Ikkinchi tartibli faol filtrlar. Yuqori va past o'tish filtrlari (o'tish filtri) Ikkinchi tartibli faol yuqori o'tish filtri

Ushbu maqolada biz yuqori va past o'tish filtrlari, ular qanday tavsiflanganligi va ularning navlari haqida gapiramiz.

Yuqori va past o'tish filtrlari- bu chiziqli bo'lmagan chastotali javobga ega bo'lgan elementlardan tashkil topgan elektr davrlari - turli chastotalarda turli qarshilikka ega.

Chastotali filtrlarni yuqori o'tkazuvchan (yuqori o'tkazuvchi) filtrlarga va past o'tkazuvchan (past o'tkazuvchan) filtrlarga bo'lish mumkin. Nima uchun odamlar ko'pincha "yuqori" chastotalarni emas, balki "yuqori" deb aytishadi? Chunki audiotexnikada past chastotalar 2 kilogertsda tugaydi va yuqori chastotalar boshlanadi. Va radiotexnikada 2 kilogerts yana bir toifadir - tovush chastotasi, bu "past chastota" degan ma'noni anglatadi! Audio muhandislikda yana bir tushuncha mavjud - o'rta chastotalar. Shunday qilib, o'rta o'tkazuvchan filtrlar odatda ikkita past va yuqori o'tkazuvchan filtrlarning kombinatsiyasi yoki boshqa turdagi tarmoqli o'tkazuvchan filtrdir.

Yana takrorlaymiz:

Past va yuqori o'tkazuvchan filtrlarni, nafaqat filtrlarni, balki radio zanjirlarining har qanday elementlarini tavsiflash uchun tushuncha mavjud - amplituda-chastota javobi, yoki chastotali javob

Chastota filtrlari ko'rsatkichlar bilan tavsiflanadi

Kesish chastotasi- bu filtr chiqish signalining amplitudasi kirish signalidan 0,7 qiymatiga tushadigan chastotadir.

Filtr chastotasi javob qiyaligi kirish signalining chastotasi o'zgarganda filtrning chiqish signalining amplitudasi qanchalik keskin kamayishini ko'rsatadigan filtr xarakteristikasidir. Ideal holda, chastotali javobning maksimal (vertikal) pasayishiga intilish kerak.

Chastota filtrlari reaktivlikka ega bo'lgan elementlardan - kondansatörler va induktorlardan tayyorlanadi. Kondensator filtrlarida ishlatiladigan reaktivlar ( X C ) va induktorlar ( XL ) quyidagi formulalar bo'yicha chastota bilan bog'liq:

Microsoft Excel dasturida uyda maxsus jihozlar (generatorlar, spektral analizatorlar va boshqa qurilmalar) yordamida tajriba o‘tkazishdan oldin oddiy avtomatik hisoblash jadvalini tuzish orqali filtrlarni hisoblash osonroq (siz Excelda formulalar bilan ishlashni bilishingiz kerak). Men har qanday sxemalarni hisoblash uchun ushbu usuldan foydalanaman. Birinchidan, men jadval tuzaman, ma'lumotlarni kiritaman, hisoblashni olaman, uni chastotali javob grafigi ko'rinishida qog'ozga o'tkazaman, parametrlarni o'zgartiraman va yana chastota javob nuqtalarini chizaman. Ushbu usulda "o'lchov asboblari laboratoriyasi" ni joylashtirishning hojati yo'q, chastota javobini hisoblash va chizish tezda amalga oshiriladi.

Qo'shimcha qilish kerakki, filtrni hisoblash qoida bajarilganda to'g'ri bo'ladi:

Filtrning aniqligini ta'minlash uchun filtr elementlarining qarshilik qiymati filtr chiqishiga ulangan yukning qarshiligidan taxminan ikki baravar kam (100 marta) bo'lishi kerak. Bu farqning kamayishi bilan filtrning sifati yomonlashadi. Buning sababi, yuk qarshiligi chastota filtrining sifatiga ta'sir qiladi. Agar sizga yuqori aniqlik kerak bo'lmasa, unda bu farqni 10 barobarga kamaytirish mumkin.

Chastota filtrlari quyidagilardir:

1. Bir elementli (kondensator - yuqori o'tkazuvchan filtr sifatida yoki induktor - past o'tkazuvchi filtr sifatida);

2. L shaklidagi - tashqi ko'rinishida ular boshqa tomonga qaragan G harfiga o'xshaydi;

3. T shaklidagi - tashqi ko'rinishida ular T harfiga o'xshaydi;

4. U shaklidagi - tashqi ko'rinishida ular P harfiga o'xshaydi;

5. Ko'p havola - ketma-ket ulangan bir xil L shaklidagi filtrlar.

Yagona elementli yuqori va past o'tish filtrlari

Qoida tariqasida, bitta elementli yuqori va past chastotali filtrlar to'g'ridan-to'g'ri kuchli ovoz kuchaytirgichlarining akustik tizimlarida audio karnaylarning ovozini yaxshilash uchun ishlatiladi.

Ular dinamik boshlar bilan ketma-ket ulanadi. Birinchidan, ular dinamik boshlarni ham kuchli elektr signalidan, ham kuchaytirgichni bu dinamiklar ko'paytirmaydigan chastotada qo'shimcha dinamiklar bilan yuklamasdan past yuk qarshiligidan himoya qiladi. Ikkinchidan, ular ijro etishni quloqqa yanada yoqimli qiladi.

Bir elementli filtrni hisoblash uchun siz dinamik bosh lasanning reaktivligini bilishingiz kerak. Hisoblash kuchlanishni ajratuvchi formulalar yordamida amalga oshiriladi, bu L shaklidagi filtr uchun ham amal qiladi. Ko'pincha bitta elementli filtrlar "quloq bilan" tanlanadi. Tvitterda yuqori chastotalarni ajratib ko'rsatish uchun u bilan ketma-ket kondansatör o'rnatiladi va past chastotali karnayda (yoki sabvuferda) past chastotalarni ajratib ko'rsatish uchun unga drossel (induktor) ketma-ket ulanadi. Masalan, quvvati 20...50 vatt bo'lgan holda, tvitlar uchun 5...20 mkF kondensatordan, past chastotali dinamik uchun chok sifatida esa sirlangan mis bilan o'ralgan lasandan foydalanish maqbuldir. sim, diametri 0,3 ... 1,0 mm, VHS video kassetasidan g'altakda va 200 ... 1000 burilishni o'z ichiga oladi. Keng chegaralar ko'rsatilgan, chunki tanlov individual masala.

L shaklidagi filtrlar

L shaklidagi yuqori yoki past chastotali filtr— chiziqli bo'lmagan chastotali javobga ega bo'lgan ikkita elementdan iborat kuchlanish bo'luvchi. L shaklidagi filtr uchun sxema va kuchlanish bo'luvchi uchun barcha formulalar qo'llaniladi.

Kondensator va rezistorda L shaklidagi chastotali filtrlar

R 1 BILAN X C .

Bunday filtrning ishlash printsipi: yuqori chastotalarda past reaktivlikka ega bo'lgan kondansatör oqim to'siqsiz o'tadi va past chastotalarda uning reaktivligi maksimaldir, shuning uchun u orqali oqim o'tmaydi.

