સેકન્ડ ઓર્ડર સક્રિય ફિલ્ટર્સ. ઉચ્ચ અને નિમ્ન પાસ ફિલ્ટર (પાસ ફિલ્ટર) સેકન્ડ ઓર્ડર સક્રિય ઉચ્ચ પાસ ફિલ્ટર

આ લેખમાં આપણે ઉચ્ચ અને નીચા પાસ ફિલ્ટર્સ વિશે વાત કરીશું, તેઓ કેવી રીતે લાક્ષણિકતા ધરાવે છે અને તેમની જાતો.

ઉચ્ચ અને નીચા પાસ ફિલ્ટર્સ- આ વિદ્યુત સર્કિટ છે જેમાં એવા તત્વોનો સમાવેશ થાય છે જેમાં બિનરેખીય આવર્તન પ્રતિભાવ હોય છે - જે વિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝ પર વિવિધ પ્રતિકાર ધરાવે છે.

ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટર્સને હાઈ-પાસ (હાઈ-પાસ) ફિલ્ટર્સ અને લો-પાસ (લો-પાસ) ફિલ્ટર્સમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. શા માટે લોકો વારંવાર "ઉચ્ચ" ફ્રીક્વન્સીઝને બદલે "ઉપલા" કહે છે? કારણ કે ઓડિયો એન્જિનિયરિંગમાં ઓછી ફ્રીક્વન્સી 2 કિલોહર્ટ્ઝ પર પૂરી થાય છે અને હાઈ ફ્રીક્વન્સી શરૂ થાય છે. અને રેડિયો એન્જિનિયરિંગમાં, 2 કિલોહર્ટ્ઝ એ બીજી શ્રેણી છે - ધ્વનિ આવર્તન, જેનો અર્થ થાય છે "ઓછી આવર્તન"! ઑડિઓ એન્જિનિયરિંગમાં બીજો ખ્યાલ છે - મધ્ય ફ્રીક્વન્સીઝ. તેથી, મિડ-પાસ ફિલ્ટર સામાન્ય રીતે કાં તો બે લો-પાસ અને હાઇ-પાસ ફિલ્ટર અથવા અન્ય પ્રકારના બેન્ડપાસ ફિલ્ટરનું મિશ્રણ હોય છે.

ચાલો તેને ફરીથી પુનરાવર્તન કરીએ:

લો- અને હાઇ-પાસ ફિલ્ટર્સ અને માત્ર ફિલ્ટર્સ જ નહીં, પરંતુ રેડિયો સર્કિટના કોઈપણ ઘટકોને દર્શાવવા માટે, એક ખ્યાલ છે - કંપનવિસ્તાર-આવર્તન પ્રતિભાવ, અથવા આવૃત્તિ પ્રતિક્રિયાને

આવર્તન ફિલ્ટર્સ સૂચકો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે

કટઓફ આવર્તન- આ તે આવર્તન છે કે જેના પર ફિલ્ટર આઉટપુટ સિગ્નલનું કંપનવિસ્તાર ઇનપુટ સિગ્નલથી 0.7 ના મૂલ્ય સુધી ઘટે છે.

ફિલ્ટર આવર્તન પ્રતિભાવ ઢાળફિલ્ટર લાક્ષણિકતા છે જે દર્શાવે છે કે જ્યારે ઇનપુટ સિગ્નલની આવર્તન બદલાય છે ત્યારે ફિલ્ટરના આઉટપુટ સિગ્નલનું કંપનવિસ્તાર કેટલું ઝડપથી ઘટે છે. આદર્શરીતે, તમારે આવર્તન પ્રતિભાવમાં મહત્તમ (ઊભી) ઘટાડા માટે પ્રયત્ન કરવો જોઈએ.

આવર્તન ફિલ્ટર્સ પ્રતિક્રિયા સાથે તત્વોમાંથી બનાવવામાં આવે છે - કેપેસિટર્સ અને ઇન્ડક્ટર. કેપેસિટર ફિલ્ટરમાં વપરાતી પ્રતિક્રિયાઓ ( એક્સ સી ) અને ઇન્ડક્ટર ( એક્સએલ ) નીચેના સૂત્રો દ્વારા આવર્તન સાથે સંબંધિત છે:

માઈક્રોસોફ્ટ એક્સેલમાં ઘરે બેઠા વિશિષ્ટ સાધનો (જનરેટર, સ્પેક્ટ્રમ વિશ્લેષકો અને અન્ય ઉપકરણો) નો ઉપયોગ કરીને પ્રયોગો હાથ ધરતા પહેલા ફિલ્ટર્સની ગણતરી કરવી સરળ છે. હું કોઈપણ સર્કિટની ગણતરી કરવા માટે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરું છું. પ્રથમ, હું એક ટેબલ બનાવું છું, ડેટા દાખલ કરું છું, ગણતરી મેળવું છું, જે હું ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ ગ્રાફના રૂપમાં કાગળ પર સ્થાનાંતરિત કરું છું, પરિમાણો બદલું છું અને ફરીથી ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ પોઇન્ટ દોરું છું. આ પદ્ધતિમાં, "માપવાના સાધનોની પ્રયોગશાળા" જમાવવાની જરૂર નથી; આવર્તન પ્રતિભાવની ગણતરી અને રેખાંકન ઝડપથી હાથ ધરવામાં આવે છે.

તે ઉમેરવું જોઈએ કે જ્યારે નિયમ અમલમાં આવશે ત્યારે ફિલ્ટર ગણતરી સાચી થશે:

ફિલ્ટરની સચોટતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે, તે જરૂરી છે કે ફિલ્ટર તત્વોનું પ્રતિકાર મૂલ્ય ફિલ્ટર આઉટપુટ સાથે જોડાયેલા લોડના પ્રતિકાર કરતાં લગભગ બે ઓર્ડરની તીવ્રતા (100 ગણું) ઓછું હોય. જેમ જેમ આ તફાવત ઘટે છે, ફિલ્ટરની ગુણવત્તા બગડે છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે લોડ પ્રતિકાર ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટરની ગુણવત્તાને અસર કરે છે. જો તમને ઉચ્ચ ચોકસાઈની જરૂર નથી, તો પછી આ તફાવત 10 ગણો સુધી ઘટાડી શકાય છે.

આવર્તન ફિલ્ટર્સ છે:

1. સિંગલ-એલિમેન્ટ (કેપેસિટર - હાઇ-પાસ ફિલ્ટર તરીકે, અથવા ઇન્ડક્ટર - લો-પાસ ફિલ્ટર તરીકે);

2. L-આકારનું - દેખાવમાં તેઓ બીજી દિશામાં સામનો કરતા અક્ષર G જેવા હોય છે;

3. ટી-આકારના - દેખાવમાં તેઓ અક્ષર T જેવું લાગે છે;

4. U-આકારનું - દેખાવમાં તેઓ અક્ષર P જેવું લાગે છે;

5. મલ્ટી-લિંક - શ્રેણીમાં જોડાયેલા સમાન એલ-આકારના ફિલ્ટર્સ.

સિંગલ એલિમેન્ટ ઉચ્ચ અને નીચા પાસ ફિલ્ટર્સ

એક નિયમ તરીકે, સિંગલ-એલિમેન્ટ હાઇ- અને લો-પાસ ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ ઑડિઓ સ્પીકર્સનો અવાજ સુધારવા માટે શક્તિશાળી ઑડિઓ એમ્પ્લીફાયર્સની એકોસ્ટિક સિસ્ટમ્સમાં સીધા જ થાય છે.

તેઓ ગતિશીલ હેડ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલા છે. સૌપ્રથમ, તેઓ બંને ગતિશીલ હેડને શક્તિશાળી વિદ્યુત સિગ્નલથી અને એમ્પ્લીફાયરને નીચા લોડ પ્રતિકારથી સુરક્ષિત કરે છે અને તેને વધારાના સ્પીકર્સ સાથે લોડ કર્યા વિના આ સ્પીકર્સ પુનઃઉત્પાદિત કરતા નથી. બીજું, તેઓ પ્લેબેકને કાન માટે વધુ સુખદ બનાવે છે.

સિંગલ-એલિમેન્ટ ફિલ્ટરની ગણતરી કરવા માટે, તમારે ડાયનેમિક હેડ કોઇલની પ્રતિક્રિયા જાણવાની જરૂર છે. ગણતરી વોલ્ટેજ વિભાજક સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે, જે એલ-આકારના ફિલ્ટર માટે પણ સાચું છે. મોટેભાગે, સિંગલ-એલિમેન્ટ ફિલ્ટર્સ "કાન દ્વારા" પસંદ કરવામાં આવે છે. ટ્વીટર પર ઉચ્ચ આવર્તનને પ્રકાશિત કરવા માટે, તેની સાથે શ્રેણીમાં કેપેસિટર સ્થાપિત થયેલ છે, અને ઓછી-આવર્તન સ્પીકર (અથવા સબવૂફર) પર ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝને પ્રકાશિત કરવા માટે, તેની સાથે શ્રેણીમાં એક ચોક (ઇન્ડક્ટર) જોડાયેલ છે. ઉદાહરણ તરીકે, 20...50 વોટ્સના ઓર્ડરની શક્તિઓ સાથે, ટ્વીટર માટે 5...20 µF કેપેસિટરનો ઉપયોગ કરવો શ્રેષ્ઠ છે, અને ઓછી-આવર્તન સ્પીકર માટે ચોક તરીકે, દંતવલ્ક કોપર સાથે કોઇલ ઘાનો ઉપયોગ કરો. વાયર, 0.3...1.0 મીમી વ્યાસ, વીએચએસ વિડિયો કેસેટમાંથી રીલ પર, અને 200...1000 વળાંકો ધરાવે છે. વિશાળ મર્યાદા સૂચવવામાં આવી છે, કારણ કે પસંદગી એ વ્યક્તિગત બાબત છે.

એલ આકારના ફિલ્ટર્સ

એલ આકારનું હાઇ-પાસ અથવા લો-પાસ ફિલ્ટર- નોનલાઇનર ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ સાથે બે ઘટકોનો સમાવેશ કરતું વોલ્ટેજ વિભાજક. એલ આકારના ફિલ્ટર માટે, સર્કિટ અને વોલ્ટેજ વિભાજક માટેના તમામ સૂત્રો લાગુ પડે છે.

કેપેસિટર અને રેઝિસ્ટર પર એલ આકારના ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટર્સ

આર 1 સાથે એક્સ સી .

