порядка, активного LPF второго порядка, вычислителя фильтра нижних частот и приложений. Назначение LPF - пропускать только низкочастотные сигналы и блокировать высокочастотные сигналы. Вот вам вопрос: «Каковы преимущества LPF с ОУ?»

Калькулятор кроссовера

Этот калькулятор кроссовера поможет вам создать набор динамиков с потрясающим звучанием.Он скажет вам, какие конденсаторы и катушки индуктивности вам нужны, чтобы создать конструкцию пассивного кроссовера либо для двух динамиков (двухполосный пассивный кроссовер), либо для трех динамиков (трехполосный пассивный кроссовер).

В 2-полосном режиме калькулятор использует импеданс высокочастотного и низкочастотного динамиков для создания кроссовера для двухполосных динамиков . Выбрав три динамика, он становится калькулятором 3-полосного кроссовера , если вы также хотите включить в свой дизайн среднечастотный динамик.

Также есть пара дополнительных цепей для одного динамика. Один для стабилизации импеданса динамика при изменении частоты (Zobel), а другой для уменьшения громкости (L-pad).

Из этой статьи вы узнаете, почему, если вы хотите получить наилучший звук, вам нужно более одного динамика, и как, используя правильные электронные компоненты, вы можете передавать только наиболее подходящие частоты на каждый динамик. К концу вы узнаете кроссовер низких частот от кроссовера высоких частот.

Почему больше динамиков лучше, чем один

Если вы новичок в области дизайна акустических систем Hi-Fi, вам может быть интересно, , почему мы не можем использовать только один динамик? В конце концов, вы, вероятно, найдете в своем доме устройства, у которых есть только один динамик, например, небольшой переносной радиоприемник или ваш мобильный телефон. Но отлично ли они звучат на всех частотах?

Распространенная жалоба на конструкции с одним динамиком - отсутствие басов . Это означает низкий уровень громкости и искажения звука на низких частотах, например, басовый инструмент в музыкальной дорожке.Чтобы решить эту проблему, вы можете увеличить громкоговоритель, но тогда громкость высоких частот будет низкой. Для дизайна Hi-Fi динамиков мы ищем модель с одинаковой громкостью звука в максимально широком диапазоне частот .

Решение состоит в том, чтобы иметь два или три (может быть, больше, но они встречаются реже) специализированных динамиков внутри каждого динамика. Громкоговоритель, который выводит высокие частоты, называется высокочастотным динамиком , а тот, который воспроизводит низкие частоты, называется низкочастотным динамиком .

Для установки с тремя динамиками у вас также будет среднечастотный динамик для покрытия диапазона частот между высокочастотным и низкочастотным динамиками более высокого качества.

Однако, когда дело доходит до подключения нашего решения с несколькими динамиками к усилителю, возникает проблема. Кабель динамика содержит всех частот (в виде электронных сигналов), поэтому низкочастотный динамик по-прежнему будет получать высокие частоты, а высокочастотный динамик - низкие частоты. Это несоответствие частот приведет к искажению звука и даже может повредить динамик, если он получит достаточно громкий сигнал на неправильной частоте.

Конструкция пассивного кроссовера

Одним из решений этой проблемы является разделение сигнала , поступающего от усилителя, в соответствии с частотой сигнала. Тогда, например, низкочастотные сигналы пойдут на низкочастотный динамик, а высокочастотные сигналы - на высокочастотный динамик. Комбинация правильных конденсаторов и катушек индуктивности создает фильтры , которые позволяют передавать только правильный диапазон частот на правильный динамик (или драйвер).

Когда задействованы два динамика, это известно как двухполосный пассивный кроссовер .Для трех водителей он известен как 3-полосный пассивный кроссовер . Он называется «пассивным», так как динамик не требует дополнительного источника питания.

Еще одно решение, с которым вы можете столкнуться, - это дизайн активного кроссовера , который включает в себя разделение сигнала перед усилением, при этом каждый специальный динамик имеет усилитель, требующий включения динамиков. Обратите внимание, что этот калькулятор применим только к конструкциям с пассивным кроссовером.