"Kuchlanishni ajratuvchi" maqolasidan biz rezistorlarning qiymatlarini formulalar bilan tavsiflash mumkinligini bilamiz:

yoki

X C va kesish chastotasi.

R 2 qarshilik qarshiligiga R 1 (X C ) mos keladi: R 2 / R 1 = 0,7 / 0,3 = 2,33 . Bu quyidagilarni nazarda tutadi: C = 1,16 / R 2 pf , Qayerda f – filtrning chastota javobining kesish chastotasi.

R 2 kondansatörga kuchlanish bo'luvchi BILAN , o'ziga xos reaktivlikka ega X C .

Bunday filtrning ishlash printsipi: yuqori chastotalarda past reaktivlikka ega bo'lgan kondansatör yuqori chastotali oqimlarni korpusga o'tkazadi va past chastotalarda uning reaktivligi maksimaldir, shuning uchun u orqali oqim o'tmaydi.

"Kuchlanishni ajratuvchi" maqolasidan biz bir xil formulalardan foydalanamiz:

yoki

Kirish kuchlanishini 1 (birlik) va chiqish kuchlanishini 0,7 (kesimga to'g'ri keladigan qiymat) deb qabul qilib, kondansatkichning reaktivligini bilib, bu quyidagilarga teng:

Voltaj qiymatlarini almashtirib, biz topamiz X C va kesish chastotasi.

R 2 (X C ) rezistorning qarshiligiga R 1 mos keladi: R 2 / R 1 = 0,7 / 0,3 = 2,33 . Bu quyidagilarni nazarda tutadi: C = 1 / (4,66 x R 1 pf) , Qayerda f – filtrning chastota javobining kesish chastotasi.

Induktor va rezistordagi L shaklidagi chastotali filtrlar

Rezistorni almashtirish orqali yuqori o'tkazuvchan filtr olinadi R 2 L XL .

Bunday filtrning ishlash printsipi: past chastotalarda past reaktivlikka ega bo'lgan indüktans, ularni korpusga o'tkazadi va yuqori chastotalarda uning reaktivligi maksimaldir, shuning uchun u orqali oqim o'tmaydi.

Voltaj qiymatlarini almashtirib, biz topamiz XL va kesish chastotasi.

Yuqori o'tkazuvchan filtrda bo'lgani kabi, hisob-kitoblar teskari tartibda amalga oshirilishi mumkin. Chastota javobining kesish chastotasidagi filtrning chiqish kuchlanishining amplitudasi (kuchlanishni ajratuvchi sifatida) kirish kuchlanishining 0,7 ga teng bo'lishi kerakligini hisobga olsak, qarshilik qarshiligining nisbati quyidagicha bo'ladi. R 2 (XL ) rezistorning qarshiligiga R 1 mos keladi: R 2 / R 1 = 0,7 / 0,3 = 2,33 . Bu quyidagilarni nazarda tutadi: L = 1,16 R 1 / (pf) .

Rezistorni almashtirish orqali past chastotali filtr olinadi R 1 kuchlanish bo'luvchi induktorga L , bu o'ziga xos reaktivlikka ega XL .

Bunday filtrning ishlash printsipi: past chastotalarda past reaktivlikka ega bo'lgan induktor oqim to'siqsiz o'tadi va yuqori chastotalarda uning reaktivligi maksimaldir, shuning uchun u orqali oqim o'tmaydi.

"Kuchlanish bo'linuvchisi" maqolasidagi bir xil formulalardan foydalanib, kirish kuchlanishini 1 (birlik) va chiqish kuchlanishini 0,7 (kesish qiymatiga mos keladigan qiymat) sifatida qabul qilib, induktorning reaktivligini bilib, quyidagilarga teng:

Voltaj qiymatlarini almashtirib, biz topamiz XL va kesish chastotasi.

Siz hisob-kitoblarni teskari tartibda bajarishingiz mumkin. Chastota javobining kesish chastotasidagi filtrning chiqish kuchlanishining amplitudasi (kuchlanishni ajratuvchi sifatida) kirish kuchlanishining 0,7 ga teng bo'lishi kerakligini hisobga olsak, qarshilik qarshiligining nisbati quyidagicha bo'ladi. R 2 qarshilik qarshiligiga R 1 (XL ) mos keladi: R 2 / R 1 = 0,7 / 0,3 = 2,33 . Bu quyidagilarni nazarda tutadi: L = R 2 / (4,66 pf)

Kondensator va induktordagi L shaklidagi chastotali filtrlar

Yuqori o'tkazgichli filtr oddiy kuchlanish bo'luvchidan nafaqat rezistorni almashtirish orqali olinadi R 1 kondansatkichga BILAN , shuningdek, rezistor R 2 gaz kelebeği ustida L . Bunday filtr yuqorida aytib o'tilgan filtrlarga qaraganda chastota ta'sirida sezilarli chastota kesilishiga (tikroq pasayish) ega. R.C. yoki R.L. zanjirlar.

Yuqorida aytib o'tilganidek, biz bir xil hisoblash usullaridan foydalanamiz. Kondensator BILAN , o'ziga xos reaktivlikka ega X C , va gaz kelebeği L - reaktivlik XL :

Turli miqdorlarning qiymatlarini - kuchlanishlarni, filtrlarning kirish yoki chiqish qarshiliklarini almashtirib, biz topishimiz mumkin BILAN Va L , chastotali javobni kesish chastotasi. Bundan tashqari, hisob-kitoblarni teskari tartibda amalga oshirishingiz mumkin. Ikkita o'zgaruvchan miqdor - indüktans va sig'im mavjudligi sababli, filtrning kirish yoki chiqish qarshiligining qiymati ko'pincha chastota javobining kesish chastotasida kuchlanish bo'luvchi sifatida o'rnatiladi va shu qiymatga asoslanib, qolgan parametrlar topiladi. .

Rezistorni almashtirish orqali past chastotali filtr olinadi R 1 kuchlanish bo'luvchi induktorga L , va qarshilik R 2 kondansatkichga BILAN .

Yuqorida aytib o'tilganidek, kuchlanishni ajratuvchi formulalar va filtr elementlarining reaktivligi orqali bir xil hisoblash usullari qo'llaniladi. Bunday holda, biz qarshilik qiymatini tenglashtiramiz R 1 reaktsiyani gaz bosish uchun XL , A R 2 kondansatör reaktivligiga X C .

T-shaklidagi yuqori va past o'tish filtrlari

T shaklidagi yuqori va past o'tkazuvchan filtrlar bir xil L shaklidagi filtrlar bo'lib, ularga yana bitta element qo'shiladi. Shunday qilib, ular chiziqli bo'lmagan chastotali javobga ega bo'lgan ikkita elementdan tashkil topgan kuchlanish bo'luvchisi bilan bir xil tarzda hisoblanadi. Va keyin uchinchi elementning reaktivlik qiymati hisoblangan qiymatga qo'shiladi. T shaklidagi filtrni hisoblashning yana bir kamroq aniq usuli L shaklidagi filtrni hisoblashdan boshlanadi, shundan so'ng L shaklidagi filtrning "birinchi" hisoblangan elementining qiymati ikki baravar ko'paytiriladi yoki kamayadi - ikkisi o'rtasida "tarqatiladi". T-shaklidagi filtrning elementlari. Agar u kondansatör bo'lsa, u holda T-filtrdagi kondansatkichlarning sig'imining qiymati ikki baravar ko'payadi va agar u qarshilik yoki induktor bo'lsa, sariqlarning qarshiligi yoki indüktansının qiymati ikki baravar kamayadi. Filtrlarning o'zgarishi rasmlarda ko'rsatilgan. T-shaklidagi filtrlarning o'ziga xosligi shundaki, L-shaklidagilarga qaraganda, ularning chiqish qarshiligi filtrning orqasidagi radio zanjirlarida kamroq manyovr ta'siriga ega.

