Tässä artikkelissa kerrotaan, kuinka voit tehdä ylipäästösuodattimen omin käsin. Mutta ennen kuin pääsemme tähän, meidän on ymmärrettävä jotain. Mitä itse yli- ja alipäästösuodattimet ovat.
Määritelmä
Suodattimet voidaan jakaa ylempään (korkeaan) ja alempaan (matalaan) taajuuteen. Miksi ihmiset sanovat usein "korkeat" eivätkä "korkeat" taajuudet? Tämä johtuu siitä, että korkeat taajuudet äänitekniikassa alkavat kahdesta kilohertsistä. Mutta radiotekniikassa kaksi kilohertsiä on äänen taajuus, ja siksi sitä kutsutaan "matalaksi".
On olemassa myös sellainen asia kuin keskimääräinen taajuus. Se viittaa äänitekniikkaan. Joten mikä on keskipäästösuodatin? Tämä on useiden yllä olevien laitteiden yhdistelmä. Se voi olla myös kaistanpäästösuodatin.
Ylipäästösuodatin on elektroninen tai jokin muu laite, joka läpäisee signaalin ylempiä taajuuksia ja joka sisääntulossa vaimentaa signaalitaajuutta aiemmin asetetun rajan mukaisesti. Vaimennusaste riippuu myös tietystä suodatintyypistä.
Matala taajuus eroaa siinä, että se voi läpäistä saapuvan signaalin,joka on asetetun raja-arvon alapuolella, samalla kun se vaimentaa korkeat taajuudet.
Soveltamisala
Ylipäästösuodatinta voidaan käyttää suurtaajuisten signaalien eristämiseen. Sitä käytetään usein myös audiosignaalien käsittelyssä, esimerkiksi erillisissä suodattimissa, joita kutsutaan myös crossover-suodattimiksi. Niitä käytetään myös kuvankäsittelyyn, jotta taajuusalueen muunnos voidaan suorittaa.
Tästä yksinkertainen ylipäästösuodatin koostuu:
- Vastus.
- Kondensaattori.
Kapasitanssin vastuksen työ (R x C) on tämän suodattimen aikavakio (prosessin kesto), joka on kääntäen verrannollinen katkaisutaajuuteen hertseinä (värähtelyprosessien mittayksikkö)..
Ylipäästösuodattimen laskeminen
Kuinka voimme laskea? Jotta voit suorittaa kaikki vaiheet kotona, sinun on tehtävä yksi yksinkertaisimmista automaattisista laskentataulukoista Microsoft Excelissä, mutta tätä varten sinun on voitava käyttää tämän ohjelman kaavoja.
Voit käyttää tätä kaavaa:
Missä f on rajataajuus; R on vastuksen vastus, ohm; C on kondensaattorin kapasitanssi, F (farads).
Tyypit
Esiteltyjä laitteita on viisi tyyppiä, ja nyt tarkastelemme niitä yksitellen.
- U-muotoinen - ne näyttävät P-kirjaimelta;
- T-muotoinen - muistuttaa T-kirjainta;
- L-muotoinen - muistuttaa G-kirjainta;
- yksielementti (kondensaattori toimii suodattimena korkealletaajuudet);
- multi-link - nämä ovat samoja L-muotoisia suodattimia, vain tässä tapauksessa ne on kytketty sarjaan.
U-muotoinen
Voit sanoa, että nämä suodattimet ovat samoja kuin L-muotoiset, mutta ne on liitetty alussa vielä yhdellä osalla. Kaikki, mikä kirjoitetaan T-muotoiselle, on totta U-muotoiselle. Ainoa ero on, että ne lisäävät vaihtovaikutusta edessä olevaan radiopiiriin.
U-muotoisen suodattimen laskemiseksi sinun on käytettävä jännitteenjakajan kaavaa ja lisättävä ylimääräinen shunttivastus ensimmäiseen elementtiin.
Tässä on esimerkkejä L-muotoisen RC-suodattimen siirtymisestä U-muotoiseen RC-suotimeen, myös korkeat taajuudet:
Näet kuvasta, että alkuperäiseen piiriin on lisätty toinen 2R-vastus, rinnakkain ensimmäisen kanssa.
