Denne artikel fortæller dig, hvordan du laver et højpasfilter med dine egne hænder. Men før vi går ind i dette, skal vi forstå noget. Hvad er selve høj- og lavpasfiltrene.
Definition
Filtre kan opdeles i øvre (høje) og nedre (lave) frekvenser. Hvorfor siger folk ofte "høje" og ikke "høje" frekvenser? Dette sker på grund af det faktum, at høje frekvenser i lydteknik starter fra to kilohertz. Men to kilohertz i radioteknik er lydens frekvens, og derfor kaldes den "lav".
Der er også sådan noget som gennemsnitsfrekvensen. Det refererer til lydteknik. Så hvad er et mid-pass filter? Dette er en kombination af flere af ovenstående enheder. Det kan også være et båndpasfilter.
Et højpasfilter er en elektronisk eller anden enhed, der passerer de øvre frekvenser af signalet, og som ved indgangen undertrykker signalfrekvensen i overensstemmelse med en tidligere indstillet cutoff. Graden af undertrykkelse vil også afhænge af den særlige type filter.
Lavfrekvens adskiller sig ved, at den kan sende det indkommende signal,som vil være under den indstillede cutoff, samtidig med at de høje frekvenser undertrykkes.
Anvendelsesomfang
Højpasfilteret kan bruges til at isolere højfrekvente signaler. Det bruges også ofte i behandlingen af lydsignaler, for eksempel i separate filtre, som også kaldes crossover-filtre. De bruges også til billedbehandling, så frekvensdomænekonvertering kan udføres.
Dette er, hvad et simpelt højpasfilter består af:
- Modstand.
- Kondensator.
Arbejdet af modstand på kapacitans (R x C) er tidskonstanten (varigheden af processen) for dette filter, som vil være omvendt proportional med afskæringsfrekvensen i hertz (en måleenhed for oscillationsprocesser).
Beregning af højpasfilteret
Så hvordan kan vi beregne? For at gennemføre alle trinene derhjemme skal du lave en af de enkleste automatiske beregningstabeller i Microsoft Excel, men til dette skal du kunne bruge formlerne i dette program.
Du kan bruge denne formel:
Hvor f er afskæringsfrekvensen; R er modstanden af modstanden, Ohm; C er kondensatorens kapacitans, F (farads).
Typer
De præsenterede enheder kommer i fem typer, og nu vil vi overveje dem én efter én.
- U-formet - de ligner bogstavet P;
- T-formet - ligner bogstavet T;
- L-formet - ligner bogstavet G;
- enkelt element (kondensator fungerer som et filter for højfrekvenser);
- multi-link - disse er de samme L-formede filtre, kun i dette tilfælde er de forbundet i serie.
U-formet
Du kan sige, at disse filtre er de samme som de L-formede, men de er desuden forbundet med en del mere i begyndelsen. Alt, hvad der vil blive skrevet for T-formet, vil være sandt for U-formet. Den eneste forskel er, at de vil øge rangeringseffekten på radiokredsløbet foran.
For at beregne et U-formet filter skal du bruge spændingsdelerformlen og tilføje en ekstra shuntmodstand til det første element.
Her er eksempler på overgangen af det L-formede RC-filter til det U-formede RC-filter også høje frekvenser:
Du kan se på billedet, at der er tilføjet endnu en 2R-modstand til det originale kredsløb, parallelt med det første.
Her er et eksempel på konvertering til RL:
Her vises en induktor i stedet for en modstand. En anden (2L) tilføjes også, placeret parallelt med den første.
Og det tredje eksempel - konverteringer til LC:
T-formet
T-formet filter er det samme L-formede filter, kun med tilføjelse af et element mere.
De vil blive beregnet på samme måde som spændingsdeleren, som vil bestå af to dele med en ikke-lineær frekvensgang. Dernæst skal du til den opnåede værdi tilføje antallet af reaktans for det tredje element.
Du kan også bruge en anden beregningsmetode,det er dog mindre nøjagtigt i praksis. Dens essens ligger i, at efter den opnåede værdi af den først beregnede del af det L-formede filter, vokser eller falder variablen i fordobling og er fordelt over to elementer.
Hvis det er en kondensator, så fordobles værdien af spolernes kapacitans, hvis det er en modstand eller en choker, så falder værdien af spolernes modstand to gange.
Konverteringseksempler er vist nedenfor.
Overgang fra L-formet RC-filter til T-formet:
Billedet viser, at der skal tilføjes en anden kondensator (2C) til overgangen.
Overgang RL:
I dette tilfælde er alt efter analogi. For en vellykket overgang skal du tilføje en anden modstand forbundet i serie.
Transition LC:
L-formet
Et L-formet filter er en spændingsdeler, der består af to komponenter med en ikke-lineær frekvensgang (frekvensgang). Til dette filter er det tilladt at bruge kredsløbet og alle spændingsdelerformler.