U shaklidagi yuqori va past o'tish filtrlari

U shaklidagi filtrlar bir xil L shaklidagi filtrlar bo'lib, filtr oldida boshqa element qo'shiladi. T-shaklidagi filtrlar uchun yozilgan hamma narsa U-shaklidagilar uchun to'g'ri keladi, yagona farq shundaki, ular L-shaklidagilarga qaraganda filtr oldidagi radio zanjirlarida manyovr ta'sirini biroz oshiradi.

T-shaklidagi filtrlarda bo'lgani kabi, U-shaklidagi filtrlarni hisoblash uchun birinchi filtr elementining qo'shimcha shunt qarshiligi qo'shilishi bilan kuchlanishni ajratuvchi formulalar qo'llaniladi. U shaklidagi filtrni hisoblashning yana bir kamroq aniq usuli L shaklidagi filtrni hisoblashdan boshlanadi, shundan so'ng L shaklidagi filtrning "oxirgi" hisoblangan elementining qiymati ikki baravar ko'paytiriladi yoki kamayadi - ikkitasi o'rtasida "tarqatiladi". U shaklidagi filtrning elementlari. T-shaklidagi filtrdan farqli o'laroq, agar u kondensator bo'lsa, u holda P-filtrdagi kondansatkichlarning sig'imining qiymati ikki baravar kamayadi va agar u qarshilik yoki induktor bo'lsa, u holda qarshilik yoki indüktans qiymati. bobinlar ikki baravar ko'payadi.

Induktorlarni (choklarni) ishlab chiqarish muayyan harakatlarni va ba'zan ularni joylashtirish uchun qo'shimcha joyni talab qilishi sababli, induktorlardan foydalanmasdan, kondansatör va rezistorlardan filtrlarni ishlab chiqarish foydaliroqdir. Bu, ayniqsa, audio chastotalarda to'g'ri keladi. Shunday qilib, yuqori o'tkazuvchan filtrlar odatda T shaklida, past o'tkazuvchan filtrlar esa U shaklida tayyorlanadi. Shuningdek, o'rta o'tish filtrlari mavjud bo'lib, ular odatda L shaklida (ikkita kondansatördan) tayyorlanadi.

Tarmoqli rezonans filtrlari

Tarmoqli rezonans chastotali filtrlar ma'lum bir chastota diapazonini izolyatsiya qilish yoki rad etish (kesish) uchun mo'ljallangan. Rezonans chastotali filtrlar ma'lum bir chastotaga sozlangan bir, ikkita yoki uchta tebranish sxemasidan iborat bo'lishi mumkin. Rezonansli filtrlar boshqa (rezonans bo'lmagan) filtrlarga nisbatan chastota javobida eng keskin ko'tarilish (yoki pasayish) ga ega. Tarmoqli rezonans chastotali filtrlar bitta elementli bo'lishi mumkin - bitta sxemali, L shaklidagi - ikkita sxemali, T va U shaklidagi - uchta sxemali, ko'p elementli - to'rt yoki undan ortiq sxemali.

Rasmda ma'lum bir chastotani ajratish uchun mo'ljallangan T-shaklidagi tarmoqli rezonans filtrining diagrammasi ko'rsatilgan. U uchta tebranish zanjiridan iborat. C 1 L 1 Va C 3 L 3 – ketma-ket tebranish davrlari, rezonans chastotada oqayotgan oqimga nisbatan past qarshilikka ega, boshqa chastotalarda esa, aksincha, ular yuqori qarshilikka ega. Parallel sxema C 2 L 2 aksincha, rezonans chastotada yuqori qarshilikka ega, boshqa chastotalarda esa past qarshilikka ega. Bunday filtrning o'tkazish qobiliyatini kengaytirish uchun ular kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sifat koeffitsientini pasaytiradi, induktorlarning konstruktsiyasini o'zgartiradi, "o'ngga, chapga" kontaktlarning zanglashiga olib, markaziy rezonansdan bir oz farq qiladigan chastotaga parallel ravishda o'rnatiladi. C 2 L 2 rezistorni ulang.

Quyidagi rasmda ma'lum bir chastotani bostirish uchun mo'ljallangan T-shaklidagi rezonans filtrining diagrammasi ko'rsatilgan. U, avvalgi filtr kabi, uchta tebranish sxemasidan iborat, ammo bunday filtr uchun chastotani tanlash printsipi boshqacha. C 1 L 1 Va C 3 L 3 – parallel tebranish davrlari, rezonans chastotada oqayotgan oqimga katta qarshilikka ega, boshqa chastotalarda esa kichik. Parallel sxema C 2 L 2 aksincha, rezonans chastotada past qarshilikka ega, lekin boshqa chastotalarda yuqori qarshilikka ega. Shunday qilib, agar oldingi filtr rezonans chastotasini tanlasa va qolgan chastotalarni bostirsa, u holda bu filtr rezonans chastotasidan tashqari barcha chastotalarni erkin o'tkazadi.

Tarmoqli rezonans filtrlarini hisoblash tartibi bir xil kuchlanish bo'luvchiga asoslangan bo'lib, bu erda xarakterli qarshilik bilan LC davri bitta element sifatida ishlaydi. Tebranish davri qanday hisoblangan, uning rezonans chastotasi, sifat omili va xarakterli (to'lqin) impedansi aniqlanadi, siz maqolada topishingiz mumkin.

Yuriy Sadikov
Moskva

Maqolada HiFi va HiEnd sinflarining yuqori sifatli uch diapazonli past chastotali kuchaytirgichlarini yaratish uchun faol filtrlar to'plami bo'lgan qurilmani yaratish bo'yicha ish natijalari keltirilgan.

Uchta ikkinchi darajali faol filtrlar yordamida qurilgan uch diapazonli kuchaytirgichning umumiy chastota ta'sirini dastlabki o'rganish jarayonida bu xususiyat har qanday filtrli ulanish chastotalarida juda yuqori notekislikka ega ekanligi ma'lum bo'ldi. Shu bilan birga, filtr sozlamalarining aniqligi uchun juda muhimdir. Kichkina nomuvofiqlik bilan ham, umumiy chastota javobining notekisligi 10 ... 15 dB bo'lishi mumkin!

MASTER KIT NM2116 to'plamini ishlab chiqaradi, undan yuqorida aytib o'tilgan kamchiliklarga ega bo'lmagan ikkita filtr va ayiruvchi qo'shimchalar asosida qurilgan filtrlar to'plamini yig'ishingiz mumkin. Ishlab chiqilgan qurilma alohida filtrlarning kesish chastotalari parametrlariga sezgir emas va shu bilan birga yuqori chiziqli umumiy chastotali javobni ta'minlaydi.

Zamonaviy yuqori sifatli tovushni qayta ishlab chiqaruvchi uskunalarning asosiy elementlari akustik tizimlar (AS).