Для двухполосного кроссовера у вас есть кроссоверный фильтр нижних частот и кроссовер верхних частот .Фильтр нижних частот пропускает частоты на меньше, чем определенное количество , тогда как фильтр верхних частот пропускает только более высоких частот . Частота кроссовера - это то место, где фильтр нижних частот начинает затухать, а фильтр верхних частот начинает увеличивать амплитуду сигнала. Типичное значение для частоты 2-полосного кроссовера составляет 2000–3000 Гц.

Трехполосный кроссовер добавляет полосовой фильтр , который выбирает средние частоты для среднечастотного динамика.Теперь, когда музыка воспроизводится через динамик, каждый диапазон частот имеет одинаковый уровень звука с минимальными искажениями.

Заказ и тип фильтра

Этот калькулятор позволяет выбрать порядок кроссовера и характеристики фильтра. Самым простым является кроссовер 1-го порядка , в котором используется только один конденсатор и одна катушка индуктивности. Угол наклона 6 дБ / октава является минимально возможным. Значение наклона говорит нам, сколько внимания уделяется фильтру при изменении частоты.Эта простая конструкция сводит к минимуму потери мощности.

Тем не менее, это все еще позволяет сигналам идти к неправильному динамику (из-за низкого значения крутизны фильтра), поэтому повреждение все же может быть нанесено высокочастотному динамику, если он получает значительный сигнал с более низкой частотой, чем он может обрабатывать.

Подведем итог по характеристикам проектов более высокого порядка. Дизайн кроссовера второго порядка:

  • Имеет крутизну 12 дБ / октаву , что позволяет лучше ослаблять нежелательные сигналы.
  • Обычно используется, поскольку в нем по-прежнему используется относительно небольшое количество компонентов.
  • Обеспечивает адекватную защиту высокочастотного динамика твитера.
  • Имеет широкий выбор характеристик фильтра, включая Butterwork, Bessel, Linkwitz и Chebyshev.

Кроссовер третьего порядка:

  • Имеет наклон 18 дБ / октаву , что обеспечивает еще большее ослабление внеполосных частот.
  • Все еще не слишком сложен, чтобы внести значительную потерю мощности.
  • Доступен с характеристиками фильтра Баттерворта или Бесселя.

Наконец, для кроссовера четвертого порядка:

  • Имеет очень крутой наклон 24 дБ / октаву .
  • Это сложная конструкция с большим количеством компонентов.
  • Содержит компоненты, которые могут начать взаимодействовать друг с другом, влияя на качество звука.
  • Возможны заметные потери мощности, снижающие уровень звука динамика.

Как использовать калькулятор кроссовера динамиков

  1. Выберите количество динамиков в вашем дизайне, которое вы найдете в верхней части калькулятора кроссовера.Для кроссоверов выберите два динамика (высокочастотный динамик и низкочастотный динамик) или три динамика (высокочастотный динамик, среднечастотный динамик и низкочастотный динамик).

    Для пары дополнительных схем (Zobel и L-pad) выберите один динамик . См. Ниже более подробную информацию о схемах Zobel и L-pad.

  2. Выберите желаемый порядок и отфильтруйте характеристики . Напомним, что кроссоверный фильтр 2-го порядка предлагает хороший компромисс между сложностью и качеством.

  3. Введите импеданс каждого из ваших динамиков, который вы должны найти в соответствующих листах технических характеристик.

  4. Введите частоту кроссовера . Для настройки с двумя динамиками найдите диапазоны частотных характеристик динамиков и выберите частоту, которая перекрывается обоими динамиками.

    При проектировании для трех динамиков вам необходимо установить низкую и высокую частоту кроссовера, используя один и тот же метод. Обратите внимание, что вы можете выбрать только разброс между этими частотами: 3 или 3.4 октавы.

  5. Теперь вы увидите значения конденсатора и катушки индуктивности , которые понадобятся вам для проектирования пассивного кроссовера в разделе результатов. Вы также получаете принципиальную схему , так что вы знаете, как подключить компоненты для создания фильтра кроссовера.