Tässä on esimerkki muuntamisesta RL:ksi:
Tässä vastuksen sijaan induktori tulee näkyviin. Lisätään myös toinen (2L), joka sijaitsee yhdensuuntainen ensimmäisen kanssa.
Ja kolmas esimerkki – muunnokset LC:ksi:
T-muotoinen
T-muotoinen suodatin on sama L-muotoinen suodatin, vain yksi elementti lisättynä.
Ne lasketaan samalla tavalla kuin jännitteenjakaja, joka koostuu kahdesta osasta, joilla on epälineaarinen taajuusvaste. Seuraavaksi sinun on lisättävä saatuun arvoon kolmannen elementin reaktanssiluku.
Voit käyttää myös toista laskentatapaa,se on kuitenkin käytännössä vähemmän tarkka. Sen olemus on siinä, että L-muotoisen suodattimen ensimmäisen lasketun osan saadun arvon jälkeen muuttuja kasvaa tai laskee kaksinkertaistuen ja jakautuu kahdelle elementille.
Jos se on kondensaattori, niin käämien kapasitanssin arvo kaksinkertaistuu, jos kyseessä on vastus tai kuristin, niin käämien resistanssin arvo päinvastoin putoaa kahdesti.
Tulosesimerkit näkyvät alla.
Siirtymä L-muotoisesta RC-suodattimesta T-muotoiseen:
Kuva näyttää, että toinen kondensaattori (2C) on lisättävä siirtymää varten.
Siirtymä RL:
Tässä tapauksessa kaikki on analogisesti. Onnistuneen siirtymisen varmistamiseksi sinun on lisättävä toinen sarjaan kytketty vastus.
Siirtymä LC:
L-muotoinen
L-muotoinen suodatin on jännitteenjakaja, joka koostuu kahdesta komponentista, joilla on epälineaarinen taajuusvaste (taajuusvaste). Tässä suodattimessa on sallittua käyttää piiriä ja kaikkia jännitteenjakajakaavoja.
Se voidaan esittää näin:
Jos korvaamme R1:n kondensaattorilla, saamme ylipäästösuodattimen. Näet valokuvan muokatusta mallista alla:
Laskentakaavat:
|
U sisään=U ulos(R1+R2)/R2; U ulos \u003d U sisäänR2 / (R1 + R2); R yhteensä=R1+R2 R1=U sisäänR2/U ulos - R2; R2=U ulosR yhteensä/U sisään |
Nytkatsotaan kuinka lasketaan.
Ylipäästösuodatin diskanttikaiuttimille
Tällaisen suodattimen rakenne on melko yksinkertainen. Se koostuu vain kahdesta osasta - kondensaattorista ja resistanssista.
Suodattimen rooli, joka suodattaa pois äänisignaalin keskitaajuiset ja matalataajuiset komponentit, toimii suoraan itse kondensaattorina. Ja anteeksi tautologia, vastus toimii vastuksena, eli vähentää äänenvoimakkuutta.
Tärkeää: taajuuskorjain ei katkaise korkeita taajuuksia päälaitteesta - tämä johtaa huonoon ääneen. On parempi vähentää niiden määrää vastustamalla.
Optimaaliresistanssiksi katsotaan 4,0 ja 5,5 ohmia.
Askartelutarvikkeet
Ylipäästösuodattimen luomiseksi diskanttikaiuttimelle tarvitset seuraavat materiaalit:
- yksi vastus 5,5 ohm;
- yksi vastus 4,0 ohmia;
- kaksi kondensaattoria MBM 1.0uF;
- ilmanauha tai lämpökutisteletku.
Aktiivinen ylipäästösuodatin
Aktiivisilla suodattimilla on v altava etu passiivisiin vastineisiinsa nähden, etenkin alle 10 kHz:n taajuuksilla. Tosiasia on, että passiiviset sisältävät suuren induktanssin keloja ja kondensaattoreita, joilla on suuri kapasitanssi. Tämän vuoksi ne osoittautuvat isoiksi ja kalliiksi, ja siksi niiden suorituskyky on loppujen lopuksi kaukana ihanteellisesta.