Eng oddiy va arzon - bu bitta dinamikni o'z ichiga olgan bir tomonlama dinamiklar. Bunday akustik tizimlar bitta karnaydan (karnay boshi - GG) foydalanish tufayli keng chastota diapazonida yuqori sifat bilan ishlashga qodir emas. Turli chastotalarni qayta ishlab chiqarishda GG ga turli talablar qo'yiladi. Past chastotalarda (LF) karnay katta va qattiq konusga, past rezonans chastotaga ega bo'lishi va uzoq zarbaga ega bo'lishi kerak (katta hajmdagi havoni pompalash uchun). Va yuqori chastotalarda (HF), aksincha, kichik zarba bilan kichik, engil, ammo qattiq diffuzer kerak. Bu barcha xususiyatlarni bitta karnayda birlashtirish deyarli mumkin emas (ko'p urinishlarga qaramay), shuning uchun bitta karnay yuqori chastotali notekislikka ega. Bundan tashqari, keng polosali dinamiklarda intermodulyatsiya effekti mavjud bo'lib, u audio signalning yuqori chastotali komponentlarini past chastotalilar tomonidan modulyatsiya qilishda namoyon bo'ladi. Natijada, ovozli tasvir buziladi. Ushbu muammoning an'anaviy yechimi qayta ishlab chiqarilgan chastota diapazonini pastki diapazonlarga bo'lish va har bir tanlangan chastota pastki diapazoni uchun bir nechta dinamiklar asosida akustik tizimlarni qurishdir.

Passiv va faol elektr izolyatsiyalash filtrlari

Intermodulyatsiya buzilish darajasini kamaytirish uchun karnaylar oldida elektr izolyatsiyalash filtrlari o'rnatiladi. Ushbu filtrlar ovoz signalining energiyasini GG o'rtasida taqsimlash funktsiyasini ham bajaradi. Ular ma'lum bir krossover chastotasi uchun mo'ljallangan, undan tashqari filtr oktava uchun desibellarda ifodalangan tanlangan zaiflashuv miqdorini ta'minlaydi. Ajratuvchi filtrning susayishining nishabi uning konstruktsiyasining dizayniga bog'liq. Birinchi tartib filtri 6 dB/okt, ikkinchi tartib - 12 dB/okt, uchinchi tartib - 18 dB/okt. Ko'pincha dinamiklarda ikkinchi darajali filtrlar qo'llaniladi. Elementlarning aniq qiymatlarini kompleks amalga oshirish va yuqori susaytiruvchi qiyaliklarga ega bo'lish zarurati yo'qligi sababli dinamiklarda yuqori darajadagi filtrlar kamdan-kam qo'llaniladi.

Filtrni ajratish chastotasi ishlatiladigan GG parametrlariga va eshitish xususiyatlariga bog'liq. Krossover chastotasining eng yaxshi tanlovi har bir GG dinamikining diffuzorning piston ta'sir doirasida ishlashidir. Biroq, bu holda, karnay juda ko'p o'zaro faoliyat chastotalarga ega bo'lishi kerak (mos ravishda, GG), bu uning narxini sezilarli darajada oshiradi. Yuqori sifatli tovushni qayta ishlab chiqarish uchun uch diapazonli chastotani ajratishdan foydalanish kifoya ekanligi texnik jihatdan asoslanadi. Biroq, amalda 4, 5 va hatto 6 tomonlama dinamik tizimlar mavjud. Birinchi (past) krossover chastotasi 200...400 Gts diapazonida, ikkinchi (o'rta) krossover chastotasi esa 2500...4000 Gts diapazonida tanlanadi.

An'anaga ko'ra, filtrlar passiv L, C, R elementlari yordamida amalga oshiriladi va 1-rasmga muvofiq, to'g'ridan-to'g'ri dinamik korpusidagi oxirgi quvvat kuchaytirgichining (PA) chiqishiga o'rnatiladi.

1-rasm. Spikerlarning an'anaviy ijrosi.

Biroq, bu dizayn bir qator kamchiliklarga ega. Birinchidan, kerakli kesish chastotalarini ta'minlash uchun siz juda katta indüktanslar bilan ishlashingiz kerak, chunki ikkita shart bir vaqtning o'zida bajarilishi kerak - kerakli kesish chastotasini ta'minlash va filtrning GG bilan mos kelishini ta'minlash (boshqacha aytganda, bu filtrga kiritilgan sig'imni oshirish orqali indüktansni kamaytirish mumkin emas). Magnitlanish egri chizig'ining sezilarli nochiziqligi tufayli induktorlarni ferromagnitlardan foydalanmasdan ramkalarga shamollash tavsiya etiladi. Shunga ko'ra, havo induktorlari juda katta hajmga ega. Bunga qo'shimcha ravishda, o'rash xatosi mavjud bo'lib, bu aniq hisoblangan kesish chastotasiga imkon bermaydi.

Bobinlarni o'rash uchun ishlatiladigan sim cheklangan ohmik qarshilikka ega, bu o'z navbatida butun tizimning samaradorligini pasayishiga va PAning foydali quvvatining bir qismini issiqlikka aylantirishga olib keladi. Bu, ayniqsa, ta'minot kuchlanishi 12 V bilan cheklangan avtomobil kuchaytirgichlarida sezilarli bo'ladi. Shuning uchun, avtomobil stereo tizimlarini qurish uchun, o'rash qarshiligi pasaytirilgan (~ 2 ... 4 Ohm) bo'lgan GGlar tez-tez ishlatiladi. Bunday tizimda 0,5 Ohm tartibidagi qo'shimcha filtr qarshiligini joriy etish chiqish quvvatining 30% ... 40% ga pasayishiga olib kelishi mumkin.

Yuqori sifatli quvvat kuchaytirgichni loyihalashda ular GG ning damping darajasini oshirish uchun uning chiqish empedansini minimallashtirishga harakat qilishadi. Passiv filtrlardan foydalanish GG ning damping darajasini sezilarli darajada kamaytiradi, chunki qo'shimcha filtr reaktivligi kuchaytirgich chiqishi bilan ketma-ket ulanadi. Tinglovchi uchun bu "booming" bass ko'rinishida namoyon bo'ladi.

Samarali yechim passiv emas, balki barcha sanab o'tilgan kamchiliklarga ega bo'lmagan faol elektron filtrlardan foydalanishdir. Passiv filtrlardan farqli o'laroq, faol filtrlar 2-rasmda ko'rsatilganidek, PAdan oldin o'rnatiladi.

2-rasm. Faol filtrlar yordamida tovushni qayta ishlab chiqaruvchi yo'lni qurish.

Faol filtrlar operatsion kuchaytirgichlarda (op kuchaytirgichlar) RC filtrlaridir. Har qanday tartibdagi va istalgan chastotali faol audio filtrlarini yaratish oson. Bunday filtrlar oldindan tanlangan filtr turi, kerakli tartib va ​​kesish chastotasi bilan jadval koeffitsientlari yordamida hisoblanadi.

Zamonaviy elektron komponentlardan foydalanish minimal ichki shovqin darajasi, kam quvvat iste'moli, o'lchamlari va bajarish/ko'paytirish qulayligi bilan filtrlarni ishlab chiqarish imkonini beradi. Natijada, faol filtrlardan foydalanish GG ning damping darajasining oshishiga olib keladi, quvvat yo'qotishlarini kamaytiradi, buzilishlarni kamaytiradi va umuman tovushni qayta ishlab chiqarish yo'lining samaradorligini oshiradi.

