Tento článek vám řekne, jak vyrobit horní propust vlastníma rukama. Ale než se do toho pustíme, musíme něco pochopit. Jaké jsou samotné horní a dolní propusti.
Definice
Filtry lze rozdělit na horní (vysoké) a nižší (nízké) frekvence. Proč lidé často říkají „vysoké“a ne „vysoké“frekvence? To je způsobeno skutečností, že vysoké frekvence ve zvukové technice začínají od dvou kilohertzů. Ale dva kilohertz v radiotechnice je frekvence zvuku, a proto se nazývá „nízká“.
Existuje také něco jako průměrná frekvence. Týká se zvukového inženýrství. Co je tedy středopropustný filtr? Jedná se o kombinaci několika výše uvedených zařízení. Může to být také pásmová propust.
Horní propust je elektronické nebo jiné zařízení, které propouští horní frekvence signálu a které na vstupu potlačuje frekvenci signálu v souladu s dříve nastavenou mezní hodnotou. Stupeň potlačení bude také záviset na konkrétním typu filtru.
Nízkofrekvenční se liší tím, že může projít příchozím signálem,která bude pod nastavenou mezní hodnotou a zároveň potlačí vysoké frekvence.
Rozsah aplikace
Horní propust lze použít k izolaci vysokofrekvenčních signálů. Často se také používá při zpracování zvukových signálů, například v samostatných filtrech, kterým se také říká crossover filtry. Používají se také pro zpracování obrazu, aby bylo možné provést konverzi frekvenční domény.
Z toho se skládá jednoduchý horní propust:
- Rezistor.
- Kondenzátor.
Práce odporu na kapacitě (R x C) je časová konstanta (trvání procesu) pro tento filtr, která bude nepřímo úměrná mezní frekvenci v hertzech (jednotka měření oscilačních procesů).
Výpočet horní propusti
Jak tedy můžeme počítat? Chcete-li provést všechny kroky doma, musíte vytvořit jednu z nejjednodušších tabulek pro automatické výpočty v aplikaci Microsoft Excel, ale k tomu musíte umět používat vzorce v tomto programu.
Můžete použít tento vzorec:
Kde f je mezní frekvence; R je odpor rezistoru, Ohm; C je kapacita kondenzátoru, F (farady).
Typy
Představená zařízení se dodávají v pěti typech a nyní je zvážíme jedno po druhém.
- Ve tvaru U – vypadají jako písmeno P;
- Tvar ve tvaru T – připomíná písmeno T;
- Tvar L – připomíná písmeno G;
- jednoduchý prvek (kondenzátor slouží jako filtr pro vysokéfrekvence);
- multi-link - jedná se o stejné filtry ve tvaru L, pouze v tomto případě jsou zapojeny do série.
ve tvaru U
Dá se říci, že tyto filtry jsou stejné jako ty ve tvaru L, ale na začátku jsou navíc spojeny ještě jednou částí. Vše, co bude napsáno pro tvar T, bude platit pro tvar U. Jediný rozdíl je v tom, že zvýší posunovací efekt na rádiový okruh vpředu.
Pro výpočet filtru ve tvaru U budete muset použít vzorec pro dělič napětí a přidat další bočníkový odpor k prvnímu prvku.
Zde jsou příklady přechodu RC filtru ve tvaru L na RC filtr ve tvaru U také pro vysoké frekvence:
Na obrázku můžete vidět, že k původnímu obvodu je přidán další 2R rezistor, paralelně k prvnímu.
Zde je příklad převodu na RL:
Zde se místo rezistoru objeví induktor. Je také přidán druhý (2L), umístěný paralelně k prvnímu.
A třetí příklad – převody na LC:
ve tvaru T
Filtr ve tvaru T je stejný filtr ve tvaru L, pouze s přidáním jednoho dalšího prvku.
Budou vypočítány stejným způsobem jako dělič napětí, který se bude skládat ze dvou částí s nelineární frekvenční charakteristikou. Dále k získané hodnotě musíte přidat číslo reaktance třetího prvku.
Můžete také použít jinou metodu výpočtu,v praxi je však méně přesný. Její podstata spočívá v tom, že po získané hodnotě první vypočtené části filtru ve tvaru L proměnná roste nebo klesá zdvojnásobením a je rozdělena na dva prvky.
Pokud se jedná o kondenzátor, tak se hodnota kapacity cívek zdvojnásobí, pokud se jedná o rezistor nebo tlumivku, pak hodnota odporu cívek naopak klesne dvakrát.
Příklady konverzí jsou uvedeny níže.
Přechod z RC filtru ve tvaru L na filtr ve tvaru T:
Obrázek ukazuje, že pro přechod je nutné přidat druhý kondenzátor (2C).
Přechod RL:
V tomto případě je vše analogicky. Pro úspěšný přechod musíte přidat druhý rezistor zapojený do série.
Přechod LC:
ve tvaru L
Filtr ve tvaru L je dělič napětí, který se skládá ze dvou součástí s nelineární frekvenční charakteristikou (frekvenční charakteristikou). Pro tento filtr je povoleno použít obvod a všechny vzorce pro dělič napětí.