આવા ફિલ્ટરના સંચાલનનો સિદ્ધાંત: કેપેસિટર, ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર ઓછી પ્રતિક્રિયા ધરાવતું, પ્રવાહ અવરોધ વિના પસાર કરે છે, અને ઓછી આવર્તન પર તેની પ્રતિક્રિયા મહત્તમ હોય છે, તેથી કોઈ પ્રવાહ તેમાંથી પસાર થતો નથી.

"વોલ્ટેજ વિભાજક" લેખમાંથી આપણે જાણીએ છીએ કે રેઝિસ્ટરની કિંમતો સૂત્રો દ્વારા વર્ણવી શકાય છે:

અથવા

એક્સ સી અને કટઓફ આવર્તન.

આર 2 પ્રતિરોધક પ્રતિકાર માટે આર 1 (એક્સ સી ) અનુલક્ષીને: R 2 / R 1 = 0.7 / 0.3 = 2.33 . આ સૂચવે છે: C = 1.16 / R 2 πf , ક્યાં f - ફિલ્ટરના આવર્તન પ્રતિભાવની કટઓફ આવર્તન.

આર 2 કેપેસિટર માટે વોલ્ટેજ વિભાજક સાથે , તેની પોતાની પ્રતિક્રિયા છે એક્સ સી .

આવા ફિલ્ટરના સંચાલનના સિદ્ધાંત: કેપેસિટર, ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર ઓછી પ્રતિક્રિયા ધરાવતું, ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહોને હાઉસિંગમાં બંધ કરે છે, અને ઓછી આવર્તન પર તેની પ્રતિક્રિયા મહત્તમ હોય છે, તેથી તેમાંથી કોઈ પ્રવાહ પસાર થતો નથી.

"વોલ્ટેજ વિભાજક" લેખમાંથી આપણે સમાન સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:

અથવા

ઇનપુટ વોલ્ટેજને 1 (એકતા) તરીકે લેવું, અને આઉટપુટ વોલ્ટેજને 0.7 (કટઓફને અનુરૂપ મૂલ્ય), કેપેસિટરની પ્રતિક્રિયા જાણીને, જે બરાબર છે:

વોલ્ટેજ મૂલ્યોને બદલીને, આપણે શોધીએ છીએ એક્સ સી અને કટઓફ આવર્તન.

આર 2 (એક્સ સી ) રેઝિસ્ટરના પ્રતિકાર માટે આર 1 અનુલક્ષીને: R 2 / R 1 = 0.7 / 0.3 = 2.33 . આ સૂચવે છે: C = 1 / (4.66 x R 1 πf) , ક્યાં f - ફિલ્ટરના આવર્તન પ્રતિભાવની કટઓફ આવર્તન.

ઇન્ડક્ટર અને રેઝિસ્ટર પર એલ આકારના ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટર્સ

રેઝિસ્ટરને બદલીને હાઇ-પાસ ફિલ્ટર મેળવવામાં આવે છે આર 2 એલ એક્સએલ .

આવા ફિલ્ટરના સંચાલનનો સિદ્ધાંત: ઇન્ડક્ટન્સ, ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ પર ઓછી પ્રતિક્રિયા હોય છે, તેને હાઉસિંગમાં શન્ટ કરે છે, અને ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર તેની પ્રતિક્રિયા મહત્તમ હોય છે, તેથી કોઈ પ્રવાહ તેમાંથી પસાર થતો નથી.

વોલ્ટેજ મૂલ્યોને બદલીને, આપણે શોધીએ છીએ એક્સએલ અને કટઓફ આવર્તન.

હાઇ-પાસ ફિલ્ટરની જેમ, ગણતરીઓ વિપરીત રીતે કરી શકાય છે. આવર્તન પ્રતિભાવની કટઓફ આવર્તન પર ફિલ્ટરના આઉટપુટ વોલ્ટેજનું કંપનવિસ્તાર (વોલ્ટેજ વિભાજક તરીકે) ઇનપુટ વોલ્ટેજના 0.7 જેટલું હોવું જોઈએ તે ધ્યાનમાં લેતા, તે અનુસરે છે કે રેઝિસ્ટર પ્રતિકારનો ગુણોત્તર આર 2 (એક્સએલ ) રેઝિસ્ટરના પ્રતિકાર માટે આર 1 અનુલક્ષીને: R 2 / R 1 = 0.7 / 0.3 = 2.33 . આ સૂચવે છે: L = 1.16 R 1 / (πf) .

રેઝિસ્ટરને બદલીને લો-પાસ ફિલ્ટર મેળવવામાં આવે છે આર 1 ઇન્ડક્ટર માટે વોલ્ટેજ વિભાજક એલ , જેની પોતાની પ્રતિક્રિયા છે એક્સએલ .

આવા ફિલ્ટરનો ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત: ઇન્ડક્ટર, નીચી ફ્રીક્વન્સીઝ પર નીચી પ્રતિક્રિયા ધરાવતો, અવરોધ વિના પ્રવાહ પસાર કરે છે, અને ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર તેની પ્રતિક્રિયા મહત્તમ હોય છે, તેથી કોઈ પ્રવાહ તેમાંથી પસાર થતો નથી.

"વોલ્ટેજ વિભાજક" લેખમાંથી સમાન સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને અને ઇનપુટ વોલ્ટેજને 1 (એકતા) તરીકે અને આઉટપુટ વોલ્ટેજને 0.7 (કટઓફને અનુરૂપ મૂલ્ય) તરીકે લેવું, ઇન્ડક્ટરની પ્રતિક્રિયા જાણીને, જે સમાન છે:

વોલ્ટેજ મૂલ્યોને બદલીને, આપણે શોધીએ છીએ એક્સએલ અને કટઓફ આવર્તન.

તમે વિપરીત ક્રમમાં ગણતરીઓ કરી શકો છો. આવર્તન પ્રતિભાવની કટઓફ આવર્તન પર ફિલ્ટરના આઉટપુટ વોલ્ટેજનું કંપનવિસ્તાર (વોલ્ટેજ વિભાજક તરીકે) ઇનપુટ વોલ્ટેજના 0.7 જેટલું હોવું જોઈએ તે ધ્યાનમાં લેતા, તે અનુસરે છે કે રેઝિસ્ટર પ્રતિકારનો ગુણોત્તર આર 2 પ્રતિરોધક પ્રતિકાર માટે આર 1 (એક્સએલ ) અનુલક્ષીને: R 2 / R 1 = 0.7 / 0.3 = 2.33 . આ સૂચવે છે: L = R 2 / (4.66 πf)

કેપેસિટર અને ઇન્ડક્ટર પર એલ આકારના ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટર્સ

સામાન્ય વોલ્ટેજ વિભાજકમાંથી માત્ર રેઝિસ્ટરને જ નહીં બદલીને હાઇ-પાસ ફિલ્ટર મેળવવામાં આવે છે. આર 1 કેપેસિટર માટે સાથે , તેમજ રેઝિસ્ટર આર 2 થ્રોટલ પર એલ . આવા ફિલ્ટરમાં ઉપરોક્ત ફિલ્ટર્સ કરતાં આવર્તન પ્રતિભાવમાં વધુ નોંધપાત્ર ફ્રિક્વન્સી કટ (સ્ટીપર ડિક્લાઈન) હોય છે. આર.સી.અથવા આર.એલ.સાંકળો.

અગાઉ કરવામાં આવ્યું હતું તેમ, અમે સમાન ગણતરી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીએ છીએ. કેપેસિટર સાથે , તેની પોતાની પ્રતિક્રિયા છે એક્સ સી , અને થ્રોટલ એલ - પ્રતિક્રિયા એક્સએલ :

વિવિધ જથ્થાના મૂલ્યોને બદલીને - ફિલ્ટર્સના વોલ્ટેજ, ઇનપુટ અથવા આઉટપુટ પ્રતિકાર, આપણે શોધી શકીએ છીએ સાથે અને એલ , આવર્તન પ્રતિભાવ કટઓફ આવર્તન. તમે વિપરીત ક્રમમાં પણ ગણતરીઓ કરી શકો છો. કારણ કે ત્યાં બે ચલ જથ્થાઓ છે - ઇન્ડક્ટન્સ અને કેપેસીટન્સ, ફિલ્ટરના ઇનપુટ અથવા આઉટપુટ પ્રતિકારનું મૂલ્ય મોટેભાગે ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સની કટઓફ આવર્તન પર વોલ્ટેજ વિભાજક તરીકે સેટ કરવામાં આવે છે, અને આ મૂલ્યના આધારે, બાકીના પરિમાણો જોવા મળે છે. .

રેઝિસ્ટરને બદલીને લો-પાસ ફિલ્ટર મેળવવામાં આવે છે આર 1 ઇન્ડક્ટર માટે વોલ્ટેજ વિભાજક એલ , અને રેઝિસ્ટર આર 2 કેપેસિટર માટે સાથે .

અગાઉ વર્ણવ્યા મુજબ, સમાન ગણતરી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થાય છે, વોલ્ટેજ વિભાજક સૂત્રો અને ફિલ્ટર તત્વોની પ્રતિક્રિયા દ્વારા. આ કિસ્સામાં, અમે રેઝિસ્ટરના મૂલ્યને સમાન કરીએ છીએ આર 1 થ્રોટલ પ્રતિક્રિયા માટે એક્સએલ , એ આર 2 કેપેસિટર પ્રતિક્રિયા માટે એક્સ સી .

ટી-આકારના ઉચ્ચ અને નીચા પાસ ફિલ્ટર્સ

T-આકારના ઉચ્ચ- અને નીચા-પાસ ફિલ્ટર્સ એ જ L-આકારના ફિલ્ટર છે, જેમાં એક વધુ તત્વ ઉમેરવામાં આવે છે. આમ, તેમની ગણતરી બિનરેખીય આવર્તન પ્રતિભાવ સાથે બે ઘટકો ધરાવતા વોલ્ટેજ વિભાજકની જેમ જ કરવામાં આવે છે. અને પછી, ત્રીજા ઘટકની પ્રતિક્રિયા મૂલ્ય ગણતરી કરેલ મૂલ્યમાં ઉમેરવામાં આવે છે. ટી-આકારના ફિલ્ટરની ગણતરી કરવાની બીજી, ઓછી સચોટ પદ્ધતિ એલ-આકારના ફિલ્ટરની ગણતરી સાથે શરૂ થાય છે, ત્યારબાદ એલ-આકારના ફિલ્ટરના "પ્રથમ" ગણતરી કરેલ ઘટકનું મૂલ્ય અડધાથી વધે છે અથવા ઘટે છે - બે વચ્ચે "વિતરિત" ટી-આકારના ફિલ્ટરના ઘટકો. જો તે કેપેસિટર હોય, તો ટી-ફિલ્ટરમાં કેપેસિટરના કેપેસિટન્સનું મૂલ્ય બમણું થાય છે, અને જો તે રેઝિસ્ટર અથવા ઇન્ડક્ટર હોય, તો કોઇલના પ્રતિકાર અથવા ઇન્ડક્ટન્સનું મૂલ્ય અડધું થઈ જાય છે. ફિલ્ટર્સનું રૂપાંતર આકૃતિઓમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. ટી-આકારના ફિલ્ટર્સની ખાસિયત એ છે કે, એલ-આકારની સરખામણીમાં, તેમના આઉટપુટ પ્રતિકાર ફિલ્ટરની પાછળના રેડિયો સર્કિટ પર ઓછી શન્ટિંગ અસર ધરાવે છે.