Ushbu arxitekturaning kamchiliklari dinamik tizimlarini ulash uchun bir nechta quvvat kuchaytirgichlari va bir nechta juft simlardan foydalanish zarurligini o'z ichiga oladi. Biroq, bu hozircha muhim emas. Zamonaviy texnologiya darajasi aqlning narxini va hajmini sezilarli darajada kamaytirdi. Bundan tashqari, hatto professional foydalanish uchun ham ajoyib xususiyatlarga ega juda ko'p kuchli o'rnatilgan kuchaytirgichlar paydo bo'ldi. Bugungi kunda bir holatda bir nechta PAga ega bo'lgan bir qator IC mavjud (Panasonic uch tomonlama stereo tizimlarni qurish uchun maxsus 6 quvvat kuchaytirgichli RCN311W64A-P ICni ishlab chiqaradi). Bundan tashqari, PA karnaylarning ichiga joylashtirilishi mumkin va karnaylarni ulash uchun qisqa, katta qismli simlardan foydalanish mumkin va kirish signali nozik ekranlangan kabel orqali ta'minlanishi mumkin. Biroq, karnaylar ichida PAni o'rnatish imkoni bo'lmasa ham, ko'p yadroli ulanish kabellaridan foydalanish qiyin muammo tug'dirmaydi.

Aktiv filtrlarning optimal tuzilishini modellashtirish va tanlash

Faol filtrlar blokini qurishda yuqori o'tkazuvchan filtr (HPF), o'rta chastotali filtr (bandli filtr, PSF) va past o'tkazuvchan filtrdan (LPF) tashkil topgan strukturadan foydalanishga qaror qilindi.

Ushbu sxema yechimi amalda amalga oshirildi. LF, HF va PF faol filtrlari bloki qurilgan. 3-rasmga ko'ra, chastota komponentlarining yig'indisini ta'minlovchi uch tomonlama dinamikning modeli sifatida uch kanalli qo'shimcha qurilma tanlangan.

3-rasm. PFda faol filtrlar to'plami va filtr filtri bilan uch kanalli dinamikning modeli.

Optimal tanlangan kesish chastotalari bilan bunday tizimning chastota ta'sirini o'lchashda chiziqli bog'liqlikni olish kutilgan edi. Ammo natijalar kutilganidan yiroq edi. Filtr xarakteristikalarining birlashma nuqtalarida qo'shni filtrlarning kesish chastotalari nisbatiga qarab pasayish / oshib ketish kuzatildi. Natijada, kesish chastotasi qiymatlarini tanlab, tizimning o'tish chastotasi javobini chiziqli shaklga keltirish mumkin emas edi. O'tish xarakteristikasining chiziqli bo'lmaganligi qayta ishlab chiqarilgan musiqiy aranjirovkada chastota buzilishlarining mavjudligini ko'rsatadi. Tajriba natijalari 4-rasm, 5-rasm va 6-rasmda keltirilgan. 4-rasmda past chastotali filtr va yuqori o'tkazuvchan filtrning standart darajasi 0,707 bo'lgan ulanishi tasvirlangan. Shakldan ko'rinib turibdiki, ulanish nuqtasida hosil bo'lgan chastotali javob (qizil rangda ko'rsatilgan) sezilarli darajada pasaygan. Xususiyatlarni kengaytirganda, bo'shliqning chuqurligi va kengligi mos ravishda ortadi. 5-rasmda past chastotali filtr va yuqori o'tkazuvchan filtrning 0,93 darajasida (filtrlarning chastota xarakteristikalarining siljishi) juftlanishi ko'rsatilgan. Ushbu bog'liqlik filtrlarning kesish chastotalarini tanlash orqali o'tish chastotasi javobining erishilishi mumkin bo'lgan minimal notekisligini ko'rsatadi. Rasmdan ko'rinib turibdiki, qaramlik aniq chiziqli emas. Bunday holda, filtrlarning kesish chastotalari berilgan tizim uchun optimal deb hisoblanishi mumkin. Filtrlarning chastota xarakteristikalarining keyingi siljishi bilan (0,97 darajasida mos keladi), filtr xususiyatlarining ulanish nuqtasida o'tish chastotasi javobida haddan tashqari o'tish paydo bo'ladi. Shunga o'xshash holat 6-rasmda ko'rsatilgan.

4-rasm. Past chastotali chastotali javob (qora), yuqori o'tish chastotali javob (qora) va o'tish chastotali javob (qizil), 0.707 darajasida mos keladi.

5-rasm. Past chastotali chastotali javob (qora), yuqori o'tish chastotali javob (qora) va o'tish chastotali javob (qizil), 0,93 darajasida mos keladi.

6-rasm. Past chastotali chastotali javob (qora), yuqori o'tish chastotali javob (qora) va o'tish chastotasi javobi (qizil), 0,97 darajasida mos kelishi va haddan tashqari o'tishning ko'rinishi.

O'tish chastotasi javobining chiziqli bo'lmaganligining asosiy sababi - filtrni kesish chastotalari chegaralarida faza buzilishlarining mavjudligi.

Shunga o'xshash muammoni o'rta chastotali filtrni tarmoqli o'tkazgich filtri ko'rinishida emas, balki op-ampda ayiruvchi qo'shimcha yordamida qurish orqali hal qilish mumkin. Bunday PSFning xarakteristikalari formulaga muvofiq shakllantiriladi: Usch = Uin - Uns - Uss

Bunday tizimning tuzilishi 7-rasmda ko'rsatilgan.

7-rasm. Faol filtrlar to'plami va ayiruvchi qo'shimchadagi PSF bilan uch kanalli dinamikning modeli.

O'rta chastotali kanalni shakllantirishning ushbu usuli bilan qo'shni filtrni kesish chastotalarini nozik sozlashning hojati yo'q, chunki O'rta chastotali signal umumiy signaldan yuqori va past chastotali filtr signallarini ayirish orqali hosil bo'ladi. Filtrlar qo'shimcha chastotali javoblarni ta'minlashdan tashqari, butun tizimning umumiy chastotali javobida emissiya va pasayishlarning yo'qligini kafolatlaydigan qo'shimcha fazali javoblarni ham ishlab chiqaradi.

Fav1 = 300 Hz va Fav2 = 3000 Hz kesish chastotalari bilan o'rta chastotali bo'limning chastotali javobi rasmda ko'rsatilgan. 8. Chastota reaktsiyasining pasayishiga ko'ra, 6 dB / okt dan ko'p bo'lmagan zaiflashuv ta'minlanadi, bu amaliyot shuni ko'rsatadiki, PSFni amaliy amalga oshirish va o'rta diapazonli GG ning yuqori sifatli ovozini olish uchun juda etarli. .

8-rasm. O'rta o'tish filtrining chastotali javobi.

Bunday tizimning past chastotali filtrli, yuqori o'tkazuvchan filtrli va ayiruvchi qo'shimchadagi yuqori o'tkazuvchan filtrli o'tish koeffitsienti butun 20 Gts...20 kHz chastota diapazonida chiziqli bo'lib chiqadi. , shaklga ko'ra. 9. Amplituda va faza buzilishlari butunlay yo'q, bu qayta ishlab chiqarilgan tovush signalining kristalli tozaligini ta'minlaydi.