Může být reprezentován takto:
Pokud nahradíme R1 kondenzátorem, získáme horní propust. Níže můžete vidět fotografii upraveného schématu:
Vzorce pro výpočet:
|
U in=U out(R1+R2)/R2; U out \u003d U vR2 / (R1 + R2); R celkem=R1+R2 R1=U vstupR2/U výstup - R2; R2=U outR celkem/U in |
Teďpojďme se podívat, jak vypočítat.
Vysokopropustný filtr pro výškové reproduktory
Struktura takového filtru je poměrně jednoduchá. Bude se skládat pouze ze dvou částí – kondenzátoru a odporu.
Úloha filtru, který odfiltruje středofrekvenční a nízkofrekvenční složky v audio signálu, bude přímo hrát roli samotného kondenzátoru. A promiňte tu tautologii, odpor bude fungovat jako odpor, to znamená, že sníží úroveň hlasitosti.
Důležité: vysoké frekvence nejsou odříznuty ekvalizérem od hlavního zařízení – to povede ke špatnému zvuku. Je lepší snížit jejich počet odporem.
Za optimální odpor bude považován 4,0 a 5,5 Ohm.
Spotřební materiál pro výrobu
K vytvoření filtru horní propusti pro výškový reproduktor budete potřebovat následující materiály:
- jeden odpor 5,5 ohmů;
- jeden odpor 4,0 ohm;
- dva kondenzátory MBM 1,0uF;
- lepicí páska nebo teplem smrštitelná bužírka.
Aktivní filtr horní propusti
Aktivní filtry mají obrovskou výhodu oproti svým pasivním protějškům, zejména při frekvencích pod 10 kHz. Pasivní totiž obsahují cívky se zvýšenou indukčností a kondenzátory, které mají velkou kapacitu. Z tohoto důvodu se ukázaly být objemné a drahé, a proto jejich výkon není nakonec ani zdaleka ideální.
Velké indukčnosti je dosaženo díkyzvýšený počet závitů cívky a použití feromagnetického jádra. Tím se uvolní jeho vlastnosti čisté indukčnosti, protože dlouhý drát cívky s velkým počtem závitů má značný odpor a feromagnetické jádro je ovlivněno teplotou, která velmi ovlivňuje jeho magnetické vlastnosti. Vzhledem k tomu, že je nutné použít velkou kapacitu, je nutné použít kondenzátory, které nemají nejlepší stabilitu. Mezi ně patří elektrolytické kondenzátory. Filtry, nazývané aktivní, z velké části nemají výše uvedené nevýhody.
Diferenciátorové a integrační obvody jsou postaveny pomocí operačních zesilovačů, jsou to nejjednodušší aktivní filtry. Při volbě obvodových prvků podle jasných instrukcí při dodržení závislosti na frekvenci derivátoru se z nich stávají vysokofrekvenční filtry a na frekvenci integrátorů naopak nízkofrekvenční filtry. Níže je uvedena fotografie vysvětlující vše výše uvedené:
Vysokopropustný filtr na zesilovači
Zvažme nastavení zesilovače v autě.
Než nastavíte zesilovač v autě, musíte resetovat všechna nastavení hlavního zařízení na nulu. Dělicí kmitočet musí být nastaven v rozsahu 50-70 Hz. Přední kanálový filtr na zesilovači v autě je nastaven na vysoké frekvence. Mezní frekvence je v tomto případě nastavena v rozsahu 70-90 Hz.
Pokud návrh umožňuje zesílení předních reproduktorů po jednotlivých kanálech, musíte provést samostatnýnastavení výškového reproduktoru. K tomu musí být filtr nastaven do příslušné polohy a mezní frekvence by měla být zvolena v oblasti 2500 Hz.
Mimo jiné potřebujete upravit citlivost zesilovače. Chcete-li to provést, musí být zpočátku resetováno na nulu, hlavní věcí je přenést zařízení do režimu maximální hlasitosti a poté začít zvyšovat citlivost. V okamžiku, kdy se objeví zkreslení zvuku, je třeba přestat otáčet knoflíkem a také byste měli mírně snížit samotnou citlivost.
Stále existuje jednoduchý způsob, jak zkontrolovat kvalitu zvuku: pokud se po zapnutí ozve cvakání v subwooferu a praskání v reproduktoru, znamená to, že dochází k interferenci se signálem.
Basy by neměly být vázány na subwoofer. Chcete-li to provést, otočte ovladač fáze na subwooferu o 180 stupňů. Pokud tento regulátor není přítomen, musíte zaměnit kladné a záporné propojovací vodiče.
Nastavte zvukový procesor. Chcete-li to provést, musíte upravit časová zpoždění pro každý z kanálů. Musíte nastavit časové zpoždění na levém kanálu, aby zvuk vycházející z levých reproduktorů dorazil k ovladači ve stejnou dobu jako pravý. Mělo by to mít pocit, jako by zvuk vycházel ze středu kabiny.
Kromě výše uvedeného může zvukový procesor odstranit basovou vazbu v zadní části kabiny. Chcete-li to provést, musíte nastavit stejné zpoždění v pravém a levém kanálu přední akustiky. Tím se odstraní lokalizace basů kolem subwooferu.
Nyní víte nejenjak vypočítat a sestavit frekvenční filtr vlastníma rukama, ale také jak co nejpřesněji nastavit jeho provoz.