U-આકારના ઉચ્ચ અને નીચા પાસ ફિલ્ટર્સ

યુ-આકારના ફિલ્ટર્સ એ જ L-આકારના ફિલ્ટર્સ છે, જેમાં ફિલ્ટરની સામે અન્ય ઘટક ઉમેરવામાં આવે છે. ટી-આકારના ફિલ્ટર્સ માટે જે લખવામાં આવ્યું છે તે બધું U-આકારના લોકો માટે સાચું છે, માત્ર એટલો જ તફાવત એ છે કે L-આકારની તુલનામાં, તેઓ ફિલ્ટરની સામે રેડિયો સર્કિટ પર શન્ટિંગ અસરમાં થોડો વધારો કરે છે.

ટી-આકારના ફિલ્ટર્સના કિસ્સામાં, U-આકારના ફિલ્ટર્સની ગણતરી કરવા માટે, પ્રથમ ફિલ્ટર તત્વના વધારાના શન્ટ પ્રતિકારના ઉમેરા સાથે, વોલ્ટેજ વિભાજક સૂત્રોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. યુ-આકારના ફિલ્ટરની ગણતરી કરવાની બીજી, ઓછી સચોટ પદ્ધતિ એલ-આકારના ફિલ્ટરની ગણતરી સાથે શરૂ થાય છે, જે પછી એલ-આકારના ફિલ્ટરના "છેલ્લા" ગણતરી કરેલ ઘટકનું મૂલ્ય અડધાથી વધે છે અથવા ઘટાડે છે - બે વચ્ચે "વિતરિત" યુ-આકારના ફિલ્ટરના ઘટકો. ટી-આકારના ફિલ્ટરથી વિપરીત, જો તે કેપેસિટર હોય, તો પી-ફિલ્ટરમાં કેપેસિટર્સની કેપેસિટન્સનું મૂલ્ય અડધું થઈ જાય છે, અને જો તે રેઝિસ્ટર અથવા ઇન્ડક્ટર હોય, તો પછી પ્રતિકાર અથવા ઇન્ડક્ટન્સનું મૂલ્ય કોઇલ બમણી છે.

ઇન્ડક્ટર્સ (ચોક્સ) ના ઉત્પાદન માટે ચોક્કસ પ્રયત્નો અને કેટલીકવાર તેમના પ્લેસમેન્ટ માટે વધારાની જગ્યાની જરૂર પડે છે તે હકીકતને કારણે, ઇન્ડક્ટરનો ઉપયોગ કર્યા વિના કેપેસિટર અને રેઝિસ્ટરમાંથી ફિલ્ટર્સનું ઉત્પાદન કરવું વધુ નફાકારક છે. આ ખાસ કરીને ઑડિઓ ફ્રીક્વન્સીઝ પર સાચું છે. આમ, હાઈ-પાસ ફિલ્ટર્સ સામાન્ય રીતે ટી-આકારના બનેલા હોય છે, અને લો-પાસ ફિલ્ટર્સ યુ-આકારના બને છે. ત્યાં મિડ-પાસ ફિલ્ટર્સ પણ છે, જે, નિયમ તરીકે, એલ-આકારના (બે કેપેસિટર્સમાંથી) બનાવવામાં આવે છે.

બેન્ડપાસ રેઝોનન્ટ ફિલ્ટર્સ

બેન્ડ-પાસ રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટર્સ ચોક્કસ ફ્રીક્વન્સી બેન્ડને અલગ કરવા અથવા નકારવા (કટ આઉટ) કરવા માટે રચાયેલ છે. રેઝોનન્ટ ફ્રિક્વન્સી ફિલ્ટર્સમાં એક, બે અથવા ત્રણ ઓસીલેટરી સર્કિટનો સમાવેશ થઈ શકે છે જે ચોક્કસ આવર્તન સાથે જોડાયેલા હોય છે. રેઝોનન્ટ ફિલ્ટર્સમાં અન્ય (નોન-રેઝોનન્ટ) ફિલ્ટર્સની સરખામણીમાં ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સમાં સૌથી વધુ વધારો (અથવા ઘટાડો) થાય છે. બેન્ડ-પાસ રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટર્સ સિંગલ-એલિમેન્ટ હોઈ શકે છે - એક સર્કિટ સાથે, L-આકારના - બે સર્કિટ સાથે, T અને U-આકારના - ત્રણ સર્કિટ સાથે, બહુ-તત્વ - ચાર અથવા વધુ સર્કિટ સાથે.

આકૃતિ ચોક્કસ આવર્તનને અલગ કરવા માટે રચાયેલ ટી-આકારના બેન્ડપાસ રેઝોનન્ટ ફિલ્ટરનું આકૃતિ દર્શાવે છે. તે ત્રણ ઓસીલેટરી સર્કિટ ધરાવે છે. C 1 L 1 અને C 3 L 3 - શ્રેણીબદ્ધ ઓસીલેટરી સર્કિટ, રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સીમાં વહેતા પ્રવાહ માટે ઓછો પ્રતિકાર હોય છે, અને અન્ય ફ્રીક્વન્સીઝ પર, તેનાથી વિપરીત, તેમની પાસે ઉચ્ચ પ્રતિકાર હોય છે. સમાંતર સર્કિટ C 2 L 2 તેનાથી વિપરિત, તે રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી પર ઉચ્ચ પ્રતિકાર ધરાવે છે, જ્યારે અન્ય ફ્રીક્વન્સીઝ પર ઓછો પ્રતિકાર ધરાવે છે. આવા ફિલ્ટરની બેન્ડવિડ્થને વિસ્તૃત કરવા માટે, તેઓ સર્કિટના ગુણવત્તા પરિબળને ઘટાડે છે, ઇન્ડક્ટર્સની ડિઝાઇનમાં ફેરફાર કરે છે, સર્કિટને "જમણે, ડાબે" ને સર્કિટની સમાંતર, સેન્ટ્રલ રેઝોનન્ટથી થોડી અલગ ફ્રીક્વન્સીમાં ડિટ્યુન કરે છે. C 2 L 2 એક રેઝિસ્ટર જોડો.

નીચેની આકૃતિ ચોક્કસ આવર્તનને દબાવવા માટે રચાયેલ ટી-આકારના નોચ રેઝોનન્ટ ફિલ્ટરનું આકૃતિ દર્શાવે છે. તે, અગાઉના ફિલ્ટરની જેમ, ત્રણ ઓસીલેટરી સર્કિટ ધરાવે છે, પરંતુ આવા ફિલ્ટર માટે આવર્તન પસંદગીનો સિદ્ધાંત અલગ છે. C 1 L 1 અને C 3 L 3 - સમાંતર ઓસીલેટરી સર્કિટ્સ, રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સીમાં વહેતા પ્રવાહ માટે મોટો પ્રતિકાર હોય છે, અને અન્ય ફ્રીક્વન્સીઝ પર - નાની. સમાંતર સર્કિટ C 2 L 2 તેનાથી વિપરિત, રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી પર તેની પ્રતિકાર ઓછી હોય છે, પરંતુ અન્ય ફ્રીક્વન્સીઝ પર તેની ઊંચી પ્રતિકાર હોય છે. આમ, જો પહેલાનું ફિલ્ટર રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી પસંદ કરે છે અને બાકીની ફ્રીક્વન્સીઝને દબાવી દે છે, તો આ ફિલ્ટર રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી સિવાય તમામ ફ્રીક્વન્સીઝને મુક્તપણે પસાર કરે છે.

બેન્ડપાસ રેઝોનન્ટ ફિલ્ટર્સની ગણતરી કરવાની પ્રક્રિયા એ જ વોલ્ટેજ વિભાજક પર આધારિત છે, જ્યાં તેના લાક્ષણિક પ્રતિકાર સાથે એલસી સર્કિટ એક તત્વ તરીકે કાર્ય કરે છે. ઓસીલેટરી સર્કિટની ગણતરી કેવી રીતે કરવામાં આવે છે, તેની રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી, ગુણવત્તા પરિબળ અને લાક્ષણિકતા (તરંગ) અવબાધ નક્કી કરવામાં આવે છે, તમે લેખમાં શોધી શકો છો

યુરી સાદિકોવ
મોસ્કો

આ લેખ હાઇફાઇ અને હાઇએન્ડ વર્ગોના ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા થ્રી-બેન્ડ લો-ફ્રિકવન્સી એમ્પ્લીફાયર બનાવવા માટે સક્રિય ફિલ્ટર્સનો સમૂહ છે તે ઉપકરણ બનાવવા પરના કાર્યના પરિણામો રજૂ કરે છે.

ત્રણ સેકન્ડ-ઓર્ડર એક્ટિવ ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવેલા ત્રણ-બેન્ડ એમ્પ્લીફાયરના કુલ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સના પ્રારંભિક અભ્યાસની પ્રક્રિયામાં, તે બહાર આવ્યું છે કે આ લાક્ષણિકતા કોઈપણ ફિલ્ટર જંકશન ફ્રીક્વન્સીઝ પર ખૂબ ઊંચી અસમાનતા ધરાવે છે. તે જ સમયે, તે ફિલ્ટર સેટિંગ્સની ચોકસાઈ માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. નાની અસંગતતા સાથે પણ, કુલ આવર્તન પ્રતિભાવની અસમાનતા 10...15 dB હોઈ શકે છે!

માસ્ટર કીટ NM2116 કીટનું ઉત્પાદન કરે છે, જેમાંથી તમે બે ફિલ્ટર્સ અને બાદબાકી એડરના આધારે બનેલા ફિલ્ટર્સનો સમૂહ એસેમ્બલ કરી શકો છો, જેમાં ઉપરોક્ત ગેરફાયદા નથી. વિકસિત ઉપકરણ વ્યક્તિગત ફિલ્ટર્સની કટઓફ ફ્રીક્વન્સીઝના પરિમાણો પ્રત્યે સંવેદનશીલ નથી અને તે જ સમયે અત્યંત રેખીય કુલ આવર્તન પ્રતિભાવ પ્રદાન કરે છે.