9-rasm. Chiqaruvchi qo'shimchadagi chastotali filtrli filtr tizimining chastotali javobi.

Bunday yechimning kamchiliklari R1, R2, R3 rezistorlari qiymatlarining aniqligiga qo'yiladigan qat'iy talablarni o'z ichiga oladi (10-rasmga ko'ra, ayirish qo'shimchasining elektr davri ko'rsatilgan) qo'shimcha qurilmaning muvozanatini ta'minlaydi. Ushbu rezistorlar 1% aniqlik toleranslari doirasida qo'llanilishi kerak. Biroq, agar bunday rezistorlarni sotib olish bilan bog'liq muammolar yuzaga kelsa, siz R1, R2 o'rniga kesish rezistorlari yordamida qo'shimchani muvozanatlashingiz kerak bo'ladi.

Topgichni muvozanatlash quyidagi usul yordamida amalga oshiriladi. Birinchidan, filtr tizimining kirishiga past chastotali filtrni kesish chastotasidan ancha past chastotali past chastotali tebranish, masalan, 100 Gts qo'llanilishi kerak. R1 qiymatini o'zgartirib, yig'uvchining chiqishida minimal signal darajasini belgilash kerak. Keyin filtr tizimining kirishiga yuqori chastotali filtrni kesish chastotasidan aniq yuqori chastotali tebranish, masalan, 15 kHz qo'llaniladi. R2 qiymatini o'zgartirish orqali qo'shimcha qurilmaning chiqishidagi minimal signal darajasi yana o'rnatiladi. Sozlash tugallandi.

10-rasm. Ayirma qo‘shuvchi sxema.

Faol past chastotali filtrlar va yuqori o'tkazuvchan filtrlarni hisoblash metodologiyasi

Nazariya shuni ko'rsatadiki, audio diapazonning chastotalarini filtrlash uchun o'tish diapazonida minimal notekislikni ta'minlaydigan ikkinchi yoki uchinchi tartibdan ko'p bo'lmagan Butterworth filtrlaridan foydalanish kerak.

Ikkinchi tartibli past o'tkazuvchan filtr sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 11. Uni hisoblash quyidagi formula bo'yicha amalga oshiriladi:

bu yerda a1=1,4142 va b1=1,0 jadval koeffitsientlari, C1 va C2 ​​esa 4xb1/a12 dan katta bo'lgan C2/C1 nisbatidan tanlanadi va C2/C1 nisbatini tengsizlikning o'ng tomonidan ancha katta tanlamaslik kerak.

11-rasm. 2-tartibli Butterworth past o'tish filtri sxemasi.

Ikkinchi tartibli yuqori o'tkazuvchan filtr sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 12. Uni hisoblash quyidagi formulalar yordamida amalga oshiriladi:

Bu erda C=C1=C2 (hisoblashdan oldin o'rnatilgan) va a1=1,4142 va b1=1,0 bir xil jadval koeffitsientlari.

12-rasm. 2-tartibli Butterworth yuqori o'tkazuvchan filtr sxemasi.

MASTER KIT mutaxassislari kundalik hayotda qurilmadan foydalanishda muhim bo'lgan maksimal funksionallik va minimal o'lchamlarga ega bo'lgan bunday filtr birligining xususiyatlarini ishlab chiqdilar va o'rgandilar. Zamonaviy elementlar bazasidan foydalanish rivojlanishning maksimal sifatini ta'minlashga imkon berdi.

Filtr birligining texnik xususiyatlari

Faol filtrning elektr sxemasi 13-rasmda ko'rsatilgan. Filtr elementlari ro'yxati jadvalda keltirilgan.

Filtr to'rtta operatsion kuchaytirgich yordamida amalga oshiriladi. Op-amplar bitta MC3403 (DA2) IC paketiga birlashtirilgan. DA1 (LM78L09) mos keladigan filtr kondansatkichlari bilan besleme kuchlanish stabilizatorini o'z ichiga oladi: kirishda C1, C3 va chiqishda C4. R2, R3 rezistiv ajratgich va C5 kondansatkichlarida sun'iy o'rta nuqta qilingan.

DA2.1 op amp signal manbasining chiqish va kirish empedanslarini va past chastotali, yuqori o'tkazuvchan va o'rta diapazonli filtrlarni juftlashtirish uchun bufer kaskadiga ega. Past chastotali filtr op-amp DA2.2 da yig'ilgan va yuqori o'tkazuvchan filtr op-amp DA2.3 da yig'ilgan. Op-amp DA2.4 tarmoqli o'rta diapazonli filtri shakllantiruvchi vazifasini bajaradi.

Besleme kuchlanishi X3 va X4 kontaktlariga, kirish signali esa X1, X2 kontaktlariga beriladi. Past chastotali yo'l uchun filtrlangan chiqish signali X5, X9 kontaktlaridan chiqariladi; mos ravishda X6, X8 - HF va X7, X10 - MF yo'llari bilan.

13-rasm. Faol uch diapazonli filtrning elektr sxemasi

Faol uch diapazonli filtr elementlari ro'yxati

Filtrning ko'rinishi 14-rasmda, bosilgan elektron plata 15-rasmda, elementlarning joylashishi 16-rasmda ko'rsatilgan.

Strukturaviy ravishda filtr folga tolali shishadan tayyorlangan bosilgan elektron platada ishlab chiqariladi. Dizayn taxtani standart BOX-Z24A korpusiga o'rnatishni nazarda tutadi, buning uchun taxtaning chetlari bo'ylab diametri 4 va 8 mm bo'lgan o'rnatish teshiklari mavjud. Taxta ikkita o'z-o'zidan tejamkor vintlar bilan mahkamlangan.

14-rasm. Faol filtrning tashqi ko'rinishi.

15-rasm. Faol filtr bosilgan elektron plata.

16-rasm. Faol filtr bosilgan elektron platada elementlarning joylashishi.

Xayrli kun, aziz o'quvchilar! Bugun biz oddiy past o'tkazuvchan filtrni yig'ish haqida gaplashamiz. Lekin uning soddaligiga qaramay, filtrning sifati do'konda sotib olingan analoglardan kam emas. Shunday ekan, boshlaylik!

Filtrning asosiy xususiyatlari

• Chiqib ketish chastotasi 300 Hz, yuqori chastotalar kesiladi;
• Ta'minot kuchlanishi 9-30 volt;
• Filtr 7 mA quvvat sarflaydi.

Sxema

• DD1 - BA4558;
• VD1 - D814B;
• C1, C2 - 10 mkF;
• C3 - 0,033 mkF;
• C4 - 220 nf;
• C5 - 100 nf;
• C6 - 100 mkF;
• C7 - 10 mkF;
• C8 - 100 nf;
• R1, R2 - 15 kOm;
• R3, R4 - 100 kOm;
• R5 - 47 kOm;
• R6, R7 - 10 kOm;
• R8 - 1 kOm;
• R9 - 100 kOm - o'zgaruvchan;
• R10 - 100 kOm;
• R11 - 2 kOm.

