Den här artikeln kommer att berätta hur du gör ett högpassfilter med dina egna händer. Men innan vi går in på det här måste vi förstå något. Vilka är själva hög- och lågpassfiltren.
Definition
Filter kan delas in i övre (höga) och lägre (låga) frekvenser. Varför säger folk ofta "höga" och inte "höga" frekvenser? Detta beror på det faktum att höga frekvenser inom ljudteknik börjar från två kilohertz. Men två kilohertz inom radioteknik är ljudets frekvens, och därför kallas det "låg".
Det finns också en sak som den genomsnittliga frekvensen. Det syftar på ljudteknik. Så vad är ett mellanpassfilter? Detta är en kombination av flera av ovanstående enheter. Det kan också vara ett bandpassfilter.
Ett högpassfilter är en elektronisk eller någon annan enhet som passerar signalens övre frekvenser och som vid ingången undertrycker signalfrekvensen i enlighet med en tidigare inställd cutoff. Graden av undertryckning beror också på den speciella typen av filter.
Lågfrekvens skiljer sig genom att den kan passera den inkommande signalen,som kommer att ligga under det inställda cutoff-värdet, samtidigt som de höga frekvenserna undertrycks.
Tillämpningsomfattning
Högpassfiltret kan användas för att isolera högfrekventa signaler. Det används också ofta vid bearbetning av ljudsignaler, till exempel i separata filter, som också kallas delningsfilter. De används också för bildbehandling så att frekvensdomänkonvertering kan utföras.
Det här är vad ett enkelt högpassfilter består av:
- Resistor.
- Capacitor.
Resistansarbetet på kapacitans (R x C) är tidskonstanten (processens varaktighet) för detta filter, som kommer att vara omvänt proportionell mot gränsfrekvensen i hertz (en måttenhet för oscillationsprocesser).
Beräknar högpassfiltret
Så hur kan vi beräkna? För att klara alla steg hemma behöver du göra en av de enklaste automatiska beräkningstabellerna i Microsoft Excel, men för detta måste du kunna använda formlerna i det här programmet.
Du kan använda den här formeln:
Där f är gränsfrekvensen; R är motståndet för motståndet, Ohm; C är kondensatorns kapacitans, F (farads).
Typer
De presenterade enheterna finns i fem typer, och nu kommer vi att överväga dem en efter en.
- U-formade - de ser ut som bokstaven P;
- T-formad - liknar bokstaven T;
- L-formad - liknar bokstaven G;
- enkelt element (kondensatorn fungerar som ett filter för högfrekvenser);
- multi-link - det här är samma L-formade filter, bara i det här fallet är de anslutna i serie.
U-formad
Du kan säga att dessa filter är samma som de L-formade, men de är dessutom sammanfogade av ytterligare en del i början. Allt som kommer att skrivas för T-formad kommer att vara sant för U-formad. Den enda skillnaden är att de kommer att öka shunteffekten på radiokretsen framför.
För att beräkna ett U-format filter måste du använda spänningsdelarformeln och lägga till ett extra shuntmotstånd till det första elementet.
Här är exempel på övergången av det L-formade RC-filtret till det U-formade RC-filtret även höga frekvenser:
Du kan se på bilden att ytterligare ett 2R-motstånd är lagt till originalkretsen, parallellt med den första.
Här är ett exempel på konvertering till RL:
Här, istället för ett motstånd, visas en induktor. En andra (2L) läggs också till, placerad parallellt med den första.
Och det tredje exemplet - konverteringar till LC:
T-formad
T-format filter är samma L-formade filter, bara med tillägg av ytterligare ett element.
De kommer att beräknas på samma sätt som spänningsdelaren, som kommer att bestå av två delar med ett icke-linjärt frekvenssvar. Därefter, till det erhållna värdet, måste du lägga till antalet reaktanser för det tredje elementet.
Du kan också använda en annan beräkningsmetod,det är dock mindre exakt i praktiken. Dess essens ligger i det faktum att efter det erhållna värdet av den först beräknade delen av det L-formade filtret, växer eller faller variabeln i fördubbling och fördelas över två element.
Om det är en kondensator så fördubblas värdet på spolarnas kapacitans, om det är ett motstånd eller en choke, då sjunker värdet på spolarnas resistans tvärtom två gånger.
Konverteringsexempel visas nedan.
Övergång från L-format RC-filter till T-format:
Bilden visar att en andra kondensator (2C) måste läggas till för övergången.
Övergång RL:
I det här fallet är allt analogt. För en lyckad övergång måste du lägga till ett andra motstånd anslutet i serie.
Transition LC:
L-formad
Ett L-format filter är en spänningsdelare som består av två komponenter med ett icke-linjärt frekvenssvar (frekvenssvar). För detta filter är det tillåtet att använda kretsen och alla formler för spänningsdelare.