આધુનિક ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ધ્વનિ પ્રજનન સાધનોના મુખ્ય ઘટકો એકોસ્ટિક સિસ્ટમ્સ (એએસ) છે.

સૌથી સરળ અને સસ્તું સિંગલ-વે સ્પીકર્સ છે જેમાં એક લાઉડસ્પીકર હોય છે. એક લાઉડસ્પીકર (લાઉડસ્પીકર હેડ - GG) ના ઉપયોગને કારણે આવી એકોસ્ટિક સિસ્ટમ્સ વિશાળ આવર્તન શ્રેણીમાં ઉચ્ચ ગુણવત્તા સાથે કાર્ય કરવા સક્ષમ નથી. વિવિધ ફ્રીક્વન્સીઝનું પુનઃઉત્પાદન કરતી વખતે, GG પર વિવિધ આવશ્યકતાઓ મૂકવામાં આવે છે. ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ (LF) પર, સ્પીકર પાસે મોટો અને કઠોર શંકુ હોવો જોઈએ, ઓછી રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી હોવી જોઈએ અને લાંબો સ્ટ્રોક હોવો જોઈએ (મોટા પ્રમાણમાં હવાને પંપ કરવા માટે). અને ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ (એચએફ) પર, તેનાથી વિપરીત, તમારે નાના સ્ટ્રોક સાથે નાના, ઓછા વજનવાળા પરંતુ નક્કર વિસારકની જરૂર છે. આ તમામ લાક્ષણિકતાઓને એક લાઉડસ્પીકરમાં જોડવાનું લગભગ અશક્ય છે (અસંખ્ય પ્રયત્નો છતાં), તેથી એક લાઉડસ્પીકરમાં ઉચ્ચ આવર્તન અસમાનતા હોય છે. વધુમાં, વાઇડબેન્ડ લાઉડસ્પીકરમાં ઇન્ટરમોડ્યુલેશન અસર હોય છે, જે ઓછી-આવર્તનવાળા ઓડિયો સિગ્નલના ઉચ્ચ-આવર્તન ઘટકોના મોડ્યુલેશનમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે. પરિણામે, ધ્વનિ ચિત્ર વિક્ષેપિત થાય છે. આ સમસ્યાનો પરંપરાગત ઉકેલ એ છે કે પુનઃઉત્પાદિત આવર્તન શ્રેણીને સબરેન્જમાં વિભાજીત કરવી અને દરેક પસંદ કરેલ આવર્તન સબરેન્જ માટે અનેક સ્પીકર્સ પર આધારિત એકોસ્ટિક સિસ્ટમ્સ બનાવવી.

નિષ્ક્રિય અને સક્રિય ઇલેક્ટ્રિકલ આઇસોલેશન ફિલ્ટર્સ

ઇન્ટરમોડ્યુલેશન વિકૃતિનું સ્તર ઘટાડવા માટે, લાઉડસ્પીકરની સામે ઇલેક્ટ્રિકલ આઇસોલેશન ફિલ્ટર્સ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે. આ ફિલ્ટર્સ GG વચ્ચે ઑડિઓ સિગ્નલની ઊર્જાનું વિતરણ કરવાનું કાર્ય પણ કરે છે. તેઓ ચોક્કસ ક્રોસઓવર ફ્રિક્વન્સી માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે, જેનાથી આગળ ફિલ્ટર ઓક્ટેવ દીઠ ડેસિબલ્સમાં દર્શાવવામાં આવેલ એટેન્યુએશનની પસંદ કરેલ રકમ પ્રદાન કરે છે. વિભાજિત ફિલ્ટરના એટેન્યુએશનની ઢાળ તેના બાંધકામની ડિઝાઇન પર આધારિત છે. પ્રથમ ઓર્ડર ફિલ્ટર 6 dB/oct, બીજા ઓર્ડર - 12 dB/oct, અને ત્રીજો ઓર્ડર - 18 dB/oct નું એટેન્યુએશન પૂરું પાડે છે. મોટેભાગે, સ્પીકરમાં બીજા ક્રમના ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ થાય છે. તત્વોના ચોક્કસ મૂલ્યોના જટિલ અમલીકરણ અને ઉચ્ચ એટેન્યુએશન ઢોળાવની જરૂરિયાતના અભાવને કારણે ઉચ્ચ ઓર્ડરના ફિલ્ટર્સનો ભાગ્યે જ સ્પીકર્સમાં ઉપયોગ થાય છે.

ફિલ્ટર અલગ કરવાની આવર્તન વપરાયેલ GG ના પરિમાણો અને સુનાવણીના ગુણધર્મો પર આધારિત છે. ક્રોસઓવર ફ્રીક્વન્સીની શ્રેષ્ઠ પસંદગી એ છે કે જેમાં દરેક GG સ્પીકર ડિફ્યુઝરના પિસ્ટન એક્શન એરિયામાં કાર્ય કરે છે. જો કે, આ કિસ્સામાં, સ્પીકર પાસે ઘણી ક્રોસઓવર ફ્રીક્વન્સીઝ (અનુક્રમે, જીજી) હોવી આવશ્યક છે, જે તેની કિંમતમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. તે તકનીકી રીતે ન્યાયી છે કે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ધ્વનિ પ્રજનન માટે તે ત્રણ-બેન્ડ ફ્રીક્વન્સી વિભાજનનો ઉપયોગ કરવા માટે પૂરતું છે. જો કે, વ્યવહારમાં 4, 5 અને 6-વે સ્પીકર સિસ્ટમ્સ છે. પ્રથમ (નીચી) ક્રોસઓવર આવર્તન 200...400 હર્ટ્ઝની રેન્જમાં અને બીજી (મધ્યમ) ક્રોસઓવર આવર્તન 2500...4000 હર્ટ્ઝની રેન્જમાં પસંદ કરવામાં આવી છે.

પરંપરાગત રીતે, ફિલ્ટર નિષ્ક્રિય L, C, R તત્વોનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે અને ફિગ. 1 અનુસાર, સ્પીકર હાઉસિંગમાં અંતિમ પાવર એમ્પ્લીફાયર (PA) ના આઉટપુટ પર સીધા જ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે.

ફિગ.1. સ્પીકર્સનું પરંપરાગત પ્રદર્શન.

જો કે, આ ડિઝાઇનમાં સંખ્યાબંધ ગેરફાયદા છે. સૌપ્રથમ, જરૂરી કટઓફ ફ્રીક્વન્સીઝની ખાતરી કરવા માટે, તમારે એકદમ મોટા ઇન્ડક્ટન્સ સાથે કામ કરવું પડશે, કારણ કે બે શરતો એકસાથે પૂરી થવી જોઈએ - જરૂરી કટઓફ આવર્તન પ્રદાન કરવા અને ફિલ્ટર GG સાથે મેળ ખાય છે તેની ખાતરી કરવા માટે (બીજા શબ્દોમાં, તે છે. ફિલ્ટરમાં સમાવિષ્ટ કેપેસીટન્સ વધારીને ઇન્ડક્ટન્સ ઘટાડવાનું અશક્ય છે). ચુંબકીયકરણ વળાંકની નોંધપાત્ર બિનરેખીયતાને કારણે ફેરોમેગ્નેટનો ઉપયોગ કર્યા વિના ફ્રેમ પર ઇન્ડક્ટર્સને પવન કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે. તદનુસાર, એર ઇન્ડક્ટર્સ તદ્દન વિશાળ છે. વધુમાં, ત્યાં વિન્ડિંગ ભૂલ છે, જે ચોક્કસ રીતે ગણતરી કરેલ કટઓફ આવર્તન માટે પરવાનગી આપતી નથી.

કોઇલને પવન કરવા માટે વપરાતા વાયરમાં મર્યાદિત ઓહ્મિક પ્રતિકાર હોય છે, જે બદલામાં સમગ્ર સિસ્ટમની કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો અને PA ની ઉપયોગી શક્તિના ભાગનું ગરમીમાં રૂપાંતર તરફ દોરી જાય છે. આ ખાસ કરીને કાર એમ્પ્લીફાયર્સમાં નોંધનીય છે, જ્યાં સપ્લાય વોલ્ટેજ 12 V સુધી મર્યાદિત છે. તેથી, કાર સ્ટીરિયો સિસ્ટમ્સ બનાવવા માટે, ઘટાડાવાળા વિન્ડિંગ પ્રતિકાર (~2...4 ઓહ્મ) સાથે GG નો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે. આવી સિસ્ટમમાં, 0.5 ઓહ્મના ક્રમના વધારાના ફિલ્ટર પ્રતિકારની રજૂઆતથી આઉટપુટ પાવરમાં 30%...40% ઘટાડો થઈ શકે છે.

ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા પાવર એમ્પ્લીફાયરને ડિઝાઇન કરતી વખતે, તેઓ જીજીના ભીનાશની ડિગ્રી વધારવા માટે તેના આઉટપુટ અવરોધને ઘટાડવાનો પ્રયાસ કરે છે. નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ GG ના ભીનાશની ડિગ્રીને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે, કારણ કે વધારાના ફિલ્ટર પ્રતિક્રિયા એમ્પ્લીફાયર આઉટપુટ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે. સાંભળનાર માટે, આ "બૂમિંગ" બાસના દેખાવમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે.

અસરકારક ઉકેલ એ નિષ્ક્રિય નહીં, પરંતુ સક્રિય ઇલેક્ટ્રોનિક ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરવો છે, જેમાં તમામ સૂચિબદ્ધ ગેરફાયદા નથી. નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર્સથી વિપરીત, ફિગ. 2 માં બતાવ્યા પ્રમાણે સક્રિય ફિલ્ટર્સ PA પહેલાં ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે.

ફિગ.2. સક્રિય ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને ધ્વનિ-પ્રજનન પાથનું નિર્માણ.

સક્રિય ફિલ્ટર્સ એ ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર (ઓપ એમ્પ્સ) પરના આરસી ફિલ્ટર્સ છે. કોઈપણ ક્રમમાં અને કોઈપણ કટઓફ આવર્તન સાથે સક્રિય ઓડિયો ફિલ્ટર્સ બનાવવાનું સરળ છે. આવા ફિલ્ટર્સની ગણતરી પૂર્વ-પસંદ કરેલ ફિલ્ટર પ્રકાર, જરૂરી ક્રમ અને કટઓફ આવર્તન સાથે ટેબ્યુલર ગુણાંકનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.