Past o'tkazuvchan filtrni yaratish

(yuklab olinganlar: 420)

• Oʻquv qoʻllanma

Qisqacha kirish

Mavzuga umumiy nuqtai

Faol filtrlarning eng keng tarqalgan misollarini "Integratorlar va farqlovchilar" bo'limida ko'rish mumkin. Ammo ushbu maqolada biz ushbu sxemalarga tegmaymiz, chunki ular unchalik samarali emas.

Filtrni tanlash

Yana bir oz ma'lumot

Aytaylik, bularning barchasini adabiyotdan topib o‘qish mumkin edi. Keling, maxsus filtr dizayniga o'tamiz.

Hisoblash

Vazifa №2. Bessel xarakteristikasidan foydalanib, 800 Gts kesish chastotasi bilan to'rtinchi tartibli yuqori o'tkazuvchan filtrni yarating.
Keling, qaror qilaylik. Bu to'rtinchi tartibli filtr bo'lganligi sababli, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan ikkita op-amp bo'ladi. Bu erda hamma narsa unchalik qiyin emas. Biz shunchaki 2 ta yuqori o'tkazuvchan filtr sxemasini kaskad qilamiz.
Filtrning o'zi quyidagicha ko'rinadi:


To'rtinchi tartibli filtr quyidagicha ko'rinadi:


Endi hisoblash. Ko'rib turganingizdek, to'rtinchi tartibli filtr uchun bizda 2 ta qiymat mavjud TO. Birinchisi birinchi kaskad uchun, ikkinchisi - ikkinchisi uchun mo'ljallanganligi mantiqan. Qiymatlar TO mos ravishda 1,432 va 1,606 ga teng. Jadval past chastotali filtrlar uchun edi (!). Yuqori o'tkazuvchan filtrni hisoblash uchun siz biror narsani o'zgartirishingiz kerak. Imkoniyatlar TO har qanday holatda ham bir xil bo'lib qoladi. Bessel va Chebyshev xarakteristikalari uchun parametr o'zgaradi
- chastotani normallashtirish. Endi u quyidagilarga teng bo'ladi:

Chebyshev va Bessel filtrlari uchun ham past chastotalar, ham yuqori chastotalar uchun bir xil formula amal qiladi:

E'tibor bering, har bir kaskad uchun siz alohida hisoblashingiz kerak bo'ladi.
Birinchi kaskad uchun:

Mayli BILAN= 0,01 µF, keyin R= 28,5 kOm. Qayta aloqa rezistorlari: pastroq, odatdagidek, 10 kOhm; yuqori - 840 Ohm.
Ikkinchi kaskad uchun:

Kondensatorning sig'imini o'zgarishsiz qoldiramiz. Bir marta C = 0,01 µF, keyin R= 32 kOm.
Biz chastota javobini yaratmoqdamiz.

Tarmoqli o'tkazuvchan yoki tishli filtrlarni yaratish uchun siz past o'tkazuvchan filtr va yuqori o'tkazuvchan filtrni kaskad qilishingiz mumkin. Ammo bu turlar yomon xarakteristikalar tufayli ko'pincha ishlatilmaydi.
Tarmoqli o'tkazgich va çentikli filtrlar uchun siz "jadval usuli" dan ham foydalanishingiz mumkin, ammo xususiyatlar biroz boshqacha.
Men sizga faqat bir belgi beraman va uni biroz tushuntiraman. Uni juda ko'p cho'zmaslik uchun qiymatlar to'rtinchi tartibli tarmoqli filtri uchun darhol olinadi.

a1 Va b1- hisoblangan koeffitsientlar. Q- sifat omili. Bu yangi variant. Sifat omilining qiymati qanchalik baland bo'lsa, pasayish qanchalik "o'tkir" bo'ladi. Df- uzatiladigan chastotalar diapazoni va namuna olish -3 dB darajasida. Koeffitsient α - boshqa hisoblangan koeffitsient. Buni Internetda topish juda oson bo'lgan formulalar yordamida topish mumkin.
Mayli, yetarli. Endi ish vazifasi.
Vazifa №3. Markaz chastotasi 10 kHz, uzatiladigan chastotalar tarmoqli kengligi 1 kHz va markaz chastotasi nuqtasida 1 ga teng bo'lgan Butterward xarakteristikasidan foydalangan holda to'rtinchi tartibli tarmoqli o'tkazuvchan filtrni yarating.
Bor. To'rtinchi tartibli filtr. Bu ikkita op-amp degan ma'noni anglatadi. Men sizga darhol hisoblash elementlari bilan odatiy diagrammani beraman.


Birinchi filtr uchun markaziy chastota quyidagicha aniqlanadi:

Ikkinchi filtr uchun:

Xususan, bizning holatlarimizda, yana jadvaldan biz sifat omili ekanligini aniqlaymiz Q= 10. Filtr uchun sifat koeffitsientini hisoblang. Bundan tashqari, ikkalasining ham sifat omili teng bo'lishini ta'kidlash kerak.

Markaziy chastota mintaqasi uchun daromadni tuzatish:

Yakuniy bosqich - komponentlarni hisoblash.
Kondensator 10 nF bo'lsin. Keyin, birinchi filtr uchun:



(1) bilan bir xil tartibda topamiz R22 = R5 = 43,5 kOm, R12 = R4= 15,4 kOm, R32 = R6= 54,2 Ohm. Shuni yodda tutingki, biz foydalanadigan ikkinchi filtr uchun
Va nihoyat, chastotali javob.

Keyingi to'xtash tarmoqli to'xtash filtrlari yoki tishli filtrlardir.
Bu erda bir nechta farqlar mavjud. Ehtimol, eng oddiy Wien-Robinson filtridir. Oddiy sxema ham 4-tartibli filtrdir.


Bizning oxirgi vazifamiz.
№4 vazifa. Markaziy chastotasi 90 Hz, sifat koeffitsienti bilan tishli filtrni qurish Q= 2 va o'tish diapazonidagi daromad 1 ga teng.
Avvalo, biz tasodifiy ravishda kondansatkichning sig'imini tanlaymiz. Aytaylik C = 100 nF.
Keling, qiymatni aniqlaylik R6 = R7 = R:

Ushbu rezistorlar bilan "o'ynash" orqali biz filtrimizning chastota diapazonini o'zgartirishimiz mantiqan.
Keyinchalik, oraliq koeffitsientlarni aniqlashimiz kerak. Biz ularni sifat omili orqali topamiz.


Keling, rezistorni o'zboshimchalik bilan tanlaylik R2. Bunday holda, u 30 kOm bo'lishi yaxshidir.
Endi biz o'tish diapazonidagi daromadni tartibga soluvchi rezistorlarni topishimiz mumkin.


Va nihoyat, tasodifiy tanlash kerak R5 = 2R1. Mening sxemamda bu rezistorlar mos ravishda 40 kOhm va 20 kOm qiymatiga ega.
Aslida, chastotali javob:

Deyarli oxiri

Psixoakustika (tovush va uning odamlarga ta'sirini o'rganadigan fan) inson qulog'i 16 dan 20 000 Gts gacha bo'lgan tovush tebranishlarini idrok etish qobiliyatiga ega ekanligini aniqladi. Diapazon 16-20 Gts (past chastotalar) bo'lishiga qaramay, u endi quloqning o'zi tomonidan emas, balki teginish organlari tomonidan qabul qilinadi.