Пример расчета двухполосного пассивного кроссовера

Теперь давайте рассмотрим, как рассчитать относительно простой двухполосный кроссовер 2-го порядка с характеристиками Баттерворта, состоящий из двух конденсаторов и двух катушек индуктивности.Уравнения для четырех компонентов следующие:

конденсатор 1 = 0,1125 / (полное сопротивление твитера * частота кроссовера)

конденсатор 2 = 0,1125 / (полное сопротивление вуфера * частота кроссовера)

индуктор 1 = 0,2251 * импеданс твитера / частота кроссовера

индуктор 2 = 0,2251 * импеданс низкочастотного динамика / частота кроссовера

Уравнения для других порядков и типов фильтров аналогичны приведенным выше, но с разными константами.Вы можете найти все это в книге Вэнса Дикасона под названием The Loudspeaker Design Cookbook , 7th edition (2006), pages 163–169.

Допустим, у нас есть импеданс твитера 6 Ом, импеданс вуфера 4 Ом и частота кроссовера между ними 3000 Гц. Затем вы должны рассчитать каждый компонент как:

конденсатор 1 = 0,1125 / (6 * 3000) = 6,25 * 10 -6 F = 6,25 мкФ

конденсатор 2 = 0,1125 / (4 * 3000) = 9,375 * 10 -6 F = 9.375 мкФ

индуктор 1 = 0,2251 * 6/3000 = 0,0004502 H = 0,4502 мГн

индуктор 1 = 0,2251 * 4/3000 = 0,0003001 H = 0,3001 мГн

Этот пример был относительно простым, но для кроссоверов более высокого порядка этот калькулятор кроссовера позволяет легко определить, какие компоненты вам понадобятся для создания индивидуальной конструкции динамиков.

Дополнительные цепи - Zobel и L-pad

Если вы установите количество динамиков в калькуляторе равным одному, вы сможете выбрать одну из двух дополнительных схем, включающих один динамик - Zobel и L-pad .Давайте кратко рассмотрим эти схемы.

Схема Зобеля

Динамик содержит катушку с проводом, которая действует как индуктор. Это поведение затем приводит к изменению импеданса динамика на в зависимости от частоты звука. Однако расчеты для схемы кроссовера предполагают постоянное сопротивление динамика и .

Решение состоит в том, чтобы разместить схему Zobel между схемой кроссовера и динамиком, которая стабилизирует импеданс динамика, как видно из схемы кроссовера.

Схема Зобеля довольно проста и состоит из резистора и конденсатора, подключенных параллельно динамику (как показано на принципиальной схеме).

Введите индуктивность динамика и сопротивление (эти значения должны быть в спецификации динамика), и калькулятор выдаст значения конденсатора и резистора для этой цепи.

Уравнения для номиналов конденсатора и резистора в цепи Зобеля следующие:

  • R z = 1.25 * R с
  • C z = L s / R z 2

где:

  • R z - номинал резистора в цепи Зобеля
  • R с - сопротивление динамика
  • C z - значение конденсатора в цепи Зобеля
  • L с - индуктивность динамика

Например, если динамик имеет сопротивление 6 Ом и индуктивность 1.3 мГн, расчеты будут следующими:

R z = 1,25 * 6 = 7,5 Ом

C z = 0,0013 / 7,5 2 = 0,000023 = 23 мкФ

L-образный контур

Эта схема используется для ослабления сигнала, поступающего на динамик, и состоит из двух резисторов в расположении, которое напоминает букву «L» (как показано на принципиальной схеме). Введите импеданс динамика и величину ослабления , требуемую в децибелах (дБ), чтобы рассчитать значения двух резисторов.

Формулы для двух резисторов:

  • R 1 = Z с * ((10 (Убыток / 20) - 1) / 10 (Убыток / 20) )
  • R 2 = Z с / (10 (Убыток / 20) - 1)

где:

  • R 1 - последовательный резистор (резистор 1 на принципиальной схеме)
  • Z s - сопротивление динамика
  • Loss - затухание сигнала в дБ
  • R 2 - параллельный резистор (резистор 2 на принципиальной схеме)

В качестве примера предположим, что мы хотели ослабить динамик с импедансом 8 Ом на 5 дБ.Расчет для двух резисторов:

R 1 = 8 * ((10 (5/20) -1) / 10 (5/20) ) = 3,5 Ом

R 2 = 8 / (10 (5/20) - 1) = 10,28 Ом

low% 20pass% 20subwoofer% 20circuit% 20 Диаграмма и примечания по применению

2002 - Z300

Абстракция: M40Z300 M40Z300W M4ZXX-BR00SH SOh38
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M40Z300 M40Z300W 16-контактный M40Z300: M40Z300W: Z300 M40Z300 M40Z300W M4ZXX-BR00SH SOh38
2003 - ДЕРЖАТЕЛЬ АККУМУЛЯТОРА CMOS