Det kan representeras så här:
Om vi byter ut R1 med en kondensator får vi ett högpassfilter. Du kan se ett foto av det modifierade schemat nedan:
Formler för beräkning:
|
U in=U ut(R1+R2)/R2; U ut \u003d U inR2 / (R1 + R2); R tot R1+R2 R1=U inR2/U ut - R2; R2=U utR tot alt/U in |
Nulåt oss ta en titt på hur man beräknar.
Högpassfilter för diskanthögtalare
Strukturen av ett sådant filter är ganska enkel. Den kommer bara att bestå av två delar - en kondensator och ett motstånd.
Filtrets roll, som filtrerar bort mellanfrekvens- och lågfrekventa komponenter i ljudsignalen, kommer direkt att spela rollen som själva kondensatorn. Och ursäkta tautologin, motstånd kommer att fungera som motstånd, det vill säga minska volymnivån.
Viktigt: höga frekvenser skärs inte av av equalizern från huvudenheten - detta kommer att leda till dåligt ljud. Det är bättre att minska deras antal med motstånd.
Optim alt motstånd kommer att betraktas som 4,0 och 5,5 Ohm.
Crafting Consumables
För att skapa ett högpassfilter för diskanthögtalaren behöver du följande material:
- ett motstånd 5,5 ohm;
- ett motstånd 4,0 ohm;
- två kondensatorer MBM 1.0uF;
- tejp eller krympslang.
Active High Pass Filter
Aktiva filter har en enorm fördel jämfört med sina passiva motsvarigheter, speciellt vid frekvenser under 10 kHz. Faktum är att de passiva innehåller spolar med ökad induktans och kondensatorer, som har en stor kapacitans. På grund av detta visar sig de vara skrymmande och dyra, och därför är deras prestanda långt ifrån idealisk i slutändan.
Bra induktans uppnås pgaett ökat antal varv på spolen och användningen av en ferromagnetisk kärna. Detta frigör dess egenskaper av ren induktans, eftersom den långa tråden i spolen med ett stort antal varv har ett betydande motstånd, och den ferromagnetiska kärnan påverkas av temperatur, vilket i hög grad påverkar dess magnetiska egenskaper. På grund av det faktum att det är nödvändigt att använda en stor kapacitans är det nödvändigt att använda kondensatorer som inte har den bästa stabiliteten. Dessa inkluderar elektrolytiska kondensatorer. Filter, som kallas aktiva, saknar i stort sett ovanstående nackdelar.
Differentierings- och integratorkretsar är byggda med hjälp av operationsförstärkare, de är de enklaste aktiva filtren. När kretselement väljs enligt tydliga instruktioner, och observerar beroendet av differentiatorns frekvens, blir de högfrekvensfilter, och på frekvensen av integratorer blir de tvärtom lågfrekventa filter. Ett foto som förklarar allt ovan ges nedan:
Högpassfilter på förstärkaren
Låt oss överväga att installera en förstärkare i en bil.
Innan du ställer in förstärkaren i bilen måste du nollställa alla inställningar för huvudenheten. Delningsfrekvensen måste ställas in i området 50-70 Hz. Främre kanalfiltret på förstärkaren i bilen är inställt på höga frekvenser. Gränsfrekvensen i detta fall är inställd i området 70-90 Hz.
Om designen kommer att tillhandahålla kanal-för-kanal-förstärkning av de främre högtalarna, måste du utföra en separatdiskantinställningar. För att göra detta måste filtret ställas in i lämplig position och gränsfrekvensen bör väljas i området 2500 Hz.
Du behöver bland annat justera förstärkarens känslighet. För att göra detta måste den initi alt återställas till noll, det viktigaste är att överföra enheten till läget för maximal volym och sedan börja öka känsligheten. I det ögonblick då ljudförvrängning uppträder måste du sluta vrida på ratten, och du bör också minska själva känsligheten något.
Det finns fortfarande ett enkelt sätt att kontrollera ljudkvaliteten: om det hörs klick i subwoofern efter påslagning och sprakande i högtalaren betyder det att det finns störningar på signalen.
Bas bör inte knytas till en subwoofer. För att göra detta, vrid faskontrollen på subwoofern 180 grader. Om denna regulator inte finns, måste du byta ut de positiva och negativa anslutningskablarna.
Ställ in ljudprocessorn. För att göra detta måste du justera tidsfördröjningarna för var och en av kanalerna. Du måste ställa in en tidsfördröjning på vänster kanal så att ljudet från vänster högtalare når föraren samtidigt som den högra. Det ska kännas som att ljudet kommer från mitten av kabinen.
Utöver allt ovan kan ljudprocessorn ta bort basbindningen på baksidan av kabinen. För att göra detta måste du ställa in samma fördröjningar i de högra och vänstra kanalerna på den främre akustiken. Detta kommer att eliminera baslokalisering runt subwoofern.
Nu vet du inte barahur man beräknar och monterar ett frekvensfilter med egna händer, men också hur man ställer in dess funktion så exakt som möjligt.