આધુનિક ઈલેક્ટ્રોનિક ઘટકોનો ઉપયોગ ન્યૂનતમ આંતરિક અવાજ સ્તર, ઓછા પાવર વપરાશ, પરિમાણો અને અમલ/પ્રતિકૃતિની સરળતા સાથે ફિલ્ટર્સનું ઉત્પાદન કરવાનું શક્ય બનાવે છે. પરિણામે, સક્રિય ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ GG ના ભીનાશની ડિગ્રીમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે, પાવર લોસ ઘટાડે છે, વિકૃતિ ઘટાડે છે અને સમગ્ર રીતે ધ્વનિ પ્રજનન માર્ગની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે.

આ આર્કિટેક્ચરના ગેરફાયદામાં સ્પીકર સિસ્ટમ્સને કનેક્ટ કરવા માટે ઘણા પાવર એમ્પ્લીફાયર અને વાયરના કેટલાક જોડીનો ઉપયોગ કરવાની જરૂરિયાતનો સમાવેશ થાય છે. જો કે, આ સમયે આ મહત્વપૂર્ણ નથી. આધુનિક ટેકનોલોજીના સ્તરે મનના ભાવ અને કદમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કર્યો છે. આ ઉપરાંત, વ્યાવસાયિક ઉપયોગ માટે પણ, ઉત્તમ લાક્ષણિકતાઓ સાથે ઘણા બધા શક્તિશાળી સંકલિત એમ્પ્લીફાયર દેખાયા છે. આજે, એક કેસમાં અનેક PA સાથે સંખ્યાબંધ IC છે (Panasonic RCN311W64A-P IC 6 પાવર એમ્પ્લીફાયર સાથે ખાસ કરીને થ્રી-વે સ્ટીરિયો સિસ્ટમ બનાવવા માટે બનાવે છે). વધુમાં, PA ને સ્પીકર્સ ની અંદર મૂકી શકાય છે અને સ્પીકરો ને જોડવા માટે ટૂંકા, મોટા-વિભાગના વાયરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, અને ઇનપુટ સિગ્નલ પાતળા ઢાલવાળી કેબલ દ્વારા સપ્લાય કરી શકાય છે. જો કે, જો સ્પીકર્સની અંદર PA ઇન્સ્ટોલ કરવું શક્ય ન હોય તો પણ, મલ્ટિ-કોર કનેક્ટિંગ કેબલનો ઉપયોગ મુશ્કેલ સમસ્યા ઊભી કરતું નથી.

સક્રિય ફિલ્ટર્સની શ્રેષ્ઠ રચનાનું મોડેલિંગ અને પસંદગી

સક્રિય ફિલ્ટર્સનો બ્લોક બનાવતી વખતે, હાઇ-પાસ ફિલ્ટર (HPF), મધ્યમ-આવર્તન ફિલ્ટર (બેન્ડ-પાસ ફિલ્ટર, PSF) અને લો-પાસ ફિલ્ટર (LPF) નો સમાવેશ કરતી રચનાનો ઉપયોગ કરવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું.

આ સર્કિટ સોલ્યુશન વ્યવહારીક રીતે લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું. સક્રિય ફિલ્ટર્સ એલએફ, એચએફ અને પીએફનો બ્લોક બનાવવામાં આવ્યો હતો. ત્રણ-ચેનલ એડરને ત્રણ-માર્ગી સ્પીકરના મોડેલ તરીકે પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું, જે ફિગ. 3 અનુસાર, આવર્તન ઘટકોનો સરવાળો પ્રદાન કરે છે.

ફિગ.3. પીએફ પર સક્રિય ફિલ્ટર્સ અને ફિલ્ટર ફિલ્ટરના સમૂહ સાથે ત્રણ-ચેનલ સ્પીકરના મોડલ.

આવી સિસ્ટમના ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સને માપતી વખતે, શ્રેષ્ઠ રીતે પસંદ કરેલ કટઓફ ફ્રીક્વન્સીઝ સાથે, તે રેખીય અવલંબન મેળવવાની અપેક્ષા હતી. પરંતુ પરિણામો અપેક્ષા કરતા ઘણા દૂર હતા. ફિલ્ટર લાક્ષણિકતાઓના જંકશન બિંદુઓ પર, પડોશી ફિલ્ટર્સની કટઓફ ફ્રીક્વન્સીઝના ગુણોત્તરના આધારે ડિપ્સ/ઓવરશૂટ જોવા મળ્યા હતા. પરિણામે, કટઓફ આવર્તન મૂલ્યો પસંદ કરીને, સિસ્ટમના પાસ-થ્રુ આવર્તન પ્રતિભાવને રેખીય સ્વરૂપમાં લાવવાનું શક્ય ન હતું. પાસ-થ્રુ લાક્ષણિકતાની બિનરેખીયતા પુનઃઉત્પાદિત સંગીતની ગોઠવણીમાં આવર્તન વિકૃતિઓની હાજરી સૂચવે છે. પ્રયોગના પરિણામો ફિગ. 4, ફિગ. 5 અને ફિગ. 6 માં રજૂ કરવામાં આવ્યા છે. ફિગ. 4 એ 0.707 ના પ્રમાણભૂત સ્તરે લો-પાસ ફિલ્ટર અને ઉચ્ચ-પાસ ફિલ્ટરની જોડીને સમજાવે છે. આકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે તેમ, જંકશન પોઈન્ટ પર પરિણામી ફ્રિકવન્સી રિસ્પોન્સ (લાલ રંગમાં દર્શાવેલ) નોંધપાત્ર ઘટાડો ધરાવે છે. લાક્ષણિકતાઓને વિસ્તૃત કરતી વખતે, અંતરની ઊંડાઈ અને પહોળાઈ અનુક્રમે વધે છે. ફિગ. 5 એ 0.93 ના સ્તરે લો-પાસ ફિલ્ટર અને હાઇ-પાસ ફિલ્ટરની જોડીને સમજાવે છે (ફિલ્ટરની આવર્તન લાક્ષણિકતાઓમાં ફેરફાર). આ નિર્ભરતા ફિલ્ટર્સની કટઓફ ફ્રીક્વન્સીઝ પસંદ કરીને પાસ-થ્રુ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સની ન્યૂનતમ પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવી અસમાનતાને દર્શાવે છે. આકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે તેમ, નિર્ભરતા સ્પષ્ટપણે રેખીય નથી. આ કિસ્સામાં, આપેલ સિસ્ટમ માટે ફિલ્ટર્સની કટઓફ ફ્રીક્વન્સીને શ્રેષ્ઠ ગણી શકાય. ફિલ્ટર્સની આવર્તન લાક્ષણિકતાઓમાં વધુ ફેરફાર સાથે (0.97 ના સ્તરે મેળ ખાતી), ફિલ્ટર લાક્ષણિકતાઓના જંકશન બિંદુ પર પાસ-થ્રુ આવર્તન પ્રતિભાવમાં ઓવરશૂટ દેખાય છે. સમાન પરિસ્થિતિ ફિગ. 6 માં બતાવવામાં આવી છે.

ફિગ.4. લો-પાસ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ (બ્લેક), હાઈ-પાસ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ (બ્લેક) અને પાસ-થ્રુ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ (લાલ), 0.707 લેવલ પર મેચિંગ.

ફિગ.5. લો-પાસ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ (બ્લેક), હાઈ-પાસ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ (બ્લેક) અને પાસ-થ્રુ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ (લાલ), લેવલ 0.93 પર મેચિંગ.

ફિગ.6. લો-પાસ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ (બ્લેક), હાઈ-પાસ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ (બ્લેક) અને પાસ-થ્રુ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ (લાલ), 0.97ના સ્તરે મેચિંગ અને ઓવરશૂટનો દેખાવ.

પાસ-થ્રુ ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સની બિનરેખીયતાનું મુખ્ય કારણ ફિલ્ટર કટઓફ ફ્રીક્વન્સીઝની સીમાઓ પર તબક્કાના વિકૃતિઓની હાજરી છે.

એક સમાન સમસ્યા બેન્ડપાસ ફિલ્ટરના સ્વરૂપમાં નહીં પરંતુ ઓપ-એમ્પ પર સબટ્રેક્ટિવ એડરનો ઉપયોગ કરીને મિડ-ફ્રિકવન્સી ફિલ્ટર બનાવીને ઉકેલી શકાય છે. આવા PSF ની લાક્ષણિકતાઓ સૂત્ર અનુસાર રચાય છે: Usch = Uin - Uns - Uss

આવી સિસ્ટમની રચના ફિગ. 7 માં બતાવવામાં આવી છે.

ફિગ.7. સબટ્રેક્ટિવ એડર પર સક્રિય ફિલ્ટર્સ અને PSFના સેટ સાથે ત્રણ-ચેનલ સ્પીકરના મોડલ.

મધ્ય-આવર્તન ચેનલ બનાવવાની આ પદ્ધતિ સાથે, નજીકના ફિલ્ટર કટઓફ ફ્રીક્વન્સીઝને ફાઇન-ટ્યુન કરવાની જરૂર નથી, કારણ કે મિડ-ફ્રિકવન્સી સિગ્નલ કુલ સિગ્નલમાંથી હાઇ- અને લો-પાસ ફિલ્ટર સિગ્નલોને બાદ કરીને બનાવવામાં આવે છે. પૂરક આવર્તન પ્રતિભાવો પ્રદાન કરવા ઉપરાંત, ફિલ્ટર્સ પૂરક તબક્કાના પ્રતિભાવો પણ ઉત્પન્ન કરે છે, જે સમગ્ર સિસ્ટમના કુલ આવર્તન પ્રતિભાવમાં ઉત્સર્જન અને ઘટાડાની ગેરહાજરીની ખાતરી આપે છે.

કટઓફ ફ્રીક્વન્સીઝ ફેવ1 = 300 હર્ટ્ઝ અને ફેવ2 = 3000 હર્ટ્ઝ સાથે મિડ-ફ્રિકવન્સી સેક્શનનો ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 8. ફ્રિક્વન્સી રિસ્પોન્સમાં ઘટાડાના આધારે, 6 dB/oct કરતાં વધુનું એટેન્યુએશન સુનિશ્ચિત કરવામાં આવે છે, જે પ્રેક્ટિસ બતાવે છે તેમ, PSF ના વ્યવહારિક અમલીકરણ અને મિડરેન્જ GG ના ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા અવાજ મેળવવા માટે તદ્દન પર્યાપ્ત છે. .

ફિગ.8. મિડ-પાસ ફિલ્ટરનો આવર્તન પ્રતિભાવ.