Ko'pgina musiqa ixlosmandlari taqdim etilgan dinamik tizimlarining aksariyati ularning ehtiyojlarini to'liq qondira olmasligi bilan duch kelishadi. Har doim kichik kamchiliklar, noxush nuanslar va boshqalar mavjud bo'lib, ular o'z qo'llaringiz bilan karnay va kuchaytirgichlarni yig'ishga undaydi.

Sabvuferni yig'ishning boshqa sabablari ham bo'lishi mumkin (kasbiy qiziqish, sevimli mashg'ulot va boshqalar).

Sabvufer (inglizcha "subwoofer" dan) - 5-200 Gts diapazonida (dizayn va model turiga qarab) tovush tebranishlarini takrorlashi mumkin bo'lgan past chastotali dinamik. U passiv (alohida kuchaytirgichdan chiqadigan signaldan foydalanadi) yoki faol (o'rnatilgan signal kuchaytirgich bilan jihozlangan) bo'lishi mumkin.

Past chastotalarni (bas), o'z navbatida, uchta asosiy kichik turga bo'lish mumkin:

• Yuqori (inglizcha: UpperBass) - 80 dan 150-200 Hz gacha.
• O'rtacha (inglizcha MidBass / midbass) - 40 dan 80 Hz gacha.
• Chuqur yoki sub-bas (ing. SubBass) - 40 Hz dan past bo'lgan hamma narsa.

Chastota filtrlari ham faol, ham passiv sabvuferlar uchun ishlatiladi.

Faol wooferlarning afzalliklari quyidagilardan iborat:

• Faol sabvufer kuchaytirgichi dinamik tizimini qo'shimcha ravishda yuklamaydi (chunki u alohida quvvatlanadi).
• Kirish signali filtrlanishi mumkin (yuqori chastotalarni ko'paytirishdan tashqari shovqin chiqarib tashlanadi, qurilmaning ishlashi faqat karnay tebranish uzatishning eng yaxshi sifatini ta'minlaydigan diapazonga jamlangan).
• Dizaynga to'g'ri yondashuvga ega kuchaytirgich moslashuvchan tarzda sozlanishi mumkin.
• Asl chastota spektrini bir nechta kanallarga bo'lish mumkin, ular bilan alohida ishlash mumkin - past chastotalar (sabvuferga), o'rta, yuqori va ba'zan ultra yuqori chastotalar.

Past chastotalar uchun filtrlar turlari (LF)

Amalga oshirish orqali

• Analog sxemalar.
• Raqamli qurilmalar.
• Dasturiy ta'minot filtrlari.

Turi

• Sabvufer uchun faol filtr(krossover deb ataladigan narsa, har qanday faol filtrning majburiy atributi - qo'shimcha quvvat manbai)
• Passiv filtr (passiv sabvufer uchun bunday filtr signalni kuchaytirmasdan faqat ma'lum bir diapazonda kerakli past chastotalarni filtrlaydi).

Pasayishning keskinligiga ko'ra

• Birinchi tartib (6 dB/oktava)
• Ikkinchi tartib (12 dB/oktava)
• Uchinchi tartib (18 dB/oktava)
• To'rtinchi tartib (24 dB/oktava)

Filtrlarning asosiy xususiyatlari:

• Tarmoqli kengligi (o'tgan chastotalar diapazoni).
• Stopband (signalni sezilarli darajada bostirish diapazoni).
• Kesish chastotasi (o'tish va to'xtash diapazonlari orasidagi o'tish chiziqli bo'lmagan holda sodir bo'ladi. O'tkazilayotgan signalning 3 dB ga zaiflashgan chastotasi kesish chastotasi deb ataladi).

Akustik signal filtrlarini baholash uchun qo'shimcha parametrlar:

• AHF pasayishining qiyaligi (signalning amplituda-chastota xususiyatlari).
• O'tish chizig'idagi notekislik.
• Rezonans chastotasi.
• Yaxshi sifat.

Elektron signallarning chiziqli filtrlari bir-biridan chastotali javob egri chizig'ining turi (ko'rsatkichlarning bog'liqligi) bilan farqlanadi.

Bunday filtrlarning navlari ko'pincha ushbu naqshlarni aniqlagan olimlarning ismlari bilan ataladi:

• Butterworth filtri (o'tish diapazonidagi silliq chastotali javob),
• Bessel filtri (guruhning silliq kechikishi bilan tavsiflanadi),
• Chebyshev filtri (chastota reaktsiyasining keskin pasayishi),
• Elliptik filtr (o'tish va bostirish diapazonlarida chastotali javob to'lqinlari),

Va boshqalar.

Sabvufer uchun eng oddiy past chastotali filtr ikkinchi tartib quyidagicha ko'rinadi: dinamikga ketma-ket ulangan indüktans (lasan) va parallel ravishda sig'im (kondensator). Bu LC filtri deb ataladi (L - elektr davrlaridagi indüktans uchun, C esa sig'im uchun).

Ishlash printsipi quyidagicha:

1. Induktiv qarshilik chastotaga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir va shuning uchun bobin past chastotalardan o'tadi va yuqori chastotalarni bloklaydi (chastota qanchalik baland bo'lsa, induktiv qarshilik shunchalik yuqori bo'ladi).
2. Kapasitans qarshiligi signal chastotasiga teskari proportsionaldir va shuning uchun karnayning kirishida yuqori chastotali tebranishlar zaiflashadi.

Ushbu turdagi filtr passiv hisoblanadi. Amalga oshirish qiyinroq - faol filtrlar.

O'z qo'lingiz bilan sabvufer uchun oddiy filtrni qanday qilish kerak

Yuqorida aytib o'tilganidek, dizayndagi eng oddiylar passiv filtrlardir. Ular faqat bir nechta elementlarni o'z ichiga oladi (raqam kerakli filtr tartibiga bog'liq).

Siz o'zingizning past o'tkazuvchan filtringizni onlayn rejimda tayyor sxemalar yordamida yoki kerakli xususiyatlarni batafsil hisoblab chiqqandan so'ng individual parametrlardan foydalangan holda yig'ishingiz mumkin (qulaylik uchun siz turli xil tartibdagi filtrlar uchun maxsus kalkulyatorlarni topishingiz mumkin, ular yordamida siz parametrlarni tezda hisoblashingiz mumkin. tarkibiy elementlar - bobinlar, kondansatörler va boshqalar).

Faol filtrlar (krossoverlar) uchun siz maxsus dasturlardan foydalanishingiz mumkin, masalan, "Crossover Elements Calculator".

Ba'zi hollarda sxemani loyihalashda filtr qo'shgich kerak bo'lishi mumkin.

Bu erda ikkala ovoz kanali (stereo), masalan, kuchaytirgichdan chiqqandan keyin va hokazo, avval filtrlash kerak (faqat past chastotalarni qoldirib), keyin qo'shimcha yordamida bittaga birlashtirilishi kerak (chunki ko'pincha faqat bitta sabvufer o'rnatilgan). . Yoki aksincha, avval yig'indi, so'ngra past chastotalarni filtrlang.

Misol tariqasida, eng oddiy ikkinchi darajali passiv past o'tkazuvchan filtrni olaylik.

Karnay empedansi 4 Ohm bo'lsa, kutilgan kesish chastotasi 150 Gts bo'lsa, Butterworth filtrlash kerak bo'ladi.