Det kan repræsenteres således:
Hvis vi erstatter R1 med en kondensator, får vi et højpasfilter. Du kan se et billede af den ændrede ordning nedenfor:
Formler til beregning:
|
U ind=U ud(R1+R2)/R2; U ud \u003d U indR2 / (R1 + R2); R total=R1+R2 R1=U indR2/U ud - R2; R2=U udR i alt/U ind |
Nulad os tage et kig på, hvordan man beregner.
Højpasfilter til tweetere
Strukturen af et sådant filter er ret enkel. Den vil kun bestå af to dele - en kondensator og en modstand.
Filterets rolle, som vil frafiltrere mellemfrekvens- og lavfrekvenskomponenterne i lydsignalet, vil direkte spille rollen som selve kondensatoren. Og undskyld tautologien, modstand vil fungere som modstand, dvs. reducere lydstyrken.
Vigtigt: høje frekvenser afskæres ikke af equalizeren fra hovedenheden - dette vil føre til dårlig lyd. Det er bedre at reducere deres antal med modstand.
Optimal modstand vil blive betragtet som 4,0 og 5,5 Ohm.
Crafting Consumables
For at oprette et højpasfilter til diskanthøjttaleren skal du bruge følgende materialer:
- én modstand 5,5 ohm;
- en modstand 4,0 ohm;
- to kondensatorer MBM 1.0uF;
- gaffatape eller krympeslange.
Active High Pass Filter
Aktive filtre har en enorm fordel i forhold til deres passive modstykker, især ved frekvenser under 10 kHz. Faktum er, at de passive indeholder spoler med øget induktans og kondensatorer, som har en stor kapacitans. På grund af dette viser de sig at være omfangsrige og dyre, og derfor er deres ydeevne langt fra ideel i sidste ende.
Stor induktans opnås pgaet øget antal vindinger af spolen og brugen af en ferromagnetisk kerne. Dette frigiver dens egenskaber af ren induktans, fordi den lange ledning af spolen med et stort antal vindinger har en betydelig modstand, og den ferromagnetiske kerne påvirkes af temperatur, hvilket i høj grad påvirker dens magnetiske egenskaber. På grund af det faktum, at det er nødvendigt at bruge en stor kapacitans, er det nødvendigt at bruge kondensatorer, der ikke har den bedste stabilitet. Disse omfatter elektrolytiske kondensatorer. Filtre, kaldet aktive, er stort set blottet for ovennævnte ulemper.
Differentiator- og integratorkredsløb er bygget ved hjælp af operationsforstærkere, de er de enkleste aktive filtre. Når kredsløbselementer vælges i overensstemmelse med klare instruktioner og observerer afhængigheden af differentiatorens frekvens, bliver de højfrekvensfiltre, og på frekvensen af integratorer bliver de tværtimod lavfrekvente filtre. Et billede, der forklarer alt ovenstående, er givet nedenfor:
Højpasfilter på forstærkeren
Lad os overveje at sætte en forstærker op i en bil.
Før du opsætter forstærkeren i bilen, skal du nulstille alle hovedenhedens indstillinger. Crossover-frekvensen skal indstilles i området 50-70 Hz. Frontkanalfilteret på forstærkeren i bilen er indstillet til høje frekvenser. Afskæringsfrekvensen er i dette tilfælde indstillet i området 70-90 Hz.
Hvis designet giver mulighed for kanal-for-kanal-forstærkning af fronthøjttalerne, så skal du udføre en separattweeter indstillinger. For at gøre dette skal filteret indstilles i den passende position, og afskæringsfrekvensen skal vælges i området 2500 Hz.
Du skal blandt andet justere forstærkerens følsomhed. For at gøre dette skal den i første omgang nulstilles, det vigtigste er at overføre enheden til maksimal lydstyrketilstand og derefter begynde at øge følsomheden. I det øjeblik, hvor lydforvrængning vises, skal du stoppe med at dreje knappen, og du bør også reducere selve følsomheden en smule.
Der er stadig en enkel måde at kontrollere lydkvaliteten på: Hvis der efter tænding høres klik i subwooferen og knitren i højttaleren, betyder det, at der er interferens med signalet.
Bas bør ikke bindes til en subwoofer. For at gøre dette skal du dreje fasekontrollen på subwooferen 180 grader. Hvis denne regulator ikke er til stede, skal du skifte de positive og negative tilslutningsledninger.
Konfigurer lydprocessoren. For at gøre dette skal du justere tidsforsinkelserne for hver af kanalerne. Du skal indstille en tidsforsinkelse på venstre kanal, så lyden fra venstre højttaler når frem til driveren samtidig med den højre. Det skal føles, som om lyden kommer fra midten af kabinen.
Ud over alt det ovenstående kan lydprocessoren fjerne basbindingen bag i kabinen. For at gøre dette skal du indstille de samme forsinkelser i højre og venstre kanal på frontakustikken. Dette vil eliminere lokalisering af bas omkring subwooferen.
Nu ved du ikke kunhvordan man beregner og samler et frekvensfilter med egne hænder, men også hvordan man opsætter dets drift så nøjagtigt som muligt.