Suuri induktanssi saavutetaan johtuenkelan kierrosten lisääntyminen ja ferromagneettisen sydämen käyttö. Tämä vapauttaa sen puhtaan induktanssin ominaisuudet, koska käämin pitkällä langalla, jossa on paljon kierroksia, on merkittävä vastus ja lämpötila vaikuttaa ferromagneettiseen ytimeen, mikä vaikuttaa suuresti sen magneettisiin ominaisuuksiin. Koska on tarpeen käyttää suurta kapasitanssia, on tarpeen käyttää kondensaattoreita, joilla ei ole parasta vakautta. Näitä ovat elektrolyyttikondensaattorit. Suodattimet, joita kutsutaan aktiivisiksi, ovat suurelta osin vailla yllä olevia haittoja.
Erotus- ja integraattoripiirit on rakennettu käyttämällä operaatiovahvistimia, ne ovat yksinkertaisimpia aktiivisia suodattimia. Kun piirielementit valitaan selkeiden ohjeiden mukaan, huomioiden riippuvuuden differentiaattorin taajuudesta, niistä tulee korkeataajuisia suodattimia ja integraattoreiden taajuudella päinvastoin matalataajuisia suodattimia. Alla on valokuva, joka selittää kaiken yllä olevan:
Ylipäästösuodatin vahvistimessa
Mietitään vahvistimen asentamista autoon.
Ennen kuin asennat vahvistimen autoon, sinun on nollattava kaikki päälaitteen asetukset. Jakotaajuus on asetettava alueelle 50-70 Hz. Auton vahvistimen etukanavasuodatin on asetettu korkeille taajuuksille. Rajataajuus on tässä tapauksessa asetettu alueelle 70-90 Hz.
Jos suunnittelu mahdollistaa etukaiuttimien kanava-kanavavahvistuksen, sinun on suoritettava erillinendiskanttikaiuttimen asetukset. Tätä varten suodatin on asetettava oikeaan asentoon ja rajataajuus on valittava 2500 Hz:n alueelle.
Sinun on muun muassa säädettävä vahvistimen herkkyyttä. Tätä varten se on aluksi palautettava nollaan, tärkeintä on siirtää laite enimmäisäänenvoimakkuustilaan ja sitten alkaa lisätä herkkyyttä. Kun äänen säröä ilmaantuu, sinun on lopetettava nupin kääntäminen, ja sinun tulee myös pienentää hieman itse herkkyyttä.
On edelleen yksinkertainen tapa tarkistaa äänenlaatu: jos päälle kytkemisen jälkeen kuuluu naksahduksia subwooferista ja rätintää kaiuttimesta, tämä tarkoittaa, että signaalissa on häiriöitä.
Bassoa ei saa yhdistää subwooferiin. Voit tehdä tämän kääntämällä subwooferin vaihesäädintä 180 astetta. Jos tätä säädintä ei ole, sinun on vaihdettava positiiviset ja negatiiviset liitäntäjohdot.
Asenna ääniprosessori. Tätä varten sinun on säädettävä kunkin kanavan aikaviiveet. Sinun on asetettava aikaviive vasemmalle kanavalle, jotta vasemmasta kaiuttimesta tuleva ääni saavuttaa kuljettajan samaan aikaan oikean kaiuttimen kanssa. Sen pitäisi tuntua siltä, että ääni tulee ohjaamon keskeltä.
Kaiken edellä mainitun lisäksi ääniprosessori voi poistaa basson sidoksen ohjaamon takaosasta. Tätä varten sinun on asetettava samat viiveet etuakustiikan oikealle ja vasemmalle kanavalle. Tämä poistaa basson lokalisoinnin subwooferin ympäriltä.
Nyt tiedät paitsikuinka laskea ja koota taajuussuodatin omin käsin, mutta myös kuinka määrittää sen toiminta mahdollisimman tarkasti.