Аннотация: внешние аккумуляторы M40Z300 M40Z300W M4ZXX-BR00SH SOh38
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M40Z300 M40Z300W 16-контактный M40Z300: M40Z300W: ДЕРЖАТЕЛЬ БАТАРЕИ CMOS внешние батареи M40Z300 M40Z300W M4ZXX-BR00SH SOh38
2002 - M40Z300

Абстракция: M40Z300W M4ZXX-BR00SH SOh38
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M40Z300 M40Z300W 16-контактный M40Z300: M40Z300W: M40Z300 M40Z300W M4ZXX-BR00SH SOh38
2009 - AS3932

Аннотация: пример Manchester CR2032
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF AS3932 AS3932 AS3932.пример манчестера CR2032
1998 - Регулятор напряжения L7812cv

Аннотация: L7805CV 5V 1A регулятор напряжения L7912cv регулятор напряжения tea7034 L7812ct регулятор напряжения LM337 REGULATOR L7812CV L7805CV регулятор напряжения 5V L78L06ABD L78M20CV
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF L78L05ABD L78L05ACD L78L05CD L78L05ABZ L78L05ACZ L78L05CZ L78L06ABD L78L06ACD L78L06CD L78L06ABZ Регулятор напряжения L7812cv L7805CV 5V 1A регулятор напряжения Регулятор напряжения L7912cv чай7034 Регулятор напряжения L7812ct LM337 РЕГУЛЯТОР L7812CV Регулятор напряжения L7805CV 5V L78L06ABD L78M20CV
2004 - M40Z300AV

Абстракция: M4ZXX-BR00SH SOh38
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M40Z300AV M40Z300AV: 16 выводов 28 выводов M40Z300AV M4ZXX-BR00SH SOh38
2003 - M40Z300

Аннотация: Схема резервной батареи rtc M40Z300W M4ZXX-BR00SH SOh38 rtc
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M40Z300 M40Z300W 16-контактный M40Z300: M40Z300W: M40Z300 M40Z300W M4ZXX-BR00SH SOh38 цепь резервного аккумулятора rtc
2004-11 РАБА

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M41ST85Y M41ST85W M41ST85Y: M41ST85W: 11РАБА
2002 - M41ST85W

Абстракция: M41ST85Y M4TXX-BR12SH SOh38 ABE 027
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M41ST85Y M41ST85W 28-контактный M41ST85Y: M41ST85W: M41ST85W M41ST85Y M4TXX-BR12SH SOh38 ABE 027
Микроконтроллер

Аннотация: Philips Semiconductors 21 1136 philips 1162 Microcontroller AT89C2051 16-BIT PHILIPS SCR 16-bit микроконтроллер Микроконтроллер AT89C51 semiconductors
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 16 бит P90CL301 Микроконтроллер Полупроводники Philips 21 1136 philips 1162 Микроконтроллер AT89C2051 PHILIPS SCR 16-битный микроконтроллер Микроконтроллер AT89C51 полупроводники
Переключатели двухсторонние восьмеричные

Абстракция: 74LVC162244A 74LV74 74LVC377
Текст: нет текста в файле


OCR сканирование
PDF 74LV04 74LVU 74LV14 74LV00 74LV03 74LV10 74LV20 74LV132 74LV08 74LV11 восьмеричные двусторонние переключатели 74LVC162244A 74LV74 74LVC377
2002 - Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M48T201Y M48T201V 44-контактный M48T201Y: M48T201V: 44 вывода
2002 - Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M41T94 16-контактный 28-контактный
2002-TD1030

Аннотация: 433,920 TC868ED-A TC0161A TC0141E
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 100 МГц TC0143E TC0155E TC0140E TC0141E TD303E2-A TC0139E TC0160A TC314E1-A TC314E2-A TD1030 433 920 TC868ED-A TC0161A
1996-555 усилитель