લો-પાસ ફિલ્ટર, હાઇ-પાસ ફિલ્ટર અને બાદબાકી એડર પર હાઇ-પાસ ફિલ્ટર ધરાવતી આવી સિસ્ટમનો પાસ-થ્રુ ટ્રાન્સમિશન ગુણાંક 20 Hz...20 kHz ની સમગ્ર આવર્તન શ્રેણીમાં રેખીય હોવાનું બહાર આવ્યું છે. , ફિગ અનુસાર. 9. કંપનવિસ્તાર અને તબક્કાના વિકૃતિઓ સંપૂર્ણપણે ગેરહાજર છે, જે પુનઃઉત્પાદિત ધ્વનિ સંકેતની સ્ફટિક શુદ્ધતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

ફિગ.9. સબટ્રેક્ટિવ એડર પર ફ્રીક્વન્સી ફિલ્ટર સાથે ફિલ્ટર સિસ્ટમનો ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ.

આવા સોલ્યુશનના ગેરફાયદામાં રેઝિસ્ટર R1, R2, R3 (ફિગ. 10 મુજબ, જે બાદબાકી ઉમેરનારનું વિદ્યુત સર્કિટ બતાવે છે) ના મૂલ્યોની ચોકસાઈ માટે કડક આવશ્યકતાઓ શામેલ છે જે ઉમેરનારનું સંતુલન સુનિશ્ચિત કરે છે. આ રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ 1% ચોકસાઈ સહિષ્ણુતાની અંદર થવો જોઈએ. જો કે, જો આવા રેઝિસ્ટરના સંપાદન સાથે સમસ્યાઓ ઊભી થાય, તો તમારે R1, R2 ને બદલે ટ્રિમિંગ રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને એડરને સંતુલિત કરવાની જરૂર પડશે.

એડરને સંતુલિત કરવું નીચેની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. પ્રથમ, લો-પાસ ફિલ્ટર કટઓફ આવર્તન કરતાં ઘણી ઓછી આવર્તન સાથે ઓછી-આવર્તનનું ઓસિલેશન, ઉદાહરણ તરીકે 100 હર્ટ્ઝ, ફિલ્ટર સિસ્ટમના ઇનપુટ પર લાગુ થવું આવશ્યક છે. R1 નું મૂલ્ય બદલીને, એડરના આઉટપુટ પર લઘુત્તમ સિગ્નલ સ્તર સેટ કરવું જરૂરી છે. પછી ઉચ્ચ-પાસ ફિલ્ટર કટઓફ આવર્તન કરતાં દેખીતી રીતે ઊંચી આવર્તન સાથેનું ઓસિલેશન, ઉદાહરણ તરીકે 15 kHz, ફિલ્ટર સિસ્ટમના ઇનપુટ પર લાગુ થાય છે. R2 નું મૂલ્ય બદલીને, એડરના આઉટપુટ પર લઘુત્તમ સિગ્નલ સ્તર ફરીથી સેટ કરવામાં આવે છે. સેટઅપ પૂર્ણ થયું છે.

ફિગ. 10. સબટ્રેક્ટિવ એડર સર્કિટ.

સક્રિય લો-પાસ ફિલ્ટર્સ અને ઉચ્ચ-પાસ ફિલ્ટર્સની ગણતરી કરવા માટેની પદ્ધતિ

થિયરી બતાવે છે તેમ, ઓડિયો રેન્જની ફ્રીક્વન્સીને ફિલ્ટર કરવા માટે, પાસબેન્ડમાં ન્યૂનતમ અસમાનતા સુનિશ્ચિત કરીને બીજા કે ત્રીજા ક્રમ કરતાં વધુ ન હોય તેવા બટરવર્થ ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે.

સેકન્ડ-ઓર્ડર લો-પાસ ફિલ્ટર સર્કિટ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 11. તેની ગણતરી સૂત્ર અનુસાર કરવામાં આવે છે:

જ્યાં a1=1.4142 અને b1=1.0 એ ટેબ્યુલર ગુણાંક છે, અને C1 અને C2 એ 4xb1/a12 કરતા વધારે ગુણોત્તર C2/C1માંથી પસંદ કરવામાં આવ્યા છે, અને તમારે અસમાનતાની જમણી બાજુ કરતા વધુ ગુણોત્તર C2/C1 પસંદ કરવો જોઈએ નહીં.

ફિગ. 11. 2જી ઓર્ડર બટરવર્થ લો પાસ ફિલ્ટર સર્કિટ.

સેકન્ડ-ઓર્ડર હાઇ-પાસ ફિલ્ટર સર્કિટ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 12. તેની ગણતરી સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:

જ્યાં C=C1=C2 (ગણતરી પહેલાં સેટ કરો), અને a1=1.4142 અને b1=1.0 એ સમાન કોષ્ટક ગુણાંક છે.

ફિગ. 12. 2જી ઓર્ડર બટરવર્થ હાઇ-પાસ ફિલ્ટર સર્કિટ.

MASTER KIT નિષ્ણાતોએ આવા ફિલ્ટર યુનિટની લાક્ષણિકતાઓ વિકસાવી અને તેનો અભ્યાસ કર્યો છે, જેમાં મહત્તમ કાર્યક્ષમતા અને ન્યૂનતમ પરિમાણો છે, જે રોજિંદા જીવનમાં ઉપકરણનો ઉપયોગ કરતી વખતે આવશ્યક છે. આધુનિક તત્વ આધારના ઉપયોગથી વિકાસની મહત્તમ ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવાનું શક્ય બન્યું.

ફિલ્ટર એકમની તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ

સક્રિય ફિલ્ટરનું ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ ડાયાગ્રામ ફિગ 13 માં બતાવવામાં આવ્યું છે. ફિલ્ટર ઘટકોની સૂચિ કોષ્ટકમાં આપવામાં આવી છે.

ફિલ્ટર ચાર ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયરનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે. op-amps ને એક MC3403 (DA2) IC પેકેજમાં જોડવામાં આવે છે. DA1 (LM78L09) અનુરૂપ ફિલ્ટર કેપેસિટર્સ સાથે સપ્લાય વોલ્ટેજ સ્ટેબિલાઇઝર ધરાવે છે: C1, C3 ઇનપુટ પર અને C4 આઉટપુટ પર. પ્રતિરોધક વિભાજક R2, R3 અને કેપેસિટર C5 પર એક કૃત્રિમ મધ્યબિંદુ બનાવવામાં આવે છે.

DA2.1 op amp માં સિગ્નલ સ્ત્રોત અને લો-પાસ, હાઇ-પાસ અને મિડ-રેન્જ ફિલ્ટર્સના આઉટપુટ અને ઇનપુટ અવરોધોને જોડવા માટે બફર કાસ્કેડ છે. નીચા-પાસ ફિલ્ટરને op-amp DA2.2 પર એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે, અને ઉચ્ચ-પાસ ફિલ્ટરને op-amp DA2.3 પર એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે. Op-amp DA2.4 બેન્ડપાસ મિડરેન્જ ફિલ્ટર શેપરનું કાર્ય કરે છે.

સપ્લાય વોલ્ટેજ સંપર્કો X3 અને X4 ને પૂરા પાડવામાં આવે છે, અને ઇનપુટ સિગ્નલ સંપર્કો X1, X2 ને પૂરા પાડવામાં આવે છે. ઓછી-આવર્તન પાથ માટે ફિલ્ટર કરેલ આઉટપુટ સિગ્નલ સંપર્કો X5, X9 માંથી દૂર કરવામાં આવે છે; X6, X8 – HF અને X7, X10 – MF પાથ સાથે અનુક્રમે.

ફિગ. 13. સક્રિય થ્રી-બેન્ડ ફિલ્ટરનું ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ ડાયાગ્રામ

સક્રિય થ્રી-બેન્ડ ફિલ્ટરના ઘટકોની સૂચિ

ફિલ્ટરનો દેખાવ ફિગ. 14 માં બતાવવામાં આવ્યો છે, પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ ફિગ. 15 માં બતાવવામાં આવ્યું છે, તત્વોનું સ્થાન ફિગ. 16 માં બતાવવામાં આવ્યું છે.

માળખાકીય રીતે, ફિલ્ટર ફોઇલ ફાઇબર ગ્લાસથી બનેલા પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર બનાવવામાં આવે છે. ડિઝાઇન પ્રમાણભૂત BOX-Z24A કેસમાં બોર્ડની સ્થાપના માટે પ્રદાન કરે છે; આ હેતુ માટે, 4 અને 8 મીમીના વ્યાસ સાથે બોર્ડની કિનારીઓ સાથે માઉન્ટિંગ છિદ્રો પ્રદાન કરવામાં આવે છે. બોર્ડ બે સ્વ-ટેપીંગ સ્ક્રૂ સાથે કેસમાં સુરક્ષિત છે.

ફિગ. 14. સક્રિય ફિલ્ટરનું બાહ્ય દૃશ્ય.

ફિગ. 15. સક્રિય ફિલ્ટર પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ.

ફિગ. 16. સક્રિય ફિલ્ટર પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર તત્વોની ગોઠવણી.

શુભ દિવસ, પ્રિય વાચકો! આજે આપણે એક સરળ લો-પાસ ફિલ્ટરને એસેમ્બલ કરવા વિશે વાત કરીશું. પરંતુ તેની સરળતા હોવા છતાં, ફિલ્ટરની ગુણવત્તા સ્ટોર-ખરીદેલા એનાલોગથી હલકી ગુણવત્તાવાળા નથી. તો ચાલો પ્રારંભ કરીએ!

ફિલ્ટરની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

• કટઓફ આવર્તન 300 હર્ટ્ઝ, ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ કાપી નાખવામાં આવે છે;
• સપ્લાય વોલ્ટેજ 9-30 વોલ્ટ;
• ફિલ્ટર 7 એમએ વાપરે છે.

સ્કીમ

• DD1 - BA4558;
• VD1 - D814B;
• C1, C2 - 10 µF;
• C3 - 0.033 µF;
• સી 4 - 220 એનએફ;
• સી 5 - 100 એનએફ;
• C6 - 100 µF;
• C7 - 10 µF;
• સી 8 - 100 એનએફ;
• R1, R2 - 15 kOhm;
• R3, R4 - 100 kOhm;
• R5 - 47 kOhm;
• R6, R7 - 10 kOhm;
• R8 - 1 kOhm;
• R9 - 100 kOhm - ચલ;
• R10 - 100 kOhm;
• R11 - 2 kOhm.