Аннотация: TS555ID igbt драйвер с таймером 555 L4810CV MULTIWATT15 SA555D TD310ID L4810CV Транзистор регулятора l4892cv MULTIWATT11
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF TDB7910 DIP16 LM2904D LM2904DT LM2904N ТШ32ИД ТШ32ИН LM2902D LM2902DT LM2902N 555 усилитель TS555ID драйвер igbt с таймером 555 L4810CV MULTIWATT15 SA555D TD310ID Регулятор L4810CV транзистор l4892cv MULTIWATT11
1996 - LF256DT

Реферат: LF357DT TSh250ID TSh250CD TS3V914IN TSh250IN LM124DT TDA791 LM224DT TSh250CN
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF ТШ20ИД ТШ20ИН ТШ21ИД ТШ21ИН ТШ250CD ТШ250СН ТШ250ИД ТШ250ИН ТШ251ЦД ТШ251СН LF256DT LF357DT TS3V914IN LM124DT TDA791 LM224DT
t32 регулятор напряжения

Аннотация: Регулятор напряжения T29 E008 Регулятор напряжения с малым падением напряжения и низким падением напряжения TK71521S TK71637S таблица данных регулятора напряжения VOLTAGE REGULATOR
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF TK715XXSCL DB3-K079 TK71520S DB4-K003 GC3-E017 TK71521S TK71522S регулятор напряжения t32 Регулятор напряжения T29 E008 Низкий отсев регулятор напряжения с малым падением напряжения регулятор TK71521S TK71637S паспорт регулятора напряжения РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ
2013 - Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF IEC62471 CL-L233-MC13N1-C1 CL-L233-MC13W1-C CL-L233-MC13WW1-C CL-L233-MC13L1-C 720 мА CL-L233-MC13L2-C 1440 мА CL-L233-C13N1-C CL-L234A-MC18N1-C1
2003 - Отсутствует

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M41ST95Y M41ST95W M41ST95Y: M41ST95W:
2004 - 48 мАч

Аннотация: M40Z300AV M4ZXX-BR00SH SOh38 4-контактный,
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF M40Z300AV M40Z300AV: 16 выводов 28 выводов 48 мАч M40Z300AV M4ZXX-BR00SH SOh38 4-контактный,
1998-ОУ 741

Реферат: ТШ250ЦН ТШ250ЦД 741 ДИП14 Ц27Л2АИН Ц3В912АИН Ц3В914ИН Ц3В914ID LM224DT LM124DT
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF ТШ20ИД ТШ20ИН ТШ21ИД ТШ21ИН ТШ250CD ТШ250СН ТШ250ИД ТШ250ИН ТШ251ЦД ТШ251СН операционный усилитель 741 ТШ250СН ТШ250CD 741 DIP14 TS27L2AIN TS3V912AIN TS3V914IN TS3V914ID LM224DT LM124DT
1997 - МОП-транзистор со сверхнизким igss pA

Аннотация: jfet-транзистор 2n4391 "DUAL N-Channel JFET" сверхнизкий Ciss jfet sstpad100 "spice" 2n4416 транзистор spice jfet n-канал сверхнизкий уровень шума P-Channel Depletion Mode FET Ultra High Input Impedance N-Channel JFET Amplifier ULTRA LOW NOISE N-CHANNEL JFET
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF LS830 LS831 LS832 LS833 70 нВ / Гц МОП-транзистор со сверхнизким igss pA jfet транзистор 2n4391 "ДВОЙНОЙ N-КАНАЛЬНЫЙ JFET" ультра низкий ciss jfet sstpad100 "специя" 2n4416 транзистор специи jfet n канал сверхнизкий уровень шума Режим истощения P-канала FET N-канальный усилитель с JFET-транзисторами со сверхвысоким входным сопротивлением УЛЬТРА-НИЗКИЙ ШУМ N-КАНАЛЬНЫЙ JFET
1997 - сверхнизкий Ciss jfet

Аннотация: Фототранзистор d12 транзистор j112 транзистор j201 сверхнизкий igss pA mosfet сверхнизкий igss pA J310 jfet LS3954 2n3955 транзистор Spice Dual N-Channel JFET
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF LS3954A LS3954 LS3955 LS3956 LS3958 10 нВ / Гц 400 мВт ультра низкий ciss jfet Фото Транзистор Д12 транзистор j112 транзистор j201 МОП-транзистор со сверхнизким igss pA сверхнизкий igss pA J310 jfet 2n3955 транзистор специи Двойной N-канальный JFET
P140