લો પાસ ફિલ્ટર બનાવવું

(ડાઉનલોડ: 420)

• ટ્યુટોરીયલ

સંક્ષિપ્ત પરિચય

વિષયની ઝાંખી

સક્રિય ફિલ્ટર્સના સૌથી સામાન્ય ઉદાહરણો "એન્ટિગ્રેટર્સ અને ડિફરન્સિએટર" વિભાગમાં જોઈ શકાય છે. પરંતુ આ લેખમાં આપણે આ સર્કિટ્સને સ્પર્શ કરીશું નહીં, કારણ કે તેઓ ખૂબ અસરકારક નથી.

ફિલ્ટર પસંદ કરી રહ્યા છીએ

કેટલીક વધુ માહિતી

ચાલો એટલું જ કહીએ કે તમે આ બધું સાહિત્યમાં શોધી અને વાંચી શકો છો. ચાલો ખાસ કરીને ફિલ્ટર ડિઝાઇન પર આગળ વધીએ.

ગણતરી

કાર્ય #2. બેસેલ લાક્ષણિકતાનો ઉપયોગ કરીને 800 હર્ટ્ઝની કટઓફ આવર્તન સાથે ચોથા-ક્રમનું ઉચ્ચ-પાસ ફિલ્ટર બનાવો.
ચાલો નક્કી કરીએ. તે ચોથા ક્રમનું ફિલ્ટર હોવાથી, સર્કિટમાં બે ઓપ-એમ્પ્સ હશે. અહીં બધું જ મુશ્કેલ નથી. અમે ફક્ત 2 હાઇ-પાસ ફિલ્ટર સર્કિટને કાસ્કેડ કરીએ છીએ.
ફિલ્ટર પોતે આના જેવો દેખાય છે:


ચોથા ક્રમનું ફિલ્ટર આના જેવું દેખાય છે:


હવે ગણતરી. જેમ તમે જોઈ શકો છો, ચોથા ક્રમના ફિલ્ટર માટે અમારી પાસે 2 જેટલી કિંમતો છે પ્રતિ. તે તાર્કિક છે કે પ્રથમ પ્રથમ કાસ્કેડ માટે બનાવાયેલ છે, બીજો - બીજા માટે. મૂલ્યો પ્રતિઅનુક્રમે 1.432 અને 1.606 ની બરાબર છે. ટેબલ લો-પાસ ફિલ્ટર્સ (!) માટે હતું. હાઇ-પાસ ફિલ્ટરની ગણતરી કરવા માટે, તમારે કંઈક બદલવાની જરૂર છે. મતભેદ પ્રતિકોઈપણ સંજોગોમાં સમાન રહો. બેસલ અને ચેબીશેવ લાક્ષણિકતાઓ માટે પરિમાણ બદલાય છે
- આવર્તનને સામાન્ય બનાવવું. તે હવે સમાન હશે:

Chebyshev અને Bessel ફિલ્ટર માટે, ઓછી ફ્રીક્વન્સી અને ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સી બંને માટે, સમાન ફોર્મ્યુલા માન્ય છે:

મહેરબાની કરીને નોંધ કરો કે દરેક વ્યક્તિગત કાસ્કેડ માટે તમારે અલગથી ગણતરી કરવી પડશે.
પ્રથમ કાસ્કેડ માટે:

દો સાથે= 0.01 µF, પછી આર= 28.5 kOhm. પ્રતિસાદ પ્રતિરોધકો: નીચું, હંમેશની જેમ, 10 kOhm; ઉપલા - 840 ઓહ્મ.
બીજા કાસ્કેડ માટે:

ચાલો કેપેસિટરની કેપેસિટેન્સને અપરિવર્તિત રાખીએ. એકવાર સી = 0.01 µF, પછી આર= 32 kOhm.
અમે ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ બનાવી રહ્યા છીએ.

બેન્ડપાસ અથવા નોચ ફિલ્ટર બનાવવા માટે, તમે લો-પાસ ફિલ્ટર અને હાઇ-પાસ ફિલ્ટરને કાસ્કેડ કરી શકો છો. પરંતુ નબળી લાક્ષણિકતાઓને કારણે આ પ્રકારોનો વારંવાર ઉપયોગ થતો નથી.
બેન્ડપાસ અને નોચ ફિલ્ટર્સ માટે, તમે "ટેબલ પદ્ધતિ" નો પણ ઉપયોગ કરી શકો છો, પરંતુ લાક્ષણિકતાઓ થોડી અલગ છે.
હું તમને એક નિશાની આપીશ અને તેને થોડું સમજાવીશ. તેને વધારે ન ખેંચવા માટે, ચોથા ક્રમના બેન્ડપાસ ફિલ્ટર માટે મૂલ્યો તરત જ લેવામાં આવે છે.

a1અને b1- ગણતરી કરેલ ગુણાંક. પ્ર- ગુણવત્તા પરિબળ. આ એક નવો વિકલ્પ છે. ગુણવત્તા પરિબળનું મૂલ્ય જેટલું ઊંચું હશે, તેટલો વધુ "તીક્ષ્ણ" ઘટાડો થશે. Δf- ટ્રાન્સમિટેડ ફ્રીક્વન્સીઝની શ્રેણી, અને સેમ્પલિંગ -3 ડીબીના સ્તરે છે. ગુણાંક α - અન્ય ગણતરી કરેલ ગુણાંક. તે સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને શોધી શકાય છે જે ઇન્ટરનેટ પર શોધવા માટે એકદમ સરળ છે.
ઠીક છે, તે પૂરતું છે. હવે કાર્ય કાર્ય.
કાર્ય #3. 10 kHz ની કેન્દ્ર આવર્તન સાથે, 1 kHz ની ટ્રાન્સમિટેડ ફ્રીક્વન્સીઝની બેન્ડવિડ્થ અને 1 ની બરાબર કેન્દ્ર આવર્તન બિંદુ પર ગેઇન સાથે બટરવર્ડ લાક્ષણિકતાનો ઉપયોગ કરીને ચોથા ક્રમના બેન્ડપાસ ફિલ્ટરનું નિર્માણ કરો.
જાઓ. ચોથો ઓર્ડર ફિલ્ટર. તેનો અર્થ બે ઓપ-એમ્પ્સ. હું તમને તરત જ ગણતરીના ઘટકો સાથેનો એક લાક્ષણિક આકૃતિ આપીશ.


પ્રથમ ફિલ્ટર માટે, કેન્દ્રની આવર્તન આ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે:

બીજા ફિલ્ટર માટે:

ખાસ કરીને અમારા કિસ્સામાં, ફરીથી કોષ્ટકમાંથી, અમે ગુણવત્તા પરિબળ નક્કી કરીએ છીએ પ્ર= 10. ફિલ્ટર માટે ગુણવત્તા પરિબળની ગણતરી કરો. તદુપરાંત, તે નોંધવું યોગ્ય છે કે બંનેની ગુણવત્તા પરિબળ સમાન હશે.

કેન્દ્ર આવર્તન ક્ષેત્ર માટે કરેક્શન મેળવો:

અંતિમ તબક્કો એ ઘટકોની ગણતરી છે.
કેપેસિટરને 10 nF થવા દો. પછી, પ્રથમ ફિલ્ટર માટે:



(1) જેવા જ ક્રમમાં આપણે શોધીએ છીએ R22 = R5 = 43.5 kOhm, R12 = R4= 15.4 kOhm, R32 = R6= 54.2 ઓહ્મ. ફક્ત ધ્યાનમાં રાખો કે બીજા ફિલ્ટર માટે આપણે ઉપયોગ કરીએ છીએ
અને અંતે, આવર્તન પ્રતિભાવ.

આગામી સ્ટોપ બેન્ડ-સ્ટોપ ફિલ્ટર્સ અથવા નોચ ફિલ્ટર્સ છે.
અહીં ઘણી વિવિધતાઓ છે. કદાચ સૌથી સરળ વિએન-રોબિન્સન ફિલ્ટર છે. લાક્ષણિક સર્કિટ એ 4 થી ઓર્ડર ફિલ્ટર પણ છે.


અમારું છેલ્લું કાર્ય.
કાર્ય #4. 90 હર્ટ્ઝની કેન્દ્રીય આવર્તન, ગુણવત્તા પરિબળ સાથે નોચ ફિલ્ટર બનાવો પ્ર= 2 અને પાસબેન્ડમાં 1 ની બરાબર ગેઇન.
સૌ પ્રથમ, અમે રેન્ડમલી કેપેસિટરની કેપેસીટન્સ પસંદ કરીએ છીએ. ચલો કહીએ સી = 100 nF.
ચાલો મૂલ્ય નક્કી કરીએ R6 = R7 = R:

તે તાર્કિક છે કે આ પ્રતિરોધકો સાથે "રમવા" દ્વારા, અમે અમારા ફિલ્ટરની આવર્તન શ્રેણી બદલી શકીએ છીએ.
આગળ, આપણે મધ્યવર્તી ગુણાંક નક્કી કરવાની જરૂર છે. અમે તેમને ગુણવત્તા પરિબળ દ્વારા શોધીએ છીએ.


ચાલો મનસ્વી રીતે રેઝિસ્ટર પસંદ કરીએ R2. આ ચોક્કસ કિસ્સામાં, તેના માટે 30 kOhm હોવું શ્રેષ્ઠ છે.
હવે આપણે રેઝિસ્ટર શોધી શકીએ છીએ જે પાસબેન્ડમાં ગેઇનને નિયંત્રિત કરશે.


અને અંતે, તમારે રેન્ડમલી પસંદ કરવાની જરૂર છે R5 = 2R1. મારા સર્કિટમાં, આ રેઝિસ્ટર્સની કિંમત અનુક્રમે 40 kOhm અને 20 kOhm છે.
ખરેખર, આવર્તન પ્રતિભાવ:

લગભગ અંત

સાયકોકોસ્ટિક્સ (વિજ્ઞાન કે જે ધ્વનિ અને માનવો પર તેની અસરનો અભ્યાસ કરે છે) એ સ્થાપિત કર્યું છે કે માનવ કાન 16 થી 20,000 હર્ટ્ઝની રેન્જમાં ધ્વનિ સ્પંદનોને સમજવા માટે સક્ષમ છે. રેન્જ 16-20 હર્ટ્ઝ (ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ) હોવા છતાં, તે હવે કાન દ્વારા જ નહીં, પરંતુ સ્પર્શના અંગો દ્વારા જોવામાં આવે છે.

ઘણા સંગીત પ્રેમીઓને એ હકીકતનો સામનો કરવો પડે છે કે મોટાભાગની પૂરી પાડવામાં આવેલ સ્પીકર સિસ્ટમ તેમની જરૂરિયાતોને પૂર્ણપણે સંતોષતી નથી. ત્યાં હંમેશા નાની ભૂલો, અપ્રિય ઘોંઘાટ, વગેરે છે, જે તમને તમારા પોતાના હાથથી સ્પીકર્સ અને એમ્પ્લીફાયર્સને એસેમ્બલ કરવા માટે પ્રોત્સાહિત કરે છે.

સબવૂફર (વ્યવસાયિક રસ, શોખ, વગેરે) એસેમ્બલ કરવા માટે અન્ય કારણો હોઈ શકે છે.

સબવૂફર (અંગ્રેજી "સબવૂફર"માંથી) એ ઓછી-આવર્તન સ્પીકર છે જે 5-200 હર્ટ્ઝ (ડિઝાઇન અને મોડેલના પ્રકાર પર આધાર રાખીને) ની રેન્જમાં ધ્વનિ સ્પંદનોનું પુનઃઉત્પાદન કરી શકે છે. તે નિષ્ક્રિય (અલગ એમ્પ્લીફાયરમાંથી આઉટપુટ સિગ્નલનો ઉપયોગ કરે છે) અથવા સક્રિય (બિલ્ટ-ઇન સિગ્નલ એમ્પ્લીફાયરથી સજ્જ) હોઈ શકે છે.

નીચી ફ્રીક્વન્સીઝ (બાસ), બદલામાં, ત્રણ મુખ્ય પેટાપ્રકારોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

• અપર (અંગ્રેજી: UpperBass) - 80 થી 150-200 Hz સુધી.
• સરેરાશ (એન્જી. મિડબાસ / મિડબાસ) - 40 થી 80 હર્ટ્ઝ સુધી.
• ડીપ અથવા સબ-બાસ (એન્જી. સબબાસ) - બધું 40 હર્ટ્ઝથી નીચે.

આવર્તન ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ સક્રિય અને નિષ્ક્રિય સબવૂફર બંને માટે થાય છે.

સક્રિય વૂફરના ફાયદા નીચે મુજબ છે:

• સક્રિય સબવૂફર એમ્પ્લીફાયર સ્પીકર સિસ્ટમને વધારામાં લોડ કરતું નથી (કારણ કે તે અલગથી સંચાલિત છે).
• ઇનપુટ સિગ્નલ ફિલ્ટર કરી શકાય છે (ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝના પ્રજનનમાંથી બહારના અવાજને બાકાત રાખવામાં આવે છે, ઉપકરણનું સંચાલન ફક્ત તે શ્રેણી પર કેન્દ્રિત છે જેમાં સ્પીકર કંપન ટ્રાન્સમિશનની શ્રેષ્ઠ ગુણવત્તા પ્રદાન કરે છે).
• ડિઝાઇન માટે યોગ્ય અભિગમ સાથે એમ્પ્લીફાયર લવચીક રીતે ગોઠવી શકાય છે.
• મૂળ આવર્તન સ્પેક્ટ્રમને ઘણી ચેનલોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જેની સાથે અલગથી કામ કરી શકાય છે - ઓછી આવર્તન (સબવૂફર માટે), મધ્યમ, ઉચ્ચ અને કેટલીકવાર અતિ-ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ.

ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ (LF) માટે ફિલ્ટર્સના પ્રકાર

અમલીકરણ દ્વારા

• એનાલોગ સર્કિટ્સ.
• ડિજિટલ ઉપકરણો.
• સોફ્ટવેર ફિલ્ટર્સ.

પ્રકાર

• સબવૂફર માટે સક્રિય ફિલ્ટર(કહેવાતા ક્રોસઓવર, કોઈપણ સક્રિય ફિલ્ટરનું ફરજિયાત લક્ષણ - એક વધારાનો પાવર સ્ત્રોત)
• નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર (નિષ્ક્રિય સબવૂફર માટે આવા ફિલ્ટર સિગ્નલને વિસ્તૃત કર્યા વિના આપેલ શ્રેણીમાં જરૂરી ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝને જ ફિલ્ટર કરે છે).

ઘટાડા ના steepness અનુસાર

• પ્રથમ ઓર્ડર (6 ડીબી/ઓક્ટેવ)
• બીજો ક્રમ (12 ડીબી/ઓક્ટેવ)
• ત્રીજો ક્રમ (18 ડીબી/ઓક્ટેવ)
• ચોથો ક્રમ (24 ડીબી/ઓક્ટેવ)

ફિલ્ટર્સની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ:

• બેન્ડવિડ્થ (પાસ કરાયેલ ફ્રીક્વન્સીઝની શ્રેણી).
• સ્ટોપબેન્ડ (નોંધપાત્ર સિગ્નલ સપ્રેસનની શ્રેણી).
• કટઓફ આવર્તન (પાસ અને સ્ટોપ બેન્ડ્સ વચ્ચેનું સંક્રમણ બિન-રેખીય રીતે થાય છે. આવર્તન કે જેના પર પ્રસારિત સિગ્નલ 3 ડીબી દ્વારા ઘટે છે તેને કટઓફ આવર્તન કહેવામાં આવે છે).

એકોસ્ટિક સિગ્નલ ફિલ્ટર્સનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે વધારાના પરિમાણો:

• AHF ઘટાડાનો ઢોળાવ (સિગ્નલની કંપનવિસ્તાર-આવર્તન લાક્ષણિકતાઓ).
• પાસબેન્ડમાં અસમાનતા.
• રેઝોનન્ટ આવર્તન.
• સારી ગુણવત્તા.

ઇલેક્ટ્રોનિક સિગ્નલોના રેખીય ફિલ્ટર્સ આવર્તન પ્રતિભાવ વળાંકના પ્રકાર (સૂચકોની અવલંબન) માં એકબીજાથી અલગ પડે છે.

આવા ફિલ્ટર્સની વિવિધતાઓ મોટાભાગે વૈજ્ઞાનિકોના નામો પરથી નામ આપવામાં આવે છે જેમણે આ પેટર્નને ઓળખી હતી:

• બટરવર્થ ફિલ્ટર (પાસબેન્ડમાં સરળ આવર્તન પ્રતિભાવ),
• બેસલ ફિલ્ટર (સરળ જૂથ વિલંબ દ્વારા લાક્ષણિકતા),
• ચેબીશેવ ફિલ્ટર (આવર્તન પ્રતિભાવમાં તીવ્ર ઘટાડો),
• લંબગોળ ફિલ્ટર (પાસ અને સપ્રેસન બેન્ડમાં ફ્રીક્વન્સી રિસ્પોન્સ રિપલ્સ),

અને અન્ય.

સબવૂફર માટે સૌથી સરળ લો-પાસ ફિલ્ટરબીજો ક્રમ આના જેવો દેખાય છે: સ્પીકર સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ ઇન્ડક્ટન્સ (કોઇલ) અને સમાંતરમાં કેપેસીટન્સ (કેપેસિટર). આ કહેવાતા એલસી ફિલ્ટર છે (એલ એ ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ પર ઇન્ડક્ટન્સ માટેનો હોદ્દો છે, અને સી કેપેસીટન્સ માટે છે).

ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત નીચે મુજબ છે:

1. પ્રેરક પ્રતિકાર આવર્તન સાથે સીધો પ્રમાણસર હોય છે અને તેથી કોઇલ ઓછી આવર્તન પસાર કરે છે અને ઉચ્ચ આવર્તનને અવરોધે છે (આવર્તન જેટલી ઊંચી, પ્રેરક પ્રતિકાર વધારે).
2. કેપેસીટન્સ રેઝિસ્ટન્સ સિગ્નલ ફ્રીક્વન્સીના વિપરિત પ્રમાણમાં હોય છે અને તેથી સ્પીકર ઇનપુટ પર ઉચ્ચ-આવર્તન ઓસિલેશન ક્ષીણ થાય છે.

આ પ્રકારનું ફિલ્ટર નિષ્ક્રિય છે. સક્રિય ફિલ્ટર્સ અમલમાં મૂકવું વધુ મુશ્કેલ છે.

તમારા પોતાના હાથથી સબવૂફર માટે સરળ ફિલ્ટર કેવી રીતે બનાવવું

ઉપર સૂચવ્યા મુજબ, ડિઝાઇનમાં સૌથી સરળ નિષ્ક્રિય ફિલ્ટર્સ છે. તેઓ માત્ર થોડા ઘટકો ધરાવે છે (સંખ્યા જરૂરી ફિલ્ટર ઓર્ડર પર આધાર રાખે છે).

તમે ઓનલાઈન તૈયાર સર્કિટ્સનો ઉપયોગ કરીને અથવા જરૂરી લાક્ષણિકતાઓની વિગતવાર ગણતરીઓ પછી વ્યક્તિગત પરિમાણોનો ઉપયોગ કરીને તમારા પોતાના લો-પાસ ફિલ્ટરને એસેમ્બલ કરી શકો છો (સુવિધા માટે, તમે વિવિધ ઓર્ડરના ફિલ્ટર્સ માટે વિશિષ્ટ કેલ્ક્યુલેટર શોધી શકો છો, જેની મદદથી તમે ઝડપથી પરિમાણોની ગણતરી કરી શકો છો. ઘટક તત્વો - કોઇલ, કેપેસિટર્સ, વગેરે).

સક્રિય ફિલ્ટર્સ (ક્રોસઓવર) માટે, તમે વિશિષ્ટ સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરી શકો છો, ઉદાહરણ તરીકે, "ક્રોસઓવર એલિમેન્ટ્સ કેલ્ક્યુલેટર".

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, સર્કિટ ડિઝાઇન કરતી વખતે ફિલ્ટર એડરની જરૂર પડી શકે છે.

અહીં, બંને ધ્વનિ ચેનલો (સ્ટીરિયો), ઉદાહરણ તરીકે, એમ્પ્લીફાયર વગેરેમાંથી આઉટપુટ કર્યા પછી, પ્રથમ ફિલ્ટર થવી જોઈએ (માત્ર ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ છોડીને), અને પછી એડરનો ઉપયોગ કરીને એકમાં જોડવામાં આવે છે (કારણ કે મોટાભાગે ફક્ત એક જ સબવૂફર ઇન્સ્ટોલ કરેલું હોય છે) . અથવા ઊલટું, પ્રથમ સરવાળો કરો અને પછી ઓછી ફ્રીક્વન્સીને ફિલ્ટર કરો.

ઉદાહરણ તરીકે, ચાલો સૌથી સરળ સેકન્ડ-ઓર્ડર પેસિવ લો-પાસ ફિલ્ટર લઈએ.

જો સ્પીકરની અવબાધ 4 ઓહ્મ છે, અપેક્ષિત કટઓફ આવર્તન 150 હર્ટ્ઝ છે, તો બટરવર્થ ફિલ્ટરિંગની જરૂર પડશે.