Аннотация: SSP-T7F VT-200-FL SSP-T7-F SSP-T7-FL
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 78K0R / Kx3-L 12-ноя-08 uPD78F1009GB-16BT 10x10) 768 кГц / -20x10-6 NE-200L-F 1x10-6F 78K0R / Kx3-L P140 SSP-T7F ВТ-200-ФЛ SSP-T7-F SSP-T7-FL
2003 - МОП-транзистор со сверхнизким igss pA

Аннотация: Эквивалент J506 jfet n-канальный сверхмалошумящий сверхмалошумящий транзистор jpad100 супер бета-транзистор Двойной N-канальный JFET-транзистор j201 «Двойной PNP-транзистор» Одноканальный U401
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF LS846 LS843 350 мВт МОП-транзистор со сверхнизким igss pA Эквивалент J506 jfet n канал сверхнизкий уровень шума сверхмалошумящий транзистор jpad100 супер бета транзистор Двойной N-канальный JFET транзистор j201 «Двойной PNP-транзистор» U401 одноканальный

Пассивные фильтры: электронные схемы нижних частот

Схемы, разработанные Дэйвом Джонсоном, П.Э.:
Фильтр нижних частот 3 кГц плюс аудиоусилитель - в этой схеме используется микросхема фильтра с переключаемыми конденсаторами от National Semiconductor для фильтрации сигналов с частотами выше 3 кГц, необходимых для звука голоса. Схема включает аудиоусилитель, который предназначен для работы со стандартным головным аудиотелефоном. . . Схема, разработанная Дэвидом Джонсоном P.E. - июнь 2000 г.

Фильтр нижних частот, 3 кГц, с аудиоусилителем - В этой схеме используется ИС фильтра с переключаемыми конденсаторами от National Semiconductor для фильтрации сигналов с частотами выше 3 кГц, необходимых для голосового звука.Схема включает аудиоусилитель, который предназначен для работы со стандартным головным аудиотелефоном. . . Схема для хобби, разработанная Дэйвом Джонсоном П.Э. - июнь 2000 г.


Ссылки на электронные схемы, электронные схемы, проекты для инженеров, любителей, студентов и изобретателей:

Фильтр нижних частот 3 кГц плюс аудиоусилитель - в этой схеме используется микросхема фильтра с переключаемыми конденсаторами от National Semiconductor для фильтрации сигналов с частотами выше 3 кГц, необходимых для звука голоса.Схема включает аудиоусилитель, который предназначен для работы со стандартным головным аудиотелефоном. . . Схема, разработанная Дэвидом Джонсоном П.Е. - июнь 2000 г.

Онлайн-калькулятор проектирования LC-фильтра - это интерактивный пакет проектирования для проектирования аналоговых (то есть аппаратных) фильтров, состоящих из катушек индуктивности и конденсаторов (Ls и Cs). Заполните форму и нажмите кнопку `` Отправить '', и фильтр будет разработан для вас. __ Дизайн Тони Фишер

Фильтр нижних частот для сабвуфера - акустический спектр расширен за счет очень низких частот 20Iz и достигает 20000Iz на высоких частотах.На низких частотах ухудшается чувство направления. По этой причине мы используем динамик для присвоения очень низких частот. Производитель, который мы вам предлагаем, различает эти частоты, чтобы к нему мы привели к соответствующему усилителю. Акустические фильтры встречаются в различных точках звуковой системы. __

Фильтр нижних частот, 3 кГц, с аудиоусилителем. В этой схеме используется микросхема фильтра с переключаемыми конденсаторами от National Semiconductor для фильтрации сигналов с частотами выше 3 кГц, необходимых для голосового звука.Схема включает аудиоусилитель, который предназначен для работы со стандартным головным аудиотелефоном. . . Схема Hobby, разработанная Дэйвом Джонсоном П.Е. - июнь 2000 г.

Переменный фильтр нижних частот - фильтр нижних частот с переменной полосой пропускания второго порядка формируется с использованием одной ИС и нескольких пассивных компонентов. Эта недорогая схема работает до 2,5 МГц. __ Разработан Джимом Хаггерманом, Hagerman Technology LLC


Пассивные фильтры: Цепи нижних частот

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *